<Desc/Clms Page number 1>
BESCHRIJVING behorende bij een
UITVINDINGSOCTROOIAANVRAGE ten name van "National Forge Europe" naamloze vennootschap voor "Inrichting voor het vermengen van poedervormige en/of korrelvormige bestanddelen van een onder hoge druk samen te persen lichaam"
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Deze uitvinding heeft betrekking op een , inrichting voor het vermengen van minstens twee poedervormige en/of korrelvormige bestanddelen van een onder hoge druk samen te persen lichaam.
In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het vermengen van de poedervormige en/of korrelvormige bestanddelen waaruit een in een bad gesmolten staal onder te dompelen lichaam bestaat. Een dergelijk lichaam is meestal, doch niet uitsluitend cilindrisch, al dan niet met een zieh in de langsas hiervan uitstrekkende centrale holte.
De samenstellende onderdelen van een dergelijk cilindrisch lichaam zijn doorgaans calcium en ijzer of calcium en nikkel.
Een uiterst homogene vermenging van deze onder hoge druk samen te persen bestanddelen is een vereiste om een lichaam te bekomen waarvan het calcium bestanddeel in het bad gesmolten staal gelijkmatig wordt opgenomen zonder aanleiding te geven tot de zeer nadelige verschijnselen die o. m. in het octrooi van de Verenigde Staten 4, 233, 064 werden beschreven.
Hierbij rijst nog het bijkomend probleem dat de densiteit van deze bestanddelen erg uiteenloopt en dat de densiteitverhoudingen van beide produkten in de orde van grootte liggen van 1 tot 3. Ook de granulometrie van beide bestanddelen zijn onder elkaar niet te vergelijken. Calciumdeeltjes hebben een diameter van nagenoeg 2 mm ; de ijzerdeeltjes gewoonlijk max. 150 micron.
Het nagestreefde doel is, bij onderdompeling
<Desc/Clms Page number 3>
in een bad vloeibaar staal, de maximale snelheid te bekomen waarbij. het calcium in het staal vrijkomt opdat dit lichaam een continu vervangingsbasis van het verbruikte calcium vormt en de concentratie aan staal in het staalbad de oplosbaarheidsgrens niet zou overschrijden.
Om dit onder de beste omstandigheden te verwezenlijken, is een gelijkmatige vermenging van de bestanddelen van het onder zeer hoge druk samen te persen lichaam van overwegend belang.
Om de vorm waarop in een isostatische pers de druk zal worden uitgeoefend,. op, uiterst regelmatige en dus homogene wijze te vullen, is tot nog toe geen inrichting voorgeschreven die het mogelijk maakt het gestelde doel te bereiken.
De uitvinding beoogt dan ook een inrichting voor te schrijven die het gestelde probleem op zeer efficiënte wijze oplost.
Overeenkomstig de uitvinding bevat de inrichting minstens twee reservoirs die elk met een afvoer zijn uitgerust voor het naar een gemeenschappelijke koker vervoeren van de bestanddelen, koker waarin de vermenging plaatsvindt en van waaruit de bestanddelen in een persvorm belanden.
In een bijvoorkeur toegepaste verwezenlijkingsvorm voeren hogerbedoelde koker en hogerbedoelde persvorm ten opzicht van elkaar een ronddraaiende beweging uit.
Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding bevat de inrichting volgens de uitvinding twee vanaf hogerbedoelde reservoirs gevoede weegtrechters die elk op een weegschaal zijn gemonteerd en elk door een afvoer in van hogerbedoelde bestanddelen naar hogerbedoelde gemeenschappelijke koker vervoeren, waarbij middelen zijn voorzien om in functie van het gewichtsverlies van elke weegtrechter en van de daarmede verbonden onderdelen, het vervoer van het betreffende bestanddeel te regelen tot het gewenste evenwicht tussen beide bestanddelen is hersteld.
Andere details en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een inrichting
<Desc/Clms Page number 4>
voor het vermengen van de bestanddelen van een uit,. bijvoorbeeld, calcium en poedervormig ijzer bestaand lichaam, volgens de uitvinding.
Deze beschrijving wordt uitsluitend bij wijze van voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde. figuur.
Deze figuur is een schematische voorstelling van een mogelijke uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvin- ding.
In de schematische voorstelling moet men zieh bepaalde onderdelen als vast ten opzichte van een dragende structuur van de inrichting indenken, d. i. in de eerste plaats het geval voor de reservoirs 1 en 2. Deze reservoirs ontvangen elk een van de te vermengen bestanddelen. Het reservoir 1 is bijvoorbeeld gevuld met 1000 Kg poedervormig ijzer en reservoir 2 met 250 Kg calcium.
Elk reservoir staat in verbinding met een weegtrechter. Door de zwaartekracht valt het poedervormig ijzer in weegtrechter 3 en het calcium in weegtrechter 4.
Tussen reservoirs 1 en 2 enerzijds, en weeg- trechters 3 en 4, anderzijds, is telkens een soepele mof of kous 5 voorzien met daaronder een voedingsapp'aratuur 6 waaraan een tril- of schudbeweging kan worden opgelegd, zodat de materialen regelmatig door de zwaartekracht van de reservoirs 1 en 2 in de weegtrechters
3 en 4 vallen. Een tweede kous 5'verbindt elk van de voedingsappara- turen 6 met de weegtrechters 3 en 4. De voedingsapparaturen kunnen ook met archimedesschroeven of transportbanden zijn uitgerust.
De weegtrechters rusten, door tussenkomst van in de figuur niet voorgestelde structuren, op weegschalen 7 en
8. De weegtrechters 3 en 4 worden gevuld met een hoeveelheid poeder- vormig ijzer of calcium die groter is dan de vereiste hoeveelheid voor het samenstellen van het samen te persen lichaam.
Tussen de weegtrechters 3 en 4 en. de afvoeren 9 is eveneens een mof of kous 10 voorzien. De afvoeren
9 zijn als trilgoten uitgevoerd of zijn uitgerust met, hetzij een archi- medesschroef, hetzij een transportband, waardoor de uit de weegtrech-
<Desc/Clms Page number 5>
ters 3 en 4 afkomstige poedervormige materialen via een trechter 11 in de koker 12 belanden.
In deze koker 12 worden de bestanddelen tijdens hun gemeenschappelijke val vermengd. De uit de weegtrechters 3 en 4 aan te voeren bestanddelen zijn, in functie van hun respectievelijke procentuele hoeveelheden in het eindprodukt op voorhand vastgelegd. Uit het gewichtsverlies van het geheel waartoe weegtrechters 3 en 4, de kousen 5'en 10 alsook d afvoeren 9 behoren, kan men de hoeveelheid door beide weegtrechters aangevoerde bestanddelen exact op elk ogenblik van de mengbewerking afleiden. Het evacueren van de bestanddelen door de afvoeren 9 kan, in functie van de per tijdseenheid uitgevoerde meting, worden geregeld.
Om het regelen van het aanvoeren van bestanddelen mogelijk te maken, wordt ingewerkt op de electrische stroom die de trilgoot, de archimedesschroef of de transportband beveelt.
Een door een computer bevolen stuureenheid registreert het per tijdseenheid geconstateerde gewichtsverlies van elk van de weegtrechters 3 en 4 en van de daarbijhorende en daarmede verbonden apparaturen en regelt het debiet van de ene of de andere afvoer 9 waardoor de voeding, hetzij van poedervormig ijzer, hetzij
EMI5.1
v @H van calcium, bijvoorbeeld, wordt bij een volgende meting geregeld totde gewenste evenwichtstoestand wordt geconstateerd.
Op deze wijze worden de vereiste bestanddelen met betrouwbare en gemakkelijk te bevelen technische middelen op correcte wijze gedoseerd. De vermenging van deze in de juiste verhouding voorkomende bestanddelen vindt plaats in de koker 12 terwijl verder nog middelen zijn voorzien om een correcte spreiding van het mengsel in de vorm 13 te verzekeren.
Hiertoe kan een keuze worden gemaakt tussen twee oplossingen. Een hiervan wordt in de schematische figuur voogesteld. In de voorgestelde uitvoeringsvorm rust de vorm 13, al dan niet van een centrale, zich in de langsas hiervan uitstrekkende kern, voorzien op een draaitafel 14 die kan worden aangedreven door een motor 15. Men merkt hierbij op dat de hartlijn van de vorm 13
<Desc/Clms Page number 6>
niet samenvalt met de hartlijn van de koker 12. De vorm 13 voert dus een draaiende beweging uit rondom het verlengde van de hartlijn van de koker 12, zodat de in deze koker aangevoerde en reeds vermengde bestanddelen zich volgens een cirkelvormige baan in de vorm 13 neerzetten.
Een andere, in de figuur niet voorgestelde, oplossing bestaat hierin de vorm 13 als een vast onderdeel te beschouwen en deze te plaatsen met zijn hartlijn in het verlengde van de hartlijn van de koker 12. In dit geval wordt aan de koker 12 een ronddraaiende beweging opgelegd, waarbij de door de koker 12 afgelegde baan overeenstemt met de beschrijvende van een kegel. Ook in een dergelijk geval wordt een regelmatige spreiding van de vermengde materialen in de vorm verzekert.
Om hydratie of oxidatie van de te vermengen bestanddelen tegen te werken, kan het gehele traject van deze bestanddelen in een inert gas, zoals argon bijvoorbeeld, plaatsvinden.
Uit metingen is gebleken dat de homogeniteit van de in de vorm 13 gestorte materialen bijzonder merkwaardig is. Deze eigenschap 15 een essentiële vereiste om een lichaam te bekomen dat, na onder zeer grote druk te zijn samengeperst, zijn elementen aan een bad gesmolten staal in dergelijke omstandigheden afstaat dat geen vonken, noch storende rookgassen worden geproduceerd en zich ook geen ontploffingen aan de oppervlakte van het gesmolten metaal voordoen.
. Het is duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen en dat hieraan vele veranderingen zouden kunnen worden aangebracht zonder buiten het raam van de octrooiaanvrage te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTION associated with a
INVENTION PATENT APPLICATION in the name of "National Forge Europe" public limited company for "Device for mixing powdery and / or granular components of a body to be compressed under high pressure"
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
This invention relates to a device for mixing at least two powdery and / or granular components of a body to be compressed under high pressure.
In particular, the invention relates to a device for mixing the powdery and / or granular constituents of a body which is to be immersed in a tub of molten steel. Such a body is usually, but not exclusively cylindrical, with or without a central cavity extending in its longitudinal axis.
The constituent parts of such a cylindrical body are usually calcium and iron or calcium and nickel.
Extremely homogeneous mixing of these high-pressure components is a prerequisite for obtaining a body whose calcium component is evenly incorporated in the molten steel bath without giving rise to the very adverse phenomena described in the United States patent. States 4,233,064 have been described.
An additional problem arises here that the density of these components varies widely and that the density ratios of both products are of the order of 1 to 3. The granulometry of the two components cannot be compared with one another either. Calcium particles have a diameter of almost 2 mm; the iron particles usually max. 150 microns.
The goal pursued is, when immersed
<Desc / Clms Page number 3>
in a liquid steel bath, to obtain the maximum speed at which. the calcium in the steel is released so that this body forms a continuous replacement basis of the calcium consumed and the concentration of steel in the steel bath does not exceed the solubility limit.
In order to achieve this under the best conditions, an even mixing of the components of the body to be compressed under very high pressure is of paramount importance.
To the shape on which the pressure will be applied in an isostatic press. in an extremely regular and thus homogeneous manner, no device has yet been prescribed which makes it possible to achieve the stated objective.
It is therefore an object of the invention to prescribe a device which solves the problem posed in a very efficient manner.
In accordance with the invention, the device comprises at least two reservoirs, each of which is equipped with a discharge for transporting the components to a common tube, tube in which the mixing takes place and from which the components end up in a press mold.
In a preferred embodiment, the above-mentioned sleeve and the above-mentioned press mold perform a rotary movement relative to each other.
According to a preferred embodiment of the invention, the device according to the invention comprises two weighing hoppers fed from the above-mentioned reservoirs, each mounted on a scale and each transporting through a discharge of the above-mentioned components to the above-mentioned common tube, wherein means are provided in function of the weight loss of each weighing hopper and of the parts connected to it, to regulate the transport of the relevant component until the desired balance between the two components has been restored.
Other details and advantages of the invention will become apparent from the following description of a device
<Desc / Clms Page number 4>
for mixing the constituents of an out ,. for example, calcium and powdered iron existing body, according to the invention.
This description is given by way of example only and does not limit the invention. The reference numbers refer to the appended. figure.
This figure is a schematic representation of a possible embodiment of the device according to the invention.
In the schematic representation one has to consider certain parts as fixed relative to a supporting structure of the device, d. i. in the first place the case for reservoirs 1 and 2. These reservoirs each receive one of the components to be mixed. For example, reservoir 1 is filled with 1000 Kg of powdered iron and reservoir 2 with 250 Kg of calcium.
Each reservoir is connected to a weighing funnel. Due to gravity, the powdered iron falls into weighing funnel 3 and the calcium into weighing funnel 4.
Between reservoirs 1 and 2 on the one hand, and weighing hoppers 3 and 4 on the other, a flexible sleeve or stocking 5 is provided, with feeding equipment 6 underneath which a vibrating or shaking movement can be imposed, so that the materials are regularly subjected to gravity. of the reservoirs 1 and 2 in the weighing hoppers
3 and 4 fall. A second sleeve 5 'connects each of the feeding equipment 6 to the weighing hoppers 3 and 4. The feeding equipment can also be equipped with archive screws or conveyor belts.
The weighing hoppers rest on weighing scales 7 and 3 through the structures not shown in the figure
8. The weighing hoppers 3 and 4 are filled with an amount of powdered iron or calcium that is greater than the amount required to assemble the body to be compressed.
Between weighing hoppers 3 and 4 and. the drains 9 is also provided with a sleeve or stocking 10. The drains
9 are constructed as vibratory chutes or are equipped with either an archival screw or a conveyor belt, through which the weighing
<Desc / Clms Page number 5>
Powdered materials originating from 3 and 4 end up in the tube 12 via a funnel 11.
In this tube 12, the components are mixed during their common fall. The components to be supplied from weighing hoppers 3 and 4 have been determined in advance, depending on their respective percentage quantities, in the final product. From the weight loss of the whole to which weighing hoppers 3 and 4, the hoses 5 and 10 as well as the drains 9 belong, the quantity of components supplied by both weighing hoppers can be deduced exactly at any time during the mixing operation. The evacuation of the components through the drains 9 can be controlled in function of the measurement performed per unit time.
To enable control of the supply of components, the electric current that the vibrating chute, the archimedean screw or the conveyor belt commands is acted upon.
A control unit ordered by a computer registers the weight loss per unit of time of each of the weighing hoppers 3 and 4 and of the associated and associated equipment and regulates the flow rate of one or the other discharge 9 through which the feed, either of powdered iron or
EMI5.1
v @ H of calcium, for example, is controlled in a subsequent measurement until the desired equilibrium state is established.
In this way, the required components are dosed correctly with reliable and easily recommended technical means. The mixing of these components in the correct proportion takes place in the tube 12, while further means are provided to ensure a correct distribution of the mixture in the mold 13.
For this purpose, a choice can be made between two solutions. One of these is guarded in the schematic figure. In the proposed embodiment, the mold 13, with or without a central core extending in its longitudinal axis, rests on a turntable 14 which can be driven by a motor 15. It is noted here that the centerline of the mold 13
<Desc / Clms Page number 6>
does not coincide with the center line of the tube 12. The mold 13 thus performs a rotary movement around the extension of the center line of the tube 12, so that the components supplied and already mixed in this tube settle in the shape 13 in a circular path. .
Another solution, not proposed in the figure, is to consider the mold 13 as a fixed part and to place it with its centerline in line with the centerline of the sleeve 12. In this case, the sleeve 12 is rotated imposed, the path traveled by the sleeve 12 corresponding to the description of a cone. Also in such a case a regular distribution of the mixed materials in the mold is ensured.
In order to counteract hydration or oxidation of the components to be mixed, the entire range of these components can take place in an inert gas, such as argon, for example.
Measurements have shown that the homogeneity of the materials poured in mold 13 is particularly remarkable. This property is an essential requirement to obtain a body which, after being compressed under very high pressure, gives up elements to a bath of molten steel in such conditions that no sparks, no disturbing flue gases are produced and no explosions on the surface of the molten metal.
. It is clear that the invention is not limited to the above-described embodiments and that many changes could be made to it without departing from the scope of the patent application.