FI101052B - Muotti käytössä kuluvan vuorauksen paikalla valmistamiseksi sulan meta llin käsittelyastiassa ja menetelmä vuorauksen muodostamiseksi - Google Patents

Description

/ 101052

Muotti käytössä kuluvan vuorauksen paikalla valmistamiseksi sulan metallin käsittelyastiassa ja menetelmä vuorauksen muodostamiseksi 5 Kyseessä oleva keksintö liittyy sulan metallin kä- sittelyastioiden, esimerkiksi väliaitaan tai valusangon, vuoraukseen. Yksinkertaisuuden vuoksi keksintöä selitetään viitaten erityisesti välialtaisiin.

Tarkemmin sanottuna on keksinnön kohteena patentti-10 vaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen muotti käytössä kulu van vuorauksen paikalla valmistamiseksi sulan metallin käsittelyastiassa. keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 9 johdanto-osan mukainen menetelmä käytössä kuluvan vuorauksen muodostamiseksi sulan metallin käsittelyas-15 tian sisäseinille.

Metallien, esimerkiksi teräksen, tankovalussa sula metalli valetaan tankovalumuottiin väliastian kautta, joka toimii pysyvänä pääsäiliönä, kyseisen väliastian ollessa tunnettu välialtaana. Välialtaassa on metallinen lattia ja 20 seinät, ja lattiaan on asetettu yksi tai useampi pois- tosuutin. Väliaitaan metallilattian ja -seinien suojaamiseksi sulan metallin vaikutuksilta on tavallista vuorata väliaitaan sisäpuoli suhteellisen kestävällä vuorauksella, johon joskus viitataan puolikestovuorauksena, joka vuoraus ‘ 25 on usein tehty tiilistä tai valun monoliittisen vuorauksen muotoon. Väliallas voidaan lisäksi varustaa tulenkestävästä, kuumuutta eristävästä materiaalista olevalla sisäpuolisella käytössä kuluvalla vuorauksella. Käytössä kuluva vuoraus täytyy uusia kutakin valusarjaa varten.

30 Sisäpuolella olevien, käytössä kuluvien vuorausten täytyy täyttää niille asetetut erilaiset selvät vaatimukset, ja tietyt niistä ovat enemmän vai vähemmän ristiriitaisia. Erityisesti, vaikka käytössä kuluvan vuorauksen toivotaan olevan hyvin kuumuutta eristävää, on myöskin 35 toivottavaa, että sillä on olennainen kestävyys sulan me- • 101052 2 tallin ja kuonan aiheuttamaa eroosiota vastaan. Kuitenkin mikä hyvänsä vuorauksen luonteessa tapahtuva muutos, joka parantaa sen kuumuudeneristämisominaisuuksia, liittyy tavallisesti sen tiheyden vähenemiseen, josta yleensä seu-5 rauksena on myös alentunut eroosion kestävyys.

Käytössä kuluvan vuorauksen el ainoastaan pidä täyttää edellä luonnosteltuja fyysisiä ominaisuuksia koskevia vaatimuksia, sen täytyy olla kokoonpanoltaan tai fysikaaliselta luonteeltaan sellainen, että se mahdollis-10 taa sen käytön tehokkaana vuorauksena, joka suoritetaan tehokkaasti, taloudellisesti ja pysyvän luotettavalla tavalla. Täten on ehdotettu joukko erilaisia perusmenetelmiä käytössä kuluvan vuorauksen käytöstä. Niihin kuuluvat: i) tulenkestävien, kuumuutta eristävien laattojen 15 tai levyjen esimuovaus, jotka sitten sovitetaan suhteelli sen kestävän vuorauksen päälle ii) sopivan vesipitoisen, tulenkestävän aineen suihkuttaminen, tasoittaminen tai ampuminen suhteellisen kestävän vuorauksen päälle, ja siten käytetyn aineen kui- 20 vaaminen yhtenäisen, käytössä kuluvan vuorauksen muodosta miseksi iii) sopivan muotin sijoittaminen väliaitaan sisäpuolelle rajaamaan suhteellisen kestävän vuorauksen ja muotin välinen tila, tilan vastatessa haluttua, käytössä 25 kuluvaa vuorausta, tilan täyttäminen erityisellä tulenkes tävällä aineella, kuumentaminen käytössä kuluvan vuorauksen muodostamiseksi erityisaineesta, ja sitten muotin poistaminen.

Kyseessä olevan keksinnön tarkoituksena on tarjota . 30 parannettu väline edellä olevan menetelmän iii) toteutta miseen, toisin sanoen sellaisen muotin käyttämistä, joka on tavallisesti metallia.

Se kuumennusaste, jolla erityisaine muutetaan halutuksi käytössä kuluvaksi vuoraukseksi, saadaan aikaan ta-35 vanomaisesti kuumentamalla muottia kaasulla niin, että « 3 101052 kaasua syötetään muotin sisäseinälle asennetun kuumennus-putken läpi. Tässä tavanomaisessa järjestelyssä on tiettyjä huonoja puolia.

Erityisesti on vaikea saada aikaan yhtenäisiä ja 5 hallittuja liekkejä ja täten yhtenäistä kuumennusta koko muotin ympärille. Tämän johdosta voi esiintyä paikallista ylikuumenemista, ja sen seurauksena muotin vääntymistä. Lisäksi tasainen, yhtenäinen, käytössä kuluva kerros voi jäädä saavuttamatta epäyhtenäisen kuumentamisen seurauk-10 sena.

Lisäksi kuumennus vaiheessa tapahtuvan muotin lämpölaajenemisen kompensoimiseksi on havaittu välttämättömäksi tehdä muotista ainakin kaksiosainen vääntymisen estämiseksi. Tämä tekee välttämättömäksi lisähenkilökunnan käytön 15 Ja kaksinkertaiset nosturinkäsittelytoiminnat, jotta muot ti saadaan asennetuksi paikalleen väliaitaan sisäpuolelle.

Kyseessä olevan keksinnön tarkoituksena on tarjota parannettu väliaitaan vuorausväline käyttäen yhtenäistä muottia muotin vääntymisen estämiseksi ja kuumennuksen ta-20 saisuuden parantamiseksi.

Niinpä yhdessä suhteessa keksintö tarjoaa muotin käytössä kuluvan vuorauksen paikalla valmistamiseksi sulan metallin käsittelyastiaan, muotin ollessa yhtenäinen, laatikkomainen rakenne, joka sijoitetaan astian sisään yhtenä 25 kappaleena, laatikkomaisen rakenteen käsittäessä ainakin yhden kanavan muotoisen keskusosan ja kaksi päätyosaa kunkin päätyosan ollessa kahlehdittu niin, että ne pystyvät liikkumaan liukuvassa limittäissuhteessa erään tai tietyn keskusosan kanssa.

30 Tarkemmin sanottuna on keksinnön mukaiselle muotil- • le tunnusomaista se, mitä on sanottu itsenäisen patentti vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisen muotin edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten 2-8 kohteena.

4 101052

Toisessa suhteessa keksintö tarjoaa menetelmän käytössä kuluvan vuorauksen muodostamiseksi sulan metallin käsittelyastian sisäseinille, jossa muotti tehdään yhtenäisenä laatikkomaisena rakenteena, jossa on ainakin yksi 5 kanavan muotoinen keskusosa ja kaksi päätyosaa, kunkin päätyosan ollessa kahlehdittu niin, että ne pystyvät liikkumaan liukuvassa limittäissuhteessa erään tai tietyn keskusosan kanssa, yhtenäinen muotti sijoitetaan astian sisäpuolelle rajaamaan astian uiko- ja sisäseinien välistä 10 aukkoa aukon vastatessa halutun, käytössä kuluvan vuorauk sen paksuutta, aukko täytetään tulenkestävällä aineella, muotti kuumennetaan tulenkestävän aineen saamiseksi koossa pysyväksi vuoraukseksi, jonka jälkeen muotti poistetaan.

Tarkemmin sanottuna on keksinnön mukaiselle mene-15 telmälle tunnusomaista se, mitä on sanottu itsenäisen pa tenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa. Menetelmän edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimuksen 10 - 12 kohteena.

Normaalisti tarvitaan vain yksi ainoa keskusosa, 20 toisin sanoen tarjoamaan kolmesta osasta koostuva yhtenäi nen rakennemuotti, mutta haluttaessa voidaan käyttää lisä-keskusosia.

Keksintö mahdollistaa kuumennusvaiheen aikana ta-. pahtuvan muotin laajentumisen ja myöhemmin jäähdytyksessä 25 tapahtuvan kutistumisen mukauttamisen päätyosien ja kes kusosan välisellä suhteellisella liikkeellä välttäen sillä tavalla vääntymisriskin, kun taas samalla sen yhtenäinen rakenne vähentää työvoimavaatimuksia ja nosturinkäsittely-liikkeitä asennus- ja siirtovaiheissa.

30 Edelleen keksinnön mukaisen muotin rakenne soveltuu ' helposti kuumuuden käytössä tapahtuville parannuksille, jolloin saavutetaan tasaisempi kuumennus.

Täten rakenteeltaan yhtenäisen laatikkomainen muotti voidaan varustaa tiiviisti yhteensopivalla, eristetyllä 35 kannella, mieluummin yksiosaisena peitteenä. Tämä mahdol- 5 101052 listaa kannen varustamisen kuumailman tuloaukolla ja pois-toilma-aukolla niin, että esimerkiksi pyörivä kuumailma-putki voidaan mekaanisesti kytkeä muottiin. Kanteen voidaan asentaa sarja säädettäviä poistokanavia kuumaa ilmaa 5 varten niin, että muotti kuumenee varovasti ja tasaisesti antaen ei ainoastaan paremman vuorauksen kullakin kerralla vaan muotille pitemmän käyttöiän.

Muotin keskus- ja päätyosat voidaan yhdistää haluttuun yhtenäiseen rakenteeseen esimerkiksi sarjalla ohjaus-10 akseleita, joihin liitetään pitkittäissuuntaan venyvät te räs jouset. Jouset voivat venyä ja kutistua kuumentamisen ja jäähdyttämisen aikana tapahtuvan muotin laajentumisen ja kutistumisen johdosta, kun päätyosat ja keskusosa pystyvät liikkumaan liukumissuhteessa toisiinsa nähden.

15 Muotin kansi voi olla samaa tai eri materiaalia kuin itse muotti, ja niinpä sillä voi olla samat tai eri lämpölaajenemisominaisuudet. Kannen ja muotin välinen kiinnitysväline voidaan suunnitella huolehtimaan kyseisistä lämpöominaisuuseroista. Esimerkiksi kansi voidaan kiin-20 nittää yhdellä tai useammalla uloke- ja rakojärjestelyllä.

Niinpä muotin seinään kiinnitetty uloke sitoo kannessa olevan raon ja voidaan lukita paikalleen esimerkiksi kiilan muotoisella tapilla. Ulokkeen ja raon mitat estävät silloin liiallisen suhteellisen liikkeen kannen ja muotin 25 välillä "ylös ja alas" -suunnassa mutta sallivat suhteel lisen liikkeen muotin pitkittäissuunnassa.

Esimerkkinä kyseessä olevan keksinnön tehokkuudesta 50 tonnin teräskapasiteetin omaavalle välialtaalle sopiva muotti voi kokonaispituudeltaan olla noin 7 metriä. Sel-30 lainen teräsmuotti laajenee pituudeltaan noin 24 mm kuu- • mennusvaiheen aikana käytössä kuluvan vuorauksen lujitta miseksi. Keskusosan ja keksinnöllisen muotin kunkin pää-tyosan välistä 12 mm:n suhteellista liikettä voidaan helposti mukauttaa niin, ettei muotin vääntymistä eikä muotin 6 101052 liikkumista tapahdu, mikä pienentäisi ei toivotusti muotin ja väliaitaan seinien välistä aukkoa.

Keksintöä kuvataan lisäksi esimerkin avulla viittaamalla vain liitteenä oleviin piirustuksiin, joissa: 5 kuvio 1 on kaaviokuva, osittain läpileikkaus, vä- lialtaasta, joka sisältää aikaisempaa mallia olevan muotin; kuvio 2 on kuviota 1 vastaava kaaviokuva; kuvio 3 on samanlainen kuva kuin kuvio 1, mutta 10 siinä näkyy väliallas, joka sisältää kyseessä olevan kek sinnön mukaisen muotin; kuvio 4 on kuviota 3 vastaava kaaviokuva; ja kuvio 5 on pystykuva, osittain poikkileikkaus, josta näkyy keksinnöllisestä muotista se alue, jossa päätyosa 15 ja keskusosa limittyvät.

Kuvio 6 on osittain poikkileikkauksellinen kaavio-kuva, jossa näkyy kuumailmakanavan kytkeminen muotin kanteen paikalleen välialtaaseen.

Kuvioissa 1 ja 1 näkyy aikaisempaa mallia oleva 20 järjestely, jossa välialtaassa 10 on kestovuoraus 11, käy tössä kuluva vuoraus 12 ja sopivasti laatikon muotoinen muotti 13. Kaasukuumennusputki 14 asetetaan saapumaan välialtaaseen ja kulkemaan muotin seinän sisäpuolta ja sitten ympäri muotin neljän seinän sisäpuolelle, kuten on 25 merkitty.

On ymmärrettävää, että aikaisemman, käytössä kuluvan vuorauksen tasainen kuumentaminen käytössä kuluvan vuorauksen 12 muodostamiseksi on vaikeaa, jos ei mahdotonta, saavuttaa kyseisellä järjestelyllä. Muotti voi olla 30 yksi- tai useampiosainen, jälkimmäisessä tapauksessa sen täytyy olla asennettu ja kokoonpantu paikalla.

Kuvioissa 3, 4 ja 5 näkyy keksinnön mukainen parannettu järjestely. Välialtaassa on kestovuoraus 21, jonka päälle käytössä kuluva vuoraus 22 on muodostettu vuorauk-35 sen 21 ja sopivasti laatikon mallisen muotin 23 väliin.

7 101052

Kuvioon 5 viitaten voidaan n&hdä, että muotissa 23 on keskusosa 24, joka on liukukytkennässä toisen päätyosan 25 kanssa. Toinen päätyosa (el näkyvissä) on samalla tavalla liukukytkennässä keskusosan 24 toiseen päähän.

5 Muotin 23 osia pitää yhdessä ohjausakseleista 26 ja jousista 27 koostuva järjestely, ja muotti asetetaan vä-lialtaaseen yhtenäisenä rakenteena sen kansi mukaan lukien.

Edelleen viitaten kuvioihin 3 ja 4 muotti 23 varus-10 tetaan tiiviisti yhteensopivalla eristävällä kannella 28.

Kannessa on tuloaukko 29, jonka läpi kuuma ilma tai muu kaasu voidaan päästää muotin 23 sisätilaan, ja sarja pois-toaukkoja 30. Myöskin muotin 23 seinien ympärille sijoitetaan sarja poistoaukkoja 31. Tällä tavalla muotti mahdol-15 listaa edellisen käytössä kuluvan vuorauksen kuumentamisen tasaisesti ja tehokkaasti käytössä kuluvan vuorauksen 22 muodostamiseksi.

Kuvio 6 kuvaa järjestelmää, jolla kuuma ilma tai muu kuuma kaasu saadaan välialtaassa olevan kehyksen si-20 sätilaan. Tuulettimella 41 varustettu kuuma!lmageneraat- tori 40 päästää kuumailmavirran kanavoinnin 42 kautta välialtaassa 44 olevan muotin 43 sisätilaan muotin kannen 45 läpi.

Claims (12)

1. Muotti käytössä kuluvan vuorauksen (22) paikalla valmistamiseksi sulan metallin käsittelyastiassa (20, 44), muotin (23, 43) ollessa rakenteeltaan laatikkomainen, joka asetetaan astiaan (20, 44) yhdessä osassa, jolloin laatik- 5 komainen rakenne (23, 43) käsittää ainakin yhden kanavan muotoisen keskusosan (24) ja kaksi päätyosaa (25) kunkin päätyosan (25) pystyessä liikkumaan liukuvassa limittäis-suhteessa yhden tai tietyn keskusosan (24) kanssa, tunnettu siitä, että kunkin päätyosa (25) on kah-10 lehdittu liikkumaan liukuvassa limittäissuhteessa yhden tai tietyn keskusosan (24) kanssa niin, että liikkuminen tapahtuu ainoastaan lämpölaajentumisen tai lämpökutistumi-sen seurauksena.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen muotti, t u n -15 n e t t u siitä, että muotin (23, 43) osia (24, 25) pitää yhdessä ohjausakseleista (26) ja jousista (27) koostuva järjestely.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen muotti, tunnettu siitä, että siinä on yksi ainoa keskusosa 20 (24).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen muotti, tunnettu siitä, että siinä on tiiviisti yhteensopiva, yksiosainen kansi (28, 45).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen muotti, t u n -25 n e t t u siitä, että siinä kannella (28, 45) ja muotilla (23, 43) on erilaiset lämpöominaisuudet, ja kannen ja muotin välinen kiinnitysväline huolehtii laajentumiserosta.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen muotti, • tunnettu siitä, että kannessa (28, 45) on tuloauk- 30 ko (29) kuumaa kaasua varten ja sarja säädettäviä poisto-aukko j a (30).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen muotti, tunnettu siitä, että tuloaukko (29) on kytkettävissä vapaasti pyörivään kuumailmakanavaan (42). β 101052

8. Minkä hyvänsä edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen muotti, tunnettu siitä, että muotissa (23, 43) on sarja poistoaukkoja (31) sen seinillä.

9. Menetelmä käytössä kuluvan vuorauksen (22) muo-5 dostamiseksi sulan metallin käsittelyastian (20, 44) sisäseinille, jossa muotti sijoitetaan astian sisäpuolelle rajaamaan muotin ulkoseinien ja astian sisäseinien välistä aukkoa, aukko täytetään tulenkestävällä aineella, muotti kuumennetaan tulenkestävän aineen saamiseksi koossa py- 10 syväksi vuoraukseksi, jonka jälkeen muotti poistetaan, tunnettu siitä, että muotti (23, 43) sijoitetaan astiaan yhtenäisenä rakenteena, jossa on ainakin yksi kanavan muotoinen keskusosa (24) ja kaksi päätyosaa (25), kunkin päätyosan (25) ollessa kahlehdittu niin, että ne 15 pystyvät liikkumaan liukuvassa limittäissuhteessa yhden tai tietyn keskusosan (24) kanssa, jolloin, kun muottia (23, 43) kuumennetaan ja sitten jäähdytetään, muotin (23, 43) laajentuminen ja vastaavasti kutistuminen voidaan kompensoida päätyosien (25) ja keskusosan (24) välisellä suh- 20 teellisellä liikkeellä.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tiiviisti yhteensopiva kansi (28, 45) sovitetaan muottiin (23, 43), ja kuumaa kaasua johdetaan muottiin kannessa (28, 45) olevan tuloaukon (29) 25 kautta.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumaa kaasua poistetaan kannessa (28, 45) olevien poistoaukkojen (30) kautta ja muotin (23, 43) seinissä olevien poistoaukkojen (31) kautta.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että kuumaa kaasua johdetaan tuloaukkoon (29) kuumailmageneraattorista (40) tuulettimen (41) ja säädettävän kanavoinnin (42) kautta. 10 101052