PL198450B1 - Urządzenie do obróbki ciekłego metalu i zastosowanie urządzenia - Google Patents

Abstract

1. Urz adzenie do obróbki ciek lego metalu, zawieraj ace kad z posiadaj ac a komor e obróbki, kana l wlotowy i otwór wlotowy ciek lego metalu i kana l wylotowy, i otwór wylotowy ciek lego metalu, elementy lacz ace do do laczania przy- najmniej jednej rynny doprowadzaj acej i przynajmniej jednej rynny odprowadzaj acej oraz elementy wdmuchuj ace do dostarczania do ciek lego metalu gazu stosowanego do obróbki, umieszczone przynajmniej w jednej scianie bocz- nej kadzi, przy czym przynajmniej jeden z otworów wloto- wego i wylotowego jest usytuowany ca lkowicie poni zej powierzchni ciek lego metalu podczas obróbki dla zapobie- gania przedostawaniu si e otaczaj acego powietrza do komo- ry obróbki, znamienne tym, ze komora obróbki (20) zawie- ra cz esci dop lywow a (23) i cz esc odp lywow a (24), a elementy wdmuchuj ace (22, 22a, 22b) s a umieszczone w cz esci dop lywowej (23), za s w cz esci odp lywowej (24) komory obróbki (20) jest umieszczony przynajmniej pierw- szy element filtracyjny (40), natomiast otwory wlotowy (9) i wylotowy (10) s a usytuowane w pobli zu dna (28) komory obróbki (20). PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do obróbki ciekłego metalu i zastosowanie urządzenia. Wynalazek dotyczy zwłaszcza urządzenia do obróbki przepływającego ciekłego metalu, zwłaszcza aluminium, stopu aluminium, magnezu lub stopu magnezu.

Znane są sposoby obróbki strumienia ciekłego metalu lub wsadu przed odlaniem do postaci wyrobu metalurgicznego, jak np. ukształtowana część, kęs lub płyta. Obróbka ciekłego metalu zwykle ma na celu usunięcie rozpuszczonych gazów (zwłaszcza wodoru), rozpuszczonych zanieczyszczeń (zwłaszcza metali alkalicznych) i stałych lub ciekłych wtrąceń, które mogłyby zmniejszyć jakość odlewanych wyrobów. Typowo obejmuje to obróbkę poprzez wdmuchiwanie gazu w ciekły metal, a operacja jest wykonywana w pierwszej kadzi. Gaz zastosowany do obróbki może być gazem obojętnym i rozpuszczanym w ciekłym metalu (np. argon), gazem aktywnym (np. chlor), lub może być mieszaniną gazu obojętnego i rozpuszczanego. Gaz obojętny i rozpuszczany wchłania gaz rozpuszczony poprzez rozcieńczenie i unosi go ze sobą. Aktywny gaz reaguje z niektórymi rozpuszczonymi zanieczyszczeniami i tym samym wytwarza ciekłe lub stałe wtrącenia, które, podobnie jak wtrącenia wcześniej występujące w ciekłym metalu, są usuwane poprzez filtrowanie w drugiej kadzi zaopatrzonej w filtr, jako filtr głębokodenny.

Znane urządzenia do obróbki ciekłych metali zawsze posiadały wiele wad. Mianowicie, znane urządzenia do obróbki są instalacjami bardzo obszernymi, których konserwacja jest zwykle skomplikowana. Takie urządzenia wymagają wysokich kosztów początkowych oraz wykazują duże koszty eksploatacyjne.

Opis patentowy US 5 846 479 przedstawia urządzenie do obróbki w linii, w którym występuje zamknięta komora obróbki oraz szeregi otworów wdmuchiwania gazu zastosowanego do obróbki, ustawionych w linii wzdłuż boków komory. Układ ten nie usuwa wtrąceń stałych.

Celem wynalazku jest opracowanie zwartego urządzenia do obróbki ciekłych metali, które zapewnia techniczne i ekonomiczne rozwiązanie niedogodności znanych urządzeń.

Według wynalazku, urządzenie do obróbki ciekłego metalu, zawierające kadź posiadającą komorę obróbki, kanał wlotowy i otwór wlotowy ciekłego metalu, i kanał wylotowy i otwór wylotowy ciekłego metalu, elementy łączące do dołączania przynajmniej jednej rynny doprowadzającej i przynajmniej jednej rynny odprowadzającej oraz elementy wdmuchujące do dostarczania do ciekłego metalu gazu stosowanego do obróbki, umieszczone przynajmniej w jednej ścianie bocznej kadzi, przy czym przynajmniej jeden z otworów wlotowego i wylotowego jest usytuowany całkowicie poniżej powierzchni ciekłego metalu podczas obróbki dla zapobiegania przedostawaniu się otaczającego powietrza do komory obróbki, charakteryzuje się tym, że komora obróbki zawiera części dopływową i część odpływową, a elementy wdmuchujące są umieszczone w części dopływowej, zaś w części odpływowej komory obróbki jest umieszczony przynajmniej pierwszy element filtracyjny, natomiast otwory wlotowy i wylotowy są usytuowane w pobliżu dna komory obróbki.

Otwór wlotowy i otwór wylotowy mogą być ukształtowane w przeciwnych ścianach końcowych kadzi.

Elementy wdmuchujące są umieszczone w pobliżu dna komory obróbki. Korzystnie, elementy wdmuchujące są ustawione w linii.

Elementy wdmuchujące są umieszczone w dwóch ścianach bocznych komory obróbki. Korzystnie, elementy wdmuchujące są usytuowane przemiennie na każdej ze ścian bocznych komory obróbki. Elementy wdmuchujące mogą być dyszami i zwłaszcza są nastawne kierunkowo.

Pierwszy element filtracyjny może być płytą filtracyjną. Płyta filtracyjna jest ze sztywnej pianki ceramicznej, korzystnie o porowatości większej od 4 porów na centymetr.

Po stronie odpływowej pierwszego elementu filtracyjnego może być umieszczony przynajmniej jeden drugi element filtracyjny.

Każdy element filtracyjny jest ustawiony pod kątem α z linią prostopadłą do głównej osi wzdłużnej komory obróbki, przy czym kąt α wynosi od 20° do 90°.

Pomiędzy częścią dopływową komory obróbki i pierwszym elementem filtracyjnym jest umieszczona przegroda do ograniczania turbulencji w pobliżu powierzchni przynajmniej pierwszego elementu filtracyjnego.

Długość Lg części dopływowej komory obróbki jest równa 30% do 90% wewnętrznej długości Lo komory obróbki.

PL 198 450 B1

Długość Lg części dopływowej komory obróbki jest równa 50% do 80% wewnętrznej długości Lo komory obróbki.

Urządzenie określone wcześniej jest zastosowane do obróbki przepływającego ciekłego metalu, a zwłaszcza do obróbki metalu wybranego z grupy obejmującej aluminium, stopy aluminium, magnez i stopy magnezu.

Zgrupowanie elementów wdmuchujących gazu zastosowanego do obróbki i elementów filtracyjnych wewnątrz zwartej komory obróbki, znacznie zmniejsza złożoność urządzenia do obróbki ciekłego metalu i ułatwia konserwację. Ponadto, zgrupowanie usytuowanie tych części w tej samej komorze może prowadzić do poprawy obróbki, po pierwsze dlatego, że mieszanie ciekłego metalu wskutek wdmuchiwania gazu w tę komorę zapobiega gromadzeniu się stałych materiałów w pobliżu elementów filtracyjnych (zwłaszcza na powierzchni płyty lub płyt filtracyjnych, gdy są zastosowane jako elementy filtracyjne), i po drugie, elementy filtracyjne sprzyjają powstawaniu przepływów recyrkulacyjnych ciekłego metalu wewnątrz komory, co prowadzi do wydłużenia czasu przebywania oraz do poprawy efektywności obróbki.

Dzięki zastosowaniu wysokoprzepływowych elementów wdmuchujących i przynajmniej jednego elementu filtracyjnego, zwłaszcza w postaci płyty filtracyjnej, w tej samej komorze obróbki urządzenia według wynalazku można przeprowadzić obróbkę ciekłego metalu o objętości V wynoszącej jedynie 0,1 m³ do 0,2 m³, przy przepływie ponad 30 ton/h z bardzo wysoką wydajnością (zwykle powyżej 40%).

Zwartość komory obróbki i intensywny przepływ ciekłego metalu w urządzeniu według wynalazku zapewniają, że ciekły metal nie ulega ochłodzeniu podczas obróbki.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie przykład wykonania urządzenia do obróbki ciekłego metalu, w którym zastosowano jedną płytę filtracyjną, w przekroju bocznym, fig. 2 - przedstawia schematycznie przykład wykonania urządzenia do obróbki ciekłego metalu, w którym zastosowano przegrodę i dwie płyty filtracyjne, w przekroju bocznym, fig. 3 - schematycznie kolejny przykład wykonania urządzenia do obróbki ciekłego metalu, w którym zastosowano jedną płytę filtracyjną, w przekroju bocznym, fig. 4 - przedstawia schematycznie następny przykład wykonania urządzenia do obróbki ciekłego metalu, w którym zastosowano jedną płytę filtracyjną, w przekroju bocznym, fig. 5 - przedstawia schematycznie przykład wykonania urządzenia do obróbki ciekłego metalu, w którym elementy wdmuchujące są rozmieszczone w linii, w przekroju z góry, fig. 6 - przedstawia schematycznie przykład wykonania urządzenia do obróbki ciekłego metalu, w którym elementy wdmuchujące są rozmieszczone przy dnie komory obróbki, w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A na fig.5, fig. 7 - przedstawia schematycznie przykład wykonania urządzenia do obróbki ciekłego metalu, w którym elementy wdmuchujące są rozmieszczone w linii i przemiennie po każdej stronie komory obróbki, w przekroju z góry, a fig. 8 - parametry wymiarowe urządzenia według wynalazku.

Jak pokazano na rysunku, fig. 1-8, urządzenie 1 do obróbki przepływającego ciekłego metalu według wynalazku posiada kadź 2 do wykonywania obróbki, zawierającą komorę obróbki 20, kanał wlotowy 7 i otwór wlotowy 9 do wprowadzania ciekłego metalu, i kanał wylotowy 8 i otwór wylotowy 10 do odprowadzania ciekłego metalu, elementy łączące 11, 12, 13, 14 do łączenia z przynajmniej jedną rynną doprowadzającą 15 ciekły metal i przynajmniej jedną rynną odprowadzającą 16 ciekły metal, oraz elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b do wdmuchiwania w ciekły metal gazu zastosowanego do obróbki umieszczone w jednej ścianie bocznej 32, 33 kadzi 2, każdy z elementów doprowadzających i odprowadzających posiada przynajmniej jeden z otworów wlotowego 9 i wylotowego 10 umieszczony tak, że znajduje się on całkowicie poniżej poziomu metalu 26 podczas obróbki, dla zapobieżenia przedostawaniu się powietrza z otoczenia do komory podczas obróbki. Komora obróbki 20 jest utworzona przez część dopływową 23 i część odpływową 24. Elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są umieszczone w części dopływowej 23 komory obróbki 20. W komorze obróbki 20, w jej części odpływowej 24, jest umieszczony przynajmniej jeden element filtracyjny 40.

Wzdłużna oś symetrii 6 urządzenia według wynalazku jest w przybliżeniu pozioma podczas obróbki. Przeciętny poziom przepływającego ciekłego metalu w urządzeniu według wynalazku podczas obróbki jest również zasadniczo poziomy. Urządzenie według wynalazku może być wstawione w układ przepływu ciekłego metalu, pomiędzy otwarte kanały od kadzi podtrzymującej do pośredniego urządzenia odlewającego. Brak znacznej różnicy poziomu pomiędzy wlotem i wylotem urządzenia ułatwia przepływ ciekłego metalu i zapobiega przepełnieniu urządzenia ciekłym metalem.

PL 198 450 B1

Teoretyczna swobodna powierzchnia ciekłego metalu podczas obróbki jest zaznaczona linią 26. Oczywiście, swobodna powierzchnia metalu jest generalnie niepłaska wewnątrz komory obróbki 20 w tym sensie, że pęcherze gazu wywołują odkształcenie tej powierzchni podczas obróbki. Poziom powierzchni 26 ciekłego metalu jest określony jako średni poziom swobodnej powierzchni ciekłego metalu, jaki można zaobserwować jeśli nie występuje wdmuchiwanie gazu zastosowanego do obróbki. Poziom powierzchni 26 ciekłego metalu w komorze obróbki 20 jest typowo w przybliżeniu stały. Innymi słowy, poziom powierzchni 26' ciekłego metalu w części dopływowej 23 komory obróbki 20 jest korzystnie w przybliżeniu taki sam, jak poziom powierzchni 26 ciekłego metalu w części odpływowej 24 komory obróbki 20.

Kanał wlotowy 7 i otwór wlotowy 9 doprowadzające ciekły metal i kanał wylotowy 8 oraz kanał wylotowy 10 odprowadzające ciekły metal są rozmieszczone w taki sposób, że podczas obróbki poziom powierzchni 26e ciekłego metalu na doprowadzeniu do urządzenia jest w przybliżeniu na tym samym poziomie, jak poziom powierzchni 26s ciekłego metalu na odprowadzeniu z tego urządzenia. Wyrażenie w przybliżeniu na tym samym poziomie oznacza, że różnice poziomu są mniejsze od około 1 cm.

Poziom Ne dna 37 rynny doprowadzającej 15 i poziom Ns dna 38 rynny odprowadzenia 16 w urządzeniu według wynalazku są zwykle w przybliżeniu jednakowe. Poziomy Ne i Ns typowo wynoszą 20% i 50% średniej głębokości H ciekłego metalu znajdującego się w komorze obróbki 20 podczas obróbki.

Otwór wlotowy 9 i otwór wylotowy 10 są korzystnie usytuowane w pobliżu dna 28 komory obróbki 20, w celu spowodowania bardziej efektywnej obróbki ciekłego metalu i w celu uproszczenia opróżnienia komory obróbki 20. Bardziej dokładnie, dno otworu wlotowego 9 lub otworu wylotowego 10 znajduje się korzystnie w odległości mniejszej niż około 10 cm, i korzystniej w odległości mniejszej niż około 5 cm, od dna 28 części dopływowej 23 komory obróbki 20.

W jednym korzystnym przykładzie wykonania wynalazku otwory wlotowy 9 i wylotowy 10 typowo odpowiadają końcom otworów lub kanałów 7, 8 w przeciwnych końcowych ścianach 29, 30 kadzi 2. Możliwe jest wykonanie otworów w bardziej złożonych układach, przykładowo z zastosowaniem przegrody.

Kadź 2 ma typowo metalowy płaszcz 3 i wewnętrzne wyłożenie 4 materiałem ogniotrwałym. Wyłożenie 4 może być wstępnie formowane.

Aby umożliwić łatwe odprowadzenie metalu pozostawionego pomiędzy operacjami obróbki, kadź 2 korzystnie posiada przynajmniej jeden spust 21, który korzystnie jest umieszczony w pobliżu dna 28 kadzi 2. Spust może być umieszczony po stronie dopływowej lub po stronie odpływowej co najmniej jednej płyty filtracyjnej 40, 41. Korzystne może być umieszczenie spustu w części dopływowej 23 komory obróbki i w części odpływowej 24 komory obróbki, dla całkowitego opróżnienia kadzi 2 po operacji obróbki.

Dno 28 może być pochylone względem wzdłużnej osi symetrii 6 urządzenia.

Kadź 2 jest typowo zamknięta w swej górnej części przez zdejmowaną pokrywę 5. Pokrywa typowo składa się z metalowej obudowy 34 i ogniotrwałego wyłożenia 35. Pokrywa jest korzystnie zaopatrzona w uchwyty 27, przez co może być łatwo zakładana i zdejmowana, zwykle z zastosowaniem środków mechanicznych. Urządzenie 1 korzystnie posiada elementy uszczelniające zapobiegające wymianie gazów pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną częścią komory obróbki 20, np. uszczelnienie 36 pomiędzy pokrywą 5 i płaszczem 3.

Kadź 2 i pokrywa 5 mogą być zaopatrzone w element odprowadzający 19 do odprowadzenia gazu zastosowanego do obróbki, np. rurę wykonaną z materiału ogniotrwałego.

Podczas zastosowania nieobrobiony ciekły metal 17 jest wprowadzany do komory obróbki 20 poprzez otwór wlotowy 9, natomiast obrobiony metal 18 jest odprowadzany z komory 20 poprzez otwór wylotowy 10. Na rysunkach nieobrobiony metal dopływa w lewym końcu E urządzenia, a obrobiony metal odpływa w prawym końcu S urządzenia.

Jak pokazano na fig. 1 do 8, otwór wlotowy 9 i otwór wylotowy 10 ciekłego metalu są usytuowane na dwóch przeciwnych ścianach końcowych 29, 30 urządzenia. Układ odpowiada ustawieniu wzdłuż linii prostej. Zgodnie z wynalazkiem, koniec wlotowy i/lub koniec wylotowy mogą być usytuowane inaczej względem siebie, na przykład mogą być prostopadłe lub równoległe do siebie.

Elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są korzystnie umieszczone w przynajmniej jednej ścianie bocznej 32, 33 kadzi 2. Innymi słowy, elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są korzystnie umieszczone na przynajmniej jednym z boków komory obróbki 20 kadzi 2, i bardziej dokładnie, przynajmniej

PL 198 450 B1 w jednej ze ścian bocznych 32, 33 komory obróbki 20, przy czym ściany boczne 32, 33 są zasadniczo prostopadłe do przepływu ciekłego metalu. Taki dobór umożliwia zastosowanie licznych elementów wdmuchujących wzdłuż przepływającego strumienia, co poprawia wydajność obróbki. Elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są typowo umieszczone w dwóch ścianach bocznych 32, 33 komory obróbki 20.

Elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są typowo ustawione w linii i korzystnie usytuowane w pobliżu dna 28 komory obróbki 20, umożliwiając wdmuchiwanie gazu w największej części objętości ciekłego metal występującej w części dopływowej 23 w komorze obróbki 20. Wysokość usytuowania elementów wdmuchujących 22, 22a, 22b względem dna komory obróbki 20 typowo wynosi od 2 do 6 cm. Na fig. 6 pokazano przekrój A-A według fig. 5, ilustrujący korzystny przykład wykonania wynalazku.

Korzystne jest, zgodnie z wynalazkiem, umieszczenie elementów wdmuchujących 22, 22a, 22b tylko w części dopływowej 23 komory obróbki 20. Szczególnie korzystne jest umieszczenie elementów wydmuchujących 22, 22a, 22b w pobliżu otworu wlotowego 9 strumienia ciekłego metalu, dla zwiększenia objętości faktycznie obrabianego ciekłego metalu.

Elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są typowo dyszami, które mogą być nieruchome lub nastawne kierunkowo.

Korzystne jest umieszczenie elementów wdmuchujących 22, 22a, 22b przemiennie w dwóch ścianach bocznych 32, 33 komory obróbki 20, innymi słowy po każdej stronie komory obróbki 20. W tym układzie elementy wdmuchujące nie są skierowane wzajemnie na siebie, przez co strumienie gazu nie uderzają o siebie. W tym wariancie, którego jeden z przykładów zilustrowano na fig. 7, elementy wdmuchujące 22a umieszczone wzdłuż komory obróbki 20 są przestawione wzdłużnie (innymi słowy przesunięte wzdłuż wzdłużnej osi urządzenia) względem elementów wydmuchujących 22b, które umieszczono po przeciwnej stronie komory obróbki 20. Takie ustawienie zwiększa wydajność obróbki. W tym układzie elementy wdmuchujące są typowo ustawione w linii prostej, po każdej stronie komory obróbki.

Ilość elementów wydmuchujących typowo wynosi od 3 do 10 po każdej stronie komory obróbki 20. Są one typowo rozstawione w odległości 10 do 20 cm.

Elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są korzystnie tak wykonane, aby nie tworzyły wypukłości wewnątrz komory obróbki 20 i tym samym umożliwiały łatwą konserwację komory obróbki. Gdy elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b mają postać dysz lub podobnych układów, mogą być cofnięte względem powierzchni ściany komory obróbki. Końce dysz są korzystnie wykonane z materiału ogniotrwałego, np. z sialonu (tlenek azotku glinu i krzemu).

Elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są zwykle nieruchome podczas obróbki w tym znaczeniu, że nie wykonują przesuwu lub obrotu. Ich ustawienie może być jednak zmienne dla dokładniejszego ustawienia wydajności wdmuchiwania gazu w ciekły metal.

Elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b mogą być użyte do wdmuchiwania gazu do obróbki ze szczególną orientacją względem dna 28 komory obróbki. Gaz do obróbki jest typowo wdmuchiwany pod kątem β od 0° do 25° względem dna 28.

W celu uzyskania zwartego i efektywnego urządzenia do wykonywania obróbki elementy wdmuchujące 22, 22a, 22b są korzystnie takie, aby całkowity strumień gazu zastosowanego do obróbki z elementów wydmuchujących był większy niż około 5 Nm³/h (korzystnie 8 do 10 m³/h). Wynik ten może być uzyskany przy zastosowaniu licznych elementów wydmuchujących 22, 22a, 22b, korzystnie usytuowanych w pobliżu dna komory (typowo w odległości od 2 do 6 cm od dna).

W części odpływowej 24 wewnątrz komory obróbki 20 jest umieszczony co najmniej jeden element filtracyjny 40, 41. Zapobiega to przedostawaniu się wtrąceń do wylotowego strumienia obrobionego ciekłego metalu 18 z urządzenia. Każdy element filtracyjny 40, 41 jest korzystnie płytą filtracyjną, co umożliwia łatwą wymianę tych elementów. Płyta jest typowo wykonana ze sztywnej pianki ceramicznej i jest typowo wykonana z tlenku glinu. Porowatość płyty jest korzystnie większa niż 4 pory na cm i typowo wynosi od 12 do 16 porów/cm, umożliwiając łatwe inicjowanie filtracji. Grubość każdej płyty typowo wynosi od 2 do 5 cm, a jej długość L typowo wynosi od 30 do 50 cm.

W przykładzie wykonania wynalazku zilustrowanym na fig. 1 urządzenie posiada pojedynczą płytę filtracyjną 40 o szerokości W zwykle równej przynajmniej szerokości Wo komory, i o długości L zwykle równej przynajmniej wysokości H ciekłego metalu w komorze obróbki. W celu ograniczenia przelewania się filtrowanego ciekłego metalu powyżej elementu filtracyjnego 40 długość L płyty elementu filtracyjnego jest typowo taka, że płyta dochodzi niemal do pokrywy 35 (i w związku z tym jest

PL 198 450 B1 w przybliżeniu równa wysokości Ho wewnętrznej wnęki komory obróbki 20). Wszystkie elementy filtracyjne w postaci płyt są osadzone w rowkach wykonanych w ścianie komory obróbki.

W przykładzie pokazanym na fig. 2 urządzenie posiada przynajmniej jeden drugi element filtracyjny 41 w postaci płyty, umieszczonej na stronie odpływowej pierwszego elementu filtracyjnego 40 w postaci płyty (innymi słowy elementy filtracyjne 40, 41. są ustawione w szeregu). Elementy filtracyjne są w przybliżeniu ustawione równolegle względem siebie. Ten wariant wynalazku umożliwia zmianę elementu filtracyjnego bez przerywania obróbki.

W przykładzie wykonania wynalazku zilustrowanym na fig. 3 element filtracyjny 40 umieszczony jest tak, że podczas obróbki jest on całkowicie zanurzony w ciekłym metalu, co oznacza wykorzystanie całej powierzchni do celów filtracji. Płyta każdego elementu filtracyjnego 40 może być pochylona pod kątem α od pionu (innymi słowy pochylona od linii pionowej, prostopadłej do głównej osi symetrii urządzenia w komorze), dla zwiększenia powierzchni filtrującej i przepływu metalu. Kąt α typowo wynosi od 20° do 90°. Jak pokazano na fig. 4, płyta może być umieszczona poziomo (w tym przypadku kąt α jest równy 90°).

Urządzenie według wynalazku może również posiadać przegrodę 42 pomiędzy częścią dopływową 23 komory obróbki 20 i pierwszym elementem filtracyjnym 40, dla ograniczenia burzliwości przepływu w pobliżu powierzchni elementu filtracyjnego 40, jak pokazano na fig. 1.

We wszystkich tych wariantach elementy filtracyjne można łatwo wymieniać.

Linia podziału 25 pomiędzy częścią dopływową 23, w której następuje obróbka ciekłego metalu poprzez wdmuchiwanie gazu, i częścią odpływową 24, w której następuje filtrowanie ciekłego metalu, jest tu orientacyjna. Oczywiście, obróbka wdmuchiwanym gazem może występować nieco poza tą linią podziału. Długość Lg części dopływowej 23 komory obróbki 20 typowo wynosi 30 do 90%, a korzystnie 50 do 80%, wewnętrznej długości Lo komory obróbki 20. Długość Lf części odpływowej 24 komory obróbki 20 typowo wynosi 20% do 50% długości Lo komory obróbki.

W porównaniu z urządzeniami zawierającymi kadź filtracyjną na wylocie z komory obróbki gazem, urządzenie według wynalazku ma tę zaletę, że zmniejszona jest długość rynien oraz zmniejszona jest powierzchnia oddziaływania powietrza z otoczenia, co pozwala uniknąć reabsorpcji wodoru. Ponadto, urządzenie do obróbki jest ogrzewane w jednej operacji, innymi słowy nie występuje potrzeba ogrzewania kadzi do obróbki gazem i oddzielnie kadzi do filtrowania, co zmniejsza koszty (można zastosować pojedynczy palnik w tej operacji). Mogą być zmniejszone także koszty eksploatacyjne, ponieważ wymiana wyłożenia jest wymagana tylko w jednym urządzeniu do obróbki.

Urządzenie według wynalazku może być otwierane podczas obróbki bez przerwania obróbki, dla usunięcia żużla z powierzchni ciekłego metalu i/lub wymiany elementu filtracyjnego.

Zaznaczone na fig. 5, 6, 8A i 8B typowe wymiary urządzenia według wynalazku są następujące: wysokość Ho komory obróbki wynosi od 0,3 do 0,6 m, długość Lo komory obróbki w jej górnej części wynosi od 0,8 do 1,0 m (długość Lo' w dolnej części komory typowo jest o 10 do 20 cm mniejsza), szerokość Wo komory obróbki w górnej części wynosi od 0,2 do 0,4 m (szerokość Wo' w dolnej części komory obróbki jest zwykle o 10 do 20 cm mniejsza), średnia wysokość H ciekłego metalu wewnątrz komory wynosi od 0,2 do 0,5 m, poziom Ne dna 37 rynny doprowadzającej 15 i poziom Ns dna 38 rynny odprowadzającej 16 względem dna 28 komory obróbki wynoszą od 10 do 30 cm, szerokość We rynny doprowadzającej i szerokość Ws rynny odprowadzenia wynoszą od 0,2 do 0,4 m.

Objętość Vo wnętrza komory obróbki 20 może być bardzo mała w porównaniu ze znanymi urządzeniami do odgazowywania zawierającymi kadź. Objętość Vo komory obróbki 20 urządzenia według wynalazku korzystnie wynosi od 0,1 m³ do 0,2 m³, natomiast objętość wnętrza znanych urządzeń zwykle wynosi 0,5 m3 do 1 mr³.

Urządzenie według wynalazku jest przeznaczone do obróbki przepływającego ciekłego metalu, a zwłaszcza do obróbki metalu wybranego z grupy obejmującej aluminium, stopy aluminium, magnez i stopy magnezu.

Claims (18)

1. Urządzenie do obróbki ciekłego metalu, zawierające kadź posiadającą komorę obróbki, kanał wlotowy i otwór wlotowy ciekłego metalu i kanał wylotowy, i otwór wylotowy ciekłego metalu, elementy łączące do dołączania przynajmniej jednej rynny doprowadzającej i przynajmniej jednej rynny odprowadzającej oraz elementy wdmuchujące do dostarczania do ciekłego metalu gazu stosowanego do

PL 198 450 B1 obróbki, umieszczone przynajmniej w jednej ścianie bocznej kadzi, przy czym przynajmniej jeden z otworów wlotowego i wylotowego jest usytuowany całkowicie poniżej powierzchni ciekłego metalu podczas obróbki dla zapobiegania przedostawaniu się otaczającego powietrza do komory obróbki, znamienne tym, że komora obróbki (20) zawiera części dopływową (23) i część odpływową (24), a elementy wdmuchujące (22, 22a, 22b) są umieszczone w części dopływowej (23), zaś w części odpływowej (24) komory obróbki (20) jest umieszczony przynajmniej pierwszy element filtracyjny (40), natomiast otwory wlotowy (9) i wylotowy (10) są usytuowane w pobliżu dna (28) komory obróbki (20).

2. Urząddznie weeług zzstrz. 1, znnmieenn tym, zż otwór wlotowy (9) i otwór wylotowy ((0) są ukształtowane w przeciwnych ścianach końcowych (29, 30) kadzi (2).

3. Urząddzniewóeług zzssz. 1, z znmieenntym. żż elementywómughujądc(92, 22a, 22b) są umieszczone w pobliżu dna (28) komory obróbki (20).

4. Urzącldznie izs^z. 1 albb 3, zznmieenn tym, że e^^r^e^e^^ wómughhjąde 192, 222,

22b) są ustawione w linii.

5. Urząddzniewóeług zzaRz^, z znmieenntym. żż elementywómughujądc(92, 222, Σ22) ss umieszczone w dwóch ścianach bocznych (32, 33) komory obróbki (20).

6. Urząddzniewóeług ζβεΚζ.δ, z znmieenntym. żż elementywómughujądc(92, 222, Σ22) ss usytuowane przemiennie na każdej ze ścian bocznych (32, 33) komory obróbki (20).

7. Urząddzniewóeług ζβεΚζ.β, z znmieenntym. żż elementywómughujądc(92, 222, Σ22) ss dyszami.

8. Urząddzniewóeług ζβεΚζ.?, z znmieenntym. żż elementywómughujądc(92, 222, Σ22) ss nastawne kierunkowo.

9. Urząddzniewóeługzzstrz.1 ,z znmieenntym. żż pienr/óąz elemeet ti Itraayjny ^Ο^θ— ppłtą filtracyjną.

10. Urząddzniewóeług zzss^^. 9, zznmieenntym. żż ptytafiItrzactnyj e^z. sątywóe| ρίθ,ϋ ccramicznej.

11. Urząddznie wóeług zzssz. 10, znamiennn tym, żż pp/ya lΊitrzcctey ( zz 5^ϊο^ι^γ^^- piannó ceramicznej o porowatości większej od 4 porów na centymetr.

12. Urzącldenie według zastaz. 9, znamiennn tym, że po staonie odpłut/eower pie-wóąeeo θΙθmentu filtracyjnego (40) jest umieszczony przynajmniej jeden drugi element filtracyjny (41).

13. Urzącldenie wedRu zastaz. 12, znamiennn tym, że kaażd element fIitaacctey ((0, 4111 ustawiony pod kątem α z linią prostopadłą do głównej osi wzdłużnej (6) komory obróbki (20), przy czym kąt α wynosi od 20° do 90°.

14. Urząddznie wóeług zastaz. 1 albo 9, albo 13, znamiennn tym, że ppmiiędz ccęścią dopływową (23) komory obróbki (20) i pierwszym elementem filtracyjnym (40) jest umieszczona przegroda (42), do ograniczania turbulencji w pobliżu powierzchni przynajmniej pierwszego elementu filtracyjnego (40).

15. Urzącldznie wóeług zzstιz. 1, zzamieenn tym, 1ż dłL^c^c^^ć 1(g) cczęt^ doopł^,veówór 1(2) komory obróbki (20) jest równa 30% do 90% wewnętrznej długości (Lo) komory obróbki (20).

16. Urządzania według zastaz. 15, znamienne tym, że długość (Lg) częścc dopływowzi (23) komory obróbki (20) jest równa 50% do 80% wewnętrznej długości (Lo) komory obróbki (20).

17. Zastośąwósia urząclzenia ośozńlośyeo w zzstazzeżniaay 1-11 do obróbki przzpływójąceeo ciekłego metalu.

18. Zastośąwósie urząddzniaośozńlośyeg w zastrzzeżr-iaay 1110ddo0)Zókinle-aluwóy)zsyeg z grupy obejmującej aluminium, stopy aluminium, magnez i stopy magnezu.