ITBS940032A1

ITBS940032A1 - Campana a vaporizzazione controllata per il trattamento metallurgico di bagni fusi

Info

Publication number: ITBS940032A1
Application number: IT94BS000032A
Authority: IT
Inventors: Ettore Bennati
Original assignee: Benet S N C Di Bennati Ettore
Priority date: 1994-04-07
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1995-10-07
Also published as: ITBS940032A0; WO1995027801A1; AU2113595A

Description

D E S C R I Z I O N E

del BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo CAMPANA A VAPORIZZAZIONE CONTROLLATA PER IL

TRATTAMENTO METALLURGICO DI BAGNI FUSI "

L'invenzione è diretta a migliorare il rendimento generale dei trattamenti metallurgici per esempio della ghisa, che utilizzano il magnesio puro e/o sue leghe vaporizzato direttamente nel bagno fuso per l'ottenimento di grafite nodulare e sue modificazioni a per la desolforazione, disossidazione e trattamenti similari.

Con le tecnicne note, la vaporizzazione viene ottenuta per contatto diretto tra il metallo -Fuso ed il magnesio; a causa della elevata temperatura si sviluppano istantaneamente e ciclicamente, enormi volumi di vapori di Mg. che attraversando il bagno, generano le reazione richieste.

Da notare però, che gran parte del Mg. ossida all'esterno dei bagno con la tipica combustione luminosa e/o generando fumi caldi con grave danno ambientale ed economico. Le cause delle perdite di Mg. sono da ricercare sia nella formazione di grandi bolle dì vapore che nella ridotta area di distribuzione delle stesse all'interno del bagno. In effetti il Mg. molecolare delle bolle non solubilizza completamente nel bagna a causa sia delle sovrasaturazioni locali di Mg. che rallentano o inibiscono le reazioni con zolfo, ossigeno ecc. , sìa del breve tempo ai contatto disponibile.

Scopo della presente invenzione è quello di consentire la formazione e la distribuzione continua e con un tempo determinato di bolle di vapore di Mg. con volume ridotto ed in tutta la massa dcil bagno per favorire il completo svolgimento delle reazioni e diminuire cosi le perdine.

Lo scopo viene raggiunto grazie alla speciale campana di vaporizzazione a tenuta stagna che consente la fusione e vaporizzazione del Mg.sfruttando anche il calore sensibile del bagno che viene trasmesso per conduzione ed irraggiamento sia dalle pareti della campana che dal bagno escludendo però ogni contatta diretto tra lo stesso e il materiale di reazione Mg.sia esso allo stato solido o liquido.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di fondere e surriscaldare il materiale di reazione (Mg) direttamente nella camera/ intercapedine di reazione delia campana e all'esterno del bagna, -fornendo il calore necessario con mezzi sussidiari di riscaldamento elettrico o a combustione, riducendo così le perdite di temperatura del bagno e consentendo lo svolgimento del trattamento a più favorevoli basse temperature.

Il preriscaldo/mantenimento delle temperature all'esterno del bagno, riduce inoltre gli sbalzi ter— mici che determinano la durata della campana in materiali refrattari ad alta conducibilità termica. Gli scopi vengono raggiunti mediante una campana di vaporizzazione rappresentata in Fig.1, in fase di trattamento immersa in un bagna 1. Questa campana 1 ha un corpo 2 con un attacco per un'asta di immersione 3 ed una camera o intercapedine stagna 4 nella quale è inglobata la vaschetta di contenimento del materiale di reazione 5 sia esso allo stato solido 13a o liquida 15b.

La campana, completamente chiusa verso l 'alto ed a tenuta stagna di gas, consente se immersa in un bagno, la formazione ed il mantenimento nella camera interna 4 di una pressione di gas o vapori che cor— risponde alia spinta metallostatica del bagno e che impedisce la risalita ed il contatto dello stesso con il materiale di reazione presente nella vaschetta. La -fusione e la vaporizzazione sono determinate dal calore trasmesso per conduzione dalle pareti 2ao interna/esterna della vaschetta e per irraggiamento sia dalle pareti interne della camera che dalla superficie libera del bagno circoscritta dalla bocca inferiore 6 della campana.

La uniforme ed ininterrotta distribuzione dei vapori di reazione nel bagno è assicurata da una serie di condotti 7 cne coilegano direttamente la camera interna al bagno esterno, garantendo anche il mantenimento dell'equilibrio di pressione per tutto il tempo di vaporizzazione, di durata determinabile in base alle caratteristiche dimensionali e fisiche dei materiali della campana, in particolare della conducibilità termica.

Nella Fig.2 sono rappresentate le attrezzature principali per il trattamento con la campana di vaporizzazione seconda l'invenzione. In particolare si notano: la siviera di trattamento B contenente il bagno 1 nel quale è immersa la campana 2 collegata tramite l'asta di immersione 9 ad un meccanismo di rotazione campana 10 che permette la distribuzione ed omogenizzazione dei vapori, e il sistema di immersione/estrazione campana il dal bagno. Nella Fig.3 sono rappresentati : un dispositivo 12 di introduzione dei materiale di reazione 13a nella vaschetta 5, un dispositivo elettrico 14 per la -fusione ed il surriscaldamento del materiale di reazione contenuto nella campana prima della Immersione della stessa nel bagno da trattare e che consente di ridurre le perdite di temperatura ed i rischi di rotture delle campane dovuti agli sbalzi termici.

Nelle Figg.4 e 5 sono rappresentate due varianti nell'assemblaggio delle diverse componenti quali: la cupola 2c con la sede attacco per l'asta d'immersione, la parete esterna con vaschetta integrata 2a, la parete interna 2b della vaschetta 5 con i segmenti di bloccaggio 2d con i condotti di distribuzione dei vapori 7 che possono essere realizzati anche in materiali tra loro non omogenei.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I I. Camera di vaporizzazione per il trattamento in immersione di bagni metallici,per es.,ghisa o acciaio, con impiega ai materiali di reazione ad elevato sviluppo di vapori come magnesio e sue leghe, caratterizzata dal fatto che la vaporizzazione del materiale di reazione si sviluppa all'interno di una camera (4) in modo continuo e solo dopo l'immersione della campana nel bagno e coi calore sensibile ceduto dallo stesso, ma senza alcun contatto diretto con il materiale di reazione alla stato solido o liquido contenuto in una vaschetta (5) inglobata all'interno della campana ed in diretto collegamento con la camera (4) tramite un imbocco superiore di alimentazione e pulizia (2e) della vaschetta, in quanto la pressione di gas/vapore presente nella camera equilibra la pressione metallostatica mantenendo il livella del metallo all'interno della campana ed in ogni condizione al di sotto dell'imbocco (2e), la trasmissione del calore di fusione e vaporizzazione avvenendo per conduzione attraverso le pareti della campana e per irraggiamento trasmeso dalle stesse e dalla superficie dei bagno inglobata sul fondo della campana, il tempo ai vaporizzazione essendo determinato per una formazione e distribuzione di bolle di vapore compìeoamente solubilizzabili nello stesso bagno attraverso condotti di distribuzione (7).
2. Campana di vaporizzazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la -fusione ed il surriscaldamento a temperature prossime a quella di vaporizzazione del materiale di reazione, vengono ottenute ali'esterno del bagno e con l'apporto di calore tornito da una fonte indipendente di riscaldamento elettrico o a combustione
3. Campana di vaporizzazione secondo le rivendicazioni 1 e 2, comprendente un dispositivo di rotazione (10) per la distribuzione omogenea deli vapori di reazione nei bagno ed un dispositiva d'immersione e sollevamento della campana (11).
4. Campana di vaporizzazione secondo le rivendicazioni 1 e 2 comprendente una struttura monolitica oppure composta da diversi elementi assiemabili di materiali omogenei oppure diversi.
5. Campana per il trattamento in immersione di bagni metallici mediante la vaporizzazione di materiali di reazione ad elevato sviluppo di vapori, come sostanzialmente sopra descritta,illustrata e rivendicata per gli scopi specificati.