CS216663B2 - Facility for making the metal components - Google Patents

Description

Zařízení se skládá z pracovní nádoby se vzestupným šikmým kanálem, naplněné vodou do předem stanovené výšky, a z ústrojí ke vpouštění jednotlivých roztavených kapek kovu do nádoby к jejich prudkému ochlazeni a ztuhnutí. Dolní konec pracovní nádoby přechází zaobleným úsekem v šikmý kanál, do kterého ústí na dolním úseku otvory vzduchového· rozváděče a po celé délce vzduchové trysky pro dmýchání tlakového vzduchu. Proud vody v šikmém kanálu, promíchávaný tlakovým vzduchem, vynáší kovové částice z pracovní nádoby tak rychle, že zůstanou uvnitř horké.

Vynález se týká zařízení pro' výrobu' kovových částic, sestávajícího' z ' pracovní nádoby se vzestupným' šikmým' kanálem, naplněné vodou do předem stanovené výšky, a z ústrojí ke vpouštění jednotlivých roztavených kapek kovu do nádoby k jejich prudkému ochlazení a ztuhnutí.

Vynález lze aplikovat například při výrobě kovových částic způsobem podle švédského patentu č. 312' 642, amerického patentu č. 2 488 353, britského· patentu č. 785 290 a německých patentů č. 947 663 a 1 . 02'4'315.

K vynášení kovových částic, vyrobených například některým z ' těchto způsobů, z chladicí lázně v pracovní nádobě, se dosud používalo košů nebo korečků. To znamená mezi jiným·, že částice zůstávaly v chladicí lázni po delší dobu než je skutečně nezbytná pro ztuhnutí roztaveného kovu a přitom' se příliš ochladily, což je značně nevýhodné, protože vlastní teplo částic pak nestačí k' jejich usušení po' vyzdvižení z vody. Po vynesení částic z chladicí vody se proto muselo provádět velice intenzívní vysoušení. Jiný způsob dopravy spočívá ve zdvihání a vynášení částic pomocí nekonečných dopravních pásů nebo' pásů opatřených lžícovými konečky. Avšak i tato zařízení jsou příliš pomalá, takže ' se částice ochladí do té' míry, že se pak musí intenzívně vysušovat. Kromě toho jsou taková zařízení poměrně složitá a na jejich pohyblivé části ponořené do lázně působí nejen chladicí voda, nýbrž i velice prudké fyzikální a chemické pochody, které probíhají v chladicí lázni během grahulace.

Vynález odstraňuje tyto nedostatky a jeho' podstata spočívá v tom, že pracovní nádoba má v dolní části zaoblený úsek, který ji spojuje se šikmým kanálem a je zakončen vzduchovým rozváděčem' pro' dmýchání ' vzduchu do dolního konce šikmého kanálu. Podle výhodného provedení jsou do šikmého kanálu nad vzduchovým rozváděčem vyústěny vzduchové 'trysky pro přívod tlakového vzduchu a v pracovní ' nádobě je upraven přepad pro regulaci výšky hladiny vody.

Vynález je založen na využití chladicí vody, sloužící k ochlazování kapek roztaveného kovu na srážecí teplotu, k vlastnímu rychlému vynášení kovových částic ' z lázně, takže částice na ' povrchu ztuhnou a nespojí se ve větší 'shluky, ale uvnitř zůstávají horké. Následkem toho odpadá intenzívní sušení částic po vynesení z lázně, čímž se' celá výroba značně zlevní. Zařízení podle vynálezu neobsahuje' dopravní ústrojí ponořené v lázni a je' tedy oproti známým zařízením jednodušší a má podstatně delší životnost.

V šikmém kanálu se voda uvádí do intenzivního¹ turbulentního proudění, takže na stropě kanálu se nemohou shromažďovat vzduchové bubliny a nedochází k otěru stěn, protože částice unášené 'turbulentím proudem' vody nekloužou po stěnách kanálu.

Vynález bude vytvětlen v souvislosti s výkresy, kde značí obr. 1 první provedení zařízení podle vynálezu ve svislém řezu, obr.

půdorys tohoto zařízení, obr. 3 část vynášecí dráhy a obr, 4 hlavní části alternativního provedení podle' vynálezu, kde jsou zobrazeny pouze části nezbytné pro pochopení vynálezu.

Zařízení podle obr. 1 až 3 slouží při výrobě kovových částic z roztaveného kovu, například ze surového železa. V 'běžném případě je tedy zařízení spojeno s 'taviči pecí. Aby se zmenšila stavební výška, je obvykle vhodné umístit část zařízení pod úroveň podlahy. Znázorněné provedení ukazuje právě takový případ. Lože' 2 zařízení je pod úrovní podlahy 1 a v jeho· dolní části je vodní nádrž 3 na chladicí vodu. Pracovní nádoba 4 umístěná nad vodní nádrží 3 má horní část ve tvaru svislého válce 5 s kruhovým průřezem, zatímco dolní část má tvar kuželové nálevky 6 zužující se směrem' dolů. Dolní konec kuželové nálevky 6 je však zahnut šikmo· nahoru a tvoří šikmý kanál 8, který svírá se svislicí úhel asi 45°. Přechod mezi kuželovou nálevkou 6 a šikmým kanálem 8 je tvořen' zaobleným' úsekem' 7. Při provozu je' pracovní nádoba' 4 naplněna chladicí vodou do úrovně 9 dané přepadem 10. Poněkud nad úrovní 9 chladicí vody je umístěna deska 11 z keramického materiálu na tyči 12, která prochází dolů vodní nádrží 3 a je podepřena několika operami 13. Chladicí voda se' přivádí do svislého válce 5 pracovní nádoby 4 soustavou vodních trysek 14 rozložených pravidelně' po obvodu nádoby 6; vodní trysky 14· směřují šikmo dovnitř a jsou připojeny k rozváděcímu potrubí 15, které běží okolo obvodu svislého válce 5 a je napájeno chladicí vodou z vodní nádrže 3 přes vzestupnou trubku 16. K vytlačování chladicí vody · z vodní nádrže 3 do rozváděcího potrubí 15 slouží čerpadlo 17. Svislý válec 5 sahá poněkud nad úroveň 9 vody, kde tvoří ochranný okraj 18. V ochranném okraji 18 jsou pozorovací okénka 19. V dolní části kuželové nálevky 6 pracovní nádoby 4, nepatrně' nad zaobleným úsekem 7, je upevněna mříž 20, která zachycuje případně vzniklé větší shluky spojených částic nebo kusy kovu. V oblasti uložení mříže. 20 je v kuželové nálevce 6 otvor s krytem 21, kterým je pracovní nádoba 4 přístupná. Vratná trubka 22 slouží k vedení použité chladicí vody z přepadu 10 zpátky do vodní nádrže 3.

Obr. 1 ukazuje lití roztaveného kovu z pánve 23 do· formy 24. Ve dně formy 24 je upravena tryska, která leží přímo nad keramickou deskou 11 ve vhodné výšce. Proud 25 roztaveného kovu naráží na keramickou desku 11 a odráží se od ní ve tvaru kapek 26, které spadávají do pracovní nádoby 4 a ochladí se ve vodě. Kapky 26 tuhnou během průchodu chladicí vodou na částice 27 a jsou usměrňovány kuželovou nálevkou 6 k zaoblenému úseku 7, před kterým ještě 'projdou mříží 20. Ze zaobleného úseku 7 se pak částice' 27 vynášejí šikmým kanálem 8 pomocí směsi vody a vzduchu. Aby byly částice vynášeny potřebnou rychlostí a aby zařízení mělo· · dostatečnou kapacito, je nezbytné správně nastavit rychlost prooděnt vody, množství vody a řado dalších parametrů. Jedním z těchto· parametrů . je statický tlak vody v zaobleném· úseko 7 a v šikmém· kanále 8, který se zajišťuje tím, že se do pracovní nádoby 4 přivádí voda s větší rychlostí než je maximální průtočná rychlost vody šikmým· kanálem 8, přičemž přebytečné množství odtéká přepadem 10. Úroveň 9 hladiny vody v pracovní nádobě 4 lze pak udržovat na konstantní výši stejně jako rozdíl mezi hloubkou vody v pracovní nádobě· 4 a vynášecí výškou, jež tvoří další parametr. Třetím parametrem je průměr šikmého kanálu 8, čtvrtým parametrem je přídavný impuls a tedy čerpací účinek, vznikající přidáváním stlačeného vzduchu do šikmého kanálu 8, pátým parametrem je tlak zaváděného vzduchu a šestým parametrem rychlost proudění vzduchu. Sedmým parametrem je způsob zavádění stlačeného vzduchu do šikmého kanálu 8 a osmým parametrem je sklon šikmého kanálu 8. Celkem lze tedy říci, že kombinací statického tlaku a čerpacího účiníku vyvolaného přidáváním vzduchu se dosahuje při zvolené vynášecí výšce a při daném průměru šikmého kanálu 8 vynášecího účinku; i způsob zavádění vzduchu a sklon šikmého· kanálu 8 je velice· důležitý.

Obr. 3 znázorňuje ve zvětšeném měřítku ústrojí ke· dmýchání vzduchu,· sestávající· ze vzduchového rozváděče 28 a ze soustavy vzduchových trysek 29, které jsou uloženy ve stěně šikmého kanálu 8 po celé délce nad vzduchovým rozváděčem· 28. Vzduchové trysky 29 jsou spojeny s-e vzduchovou přívodní trubkou 30, která je napájena z napájecího vzduchového potrubí 31 společně se· vzduchovým rozváděčem 28. Přívod vzduchu do vzduchových trysek 29 lze uzavřít ventilem 32 a přívod vzduchu do rozváděče 28 lze uzavřít ventilem· 33.

Za šikmým kanálem 8 je separátor 34, na kterém se částice 27 oddělují od vody. Podle výhodné konstrukce je tento separátor 34 tvořen jednoduchou mřížkou 35. Chlaxdicí voda protéká mřížkou 35 a je odváděna zpětnou trubkou 36 zpátky do vodní nádrže 3. Částice 27 se · shromažďují v zásobníku 37 se síťovým dnem. Do zásobníku 37 lze případně sítovým dnem dmýchat horký vzduch pro částečné vysušení částic 27, zejména v případě, když jsou částice 27 jemnozrnné. Hlavní část vlhkosti neodstraněná v separátoru 34 se však z částic 27 v zásobníku 37 odpaří, poněvadž částice 27 mají ještě velmi vysokou teplotu po rychlém vynesení z chladicí vody.

Zařízení podle vynálezu pracuje takto: Jak bylo uvedeno, zúčastní se vynášení kovových částic dva mechanismy, a to statický tlak vodního· sloupce v pracovní nádobě 4 a vzduch zaváděný do šikmého kanálu 8.

Ke dmýchání vzduchu slouží vzduchový rozváděč 26 a vzduchové trysky 29. Vzduchovým rozváděčem· 28 se tlakový vzduch přicházející z neznázorněného· . kompresoru napájecím vzduchovým potrubím· 31 a ventilem 33 · dmychá do otvorů 38 · ve stěně šikmého kanálu 8; otvory 38 jsou obklopeny válcovým krytem 39. Tlakový vzduch dmýchaný otvory 38 se promíchává v šikmém kanálu 8 s vodou a vytváří bubliny, které při vzestupném pohybu expandují, čímž zvyšují rychlost proudění vody v šikmém kanálu

8. Bubiiny maj· ovšem snahu ulpívat na horní stěně šikmého kanálu 8, kde mohou vytvořit více nebo méně spojitou vrstvu. Tato tendence je tím vyjádřenější, čím menší sklon má šikmý kanál 8. Nejběžnějším řešením· by tedy bylo vynášet částice ve svislém, směru stlačeným, vzduchem na způsob mamutového čerpadla a tím odstranit toto nebezpečí. Možnost vynášení · těžkého· materiálu, jako· jsou částice ze železa nebo z ještě těžších kovů, by však byla· značně omezená. Naklonění šikmého kanálu 8 podle vynálezu a zajištění dostatečně velké rychlosti vody v tomto šikmém· kanálu 8 umožňuje vynášet částice z železa i ještě těžších kovů.

•Potřebné rychlosti proudění se dosahuje působením statického tlaku a dmýcháním tlakového vzduchu. Aby se vzduchové bubliny nemohly shromažďovat na stropě šikmého kanálu 8, dmýchá se tlakový vzduch také na dně šikmého kanálu 8 vzduchovými tryskami 29, a to v podstatě po celé délce kanálu 8 mezi jeho horním koncem a vzduchovým rozváděčem 28. Tlakový vzduch dmýchaný vzduchovými tryskami 29 intenzívně promíchává směs vody a· vzduchu a uvolňuje tak bubliny ulpívající na stropě šikmého kanálu 8. Tím se· značně zvýší promíchávací účinek oddělených bublin na vodu v šikmém· kanálu 8, protože bubliny nabydou opět kulový tvar a mimo to jsou rozděleny po celém průřezu šikmého kanálu 8.

I vzduchové bubliny, vznikající dmýcháním tlakového· vzduchu vzduchovými tryskami 29, se rozdělují po celém průřezu šikmého· kanálu 8 a mimo to podporují turbulentní proudění v jeho vnitřku. Současně má dmýťhání tlakového vzduchu vzduchovými tryskami 29 ten účinek, že se těžké granule nemohou shromažďovat na dně šikmého· kanálu 8, nýbrž se rozloží stejně jako vzduchové bubliny po· celém jeho průřezu. Rychlost vody, množství vzduchu, tlak vzduchu, vynášecí výšku, úhel sklonu · a průměr šikmého kanálu 8 a ostatní parametry je třeba nastavit vzájemně podle okolností odpovídajících jednotlivým případům výroby. Charakteristické pro· vynález jsou právě možnosti, které poskytuje pro optimalizaci postupu.

Obr. 4 znázorňuje alternativní konstrukci zařízení podle vynálezu; na rozdíl od prvního provedení je přepad 10 a vratná trubka 22 nahrazena vzestupnou trubkou 40 vycházející od dna pracovní nádoby 4. Vzestupná trubka 40 vede do vodní nádrže 41, ze které se vytlačuje voda vodními tryskami do pracovní nádoby 4. Do vodní nádrže 41 se může zavádět voda ze separátoru 34 stejně jako v předchozím případě do nádrže 3 podle obr. 1. Šikmý kanál 8 má podstatně větší délku než obr. 1 a končí nad úrovní 9 vodní hladiny v pracovní nádobě 4. Materiál lze tedy vynášet z lázně do větší výšky než je hladina chladicí vody.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Zařízení pro výrobu kovových částic, skládající se z pracovní nádoby se vzestupným šikmým kanálem, naplněné vodou do předem stanovené výšky, a z ústrojí ke vpouštění jednotlivých roztavených kapek kovu do nádoby к jejich prudkému ochlazení a ztuhnutí, vyznačené tím, že pracovní nádoba (4) má v dolní části zaoblený úsek (7), který ji spojuje se šikmým kanálem (8) a. je zakončen vzduchovým rozváděčem [28] pro dmýchání vzduchu do dolního konce šikmého kanálu (8).

   :
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že do šikmého kanálu (8) nad vzduchovým rozváděčem (28) jsou vyústěny vzduchové trysky (29) pro přívod tlakového vzduchu.
3. 3·. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že v pracovní nádobě (4) je upraven přepad (10) pro regulaci výšky hladiny vody.
4. 4 listy výkresů