CZ82697A3

CZ82697A3 - Process for producing alloy and apparatus for making the same

Info

Publication number: CZ82697A3
Application number: CZ97826A
Authority: CZ
Inventors: Stephen George Hibbins; Fernando Anthony Timpano; Douglas John Zuliani
Original assignee: Timminco Ltd
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-12-17
Also published as: DE69507831T2; BR9508848A; ATE176688T1; DE69507831D1; NO971138D0; NO971138L; DK0788558T3; ES2128759T3; WO1996009418A1; AU687636B2; EP0788558B1; JPH10505880A; AU3467895A; GR3029968T3; EP0788558A1; NZ292491A

Abstract

Process and apparatus for adding calcium and aluminum to molten lead to produce a lead-calcium alloy suitable for battery grids. Particles of calcium and aluminum metal or alloys thereof are fed into the interior of a tubular housing having a wall extending down into the molten lead and having a bottom opening at a relatively large depth below the lead surface and having openings in its wall at a relatively small depth below the lead surface. A rotary impeller which acts at least partially as a centrifugal impeller is positioned in the housing to cause swirling of lead carrying the particles within the housing, the shape of the housing and the nature and position of the impeller being such as to ensure that lead carrying the particles is swirled against the housing wall and recirculated within the housing before the lead leaves the housing.

Description

Způsob výrobyMethod of production

Oblast technikyTechnical field

Předkládaný vynález se týká způsobu současného přidávání hliníku a vápníku a jejich slitin do roztaveného olova pro výrobu slitin olova a vápníku.The present invention relates to a method for simultaneously adding aluminum and calcium and their alloys to molten lead for the production of lead-calcium alloys.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Olověné akumulátory se vyrábějí s mřížkami ze slitiny olova a antimonu. Tyto akumulátory s olovem a antimonem generují plynný vodík prostřednictvím chemické reakce s vodou v elektrolytu. Proto je nezbytná ventilace akumulátoru a periodické doplňování vody.Lead-acid batteries are made with lead-antimony grids. These lead-antimony accumulators generate hydrogen gas through chemical reaction with water in the electrolyte. Battery ventilation and periodic water replenishment are therefore essential.

Použití mřížek ze slitiny olova a vápníku bylo velkým pokrokem, protože tyto slitiny značně snižují množství generovaného plynného vodíku působením elektrochemické reakce. Tak malé množství, jako je 0,1 % vápníku ve slitině s olovem, je dostatečné pro snížení tvorby plynu na úroveň, kdy akumulátor může být prakticky utěsněn a není nutné doplňování vody.The use of lead-calcium alloy grids has been a major advance since these alloys greatly reduce the amount of hydrogen gas generated by the electrochemical reaction. As little as 0.1% of calcium in the lead-alloy is sufficient to reduce gas formation to a level where the accumulator can be practically sealed and no water replenishment is required.

Přidávání kovového vápníku do olova je spíše jednoduché a může být prováděno několika postupy včetně jednoduchého přidání čistého kovového vápníku nebo slitin vápníku do povrchu olověné lázně. Míchání olova zajišťuje lepší rozpouštění a minimalizuje možnosti oxidace vápníku, který plave na povrchu olověné taveniny.The addition of calcium metal to the lead is rather simple and can be accomplished in several ways, including simply adding pure metal calcium or calcium alloys to the surface of the lead bath. Mixing of lead ensures better dissolution and minimizes the possibility of oxidation of calcium floating on the surface of the lead melt.

US patent č. 3,741,754, podaný v 26. června, 1973, přihlašovatel C.M.Mainland, popisuje způsob přidávání granulovaného kovového vápníku do olova v ochranném prostředí inertního plynu, čímž se minimalizuje oxidace vápníku v průběhu tohoto přidávání. Tento postup má tu výhodu, že umožňuje přidávání vápníku do olova s vysokou účinností a s minimálním vytvářením plynů, emisí, hoření a ztrát způsobených oxidací.U.S. Patent No. 3,741,754, filed June 26, 1973, by C. M.ainland, discloses a method of adding granulated metal calcium to lead in an inert gas shielding environment, thereby minimizing calcium oxidation during the addition. This process has the advantage of allowing calcium to be added to the lead with high efficiency and minimal gas generation, emissions, combustion and oxidation losses.

Alternativně může být do slitiny přiváděn vápník prostřednictvím přidávání karbidu vápníku, jako je popsáno v US patentu č. 1,941,534, přihlašovatel Betterton, který byl podán 2. ledna, 1934.Alternatively, calcium may be supplied to the alloy by the addition of calcium carbide, as described in US Patent No. 1,941,534, Applicant, filed January 2, 1934.

Metalurgické obtíže s vytvářením slitin olova a vápníku se obecně netýkají přidávání vápníku do roztaveného olova, protože, jak bylo diskutováno výše, existuje několik alternativních postupů pro vytváření těchto slitin. Hlavní problémy se týkají mizení vápníku, jakmile již byl rozpuštěn 15 v tekuté olověné lázni. Slitiny olova a vápníku jsou velmi náchylné ke ztrátám vápníku v důsledku oxidace na povrchu kovu, kde reaktivní vápník rozpuštěný v roztaveném olovu přichází do kontaktu s kyslíkem v atmosférickém vzduchu.Metallurgical difficulties in forming lead-calcium alloys generally do not relate to the addition of calcium to molten lead, since, as discussed above, there are several alternative methods for forming these alloys. The main problems relate to the disappearance of calcium once it has been dissolved in a liquid lead bath. Lead-calcium alloys are very susceptible to calcium loss due to oxidation on the metal surface, where reactive calcium dissolved in molten lead comes into contact with oxygen in atmospheric air.

Řešení problémů spojených se ztrátou vápníku je umožněno, například, přidáváním malých množství hliníku (0,005 % až 0,05 %) do slitiny olova a vápníku. Hliník vytváří houževnatou vrstvu oxidu na povrchu taveniny olověné slitiny, čímž se minimalizuje oxidace vápníku.The solution of problems associated with calcium loss is made possible, for example, by adding small amounts of aluminum (0.005% to 0.05%) to the lead-calcium alloy. Aluminum forms a tough oxide layer on the lead alloy melt surface, minimizing calcium oxidation.

Oproti vápníku je ale přidávání hliníku do roztaveného olova poměrně obtížné, což je způsobeno následujícími dvěma faktory:Compared to calcium, however, adding aluminum to molten lead is relatively difficult, due to the following two factors:

a) houževnatý tenký film oxidu na povrchu tuhého kovového hliníku, který zpomaluje jeho rychlost rozpouštění v ³⁰ olovu, a(a) a tough, thin film of oxide on the surface of a rigid metallic aluminum which slows its dissolution rate to ³⁰ lead; and

b) extrémně nízká rozpustnost hliníku v roztaveném olovu. Při typických teplotách zpracování olova (400 - 600°C), je maximální rozpustnost hliníku v roztaveném olovu pouze o málo větší než specifikace pro slitiny vápníku, hliníku a olova (až 0,05 % Al) .(b) extremely low solubility of aluminum in molten lead. At typical lead processing temperatures (400 - 600 ° C), the maximum solubility of aluminum in molten lead is only slightly greater than the specifications for calcium, aluminum and lead alloys (up to 0.05% Al).

Pro účinné přidání čistého tuhého kovového hliníku do olova, musí být teplota roztaveného olova zvýšena nad teplotu tání hliníku (660°C), což je podstatně vyšší teplota než je obvyklé pro běžné zpracování olova. Vzhledem ke své reaktivní povaze je kovový vápník obvykle přidáván při teplotě kolem 420’C. Je tady tudíž nekompatibilita mezi teplotami taveniny, při kterých mohou být přidávány tuhý kovový hliník a vápník. Alternativně může být do olověné lázně nalit a zamíchán předem roztavený tekutý hliník; to ovšem vyžaduje druhou pec , _ pro taveni hliníku.To effectively add pure, solid metallic aluminum to lead, the temperature of the molten lead must be raised above the melting point of aluminum (660 ° C), which is considerably higher than usual for conventional lead processing. Due to its reactive nature, calcium metal is usually added at a temperature of about 420'C. Thus, there is an incompatibility between the melt temperatures at which solid metallic aluminum and calcium can be added. Alternatively, the molten liquid aluminum may be poured and mixed into the lead bath; however, this requires a second furnace, for melting aluminum.

Všechny tyto postupy přidávání při vyšších teplotách trpí nadměrnou oxidací, hořením a vytvářením plynů, což vede na zdravotní problémy a problémy se životním prostředím vAll of these high temperature addition processes suffer from excessive oxidation, combustion and gas formation, leading to health and environmental problems in the

2Q důsledku přítomnosti plynů s oxidy olova v atmosféře.20 due to the presence of lead oxide gases in the atmosphere.

Vzhledem k vysokým teplotám taveniny je výtěžnost vápníku obecně nízká, v průměru pod 85 %, přičemž výtěžnost hliníku se pohybuje mezi 45 % až 65 %.Due to the high melt temperatures, the calcium yield is generally low, on average below 85%, with the aluminum yield being between 45% and 65%.

Byly vyvinuty jiné, pro životní prostřední přijatelnější postupy, které většinou využívají současné přidávání vápníku a hliníku ve formě eutektické slitiny. Příklad takového postupu je popsán v US patentu č. 4,439,398, přihlašovatel Prengaman, podaném 27. března, 1984. Vhodná nízká teplota tání (545°C) eutektické slitiny je při 73 % on Ca/27 % Al.Other environmentally acceptable processes have been developed which mostly utilize the simultaneous addition of calcium and aluminum in the form of a eutectic alloy. An example of such a procedure is described in U.S. Patent No. 4,439,398, Prengaman, filed March 27, 1984. A suitable low melting point (545 ° C) of a eutectic alloy is at 73% on Ca / 27% Al.

Eutektická slitina umožňuje současné přidávání vápníku a hliníku v poměru přibližně 3 Ca : 1 Al při teplotách roztaveného olova kolem 570°C. Typicky jsou výtěžnosti činidel s touto slitinou vyšší než při shora uvedených postupech přidávajících čistý kovový vápník a hliník, s touto eutektickou slitinou lze očekávat výtěžnosti vápníku a hliníku 90 % respektive 70 %. Hlavní obtíží spojenou s použitím této slitiny je ovšem to, že poměr přidávání je 3 Ca : 1 Al, což často neodpovídá poměru vápníku a hliníku, který je požadován specifikací olověné slitiny. V mnoha případech může být požadovaný poměr Ca : Al ve finální olověné slitině až 10 : 1. Dosažení takového přidávacího poměru je obtížné prostřednictvím slitiny Ca a Al, protože teploty tání těchto slitin se prudce zvyšují na každé straně eutektického bodu 73 % Ca, 27 % Al. Tyto zvýšené teploty tání způsobují, že je obtížné vyrobit neeutektické slitiny a že je obtížné je použít, protože teplota olověné lázně musí být odpovídajícím způsobem také zvýšena. Nevýhody vyšších teplot olova zahrnují vyšší náklady na energii, delší doby zpracování, kratší životnost nádrží, větší ztráty vápníku a zvýšené emise plynů oxidu olova.The eutectic alloy allows simultaneous addition of calcium and aluminum in a ratio of approximately 3 Ca: 1 Al at molten lead temperatures of about 570 ° C. Typically, the yields of reagents with this alloy are higher than in the above-mentioned pure metal and aluminum addition processes, with this eutectic alloy, calcium and aluminum yields are expected to be 90% and 70%, respectively. However, the main difficulty associated with the use of this alloy is that the addition ratio is 3 Ca: 1 Al, which often does not correspond to the ratio of calcium to aluminum required by the lead alloy specification. In many cases, the desired Ca: Al ratio in the final lead alloy can be up to 10: 1. Such an addition ratio is difficult to achieve by means of a Ca and Al alloy because the melting points of these alloys rise sharply on each side of the eutectic point 73% Ca, 27% Al. These elevated melting points make it difficult to manufacture non-eutectic alloys and difficult to use because the lead bath temperature must also be raised accordingly. The disadvantages of higher lead temperatures include higher energy costs, longer processing times, shorter tank life, greater calcium losses and increased lead oxide emissions.

Byly rovněž vyvinuty ještě další technologie pro přidávání hliníku a vápníku do roztaveného olova. US patentStill other technologies have been developed for adding aluminum and calcium to molten lead. U.S. Pat

č. 4,808,376, podaný 28. února, 1989, přihlašovatel Worcester ~, a kol., přidává vápníkové a hliníkové prášky vstřikováním směsi nesené proudem inertního plynu skrz dutou přívodní trubku, která je ponořena do lázně roztaveného olova. Vzhledem k velkému rozdílu hustot mezi vápníkovými a hliníkovými prášky a tekutým olovem musí být přívodní trubka opatřena na svém hrotu perforovanou nádrží. Tato nádrž působí pro zachycení a udržení přicházejících vápníkových a hliníkových prášků při jejich výstupu z přívodní trubice. S touto technikou jsou výtěžnosti vápníku a hliníku obvykle 90 % respektive 55 %. Tento postup tedy trpí nízkou výtěžností hliníku a vyžaduje složité a nákladné, ponorné vstřikovací zařízení včetně použití přívodních trubic, které jsou náchylné k problémům s ucpáváním.No. 4,808,376, filed Feb. 28, 1989, by Worcester, et al., adds calcium and aluminum powders by injecting a mixture carried by a stream of inert gas through a hollow lance that is immersed in a bath of molten lead. Due to the large difference in density between calcium and aluminum powders and liquid lead, the lance must have a perforated tank on its tip. This tank acts to trap and hold the incoming calcium and aluminum powders as they exit the lance. With this technique, calcium and aluminum yields are usually 90% and 55%, respectively. Thus, this process suffers from low aluminum recovery and requires a complex and expensive, submersible injection device, including the use of lances that are prone to clogging problems.

US patent č. 4,627,961, podaný 9. prosince, 1986, přihlašovatel Dudek, navrhuje současné přidávání vápníku a ¹⁰ hliníku prostřednictvím stlačení mechanické směsi odpovídajících kovových granulí do brikety. Tyto brikety jsou potom přidávány do víru vytvořeného mícháním roztaveného olova při teplotách mezi 550 a 600°C. Hlavní obtíží spojenou s tímto postupem je nepředvídatelnost množství vápníku a .U.S. Patent No. 4,627,961, filed Dec. 9, 1986, to Dudek, proposes the simultaneous addition of calcium and ¹⁰ aluminum by compressing a mechanical mixture of the corresponding metal granules into a briquette. These briquettes are then added to the vortex created by mixing the molten lead at temperatures between 550 and 600 ° C. The main difficulty associated with this procedure is the unpredictability of calcium and calcium levels.

hliníku, ktere bude vytezeno v taveninš. Pokusy provedené s vápníkovými/hliníkovými briketami a popsané ve sloupci 1 shora uvedeného US patentu č. 4,808,376 ukazují velmi různé výsledky výtěžnosti vápníku, které se mění o až 10 %, a výtěžnosti hliníku, které se mění o až 34 %.of aluminum, which will be melt melted. The experiments carried out with calcium / aluminum briquettes and described in column 1 of the aforementioned US Patent No. 4,808,376 show very different results of calcium recovery that varies by up to 10% and aluminum recovery which varies by up to 34%.

US patent č. 4,699,764, podaný 13. října, 1987, přihlašovatel Tobiáš a kol., popisuje složitý systém, ve které je olovo taveno v samostatné udržovací peci, která je spojena s rozpouštěcí pecí prostřednictvím ohřívaných přívodních a zpětných trubek. Pro posun roztaveného, olova skrz zahřívanou přívodní trubku je použito čerpadlo, přičemž v této trubce je zvýšena teplota olova na požadovanou teplotu pro vytváření slitiny. Ohřáté olovo potom prochází skrz rozpouštěcí pec, kde vytváří slitinu s přídavnými reakčními činidly, jako je hliník. Slitina olova je potom vracena přes druhou trubku do hlavní udržovací pece olova. Roztavené olovo kontinuálně cirkuluje dokud neni dosaženo požadovaného složeni slitiny. Tento postup je nejen komplikovaný, ale používá rovněž čerpadla a ohřívané trubky, což jsou prvky vyžadující intenzivní údržbu.U.S. Patent No. 4,699,764, filed Oct. 13, 1987, by Tobias et al., Discloses a complex system in which lead is melted in a separate holding furnace which is coupled to a dissolution furnace via heated feed and return pipes. A pump is used to move the molten lead through the heated lance and the lead temperature is raised to the desired alloying temperature. The heated lead then passes through a dissolving furnace where it forms an alloy with additional reagents such as aluminum. The lead alloy is then returned through the second tube to the lead holding furnace. The molten lead is continuously circulated until the desired alloy composition is achieved. This process is not only complicated, but also uses pumps and heated pipes, elements that require intensive maintenance.

Celkove tedy, zatímco přidávání kovového vápníku do olova je relativně jednoduché s očekávanými výtěžnostmi 90 % nebo lepšími, je přidávání kovového hliníku do roztaveného olova poměrně obtížné. Všechny postupy, které přidávají čistý kovový hliník při teplotách taveniny 6 60 °C nebo menších (to jest pod teplotou taní hliníku) trpí nízkým a značně proměnlivými výtěžnostmi hliníku. Mnohé postupy vyžadují složité, nákladné a na údržbu náročné zařízení. Při teplotách roztaveného olova nad teplotou tání hliníku se výtěžnosti hliníku zlepšují, ale nadměrné teplo vede na vyšší náklady na 15 energii, delší doby zpracování,, kratší životnost nádrži, větší ztráty vápníku a nadměrný vznik plynů oxidu olova, což způsobuje vážné problémy se životním prostředím.Overall, while adding calcium metal to lead is relatively simple with expected yields of 90% or better, adding aluminum metal to molten lead is relatively difficult. All processes that add pure metallic aluminum at melt temperatures of 660 ° C or less (i.e. below the melting point of aluminum) suffer from low and highly variable aluminum yields. Many procedures require complex, costly and maintenance-intensive equipment. At molten lead temperatures above the melting point of aluminum, aluminum yields improve, but excessive heat leads to higher energy costs, longer processing times, shorter tank life, greater calcium losses, and excessive lead oxide emissions, causing serious environmental problems .

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předkládaný vynález využívá jednoduchý systém pro současné přidávání kovového vápníku a hliníku při běžných teplotách zpracování olova (typicky 560°C a v každém případě pod 660°C) s vysokými a předvídatelnými výtěžnostmi a při minimální oxidaci a emisemi plynů.The present invention employs a simple system for simultaneous addition of metallic calcium and aluminum at conventional lead processing temperatures (typically 560 ° C and in any case below 660 ° C) with high and predictable yields and with minimal oxidation and gas emissions.

Vysoké a předvídatelné výtěžnosti hliníku při teplotách taveniny pod 660°C jsou neočekávané, protože všechny dříve popisované technologie měly z následek nízkou a/nebo značně proměnlivou výtěžnost hliníku. V této souvislosti US patent č. 4,808,376, který přidává čistý 30 kovový vápník a hliník prostřednictvím současného přidáváni skrz ponořenou přívodní trubku, dosahuje průměrných výtěžností hliníku 55 % z rozsahu mezi 44 % a 62,5 %. Výhodný rozsah teplot roztaveného olova je u této technologie mezi 550°C až 580°C.High and predictable aluminum yields at melt temperatures below 660 ° C are unexpected because all of the previously described technologies have resulted in low and / or significantly variable aluminum yields. In this context, US Patent No. 4,808,376, which adds pure 30 metal calcium and aluminum through simultaneous addition through a submerged lance, achieves an average aluminum yield of 55% ranging between 44% and 62.5%. The preferred molten lead temperature range for this technology is between 550 ° C to 580 ° C.

Pokusy využívající čistých kovových vápníkových/ hliníkových briket, popisované ve shora uvedeném US patentu č. 4,808,376, sloupec 1, byly značně nepředvídatelné, pokud se týká výtěžností hliníku, které byly v průměru 71 %, ale s proměnlivostí ± 17 %, což dává výkyv 34 % v množství hliníku.The experiments using pure metal calcium / aluminum briquettes described in the aforementioned US Patent No. 4,808,376, column 1, were largely unpredictable with respect to aluminum yields, which were 71% on average but with a variability of ± 17%, giving a fluctuation of 34%. % in the amount of aluminum.

Jsou doporučovány teploty olověné lázně alespoň 550°C.Lead bath temperatures of at least 550 ° C are recommended.

Jiné způsoby přidávání čistého hliníku vyžadují, aby olovo bylo zahřáto na teploty nad 660 °C nebo aby do olověné lázně byl přidáván roztavený hliník. Tyto postupy pro vysoké teploty mají za následek velké ztráty vápníku a nadměrné výpary oxidu olova.Other methods of adding pure aluminum require that the lead be heated to temperatures above 660 ° C or that molten aluminum is added to the lead bath. These high temperature processes result in large calcium losses and excessive lead oxide vapor.

Předkládaný vynález navrhuje využití exotermického uvolnění tepla vytvořeného, když se kovový vápník rozpouští v roztaveném olovu. Pokud jsou přidávány vápníkové částice, způsobí uvolnění tepla spojené s rozpouštěním vápníku prudký lokální nárůst teploty olova obklopujícího rozpouštěné vápníkové částice. Protože pro rozpuštění hliníku v olovu jsou vyžadovány velké teploty taveniny, rozpustí se velmi rychle jakékoliv hliníkové částice přicházející do kontaktu s lokálně přehřátým olovem v blízkosti vápníkových částic.The present invention proposes to utilize the exothermic heat release generated when the metal calcium is dissolved in molten lead. When calcium particles are added, the release of heat associated with dissolving calcium causes a sharp local increase in the temperature of the lead surrounding the dissolved calcium particles. Since high melting temperatures are required to dissolve aluminum in lead, any aluminum particles coming into contact with locally superheated lead near the calcium particles will dissolve very quickly.

Pro usnadnění této zvýšené rychlosti rozpouštění hliníku je nezbytné zajistit, aby vápníkové a hliníkové částice byly vždy udržovány ve vzájemné těsné blízkosti, takže teplo uvolněné z rozpouštěných vápníkových částic je snadno dosažitelné, aby přehřálo olovo bezprostředně přiléhajíc! k hliníkovým částicím.To facilitate this increased dissolution rate of aluminum, it is necessary to ensure that the calcium and aluminum particles are always kept in close proximity to each other so that the heat released from the dissolved calcium particles is readily available to overheat the lead immediately adjacent to it. to aluminum particles.

Žádný materiál z drive popsaného dosavadního stavu techniky pro přidáváni hliníku a vápníku do roztaveného olova ⁵ při teplotách pod 660°C není veden pro zajištěni toho, aby vápníkové a hliníkové částice byly udržovány v těsné vzájemné blízkosti v průběhu reakce rozpouštěni.No prior art material for adding aluminum and calcium to molten lead ⁵ at temperatures below 660 ° C is provided to ensure that the calcium and aluminum particles are kept in close proximity during the dissolution reaction.

Podle prvního aspektu předkládaného vynálezu zahrnuje způsob přidáváni vápníku a hliníku do roztaveného olova přiváděni vápníkových a hliníkových částic do vnitřku trubkového pouzdra majícího stěnu zasahují dolů do roztaveného olova a majícího spodní otvor v relativně velké hloubce pod povrchem olova a majícího horní otvory ve své stěně v relativně malé hloubce pod povrchem olova; a použití 15 rotačního oběžného kola umístěného v tomto trubkovém pouzdru pro způsobení víření olova nesoucího částice uvnitř trubkového pouzdra, tvar pouzdra a povaha a umístění oběžného kola jsou takové, že zajišťují, aby olovo nesoucí částice bylo vířeno proti stěně pouzdra a obíhalo uvnitř pouzdraAccording to a first aspect of the present invention, the method of adding calcium and aluminum to molten lead comprises supplying calcium and aluminum particles to the interior of a tubular sleeve having a wall extending down into molten lead and having a lower opening at a relatively large depth below the lead surface. shallow depth below the surface of the lead; and using the 15 rotary impeller disposed in the tubular housing to cause swirl of lead-bearing particles within the tubular housing, the shape of the housing and the nature and location of the impeller are such as to ensure that lead-bearing particles are swirled against the housing wall and circulate inside the housing.

0 předtím, než toto olovo opustí buď horní nebo spodní otvory.0 before this lead leaves either the upper or lower holes.

Jak je uvedeno výše, bude teplota olověné lázně obvykle menší než 660°C.As mentioned above, the lead bath temperature will usually be less than 660 ° C.

Dalším aspektem předkládaného vynálezu je zařízení 25 pro přivádění vápníku a hliníku do roztaveného olova, které zahrnuje obecně vertikální trubkové pouzdro a nosné prostředky pro držení tohoto trubkového pouzdra tak, aby horní část trubkového pouzdra byla nad povrchem olova, zatímco je spodní část ponořena do olova, uvedená spodní část _má stěnu s otvory, které mohou být drženy v malé hloubce pod povrchem olova, uvedená spodní část má spodní otvor ve svém spodním konci, který může být umístěn v relativně velké hloubce pod povrchem olova. Horní otvory jsou zakryty krytem, který zasahuje pod dno těchto otvorů. Zařízení má rovněž přívodní prostředky pro přivádění vápníkových a hliníkových částic do horní části trubkového pouzdra. Oběžné kolo je namontováno na rotačním hřídeli zasahujícím dolů do trubkového pouzdra, tvar pouzdra a povaha a umístění tohoto oběžného kola jsou takové, aby zajistily, že olovo nesoucí částice je vířeno proti stěně pouzdra a obíhá uvnitř pouzdra předtím, než toto olovo opustí trubkové pouzdro.Another aspect of the present invention is a device 25 for supplying calcium and aluminum to molten lead, which comprises a generally vertical tubular casing and support means for holding the tubular casing so that the upper portion of the tubular casing is above the lead surface while the lower portion is submerged in lead. said bottom portion _m, and a wall with openings capable of being held at a shallow depth below said surface, said lower portion having a bottom opening at its lower end that can be positioned at a relatively large depth below said surface. The top openings are covered by a cover extending below the bottom of the openings. The apparatus also has supply means for supplying calcium and aluminum particles to the top of the tubular housing. The impeller is mounted on a rotating shaft extending down into the tubular sleeve, the shape of the casing and the nature and location of the impeller are such as to ensure that the lead-bearing particles are swirled against the wall of the casing and circulate inside the casing before the lead leaves the tubular casing.

Jak bylo naznačeno, je správné víření olova částečně závislé na tvaru pouzdra a částečně je závislé na povaze a uložení oběžného kola. Pouzdro je zúženo, aby zadržovalo proud olova skrz spodní otvor a napomáhalo při cirkulaci. Výhodně spodní část trubkového pouzdra směrem dolů konverguje, čímž vytváří kónické zúžení vedoucí na výstupní otvor, který může mít přibližně polovinu maximálního průměru pouzdra a může být menší než je průměr oběžného kola. To napomáhá zlepšení radiálního proudění tekutiny pro zajištění, aby vápníkové a hliníkové částice byly drženy v trubkovém pouzdru po adekvátní časový úsek.As indicated, the correct swirl of lead is partly dependent on the shape of the housing and partly depends on the nature and location of the impeller. The housing is tapered to retain the flow of lead through the lower opening and assist in circulation. Preferably, the lower portion of the tubular sleeve converges downward, creating a conical taper leading to an outlet opening, which may have approximately half the maximum diameter of the sleeve and may be smaller than the diameter of the impeller. This helps to improve the radial fluid flow to ensure that calcium and aluminum particles are held in the tubular housing for an adequate period of time.

Konstrukce a umístění oběžného kola jsou kritické znaky pro nastavení optimálních vzorců proudění tekutiny uvnitř trubkového pouzdra. Ve výhodném provedení je oběžné kolo umístěno uvnitř pouzdra právě nad spodním otvorem nebo alespoň blíže ke spodnímu výstupu než ke středovému bodu směrem dolů konvergující části. S touto konstrukcí je skutečné proudění tekutiny směrem dolů, přičemž tekuté olovo je vtahováno dovnitř z volné taveniny skrz horní otvory, vířeno dokola uvnitř pouzdra a vytlačováno ven skrz spodní otvor. V tomto provedení je kónické zúžení ve spodní části trubkového pouzdra extrémně důležité, protože omezuje proudění olova skrz spodní otvor a tím zlepšuje radiální proudění. Bez tohoto zúžení v průměru trubkového pouzdra by vír zaujal více axiální proudění, čímž by umožňoval vápníkovým a zejména hliníkovým tuhým částicím unikat z pouzdra před úplným rozpuštěním do olova.The design and positioning of the impeller are critical features for adjusting optimal fluid flow patterns within the tubular housing. In a preferred embodiment, the impeller is located inside the housing just above the lower opening or at least closer to the lower outlet than to the center point of the downwardly converging portion. With this design, the actual fluid flow is downward, with the liquid lead being drawn in from the free melt through the upper openings, swirled around inside the housing and forced out through the lower opening. In this embodiment, the conical taper at the bottom of the tubular sleeve is extremely important as it limits the flow of lead through the bottom opening and thereby improves the radial flow. Without this constriction in the diameter of the tubular sleeve, the vortex would assume more axial flow, thereby allowing calcium and especially aluminum solid particles to escape from the sleeve before completely dissolving into lead.

V druhém provedení je oběžné kolo umístěno v blízkosti bodu zúžení uvnitř trubkového pouzdra. S touto konstrukcí se proudění uvnitř pouzdra obrací, přičemž tekuté olovo je vtahováno z volné taveniny dovnitř skrz spodní otvor a vychází ven horními otvory. V tomto případě zajišťuje kryt nad horními otvory, že jakékoliv nezreagované vápníkové a hliníkové částice, které mohou být bezděčně vypuštěny skrz horní otvory, jsou zachyceny v tomto krytu v důsledku jejich velké schopnosti plavat vzhledem k olovu a je jim tudíž zabráněno v plavání na povrchu olověné lázně, kde by byly ztraceny jako nezreagované reakční činidla.In a second embodiment, the impeller is located near the constriction point within the tubular housing. With this design, the flow inside the housing reverses, whereby the liquid lead is drawn from the free melt in through the lower opening and exits through the upper openings. In this case, the cover above the top openings ensures that any unreacted calcium and aluminum particles that may be inadvertently discharged through the top openings are trapped in the cover due to their great ability to swim relative to lead and are therefore prevented from swimming on the lead surface. baths where they would be lost as unreacted reagents.

Na rozdíl od shora uváděného US patentu č. 3,741,754, který používá oběžné kolo lodního typu pro vytváření axiálního proudění, je rotační oběžné kolo použité v obou provedeních podle předkládaného vynálezu výhodně alespoň částečně odstředivého typu, takže olovo v oblasti oběžného kola je nuceno pohybovat se jak radiálně tak i axiálně a dopadá na stěny trubkového pouzdra, a je donuceno k víření dokola v blízkosti těchto stěn předtím, než opustí výstup. Rovněž, na rozdíl od shora uváděného US patentu č. 3,741,754, je trubkové pouzdro zúženo v průměru tak, aby zmenšovalo axiální proudění a zlepšovalo radiální proudění uvnitř pouzdra. To je velmi důležitým aspektem předkládaného vynálezu, protože to zvětšuje dobu zdržení hliníkových a vápníkových částic uvnitř trubkového pouzdra. Tyto znaky zajišťují, že částice jsou drženy uvnitř trubkového pouzdra a jsou udržovány v kontaktu s relativně malým objemem olova, zatímco exotermická reakce s vápníkem zahřívá tento objem olova na teplotu, při které se rozpouští hliník.Unlike the aforementioned US Patent No. 3,741,754, which uses a ship-type impeller to generate axial flow, the rotary impeller used in both embodiments of the present invention is preferably at least partially of the centrifugal type so that lead in the impeller region is forced to move as radially and axially, and impinges on the walls of the tubular sleeve, and is forced to swirl all around these walls before leaving the exit. Also, unlike the aforementioned US Patent No. 3,741,754, the tubular sleeve is tapered in diameter so as to reduce axial flow and improve radial flow within the sleeve. This is a very important aspect of the present invention since it increases the residence time of the aluminum and calcium particles within the tubular housing. These features ensure that the particles are held within the tubular housing and are kept in contact with a relatively small volume of lead, while the exothermic reaction with calcium heats this volume of lead to a temperature at which aluminum dissolves.

Přestože se překládaný vynález principiálně zabývá přidáváním částic kovového hliníku a vápníku do olova, může θ být použit stejný postup a zařízení pro přidávání částic slitiny vápníku a hliníku do olova, nebo směsi slitiny a kovu.Although the present invention principally deals with the addition of aluminum and calcium metal particles to lead, the same process and apparatus can be used to add calcium and aluminum alloy particles to lead, or an alloy and metal mixture.

Předkládaný vynález bude dále podrobněji popsán na příkladných provedeních ve spojení s odkazy na připojené 5 výkresy.The present invention will now be described in more detail by way of example embodiments with reference to the accompanying drawings.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr.l je částečný pohled na dosavadního stavu techniky, v US patentu č. 3,741,754, zařízení podle které je popsáno jak bylo uvedeno výše;Fig. 1 is a partial view of the prior art, in US Patent No. 3,741,754, a device according to which it has been described as above;

Obr. 2 je pohled v bokorysu v částečném řezu na zařízení podle jednoho výhodného provedení předkládaného vynálezu;Giant. 2 is a partial cross-sectional side view of a device according to one preferred embodiment of the present invention;

Obr. 3 je pohled v bokorysu v částečném řezu na zařízení podle druhého výhodného provedení předkládaného vynálezu.Giant. 3 is a partial cross-sectional side view of a device according to a second preferred embodiment of the present invention.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obr. 1 znázorňuje podstatné prvky US patentu č.Giant. 1 shows essential elements of U.S. Pat.

3,741,754 podle dosavadního stavu techniky, které jsou použité pro přidávání reaktivního kovu, jako je vápník, do 5 roztaveného olova, zatímco využívá ochranné plynné prostředí tvořené inertním plynem. Jak je znázorněno, přívodní násypka 12, která tvoří spodní konec větší přívodní násypky, je použita pro dopravení přívodu reaktivního materiálu. Válcové pouzdro 16, které je uzavřeno ve svém horním konci 17 a . .No. 3,741,754 of the prior art, which are used to add a reactive metal, such as calcium, to 5 molten lead while utilizing an inert gas protective gas environment. As shown, the feed hopper 12, which forms the lower end of the larger feed hopper, is used to convey the feed of the reactive material. A cylindrical sleeve 16 which is closed at its upper end 17 a. .

otevřené ve svém spodním konci 18 je neseno prostřednictvím nosného ramena 20 vystupujícího z pohyblivého rámu 24. Vnitřní komora 26 je centrálně umístěna uvnitř válcového pouzdra 16. Uvnitř této vnitřní komory 26 je umístěno oběžné kolo 28 lodního typu nebo typu pro vytváření axiálníhoopened at its lower end 18 is supported by a support arm 20 extending from the movable frame 24. The inner chamber 26 is centrally located within the cylindrical housing 16. Inside the inner chamber 26 is an impeller 28 of the ship-type or axial-forming type.

... .....

proudění, které je upevněno k rotačnímu hřídeli 29, pricemz tento rotační hřídel 29 prochází nahoru skrz ucpávku 30 a má svůj horní konec poháněný kombinací motoru a převodové skříně, která je rovněž namontována na pohyblivém rámu 24 . S dnem přívodní násypky 12 je spojen vibrátor 31, který napomáhá proudění reaktivního materiálu do olověně lazne 32. Proud inertního plynu j zajištěn prostřednictvím přívodního potrubí 33, přičemž tento proud pomáhá pohybu reaktivních částic do horní části válcového pouzdra 16. Pohyblivý rám 24 je upraven pohyblivě nad roztavenou lázní kovu, která má být upravována.a flow which is fixed to the rotary shaft 29, wherein the rotary shaft 29 extends upwardly through the gland 30 and has its upper end driven by a combination of a motor and a gearbox which is also mounted on the movable frame 24. A vibrator 31 is connected to the bottom of the feed hopper 31 to assist the flow of reactive material into the lead bath 32. An inert gas flow is provided through the feed line 33, this flow helping to move the reactive particles into the top of the cylindrical housing 16. over a molten bath of metal to be treated.

Při použití je pohyblivý rám 24 umístěn tak, aby byla vložena část válcového pouzdra 16 a celá vnitřní komora 26 pod povrch 32 roztaveného olova. Inertní plyn je přiváděn skrz přívodní potrubí 33 a teplota olova je nastavena na 900 až 950°F (to jest 482 až 510°C) . Vápníkové částice jsou přiváděny s rychlostí 15 liber za minutu (6,8 kg za minutu), zatímco oběžné kolo 28 se otáčí s rychlostí přibližně 280 otáček za minutu, aby vytvořilo hluboký vír v lázni. Oběžné kolo má sklon táhnout tekuté olovo směrem nahoru skrz prstencovitý prostor mezi válcovým pouzdrem 16 a vnitřní komorou 26 a potom směrem dolů skrz tuto komoru a ven skrz její spodní výstup do lázně. Vápníkové částice jsou míchány s roztaveným olovem v průběhu tohoto pohybu. S použitím tohoto zařízení se uvádí, že byly vyrobeny slitiny vápníku a olova s obsahem vápníku v rozsahu od přibližně 0,025 % do 1,5 % hmotnostních, odvozených z celkové hmotnosti vápníku a olova ve slitině. Tento patent podle dosavadního stavu techniky rovněž uvádí, že přidávání šestiokých vápníkových hrudek s rychlostí 15 liber za minutu (6,8 kg za minutu) do olověné lázně při teplotě 480 až 510°C vytvářelo výtěžnost vápníku přibližně 88 % hmotnostních, to znamená, že přibližně 88 % veškerého vstupujícího vápníku se stalo součástí slitiny vápníku a olova.In use, the movable frame 24 is positioned to insert a portion of the cylindrical housing 16 and the entire inner chamber 26 below the molten lead surface 32. The inert gas is fed through the feed line 33 and the lead temperature is set to 900 to 950 ° F (i.e., 482 to 510 ° C). The calcium particles are fed at a rate of 15 pounds per minute (6.8 kg per minute), while the impeller 28 rotates at approximately 280 rpm to create a deep vortex in the bath. The impeller tends to pull the liquid lead upward through the annular space between the cylindrical housing 16 and the inner chamber 26 and then downwardly through the chamber and out through its lower outlet to the bath. The calcium particles are mixed with the molten lead during this movement. Using this apparatus, it is reported that calcium-lead alloys have been produced with a calcium content ranging from about 0.025% to 1.5% by weight, based on the total weight of calcium and lead in the alloy. This prior art patent also teaches that the addition of 15 pounds of hexagonal calcium lumps (6.8 kg per minute) to a lead bath at 480-510 ° C produced a calcium yield of approximately 88% by weight, i.e. approximately 88% of all incoming calcium became part of the calcium-lead alloy.

V předběžné fázi tohoto vynálezu byly prováděny experimenty pro zjištěni zda postup popisovaný v US patentu č. 3,741,754 by mohl být upraven také pro přidávání kovového hliníku do olova. Byla zkonstruována reakční nádoba, podobná popisované nádobě v tomto patentu a znázorněné na obr. 1 tohoto popisu. Přívodní systém reakčního činidla byla měněn pro umožněni přidáváni:In the preliminary phase of the present invention, experiments were conducted to determine whether the process described in US Patent No. 3,741,754 could also be adapted to add metallic aluminum to lead. A reaction vessel similar to that described in this patent and shown in FIG. 1 of this specification has been constructed. The reagent feed system was changed to allow the addition of:

* kovových vápníkových a hliníkových částic současně, nebo * pouze kovových hliníkových částic.* metallic calcium and aluminum particles simultaneously, or * metallic aluminum particles only.

Testy s tímto postupem, ale při teplotě 560°C, ukazují, že pokud je kovový hliník přidáván samostatně, to jest bez přidávání vápníku, je výtěžnost hliníku nulová. Tento postup je tudíž nevhodný pro přidávání pouze čistých tuhých kovových částic hliníku do roztaveného olova při teplotách zpracování běžně používaných pro výrobu slitin do olověných akumulátorů.Tests with this procedure, but at 560 ° C, show that when aluminum metal is added alone, i.e. without calcium addition, the aluminum yield is zero. This process is therefore unsuitable for adding only pure solid aluminum metallic particles to molten lead at processing temperatures commonly used to produce alloys to lead-acid accumulators.

Byly rovněž provedeny testy využívající tento postup pro současné přidávání vápníkových a hliníkových částic do olověné lázně, výsledky těchto testů jsou ukázány v Tabulce 1 níže.Tests using this procedure were also performed to simultaneously add calcium and aluminum particles to the lead bath, the results of which are shown in Table 1 below.

Tabulka 1:Table 1:

Výtěžnosti kovového vápníku a hliníku při současném přidávání s použitím postupu, který je popsán v US patentu č.Calcium and aluminum metal yields with simultaneous addition using the procedure described in U.S. Pat.

3,741,7543,741,754

Teplota olova °C Temperature lead ° C Počet testů Number tests Výtěžnost % Yield% Vápník Calcium Hliník Aluminium 500 500 4 4 86,6 ± 17,4 86.6 ± 17.4 39,0 ± 19,9 39.0 ± 19.9 540 540 3 3 90, 6 ± 6,0 90.6 ± 6.0 48,8 ± 7,2 48.8 ± 7.2 560 560 9 9 91,9 ± 6,8 91.9 ± 6.8 60, 0 ± 9, 6 60.0 ± 9.6

Výsledky uvedené v Tabulce 1 ukazují, že pokud se hliníkové a vápníkové částice pohybují ve vzájemné těsné blízkosti uvnitř dobře promíchávaného válcového reakčního zvonu nebo pouzdra, zvětšuje teplo uvolňované rozpouštěním vápníku lokálně teplotu olova v blízkosti hliníkových částic, čímž se umožňuje rozpouštění hliníku, což by normálně za nepřítomnosti vápníku neprobíhalo.The results presented in Table 1 show that when the aluminum and calcium particles move in close proximity to each other within a well-stirred cylindrical reaction bell or sheath, the heat released by dissolving calcium locally increases the lead temperature near the aluminum particles, thereby allowing the aluminum to dissolve. in the absence of calcium.

Údaje uvedené v Tabulce 1 indikují, že s postupem popsaným v US patentu č. 3,741,754 pozměněném pro přivádění jak tuhých vápníkových tak tuhých hliníkových částic, se obě výtěžnosti tedy vápníku i hliníku zvětšují, jak se zvětšuje teplota olověné lázně od 500°C do 560°C. Tyto výsledky ale rovněž ukazují, že zde stále zůstává velký stupeň proměnlivosti výtěžnosti hliníku test od testu, přinejlepším ± 9,6 %. Navíc, zatímco výtěžnosti vápníku jsou vynikající, v rozsahu 90 %, poskytuje tento postup stále pouze výtěžnosti hliníku, které se v průměru pohybují pouze kolem 60 %, což není o mnoho lepší než poskytují ostatní postupy popsané v předcházejícím dosavadním stavu techniky pro přidávání tuhého kovového hliníku do olova.The data presented in Table 1 indicates that with the process described in US Patent No. 3,741,754 altered to feed both solid calcium and solid aluminum particles, both calcium and aluminum yields increase as the lead bath temperature increases from 500 ° C to 560 ° C. However, these results also show that there is still a large degree of variation in the aluminum test yield from test to test, at best ± 9.6%. Moreover, while calcium yields are excellent, in the range of 90%, this process still only yields aluminum yields that are on average only about 60%, which is not much better than the other processes described in the prior art for adding solid metal of aluminum into lead.

Jak bylo uvedeno dříve, v předběžných experimentech sAs mentioned earlier, in preliminary experiments with

S válcovým pouzdrem, pokud nebyl přidáván vápník, byla výtěžnost hliníku 0 %. Navíc bylo zjištěno, že nezreagované částice hliníku plavou na povrchu volné olověné lázně vně válcového pouzdra 16. To naznačuje, že konstrukce popsaná v US patentu č. 3,741754 má za následek nezreagované částiceWith a cylindrical housing, if calcium was not added, the aluminum yield was 0%. In addition, it has been found that unreacted aluminum particles float on the surface of the free lead bath outside the cylindrical sleeve 16. This indicates that the construction described in US Patent No. 3,741754 results in unreacted particles

Q hliníku, které jsou vytlačovány ven z otevreneho dna válcového pouzdra prostřednictvím víru vytvářeného oběžným kolem. To ovšem není problém v původním vynálezu, který je popsán v původním patentu, když se používají pouze částice vápníku, protože vápník se rozpouští poměrně snadno a rychle v roztaveném olovu. Na druhou stranu hliník se rozpouští velmi pomalu v roztaveném olovu a tudíž musí být hliníkové reakční činidlo udržováno v těsné blízkosti vápníkových částic uvnitř velmi dobře promíchávané reakční zóny v pouzdru nebo zvonu. Doba zdržení částic uvnitř pouzdra nebo zvonu musí být tak dlouhá jak jen je možné, aby se napomohlo rozpouštění.Q, which are extruded out of the open bottom of the cylindrical housing by the vortex formed by the impeller. However, this is not a problem in the original invention, which is described in the original patent, when only calcium particles are used, since calcium dissolves relatively easily and rapidly in molten lead. On the other hand, aluminum dissolves very slowly in molten lead, and therefore the aluminum reagent must be kept in close proximity to the calcium particles within a very well stirred reaction zone in the housing or bell. The residence time of the particles inside the housing or bell must be as long as possible to aid dissolution.

Celkově tedy pozměnění postupu popsaného v US patentu č. 3,741,754 pro umožnění přidávání jak tuhého kovového vápníku tak i tuhého kovového hliníku do roztaveného olova potvrdilo, že lokalizované teplo uvolňované v průběhu rozpouštění vápníku bylo dostatečné pro umožnění rozpouštění kovového hliníku. Tento postup popsaný v US patentu č. 3,741,754 byl ale nevhodně konstruován pro maximalizaci doby zdržení vápníkových a hliníkových částic uvnitř zvonu nebo válcového pouzdra. Vystřikování nezreagovaných kovových částic skrz otevřené dno pouzdra bylo považováno za důvod nízkých a proměnlivých výtěžností hliníků, přičemž výsledky byly nepředvídatelné test od testu.Overall, altering the process described in US Patent No. 3,741,754 to allow the addition of both solid metal calcium and solid metal aluminum to molten lead confirmed that the localized heat released during calcium dissolution was sufficient to allow dissolution of the metal aluminum. However, the process described in US Patent No. 3,741,754 has been inappropriately designed to maximize the residence time of calcium and aluminum particles within a bell or cylindrical shell. Spraying unreacted metal particles through the open bottom of the housing was considered to be due to low and varying aluminum yields, with results unpredictable from test to test.

Obr. 2 znázorňuje výhodné provedení zařízení podle předkládaného vynálezu, které, jak bylo zjištěno, překonává nedostatky zařízení podle dosavadního stavu techniky, které je znázorněno na obr. 1.Giant. 2 shows a preferred embodiment of the device according to the present invention, which has been found to overcome the drawbacks of the prior art device shown in FIG. 1.

Jak je patrné na obr.2, jsou ze dvou samostatných násypek lila a 112a vytvořeny dvě přívodní násypky 111 a 112 pro vápníkové a hliníkové částice nebo pro částice slitiny vápník/hliník. Tyto násypky procházejí do jinak uzavřeného vršku 113 trubkového pouzdra 116, které má na spodním konci otevřený otvor 117. Násypky mohou, pokud je to žádoucí, být rovněž použity pro přivádění ochranného inertního plynu do horní části pouzdra. Pouzdro a násypky jsou neseny prostřednictvím rámové části 124, která může být posouvána na místo, podle požadavku nad nádobou 125 obsahující roztavené olovo, jehož horní povrch je označen vztahovou značkou 132.As can be seen in FIG. 2, two feed hoppers 111 and 112 are formed from two separate hoppers 111a and 112a for calcium and aluminum particles or for calcium / aluminum alloy particles. These hoppers extend into an otherwise closed top 113 of the tubular housing 116 having an opening 117 at the lower end thereof. The hoppers may also, if desired, also be used to supply a protective inert gas to the top of the housing. The housing and the hoppers are supported by a frame portion 124 which can be slid into place, as desired, above a vessel 125 containing molten lead, the upper surface of which is indicated by the reference numeral 132.

Do uzavřeného vršku 113 je uložen hnací hřídel 129 motoru 130, který nese na svém spodním konci oběžné kolo 128.A drive shaft 129 of the motor 130 is supported in the closed top 113 and carries an impeller 128 at its lower end.

Pouzdro 116 má kolem svého obvodu řady štěrbin 118, které tak vytvářejí vstupní prostředky umístěné v relativně malé hloubce pod povrchem 132 olova; to jest hloubce, která je malá vzhledem k hloubce spodního otvoru 117. Směrem dolů se rozbíhající stínící deska nebo kryt 119 ve tvaru komolého kužele je upevněn k vnějšímu povrchu pouzdra 116 právě nad štěrbinami 118, což zajišťuje to, aby tavenina vstupující do štěrbin nebyla znečištěna povrchovou struskou nebo podobně.The housing 116 has a plurality of slots 118 around its periphery, thereby forming input means located at a relatively small depth below the lead surface 132; that is, a depth that is small relative to the depth of the bottom opening 117. A downwardly diverging frustoconical shielding plate or cover 119 is secured to the outer surface of the housing 116 just above the slots 118, ensuring that the melt entering the slots is not contaminated surface slag or the like.

Podstatné rozdíly mezi předkládaným vynálezem a vynálezem popsaným v US patentu č. 3,741,754 spočívají v povaze oběžného kola 118 a v konstrukci pouzdra 116. Oběžné kolo, namísto toho aby bylo lodního typu nebo typu, který vytváří axiální proudění, jak je znázorněno v US patentu č. 3,741,754, je alespoň částečně odstředivého typu. Přesněji tedy listy oběžného kola jsou nastaveny pod úhlem mezi 40° a 50° vzhledem k horizontální rovině oběžného kola, výhodně kolem 45°; spíše než pod menším úhlem obvyklým pro oběžná kola typu, který vytváří axiální proudění. Podle toho tedy oběžné kolo podle překládaného vynálezu vytváří jak značné radiální proudění tak ovšem i axiální proudění; axiální proudění zajišťuje, aby olovo bylo posouváno skrz pouzdro, zatímco odstředivé nebo radiální proudění zajišťuje, aby olovo bylo vířeno dokola v pouzdru dostatečně dlouho, aby vytvořilo slitinu s vápníkem a hliníkem. Oběžné kolo tohoto typu může být označeno jako upravené turbínové oběžné kolo. Rovněž, zatímco oběžné kolo popsané v US patentu č. 3,741,754 mělo více dvě třetiny vnitřního průměru pouzdra, je průměr oběžného kola podle předkládaného vynálezu menší než jedna polovina průměru válcové části pouzdra 116 a výhodně je mírně menší než je průměr spodního otvoru. Navíc, zatímco v US patentu č. 3,741,754 je pouzdro zcela válcového tvaru, pouzdro 116 podle předkládaného vynálezu je válcové v hodní části a zužuje se ve svém spodním úseku 116a tvaru komolého kužele. Toto zúžení omezuje proudění tekutého kovu ven ze spodního otvoru, čímž se dále zlepšuje radiální proudění uvnitř pouzdra a omezuje se axiální proudění, které bylo v předběžných experimentech s válcovým pouzdrem 16 označeno za příčinu nízkých a nepředvídatelných výtěžností hliníků v důsledku toho, že spodním otvorem byly vypouštěny nerozpuštěné hliníkové částice.Significant differences between the present invention and the invention described in US Patent No. 3,741,754 lie in the nature of the impeller 118 and in the design of the housing 116. The impeller, instead of being of the ship type or of the axial flow type as shown in US Patent No. 3,741,754 is at least partially of the centrifugal type. More specifically, the impeller blades are adjusted at an angle between 40 ° and 50 ° relative to the horizontal plane of the impeller, preferably about 45 °; rather than at a smaller angle common to impellers of the type that produces axial flow. Accordingly, the impeller of the present invention generates both a considerable radial flow and, of course, an axial flow; the axial flow ensures that the lead is pushed through the housing, while the centrifugal or radial flow ensures that the lead is swirled around in the housing long enough to form the calcium-aluminum alloy. An impeller of this type may be referred to as a modified turbine impeller. Also, while the impeller described in US Patent No. 3,741,754 had more than two thirds of the inner diameter of the housing, the diameter of the impeller of the present invention is less than half the diameter of the cylindrical portion of the housing 116 and preferably is slightly smaller than the diameter of the lower bore. In addition, while in US Patent No. 3,741,754 the sleeve is entirely cylindrical in shape, the sleeve 116 of the present invention is cylindrical in the upper portion and tapered in its frustoconical bottom portion 116a. This constriction limits the flow of liquid metal out of the lower aperture, further improving radial flow within the housing and limiting the axial flow, which in preliminary experiments with the cylindrical bushing 16 has been identified as causing low and unpredictable aluminum yields due to the lower aperture being discharged undissolved aluminum particles.

Při činnosti způsobují kombinované účinky turbínového oběžného kola 128, které se otáčí s dostatečnou rychlostí,In operation, the combined effects of the turbine impeller 128 rotate at sufficient speed,

Ί 5 například přibližně 400 az 600 otáček za minutu, a zuzeneho spodního úseku 116a ve tvaru komolého kužele to, že olovo proudí jak v axiálním tak i v radiálním směru, jak je naznačeno šipkami, přičemž olovo vstupuje štěrbinami 118, je vířeno dokola prostřednictvím oběžného kola 128 a nakonecNapříklad 5, for example approximately 400 to 600 rpm, and the tapered truncated frustoconical lower section 116a that the lead flows in both the axial and radial directions as indicated by the arrows, the lead entering through the slots 118 is swirled around by the orbital wheels 128 and finally

0 opouští spodní otvor 117. Vápníkové a hliníkové částice jsou přiváděny současně nebo v těsném sledu do vnitřku pouzdra prostřednictvím přívodních násypek 111 a 112. Mělo by být zcela zřejmé, že turbínové oběžné kolo ve spojení se zúžením tvaru komolého kužele vytváří vír s dostatečným radiálním prouděním, takže částice přiváděných kovů jsou nuceny vířit dokola uvnitř pouzdra mezi stěnou a oběžným kolem a nad oběžným kolem a to zajišťuje těsnou blízkost vápníkových a hliníkových částic a maximalizuje jejich dobu zdržení uvnitř pouzdra. V průběhu tohoto pohybu zahřívá exotermická reakce mezi vápníkem a olovem olovo uvnitř pouzdra a v těsné blízkosti částic a to způsobuje rozpouštění hliníku.The calcium and aluminum particles are fed simultaneously or in close proximity to the interior of the housing via the feed hoppers 111 and 112. It should be understood that the turbine impeller in conjunction with the frustoconical constriction creates a vortex with sufficient radial flow so that the metal feed particles are forced to swirl around the housing between the wall and the impeller and above the impeller, ensuring close proximity to the calcium and aluminum particles and maximizing their residence time within the housing. During this movement, the exothermic reaction between calcium and lead heats the lead inside the enclosure and in close proximity to the particles, causing aluminum to dissolve.

V průběhu této operace může být, pokud je to žádoucí, přiváděn do pouzdra ochranný plyn skrz přívodní násypky 111 a cDuring this operation, shielding gas may be fed to the housing, if desired, via the feed hoppers 111 and c.

112 nebo prostřednictvím samostatného přívodu. Přestože použití ochranného plynu není podstatným znakem, testy ukázaly, že použití inertního plynu, jako je argon, zlepší výtěžnost vápníku až o 15 až 20 %.112 or via a separate supply. Although the use of a shielding gas is not an essential feature, tests have shown that the use of an inert gas such as argon will improve the yield of calcium by up to 15-20%.

Testy popsané níže znázorňují, že výsledky dosažené způsobem a zařízením, které byly popsány v tomto popisu, zejména pokud se týká výtěžnosti hliníku, jsou mnohem lepší výsledky dosažené zařízením popsaným v US patentu č. 3,741,754.The tests described below show that the results obtained by the method and apparatus described in this description, particularly with respect to aluminum recovery, are much better results achieved by the apparatus described in US Patent No. 3,741,754.

Příklad 1:Example 1:

Kónické pouzdro podobné tomu, které je znázorněno na obr. 2, bylo vloženo do 1250 kg lázně roztaveného olova. Tavenina olova byla zpočátku udržována na teplotě 560°C. Bylo přidáno 1,45 kg částic kovového vápníku a 0,21 kg částic kovového hliníku současně do olověného víru vytvářeného oběžným kolem pracujícím s rychlostí 600 otáček za minutu uvnitř kónického reakčního pouzdra. Reakční činidla byla přiváděna do taveniny v 7 až 8 minutovém časovém intervalu. Míchání uvnitř pouzdra pokračovalo po dobu až do dokončení 20 minut od počátku přivádění reakčních činidel. Byly odebírány vzorky pro chemickou spektrografickou analýzu z volné olověné lázně vně pouzdra v 0, 5, 10 a 20 minutových intervalech od počátku přivádění reakčních činidel. Výsledky uvedené níže naznačují, že s kombinací pouzdra a oběžného kola podle tohoto výhodného provedení předkládaného vynálezu dosahuje výtěžnost vápníku 92,7 % po 10 minutách a 96,1 % po 20 minutách. Výtěžnost hliníku je neobyčejně vysoká, přičemž dosahuje 81,6 % po 10 minutách a zvyšuje se na 82,7 % po 20 minutách.A conical sheath similar to that shown in Figure 2 was placed in a 1250 kg bath of molten lead. The lead melt was initially held at 560 ° C. 1.45 kg of calcium metal particles and 0.21 kg of aluminum metal particles were added simultaneously to the lead vortex generated by the impeller operating at 600 rpm inside the conical reaction housing. The reagents were fed into the melt at a 7-8 minute time interval. Stirring inside the capsule was continued for 20 minutes from the start of the reagent feed. Samples were taken for chemical spectrographic analysis from a free lead bath outside the enclosure at 0, 5, 10, and 20 minute intervals from the start of reagent introduction. The results presented below indicate that, with the housing and impeller combination of this preferred embodiment of the present invention, the calcium yield is 92.7% after 10 minutes and 96.1% after 20 minutes. Aluminum recovery is extremely high, reaching 81.6% after 10 minutes and increasing to 82.7% after 20 minutes.

Změna v množstvích vápníku a hliníku mezi 10 a 20 minutami je považována za nepodstatnou; tudíž rozpouštění s pouzdrem bylo dokončeno po 10 minutách, to jest v intervalu 2 až 3 minut po dokončení přivádění reakčních činidel.A change in the amounts of calcium and aluminum between 10 and 20 minutes is considered irrelevant; thus, dissolution with the capsule was complete after 10 minutes, i.e. within 2 to 3 minutes after completion of the reagent feed.

Příklad 2:Example 2:

Přesně stejný experiment, jako je popsáno v Příkladu 1, byl zopakován pro ujištění se o rozpouštění a výtěžnosti vápníkových a hliníkových částic s pomocí zařízení popsaného v tomto popisu předkládaného vynálezu. Opět bylo rozpouštění dokončeno po 10 minutách, což je v intervalu 2 až 3 minut po dokončení přivádění reakčních činidel. Celkové množství vápníku bylo zjištěno 1050 ppm (výtěžnost 92,3 %) a hliníku 165 ppm (výtěžnost 98,2 %).Exactly the same experiment as described in Example 1 was repeated to assure dissolution and recovery of calcium and aluminum particles using the device described in this disclosure of the present invention. Again, dissolution was complete after 10 minutes, which is 2 to 3 minutes after the reagent feed was complete. Total calcium was found to be 1050 ppm (92.3% yield) and aluminum 165 ppm (98.2% yield).

Tyto výsledky potvrdily, že uspořádání zúženého pouzdra tvaru komolého kužele a oběžného kola podle tohoto výhodného provedení předkládaného vynálezu podstatně zvětšuje výtěžnost hliníku dosahovanou uspořádáním podle dosavadního stavu techniky. S tímto výhodným provedením podle předkládaného vynálezu se výtěžnosti hliníku zvyšují na hodnoty mezi 83 až 98 %, což je podstatně více než buď výtěžnosti hliníku 60 %, dosahované s konstrukcí válcového pouzdra podle US patentu č. 3,741,754, nebo výtěžnosti hliníku, dosahované postupy podle jiných dokumentů dosavadního stavu techniky, které jsou uvedeny v tomto popisu. To je přičítáno tangenciálnímu prouděni tekutiny, vytvářenému uvnitř nového pouzdra, což zajišťuje těsnou blízkost částic vápníku a hliníku u obvodu pouzdra a zvyšuje dobu zdržení uvnitř pouzdra. Oba tyto faktory jsou nezbytné, pokud lokalizované teplo uvolňované v průběhu rozpouštění vápníku v olovu má být účinně využito a použito pro zlepšení rozpouštění kovového hliníku v při teplotách olověné taveniny pod 660°C. Při použití tohoto nového uspořádání nebyly zjištěny ve volné kovové lázni vně pouzdra žádné nezreagované hliníkové částice, jako tomu bylo v případě dosavadního válcového pouzdra podle uváděného patentu dosavadního stavu techniky.These results confirmed that the configuration of the frustoconical and impeller tapered bushing according to this preferred embodiment of the present invention substantially increases the aluminum yield achieved by the prior art arrangement. With this preferred embodiment of the present invention, the aluminum yields increase to values between 83-98%, which is substantially more than either the 60% aluminum yield achieved with the cylindrical bushing design of US Patent No. 3,741,754, or the aluminum yield achieved by the processes of other the prior art documents disclosed in this description. This is attributed to the tangential flow of fluid formed inside the new housing, which ensures the close proximity of the calcium and aluminum particles at the periphery of the housing and increases the residence time within the housing. Both of these factors are necessary if the localized heat released during the dissolution of calcium in lead is to be effectively utilized and used to improve the dissolution of metallic aluminum at lead melt temperatures below 660 ° C. Using this new arrangement, no unreacted aluminum particles were detected in the free metal bath outside the housing, as was the case with the prior art cylindrical housing.

Druhé provedení předkládaného vynálezu je znázorněno na obr. 3, ve kterém jsou použity stejné vztahová znaky pro části, které jsou stejné jako části provedení znázorněného na obr. 3. Uspořádání podle obr. 3 umožňuje turbinovému oběžnému kolu 228, aby bylo umístěno přibližně v úrovni, kde válcová část pouzdra přechází do zúžené části 216a. Jako u prvního výhodného provedení, umožňují konstrukce oběžného kola a spodní úsek pouzdra ve tvaru komolého kužele kombinované o o axiální a radiální proudění, jak je naznačeno na obr. 3 šipkami. V tomto případě ale bylo zjištěno, že zvýšení polohy oběžného kola má za následek obrácení proudění kovu, přičemž tekuté olovo proudí dovnitř skrz spodní otvor a ven horními otvory tedy štěrbinami 118. Jako dříve vytváří otáčející seA second embodiment of the present invention is shown in Fig. 3 in which the same reference numerals are used for parts that are the same as those of the embodiment shown in Fig. 3. The arrangement of Fig. 3 allows the turbine impeller 228 to be positioned approximately wherein the cylindrical portion of the housing passes into the tapered portion 216a. As in the first preferred embodiment, the impeller designs and the lower section of the frustoconical bushing combined by axial and radial flow, as indicated by the arrows in Figure 3. In this case, however, it has been found that increasing the position of the impeller results in a reversal of the metal flow, with the liquid lead flowing in through the lower opening and out through the upper openings thus through the slots 118. As before, it forms a rotating

5 z oběžné kolo 228 s dostatečnou rychlosti, například kolem 400 až 600 otáček za minutu, ve spojení s kónickou konstrukcí pouzdra takové proudění, ve kterém přiváděné kovové částice víří dokola uvnitř pouzdra mezi stěnou a oběžným kolem. U tohoto provedení ale vztlakové síly působící na vápníkové a5 of the impeller 228 with a sufficient speed, for example about 400 to 600 rpm, in conjunction with the conical housing design, a flow in which the supplied metal particles swirl all around the housing between the wall and the impeller. In this embodiment, however, the uplift forces acting on the calcium a

O A hliníkové částice mohou působit tak, že způsobí jejich vyplavání z pouzdra horními otvory. Konstrukce krytu 119 ve tvaru komolého kužele zajišťuje, aby jakékoliv nerozpuštěné částice vystupující skrz horní štěrbiny byly zadrženy před vyplaváním na povrch taveniny, kde by bylo nemožné je získat zpět v důsledku oxidace. Přesto ale toto provedení nezajišťuje tak těsnou blízkost vápníkových a hliníkových částic a tak dlouhou dobu zdržení částic uvnitř pouzdra jako první výhodné provedení.O A aluminum particles can act to cause them to float out of the housing through the upper openings. The design of the truncated cone cover 119 ensures that any undissolved particles protruding through the upper slots are retained before flooding onto the melt surface where it would be impossible to recover them due to oxidation. However, this embodiment does not provide such close proximity to the calcium and aluminum particles and such a long residence time within the housing as the first preferred embodiment.

Testy popsané níže s tímto méně výhodným provedením θ předkládaného vynálezu ukazují vynikající výtěžnosti reakčních činidel. Přestože výtěžnost hliníku je podstatě lepší než s předběžnými experimenty s válcovým pouzdrem, jak bylo popsáno v US patentu c. 3,741, 754 nebo s postupy podle uvedeného dosavadního stavu techniky, je poněkud menší než c byla výtěžnost v Přikladu 2 prvního výhodného provedeni předkládaného vynálezu.The tests described below with this less preferred embodiment θ of the present invention show excellent reagent yields. Although the yield of aluminum is substantially better than with preliminary cylindrical sleeve experiments as described in US Patent No. 3,741,754 or the prior art procedures, it is somewhat less than c in Yield 2 of the first preferred embodiment of the present invention.

Příklad 3:Example 3:

Kónické pouzdro podobné tomu, které je znázorněno na ₀ obr. 3, bylo vloženo do 1250 kg lázně roztaveného olova. Tavenina olova byla zpočátku udržována na teplotě 560°C. Bylo přidáno 1,48 kg částic kovového vápníku a 0,21 kg částic kovového hliníku současně do olověného víru vytvářeného oběžným kolem pracujícím s rychlostí 600 otáček za minutu uvnitř kónického reakčního pouzdra. Reakční činidla byla přiváděna do taveniny v 7 až 8 minutovém časovém intervalu. Míchání uvnitř pouzdra pokračovalo po dobu až do dokončení 20 minut od počátku přivádění reakčních činidel. Byly odebírány vzorky pro chemickou spektrografickou analýzu z volné olověné θ lázně vně pouzdra v 0, 5, 10 a 20 minutových intervalech od počátku přivádění reakčních činidel. Výsledky uvedené níže naznačují, že s kombinací pouzdra a oběžného kola podle tohoto výhodného provedení předkládaného vynálezu dosahuje výtěžnost vápníku 92,7 % po 10 minutách a 96,1 % po 20 minutách. Výtěžnost hliníku byla dosažena 83,2 % po 10 minutách a zůstala nezměněna po 20 minutách.A conical housing similar to that shown at ₀ in FIG. 3 was charged into a 1250 kg molten lead bath. The lead melt was initially held at 560 ° C. 1.48 kg of calcium metal particles and 0.21 kg of aluminum metal particles were added simultaneously to the lead vortex generated by the impeller operating at 600 rpm inside the conical reaction housing. The reagents were fed into the melt at a 7-8 minute time interval. Stirring inside the capsule was continued for 20 minutes from the start of the reagent feed. Samples were taken for chemical spectrographic analysis from a free lead θ bath outside the enclosure at 0, 5, 10, and 20 minute intervals from the start of reagent introduction. The results presented below indicate that, with the housing and impeller combination of this preferred embodiment of the present invention, the calcium yield is 92.7% after 10 minutes and 96.1% after 20 minutes. Aluminum recovery was reached 83.2% after 10 minutes and remained unchanged after 20 minutes.

Čas odebrání vzorku Removal time sample Analýza, ppm Analysis, ppm Výtěžnost, % Yield,% Ca Ca Al Al Ca Ca Al Al 10 10 1 100 1 100 140 140 92,7 % 92.7% 83,2 % 83.2% 20 20 May 1 140 1 140 140 140 96,1 % 96.1% 83,2 % 83.2%

Zvýšení o 40 ppm v množství vápníku mezi 10 a 20 minutami je považováno za nepodstatné, tudíž rozpouštění s tímto pouzdrem bylo dokončeno po 10 minutách, to jest v intervalu 2 až 3 minut po dokončení přivádění reakčních činidel.An increase of 40 ppm in the amount of calcium between 10 and 20 minutes is considered insignificant, therefore dissolution with this capsule was complete after 10 minutes, i.e. within 2 to 3 minutes after completion of the reagent feed.

Příklad 4:Example 4:

Přesně stejný experiment, jako byl popsán v příkladu 3, byl zopakován pro stanovení reprodukovatelnosti rozpouštění a výtěžnosti vápníkových a hliníkových částic se zařízením podle předkládaného vynálezu. Opět bylo rozpouštění dokončeno po 10 minutách, což je uvnitř intervalu 2 až 3 minut po dokončení přivádění reakčních činidel. Po 10 minutách bylo analyzované množství vápníku 1068 ppm (výtěžnost 90 %) a analyzované množství hliníku 140 ppm (výtěžnost 83,2 %).Exactly the same experiment as described in Example 3 was repeated to determine the reproducibility of dissolution and recovery of calcium and aluminum particles with the device of the present invention. Again, dissolution was complete after 10 minutes, which is within 2 to 3 minutes after the reagent feed was complete. After 10 minutes, the amount of calcium analyzed was 1068 ppm (90% yield) and the amount of aluminum analyzed was 140 ppm (83.2% yield).

Tylo výsledky s použitím předkládaného vynálezu, jak byly zjištěny v Příkladech 1, 2, 3 a 4, potvrzují, že kombinace turbínového oběžného kola, otáčejícího se s dostatečnou rychlostí, a pouzdra, zúženého prostřednictvím úseku tvaru komolého kužele v jeho spodní části, má za následek podstatná zlepšení ve výtěžnosti hliníku ve srovnání s výtěžností, která může být dosažena prostřednictvím zařízení, které je popsáno v US patentu č. 3,741,754.These results using the present invention, as found in Examples 1, 2, 3 and 4, confirm that the combination of a turbine impeller rotating at sufficient speed and a sleeve tapered by a frusto-conical section at the bottom thereof as a result, substantial improvements in the yield of aluminum compared to the yield that can be achieved by means of the device described in US Patent No. 3,741,754.

Umístění oběžného kola uvnitř pouzdra a konstrukce oběžného kola stanoví směr proudění kovu, který je buď od shora a ven spodkem nebo obráceně. Výtěžnost hliníku je podstatně lepší než podle dosavadního stavu techniky s oběma těmito konstrukčními modifikacemi.The location of the impeller inside the housing and the design of the impeller determine the direction of flow of the metal, which is either from the top and the bottom or vice versa. Aluminum yield is significantly better than the prior art with both of these design modifications.

Zlepšení výtěžnosti je přičítáno radiálnímu proudění vytvářenému uvnitř nové konstrukce pouzdra, které zajišťuje těsnou blízkost hliníkových a vápníkových částic a zvětšuje dobu zdržení částic uvnitř pouzdra. Oba tyto faktory jsou nezbytné, pokud lokalizované teplo uvolňované v průběhu rozpouštěni vápníku v olovu ma být ucmne využito a použito pro zlepšení rozpouštění kovového hliníku v při teplotách olověné taveniny pod 660°C. Výtěžnosti hliníku byly o 38 % až 63 % vyšší s předkládaným vynálezem ve srovnání s výtěžnostmi získanými s experimenty používajícími válcové pouzdro· podle θ US patentu č. 3,741,754.The improvement in yield is attributed to the radial flow generated within the new housing design, which ensures the close proximity of the aluminum and calcium particles and increases the residence time of the particles within the housing. Both of these factors are necessary if the localized heat released during the dissolution of calcium in lead should be utilized and used to improve the dissolution of metallic aluminum at lead melt temperatures below 660 ° C. Aluminum yields were 38% to 63% higher with the present invention compared to those obtained with the experiments using the cylindrical sleeve according to US Patent No. 3,741,754.

. Navíc s předkládaným vynálezem nebyly ve volné kovové lázni zjištěny žádné nezreagované hliníkové částice, jako tomu bylo v případě s válcovým pouzdrem uvedeného patentu podle dosavadního stavu techniky.. Moreover, with the present invention, no unreacted aluminum particles were detected in the free metal bath, as was the case with the cylindrical housing of the prior art patent.

Výsledky získané s uspořádáním podle obr. 3 naznačují, že použití oběžného kola turbínového typu, to jest konstruovaného tak, aby vytvářelo určité axiální proudění, není podstatné, protože celkové proudění se děje proti ₀ proudění ve směru dolů, které vytváří oběžné kolo. Podle toho lze tedy předpokládat, že oběžné kolo odstředivého typu s přímými listy, které bude vhodně umístěné v pouzdru, by rovněž zajistilo uspokojivé výsledky.Results obtained with the arrangement of FIG. 3 indicates that the use of a turbine type impeller, i.e. designed so that it generates a certain axial flow is not essential, since overall flow is going to ₀ in the downward direction of flow that creates impeller. Accordingly, it can be assumed that a straight blade centrifugal type impeller, which will be suitably positioned in the housing, would also ensure satisfactory results.

Zastupuje :Represented by:

Claims

PATENT CLAIMS

A method for producing a lead-calcium alloy by adding calcium and aluminum materials to molten lead, which uses a generally vertical tubular casing for mixing the lead material, said casing having a movable casing beam and having a wall with upper openings and a lower opening characterized by by including:

placing the sliding beam above the vessel containing the batch of molten lead such that the wall of the tubular sleeve extends down into the molten lead sufficiently far enough that the top openings are below the surface of the lead;

supplying calcium calcium and aluminum particles or alloys thereof to the interior of the tubular housing; and using a rotary impeller disposed in a tubular casing between its upper openings and a lower opening to draw molten lead from the container to the casing and back into the container, the impeller being at least partially of the centrifugal flow type and having a diameter of less than one half of the maximum housing diameter;

the shape of the housing and the nature and location of the impeller are such as to ensure that molten lead-bearing particles are swirled against the housing wall and circulated within the housing before the lead leaves the housing.

Method according to claim 1, characterized in that the impeller and its position in the housing are such that lead is drawn in through the upper holes and, after mixing with the materials, leaves the housing through the lower hole, the flow through the lower hole being restricted by forming a constriction at the bottom of the tubular element.

The method of claim 1, wherein the lead temperature is less than 660 ° C.

Method according to claim 2, characterized in that the main part of the swirling of the particles extends above the impeller in a downwardly converging zone of the tubular element,

wherein the impeller is positioned under centered point this converging zone. 5. Calcium supply equipment and aluminum to spa molten lead, mark í c í se team that

includes:

a generally vertical tubular sleeve and support means that are movable over a vessel containing a batch of molten lead for positioning the tubular sleeve such that its upper portion is above the lead surface while the lower portion is immersed in lead, the lower portion having a wall with upper openings which may be held at a predetermined depth below the surface of the lead, said lower portion having at its lower end a lower opening which can be positioned at a depth below the surface of the lead which is greater than said predetermined depth;

supply means for supplying calcium calcium and aluminum particles or alloys thereof to the top of the housing;

and an impeller mounted on a rotary shaft extending downwardly into the housing at a position between the upper holes and the lower opening, the impeller being at least partially of the centrifugal flow type and having a diameter of less than half the maximum diameter of the housing;

wherein the shape of the casing and the nature and location of the impeller are such as to ensure that molten lead is continuously drawn from the container to the casing and returned to the container and that the lead-bearing particles are swirled against the casing wall and circulated inside the casing before leaving the lead housing.

5 bushings.

Device according to claim 5, characterized in that the tubular element is tapered in its lower part.

Device according to claim 5, characterized in that the upper openings are covered by a cover extending downwards and outwardly from the housing above the upper openings.

8. Apparatus for supplying calcium and aluminum to a bath of molten lead, comprising:

a generally vertical tubular sleeve and support means that are movable over a vessel containing a batch of molten lead to position the tubular sleeve such that its play portion is above the lead surface while the lower portion is immersed in lead, the lower portion having a wall with upper openings which may be held at a predetermined depth below the surface of the lead, said lower portion having at its lower end a lower opening which can be positioned at a depth below the surface of the lead which is greater than said predetermined depth;

and an impeller mounted on a rotating shaft extending downwardly into the housing at a position between the upper and lower apertures, the impeller being at least partially of the centrifugal flow type and having a diameter of less than half the maximum diameter of the housing, and is capable of drawing molten lead into the housing through the upper openings and returning them back into the vessel through the lower openings;

wherein the lower part of the tubular sleeve converges downwardly to the lower opening, and wherein the impeller is located in or within the downwardly converging lower part

Device according to claim 8, characterized in that the upper openings are covered by a cover extending downwardly and outwardly from the housing above the upper openings.

₀₀

Apparatus according to claim 8, characterized in that the impeller has blades adjusted at an angle between 40 ° and 50 ° with respect to the impeller plane.

Device according to claim 8, characterized in that the impeller diameter is smaller than the inner diameter of the lower housing bore.

Device according to claim 8, characterized in that the impeller is located closer to the lower opening than to the center point of the downwardly converging part of the housing.

The apparatus of claim 8, wherein the bottom opening is between one-half and one-third the diameter of the top of the housing.

c Represented by: