DE1038287B - Vorrichtung zum Einbringen und Feinverteilen von pulverfoermigen Substanzen, insbesondere in spezifisch schwerere Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Einbringen und Feinverteilen von pulverförmigen Substanzen, insbesondere in spezifisch schwerere Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Einbringen und intensiven Feinverteilen von Substanzen, insbesondere in spezifisch schwerere Flüssigkeiten, vorzugsweise in ein Bad aus geschmolzenem Metall.
• Während das Verteilen von eingebrachten Substanzen unter eine Flüssigkeit, vorzugsweise ein Bad aus geschmolzenem Metall, das spezifisch leichter als das einzubringende Gut ist, keine Schwierigkeiten bereitet, ist das Einbringen von spezifisch leichteren Substanzen z. B. in ein Bad aus geschmolzenem Metall schwieriger bzw. mit den bisher üblichen Vorrichtungen oder Verfahren nicht möglich.
• Die oben gestellte Aufgabe tritt z. B. beim Reinigen des Metalls, bei der Durchführung von Ionenaustauschreaktionen oder bei der Auflegierung mit in feinteiliger Form vorliegendem Metall auf.
• Beim Einbringen von pulverförmigen Substanzen in eine spezifisch schwerere Flüssigkeit treten schon deshalb Schwierigkeiten auf, weil die eingebrachten Substanzen eine Tendenz zum »Schwimmen« zeigen. Es ist bereits versucht worden, durch Erzeugung eines Sogs im Metallbad das in kleinen Portionen einzutragende Material unter die Badoberfläche zu bringen. Auch die Anwendung von Tauchglocken, die mit der einzubringenden Substanz ausgefüllt sind, bringt nur dann den gewünschten Erfolg, wenn die Substanzmenge gering ist.
• Größer werden die Schwierigkeiten, wenn der Prozentsatz der einzubringenden Substanz im Bezug auf die Menge des Metallbades einen in der Größenordnung von 2 bis 3% liegenden Betrag überschreitet, und sie waren unüberwindlich, wenn gleichzeitig die verwendete Substanz sich in der Hitze selbst zersetzt, bevor sie im Metallbad ihre Wirkung getan hat.
• Zur Lösung der oben gestellten Aufgabe ist bereits versucht worden, mit Hilfe eines Gerätes nach der Art der üblichen Sandstrahlgebläse die Substanz unter Anwendung von Luftdruck in die Metallschmelze hineinzuschießen. Hierfür sind jedoch größere Luftmengen nötig, welche natürlich teilweise ebenfalls in das Metallbad gelangen und bei luftempfindlichen Metallen sehr nachteilig wirken. Unabhängig davon ist der bis zu einem gewissen Grade stets vorhandene Feuchtigkeitsgehalt der Luft für die Metalle unter Umständen direkt schädlich. Außerdem entsteht in der zu behandelnden Metallmasse ein starkes Wallen und Brodeln, das die Gefahr in sich birgt, daß das Metall über den Rand seines Behälters steigt. Wenn auf der Badoberfläche eine Schlackenschicht entsteht oder allmählich anwächst, kommt noch dazu, daß mit Hilfe des Sandstrahlgebläsegerätes durch die Schlackenschicht hindurchgeschossen werden muß, so daß eine starke Bremsung der Substanzteilchen eintritt und keine richtige Verteilung im Metallbad mehr erfolgt.
• Ein anderer Weg, der bereits beschritten worden ist, sieht kleine Metallpatronen vor, die mit der einzubringenden Substanz gefixllt sind und aus dem gleichen Metall wie das Metallbad bestehen. Diese Metallpatronen werden mittels einer besonderen Schleudervorrichtung in das Metallbad geschossen, wobei zu bemerken ist, daß unabhängig davon, daß dieses Verfahren umständlich und teuer ist, es auch nur für kleine einzubringende Substanzmengen gebraucht werden kann.
• Ein weiterer vorgeschlagener Lösungsweg besteht darin, daß das flüssige Metallbad ausgegossen wird und während des Gießvorganges die anzuwendende Substanz kontinuierlich in den Gießstrahl eingeführt wird. Auch hier ist die Grundbedingung, daß die einzubringende Substanz bei Erwärmung gegen Luft bzw. Luftfeuchtigkeit nicht empfindlich. reagiert. Ferner ist das kontinuierliche Einführen einer z. B. pulverförmigen Substanz, die unter der Einwirkung von Hitze zusammenklumpt und sich zum Teil zersetzt, in das Innere des Gießstrahles mit sehr großen Schwierigkeiten verbunden. Auch ist der Prozentsatz der anzuwendenden Substanzmenge in bezug auf die Metallmenge begrenzt. Wenn zuviel Substanz in den Gießstrahl eingebracht wird, dann wird das Metall vorzeitig zu kalt, und die Mischwirkung läßt sehr stark nach.
• Bekannt ist auch, mit Hilfe, einer umlaufenden, in einem feststehenden Förderrohr angeordneten Förderschnecke die Substanz in das Metallbad gegen dessen hydrostatischen Druck hineinzupressen. Die aus dem unteren Rohrende herausragende Schnecke soll dabei für eine Verteilung der Substanz im Metallbad sorgen. Dies wird jedoch in nur sehr ungenügendem Maße erreicht. Naheliegend wäre es. allerdings, die Verteilungswirkung zu vergrößern, indem an das untere Ende der Förderschnecke Rührflügel od: dgl. angebracht würden. Doch verliert man dabei wieder die Möglichkeit, für- z. B. Reparaturzwecke die Förderschnecke in einfacher Weise nach oben herausziehen zu können.
• Die bei den oben angegebenen. Vorrichtungen auftretenden Schwierigkeiten werden jedoch sehr einfach und wirkungsvoll behoben, wenn man gemäß der vorliegenden Erfindung die Förderschnecke stationär, jedoch das Förderrohr umlaufend anordnet. Dabei können dann die zur Verteilung der Substanz im Metallbad erforderlichen Rührflügel am Umfang des unteren Rohrendes angebracht werden.
• Diese Konstruktion hat einen ganz besonderen Vorteil, nämlich den, daß als Baustoff für das umlaufende Förderrohr (bzw. ein noch konzentrisch um das Förderrohr angeordnetes, ebenfalls umlaufendes Mantelrohr) und die Rührflügel ein besonderes Material, nämlich Elektrographit, verwendet werden kann. In der Praxis werden dabei Förder- bzw. Mantelrohr und Rührflügel zusammen aus dem vollen Graphitmaterial herausgearbeitet. Natürlich kann man auch mit einem haltbaren Kohlenstoffkitt die Rührflügel am Umfang des Mantel- bzw. Förderrohrs befestigen. Bei einer anderen Konstruktion wäre die Verwendung von Graphit schon deshalb unmöglich, weil die Rührflügel innerhalb kürzester Zeit abbrechen würden. erst durch die Erkenntnis, daß man die Förderschnecke stationär und das Förderrohr konzentrisch um diese sich drehend anordnen kann, waren die Voraussetzungen für die Verwendung von Graphit als Baumaterial für die Apparatur geschaffen und insbesondere die Möglichkeit für die Anbringung von stabilen Rührflügeln am Umfang des aus Graphit bestehenden Förderrohres.
• Diese Konstruktion ist von größter Wichtigkeit für die Fälle, wo Materialien verarbeitet werden, die bei den in Frage kommenden Temperaturen andere Baumaterialien für die Apparatur zerstören würden, z. B. im Falle von geschmolzenem Aluminium und geschmolzenem Aluminiumnatriumfluorid.
• Da der Graphit bei einer Temperatur oberhalb 600° C vom Sauerstoff stark angegriffen wird, muß bei höheren Temperaturen der Zutritt von Luft ausgeschlossen werden. Erfindungsgemäß ist ferner eine Kühlung vorgesehen, um zu verhindern, daß die anzuwendende Substanz während der Förderung sich zu sehr erhitzt, damit ein Zusammenbacken vermieden wird.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens, und zwar eine kombinierte Einbring-und Verteilungsvorrichtung.
• Ein als Schutzrohr gegen die Schmelze und gleichzeitig als Rührorgan aus einem Stück gefertigter, rohrartiger Teil 1 mit Rührflügeln 1 a z. B. aus Graphit weist an seiner Innenfläche zum Schutz gegen Oxydation ein anliegendes Schutzrohr 2 z. B. aus zunderfestem Stahlblech auf. Mit dem Teil 1 fest verbunden und gleichfalls im Inneren desselben angeordnet, ist ein Förderrohr 3 z. B. aus nahtlos gezogenem Eisenrohr angebracht. In diesem Förderrohr ist eine stationäre, d. h. nicht umlaufende Förderschnecke4 angebracht, die gleichfalls aus Eisen oder Stahl hergestellt sein kann, mit ihrem oberen Ende über den Teil 1 hinausragt und an der Stelle 18 festgehalten ist. Der Zwischenraum zwischen dem Schutzrohr 2 und dem Förderrohr 3 ist zwecks Kühlung noch einmal durch ein Blechrohr 7 geteilt, wobei Preßluft durch eine feststehende Ringdüse 5 durch Löcher in der Halterung 6 eindringt, um die Rohrwandung 7 in Pfeilrichtung streicht und durch andere Löcher in der Halterung 6 wieder austritt. Das mit dem Teil 1 fest verbundene Förderrohr 3 ist in zwei kräftigen Kugellagern 8 gelagert, wobei natürlich auch ein Wälzlager vorgesehen sein kann. Der Antrieb des Förderrohres und somit des mit ihm fest verbundenen rdhrartigen Teiles 1 mit den Rührflügeln 1 a wird durch einen Elektromotor mit geeigneter Übersetzung bewirkt. Die Einbringung der Substanz erfolgt in die obere Öffnung des rotierenden Förderrohres durch einen stationär angebrachten Trichter 10, dessen Hals - etwas in das Förderrohr 3 hineinragt. Zum kontinuierlichen Einbringen der Substanz muß diese auf die Rotationsgeschwindigkeit des Förderrohres gebracht werden. Zu diesem Zweck und um eine Verstopfung des Trichterhalses zu vermeiden, dient ein Finger 11, der an dem oberen Ende des Förderrohres 3 fest angebracht ist und in den Trichter hineinragt. Durch diesen Finger wird auch gleichzeitig vermieden, daß Hohlräume in der eingebrachten Substanz entstehen. Um eine zusätzliche Kühlung dar gesamten Vorrichtung zu ermöglichen, ist die auf dem Behälter aufgesetzte Deckel- oder Montageplatte 12 hohl ausgebildet und kann mit Kühlluft durchblasen werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Einbringen und intensiven Feinverteilen von Substanzen in Flüssigkeiten, die vorzugsweise spezifisch schwerer als die einzubringenden Substanzen sind, wobei die für das Einbringen der Substanzen vorgesehene Förderschnecke bekannter Art stationär angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke von einem rotierenden Förderrohr (3) konzentrisch umgeben ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise mit dem Förderrohr (3) festverbundenes und mit ihm konzentrisch angeordnetes, in an sich bekannter Art Rührflügel (1 a) tragendes Mantelrohr (1) vorgesehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den rotierenden Rohren (3, 1) konzentrisch ein ebenfalls rotierendes Rohr (7) angeordnet ist, das aus einer stationären Ringdüse (5) Kühlluft erhält, wobei diese abwärts entlang der Innen- und aufwärts entlang der Außenwand des Rohres (7) streichen kann.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Halterung (6) in Form einer Kappe für das Rohr (1) zwei getrennte Systeme von Lochkreisen für den Ein- und Auslaß der Kühlluft vorgesehen sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Förderschnecke (4) oberhalb des Mantelrohres (1) endet.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daB Förderschnecke, Rohr und Flügel aus Graphit hergestellt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 111771, 114 533, 681232; britische Patentschrift Nr. 432 278; österreichische Patentschrift Nr. 65 893; USA.-Patentschrift Nr. 2 426 389.