FI110074B - Turbulenssia estävä astia sekä iskunsuoja - Google Patents

Description

110074

Turbulenssia estävä astia sekä iskunsuoja

Keksinnön tausta

Esillä oleva keksintö liittyy yleisesti valuastioihin ja erityisemmin valu-5 altaan iskutyynyihin, jotka on suunniteltu estämään sulametallin pyörteistä virtausta valualtaan sisällä.

Valualtaita käytetään pitämään sisällään jonkin määrän tai kylvyn su-lametallia, kuten sulaa rautaa tai terästä, joka on syötetty valusangosta sen kourun kautta. Valuallas on sijoitettu valusangon ja valulaitteiston tai muotin väliin, 10 joka vastaanottaa sulametallin ja muodostaa siitä eri muotoisia tuotteita. Va-lusanko on sijoitettu noin metrin valualtaan yläpuolelle ja valusangon kouru, joka on pitkä putki, johtaa valusangosta valualtaaseen. Valusangon kourusta syötetään sulametallia valualtaaseen tiiviinä, kompaktina virtana. Tämän sulametallin sisääntulovirran kineettinen energia voi vaihdella esimerkiksi välillä 2-10 wat-15 tia/tonni.

Valualtaiden sisällä olevia valutyynyjä on käytetty laajasti valualtaan työ- ja turvavuorausten vahingoittumisen estämiseksi sisääntulevan sulametallin voimasta. Sisään virtaavan sulametallin kineettinen energia aiheuttaa myös pyörteisyyttä, joka voi levitä kaikkialle valualtaassa, jos sulametallin virtausta ei 20 kontrolloida oikein. Usein tällä pyörteisyydellä on haitallinen vaikutus valualtaas-ta otetusta sulametallista muodostettujen valutuotteiden laatuun. Tarkemmin sanoen pyörteisellä virtauksella ja suurinopeuksisella virtauksella valualtaan sisällä voi olla seuraavat haitalliset vaikutukset: 1) Liiallinen pyörteisyys voi häiritä teräspintaa ja edistää kuonan ' 25 emulgoitumista valusangon vaihdon yhteydessä tai kun valuallasta käytetään ,: : suhteellisen alhaisella sulametallin tasolla.

2) Pyörteisen virtauksen aiheuttamat suuret nopeudet valualueella voivat aiheuttaa valualtaan työvuorausten eroosiota, joka vuoraus koostuu tyypillisesti tulenkestävästä materiaalista, jonka tiheys on paljon pienempi kuin isku- : 30 tyynyjen.

.···' 3) Erittäin pyörteinen virtaus valualtaan sisällä voi estää sulkeumien erottumista, erityisesti sellaisten sulkeumien, joiden koko on alle 50 mikronia, : · johtuen tällaisten pyörrevirtausten vaihtelevasta luonteesta.

4) Suurinopeuksiset virtaukset voivat myös lisätä mahdollisuutta, että :·]·. 35 kuona suuntautuu sulaan valualtaassa olevan sulametallin lisääntyneestä pyör- _ ‘. revirtauksesta johtuen, mikä vetää kuonaa alaspäin ulostuloaukkoa kohti.

2 110074 5) Pyörteinen virtaus valualtaassa voi johtaa kuonan ja metallin rajapinnan häiriöön lähellä metallikylvyn yläosaa ja edistää sen vuoksi kuonan mu-kaankulkeutumista samoin kuin mahdollisuutta, että kuonakerrokseen aukeaa "silmä" tai tila, joka voi olla sulametallin uudelleen hapettumisen lähde.

5 6) Suuret pyörteisyyden tasot valualtaassa voivat kulkeutua alas va- luvirtaukseen valualtaan ja sulan väliin. Tämä aiheuttaa valuvirtauksen "epäsäännöllisyyttä" ja "käyristymistä", mikä johtaa sen vuoksi valuvaikeuksiin.

7) Suurinopeuksien virtauksen ominaisuus valualtaassa on myös johtanut tilaan, joka tunnetaan "oikosulkuna". Oikosulku viittaa lyhyeen reittiin, jon-10 ka sulametalli voi ottaa valusangosta iskutyynyyn ja lähimpään ulostuloaukkoon valualtaassa. Tämä on epätoivottavaa, koska se vähentää aikaa, joka sulkeumilla on käytettävissä kylpyyn hajoamiseksi. Sen sijasta suurinopeuksinen virtaus pyyhkäisee suhteellisen suuret sulkeumat sulaan, missä ne heikentävät valu-tuotteiden laatua.

15 Tyypillinen tasainen iskutyyny panee sisääntulevan valusankovirran iskeytymään tyynyn yläosaan ja kulkemaan nopeasti valualtaan sivu- tai päätyseiniin. Kun virtaus saavuttaa sivu- ja/tai päätyseinät, se kimpoaa ylöspäin valualtaan pintaan, missä se muuttaa suuntaa valualtaan keskikohtaan tai toisin sanoen valusangosta sisääntulevaa virtaa kohti. Tämä aiheuttaa epätoivottuja : .·. 20 sisäänpäin suuntautuneita pyörteisiä virtauksia valualtaassa. Vastakkaiset virta- • ’ ’ ukset valualtaan kummallakin puolella tai päässä kulkevat valualtaan keskustaa "... kohti ja kuljettavat mukanaan kuonaa tai muita epäpuhtauksia, jotka ovat nous seet kylvyn pintaan valualtaassa. Tämän tuloksena näitä epäpuhtauksia vede-' · ‘: tään valusangosta sisääntulevaa virtaa kohti ja ne pakotetaan sitten alaspäin ’···· 25 kylpyyn ja valualtaan ulostuloaukkoa tai -aukkoja kohti. Tällä on taipumus aihe uttaa, että useimmat näistä epäpuhtauksista poistuvat valualtaasta muotteihin vähentäen sillä tavalla muoteissa valmistettujen tuotteiden laatua.

Vaikka useita muita valualtaan tyynyjen tyyppejä on ehdotettu ja käytetty menneisyydessä, mikään näistä ei ratkaise täysin kaikkia yllä mainittuja on-. . : 30 gelmia. Esimerkkejä tunnetun tekniikan valualtaan tyynyistä on esitetty US- patenteissa nrot 5 131 635 ja 5 133 535, jotka molemmat on myönnetty Soofille, : ja US-patentissa nro 5 169 591, joka on myönnetty Schmidt et al.lle. Yllä maini tuissa Soofille ja Schmidtt et al:lle myönnetyissä patenteissa esitetyt valuallas-tyynyt ovat kuitenkin riittämättömiä ratkaisuja yllä mainittuihin ongelmiin ainakin : . ·. 35 sen vuoksi, että kukin niistä suuntaa valusangon virran liian suoraan valualtaan tyhjennysaukkoa tai -aukkoja kohti. Nämä tyynyt eivät myöskään hidasta riittä- 3 110074 västi sisääntulevaa valusangon virtaa yliä mainittuihin suurinopeuksisiin virtauksiin liittyvien ongelmien poistamiseksi. Tässä suhteessa kukin näistä patenteista esittää iskutyynyjä, jotka suuntaavat sisääntulevan virran joko yhteen tai kahteen poikittaissuuntaan valualtaan tyhjennysaukkoa tai -aukkoja kohti, valusangon vir-5 ran nopeutta ei vähennetä riittävästi monien yllä mainittujen ongelmien estämiseksi. Lisäksi valusangon virran suuntaaminen valualtaan tyhjennysaukkoa tai -aukkoja kohti kuten näissä patenteissa opetetaan johtaa aiemmin selitettyyn "epäsäännöllisyyden", "käyristymisen" ja "oikosulun" ongelmiin.

Yllä käsitellyssä Schmidt et al:n US-patentissa nro 5 169 591 esite-10 tään kuten on mainittu tyyny, jossa on ainakin yksi avoin pääty. Avoin pääty tai päädyt suuntaavat valusangosta sisääntulevan virran uudelleen sivuttain nesteen pinnan alle valualtaan sisällä ulostuloaukkoon, joka sijaitsee valualtaan pohjalla jollakin etäisyydellä poispäin. Avoin pää tai päädyt tarkoittavat, että valusangon virtaa ei suunnata ylöspäin olevassa suunnassa, jolloin patentissa ιοί 5 detaan, että tämä voisi johtaa pinnan lisääntyneeseen pyörteisyyteen.

Keksinnön mukaan on aikaansaatu valualtaan iskutyyny, joka on muodostettu tulenkestävästä komposiitista, joka kykenee kestämään jatkuvaa kosketusta sulametallin kanssa, jolloin tyyny käsittää alustan, jossa on iskupinta, ja ulkosivuseinän, joka jatkuu siitä ylöspäin ja sulkee sisäänsä ainakin osan sisä-: .·. 20 tilasta, jossa on yläaukko sulametallin virran vastaanottamiseksi, jolloin ul- : · ’ kosivuseinä sisältää rengasmaisen sisäpinnan, jonka ainakin ensimmäinen osa . jatkuu sisään- ja ulospäin aukkoa kohti, jolle iskutyynylle on tunnusomaista, että ; “. ulkosivuseinä on päätön ja sulkee sisätilan kokonaan.

’ · ': Esillä oleva keksintö antaa käyttöön pyörteisyyttä estävän valualtaan 25 iskutyynyn, joka on muodostettu pohjan iskupinnan kanssa ja sisältää päättö-: : män rengasmaisen sivuseinän, joka jatkuu siitä ylöspäin ja sulkee täysin sisään sä sisätilan tai onkalon, jossa on yläaukko, jonne sula metalli suunnataan valusangon kourusta. Tyynyn päätön rengasmainen sivuseinä sisältää rengasmaisen sisäpinnan, jossa ainakin osa jatkuu ylöspäin pohjan iskupintaan nähden ja : 30 sisäänpäin tyynyn aukkoa kohti. Päätön rengasmainen sivuseinä sulkee täysin tyynyn sisätilan niin, että metallin sisääntuleva virta suunnataan uudelleen takai-’·’· sin itseensä ja syntyy virtauskuvio, joka suuntaa metallin käännetyn virtauksen valusangon kourusta poispäin.

:...: Ensimmäisessä suoritusmuodossa tyyny on muotoiltu pyöreäksi yl- :·.·. 35 häältäpäin katsottuna kuten rengasmaisen sivuseinän sisäpinta. Sivuseinän si- ..... säpinta on koverasti kaareva ensin pohjan iskupinnasta ulos- ja ylöspäin ja sit- 4 110074 ten sisään- ja ylöspäin pystysuoraan sijoitettuun pintaan nähden, joka määrittelee tyynyn aukon. Sisäsivuseinän pinta kaareutuu edullisesti jatkuvasti pohjan iskupinnasta pystyseinään, joka määrittelee tyynyn aukon.

Toisessa suoritusmuodossa iskutyyny on muodostettu suorakulmai-5 seksi samalla, kun se säilyttää silti piirteen, että siinä on päättömällä, rengasmaisella sivuseinällä määritelty kokonaan suljettu sisätila. Tässä suhteessa ilmaisu "rengasmainen", jota käytetään koko selityksessä ja patenttivaatimuksessa, ei ole tarkoitettu merkitsemään mitään tiettyä muotoa vaan se on tarkoitettu osoittamaan täysin sulkevaa, päätöntä rajarakennetta. Toisessa suoritusmuoto dossa sisäsivuseinän pinta käsittää ainakin osan, joka jatkuu ylös- ja sisäänpäin iskutyynyn yläosassa olevaa keskiaukkoa kohti. Sama haluttu virtauskuvio aikaansaadaan valualtaaseen käyttäen esillä joko esillä olevan keksinnön ensimmäisen tai toisen suoritusmuodon mukaisesti konstruoitua tyynyä.

Valualtaan valutyynyt eivät kestä ainoastaan sisääntulevan valusan-15 gon virran iskua vaan myös vaimentaa virran tavallisesti aikaansaamaa asiaan-liittyvää pyörteisyyttä. Tämän saavuttamiseksi ja ratkaistaessa aiemmin mainittuja tekniikan tason ongelmia, yllä käsitellyllä tavalla rakennettu tyyny suuntaa va-luvirtauksen takaisin itseensä, mikä aiheuttaa vastavirtoja kummankin hidastamiseksi, mikä minimoi sillä tavalla pyörteisyyttä ja estää nopeudeltaan suuren : .·. 20 virran valualtaassa. Tyynyn kokonaan suljettu onkalo muuttaa sisääntulevan vir- ,·. tauksen kulkureittiä pystysuunnassa alaspäin suuntautuvasta pystysuuntaan ·.·, ylöspäin suuntautuvaksi. Tyynyllä aikaansaatu virtauskuvio muodostaa sulan metallin kulkureitin, joka kulkee hitaasti ylöspäin metaliikylvyn pintaa kohti ja sit-’· ten säteittäisesti ulospäin kaikkiin suuntiin valualtaan seiniä kohti. Tämä ei ole 25 ainoastaan toivottava virtaustila epäpuhtauksien kellumiseksi vaan se auttaa osaltaan lämpötilan tasaisuuteen valualtaassa. Tärkeimpänä asiana se minimoi liiallisen pyörteisyyden haitallisia vaikutuksia ja suuria virtausnopeuksia valualtaassa.

Pyörteisyyttä estävät tyynyt antavat käyttöön paljon edullisemman vir-: ‘ ·.: 30 tauskuvion kuin yllä mainitut tunnetun tekniikan tyynyt, jotka suuntaavat sisään- . · · tulevan valusangon virtauksen valualtaan yhdelle tai useammalle kyljelle tai pää- • tyyn välittömästi törmäyksen tapahduttua. Tässä suhteessa sisääntuleva va- * ‘ lusangon virtaus käännetään ympäri tyynyllä ja se kulkee pystysuunnassa ylös- :... päin ja sitten säteittäisesti ulospäin lähellä kylvyn yläosaa. Tämä työntää kuonaa : . 35 tai muita epäpuhtauksia sisääntulevasta valusangon virtauksesta poispäin. Täs tä syystä ja syystä, että tuloksena oleva virta on paljon hitaampi kuin aiemmilla c 110074 iskutyynyillä aikaansaatu virta, vähemmän kuonaa tai muita epäpuhtauksia ja sulkeumia kulkeutuu kylpyyn. Tyyny on erityisen hyödyllinen aloitettaessa valua, vaihdettaessa teräsluokkaa valualtaassa tai valettaessa alhaisilla valualtaan korkeuksilla.

5 Sen vuoksi ymmärretään, että esillä olevan keksinnön valualtaan is kutyynyllä saadaan monia hyötyjä. Näihin hyötyihin kuuluvat seuraavat: 1) Valusangosta sisääntuleva virtaus pidetään valualtaan sisällä ja vaimennetaan sulan metallin hitaamman virran aikaansaamiseksi valualtaassa, jotta sulkeumien annetaan tehokkaasti kellua sulan metallikylvyn yläpinnalle, j 10 2) Tuloksena olevat virtauskuviot työntävät kuonan ja muut epäpuh taudet pois valusangosta sisääntulevasta virtauksesta estäen näin näiden epätoivottujen materiaalien kulkeutumisen kylpyyn.

3) Sulan metallin pintaan suunnattu virtausta edistetään ja sen vuoksi sulkeumien ja epäpuhtauksien on noustava vain vähän ennen kuin ne kosketta- 15 vat kuonakerrosta ja absorboidaan sinne.

4) Työskentelyvuorauksen eroosio valualtaan sivu- ja päätyseinissä vähenee, koska sisääntuleva virta ei iskeydy suoraan näihin seiniin.

5) Aika, jonka sula metalli pysyy valualtaassa, lisääntyy koska reitti valualtaan poistumisaukkoon tai -aukkoihin on pitempi ja mutkikkaampi kuin ai- 20 emmissa iskutyynyissä.

6) Koska nopeudeltaan suuret virrat minimoidaan valualtaassa, pyör-revirtauksen se todennäköisyys pienenee, että kuona ja sulkeumat vedetään valualtaan pinnasta alas valuun.

7) Rauhallisempi metallipinta aikaansaadaan kuonakerroksen vä- 25 hemmällä liikkumisella vakaan toiminnan aikana.

:.: 8) Tyynyllä aikaansaatu ainutlaatuinen virtauskuvio edistää lämpöti lan tasaisuutta kylvyssä luomalla sulan metallin täysi, hidas kierrätys koko valu-altaassa.

9) Roiskuminen vähenee aloitettaessa valua.

.·. : 30 10) Aika, jonka metalli on kylvyssä, kasvaa tai toisin sanoen aika, jo ka sisääntulevalta metallilta kuluu kylvystä valuun tai valuihin poistumiseen, kasvaa. Epäpuhtaudet, jotka annettaessa niille riittävästi aikaa, kelluvat luonnolli-sesti hitaasti kylvyn yläosaan, sisältyvät epätodennäköisemmin poistuvaan virta-:. ukseen, kun kylvyssä oloaikaa kasvatetaan.

6 110074

Esillä olevan keksinnön muut edut ilmenevät ammattimiehelle vaivatta tarkasteltaessa edullisen suoritusmuodon yksityiskohtainen selitys oheisten piirustusten yhteydessä.

Keksinnön mukaan on lisäksi aikaansaatu oheistetun patenttivaati-5 muksen 10 mukainen menetelmä pyörteisyyden ja sulan metallin suurinopeuksi-sen virtauksen estämiseksi valualtaassa.

Lyhyt selitys piirustuksista

Kuvio 1 on poikkileikkauskuva valualtaasta, joka sisältää esillä olevan keksinnön pyörteisyyttä estävän iskutyynyn, joka on sijoitettu sen pohjapinnalle, 10 kuvio 2 on suurennettu poikkileikkauskuva kuvion 1 iskutyynystä, kuvio 3 on suurennettu yläkuva esillä olevan keksinnön iskutyynystä, kuvio 4 on yläkuva kuvion 1 valualtaasta ja se esittää ulospäin suuntautuvan säteittäisvirtauksen kuvion, joka aikaansaadaan sulametallin kylvyn yläosan lähelle valualtaassa esillä olevan keksinnön iskutyynyllä, 15 kuvio 5 on yläkuva keksinnön valualtaan iskutyynyn vaihtoehtoinen suoritusmuoto, ja kuvio 6 on linjaa 6-6 pitkin otettu poikkileikkauskuva kuvion 5 valualtaan iskutyynystä.

Yksityiskohtainen selitys edullisista suoritusmuodoista ;;· 20 Viitaten ensiksi kuvioon 1 esitettynä on tavanomainen valuallas 10, | joka sisältää sisävuorauksen 12 ja parin reikäkappaleita tai ulostuloaukkoja 14 :...’ sulametallin sallimiseksi poistua valualtaan 10 sisältämästä kylvystä jatkuvasti : valualtaasta ja tulla muotteihin (ei esitetty), jotka muodostavat metallivaluja. Va- ·',*/ lusangon kouru 18 on sijoitettu kuten tavanomaisestikin valualtaan 10 yläpuolel- : V. 25 le ja se suuntaa jatkuvasti sulametallin virtaa valualtaaseen 10. Valualtaan isku tyyny 20, joka on rakennettu esillä olevan keksinnön mukaan, on sijoitettu valu-altaan 10 lattian keskelle.

Kuten kuviossa 2 ja 3 on parhaiten kuvattu, valualtaan iskutyyny 20 on muodoltaan edullisesti pyöreä ja sisältää pohjan 22, jossa on tasomainen is-30 kupinta 24. Tyyny 20 sisältää vielä päättömän, edullisesti pyöreän ulkosivusei-. nän 26, jossa on vastaavasti pyöreän muotoinen sisäseinäpinta 28. Rengas- : ’: ’ mainen sisäseinäpinta on muotoiltu koveraksi kuten kuviossa 2 on esitetty ja se : * ‘ ’ ulottuu ylöspäin tasomaisesta iskupinnasta 24 kaarevan sisätilan tai onkalon 29 .. Y sulkemiseksi kokonaan sisäänsä. Sisäsivuseinäpinnan 28 toinen rengasmainen : * 35 osa 28a kaareutuu iskutyynystä 24 koverasti ulos- ja ylöspäin ja kohtaa toisen rengasmaisen osan 28b, joka kaareutuu koverasti sisään- ja ylöspäin pys- 7 110074 tysuoraan sisäseinäpintaan 30. Sisäsivuseinäpinnan 28 kovera muoto auttaa vähentämään tyynyn 20 eroosiota. Kuviossa 2 esitetyn yhden jatkuvan kaaren muodostamisen sijasta pinnan osat 28a ja 28b voidaan vaihtoehtoisesti erottaa tasaisella pinnan osalla. Toinen tai molemmat rengasmaiset pinnan osat 28a ja 5 28b voivat olla myös tasaisia tai vastaavasti ulos- ja sisäänpäin kulmikkaita kaa revan sijasta. Tyynyn 20 tyydyttävä toiminta voidaan saada, jopa kun osa 28a eliminoidaan eli niin, että osa 28b jatkuu pinnasta 24 ylös- ja sisäänpäin. Kukin näistä vaihtoehtoisista konstruktioista sisältää silti rengasmaisen sivuseinän sisäpinnan osan, joka jatkuu sisään- ja ulospäin aukkoa 30 kohti tässä kuvatun 10 halutun virtauskuvion aikaansaamiseksi. Pystysuora pinta 30 määrittelee pyöreän aukon iskutyynyssä 20 sulametallin virran vastaanottamiseksi valusangon kourusta 18 ja metallin sallimiseksi poistua onkalosta 29 ylöspäin. Valuakaan iskutyyny 20 sisältää edelleen tasomaisen yläkehäpinnan 32, joka ympäröi pystysuuntaisella pyöreällä pinnalla 30 aikaansaatua aukkoa.

15 Esillä olevan keksinnön valuakaan tyynyn 20 käyttämisen vaikutus on esitetty kaavamaisesti kuvioissa 1 ja 4. Kuten kuviossa 1 on esitetty, nuolilla 34 esitetty sulametallin alaspäin suuntautuva pystyvirtaus suunnataan valusangon kourusta 18 ulos ja pohjan 22 iskuosan 24 keskikohtaan. Sulametallin virtaus hajoaa säteittäin ulospäin iskupinnan 24 keskikohdasta onkalon 29 sisällä kuten : · 20 nuolilla 35 on esitetty ja seuraa jatkuvaa sisäsivuseinäpintaa 28 pystysuunnassa ; *. ylöspäin. Virtaus poistuu tyynystä 20 ja kulkee yleisesti ylöspäin kuten nuolilla 36 on esitetty. Valuakaan tyynyllä 20 aikaansaatu virtauksen pystysuuntainen liike ; " ylöspäin hidastaa merkittävästi sulametallin virtausta, koska kahdella vastakkai- • · ’· ’ sella pystyvirtauksella 34, 36 on osittain kumoava vaikutus toisiinsa.

• * ’:· 25 Sulan metallin hidastunut virtaus 36 ylöspäin jatkuu valuakaan sisäl- tämän kylvyn 16 yläpintaa kohti ja leviää yleisesti säteittäisesti ulospäin kuten nuolilla 38 on osoitettu kuvioissa 1 ja 4 kylvyn 16 yläpinnan läheisyydessä. Säteittäin ulospäin suunnatut virtauksien virrat 38, jotka on esitetty parhaiten kuviossa 4, panevat kuonan ja muut epäpuhtaudet kylvyn 16 yläpinnassa siirtymään 30 ulospäin valusangon kourusta 18 poispäin ja sisääntulevasta virtauksesta 34 poispäin niin, että kuona ja muut epäpuhtaudet suunnataan sisääntulevalla vir-· tauksella 34 paljon epätodennäköisemmin alaspäin kylpyyn 16, mihin ne voivat v kulkeutua ja suuntautua lopuksi ulos valualtaasta 10 ulostulokaivolohkojen 14 :... kautta liaten näin lopulliset valut.

• · : v 35 Kuviot 5 ja 6 kuvaavat esillä olevan keksinnön toisen suoritusmuodon ja esittävät erityisesti päättömän, rengasmaisen sivuseinäkonstruktion erään 8 110074 vaihtoehtoisen muodon, joka aikaansaa metallin kokonaan päinvastaiseksi kääntyneen virran tyynystä. Tarkemmin sanoen esitettynä on valualtaan iskutyyny 40, joka sisältää pohjan 42, jossa on tasomainen iskupinta 44. Tyyny 40 sisältää vielä päättömän, rengasmaisen ja tässä tapauksessa suorakulmaisen 5 ulkosivuseinän 46, jossa on rengasmainen, suorakulmainen sisäseinäpinta 48, joka jatkuu ulos- ja sisäänpäin tasomaisesta iskupinnasta 44 ja sulkee sisätilan tai onkalon 49 kokonaan sisäänsä.

Tarkemmin sanoen sisäsivuseinän 48 pystysuuntainen rengasmainen osa 48a jatkuu iskupinnasta 44 ylöspäin ja kohtaa toisen sisäänpäin kaartu-10 van rengasmaisen osan 48b, joka jatkuu sisään- ja ulospäin pystysuoraan sisä-seinäpintaan 50 nähden. Pystysuuntainen osa 48a ei ole aivan välttämätön tyynyn tyydyttävälle toiminnalle esillä olevan keksinnön mukaisen virtauskuvion aikaansaamiseksi. Tämä tarkoittaa, että kalteva osa 48b voi sen sijasta jatkua ylös- ja sisäänpäin suoraan pinnasta 44. Pystypinta 50 määrittelee suorakulmai-15 sen aukon iskutyynyyn 40 sulan metallin virtauksen vastaanottamiseksi va-lusangon kourusta 18 ja metallin poistumisen sallimiseksi onkalosta 49 ylöspäin. Valualtaan iskutyyny 40 sisältää vielä tasomaisen kehäyläpinnan 52, joka ympäröi pystysuuntaisella suorakulmaisen muotoisella seinäpinnalla 50 aikaansaatua aukkoa. Iskutyyny 40 aikaansaa saman yleisen virtauskuvion valualtaan sisälle ; : ‘ 20 kuin ensimmäisen suoritusmuodon tyyny 20 ja se on esitetty erityisesti nuolilla r. 35, 36 ja 38 kuvioissa 1 ja 4.

’ * * · Näin ollen ymmärretään, että esillä olevan keksinnön valualtaan isku- ► f I ’ ’ tyynyt 20, 40 panevat valusangon sisääntulevan virtauksen kääntymään täysin päinvastaiseksi ylöspäin hidastaen näin huomattavasti virtausta ja estäen epä-25 toivotut suuren nopeuden virrat ja pyörteisyyden valualtaan 10 sisällä. Lisäksi ‘ ' valusangon kourun 18 kaikille sivuille tai sisääntulevaan virtaukseen aikaansaa daan vastakkaisia, säteittäisesti ulospäin suuntautuvia virtoja kuonan ja muiden epäpuhtauksien työntämiseksi poispäin sisääntulevasta virtauksesta, mikä vähentää sillä tavalla huomattavasti sitä todennäköisyyttä, että epäpuhtauksia kul-30 keutuu kylpyyn 16.

i

Tuloksena oleva virtauskuvio edistää edelleen sulan metallin pinta-

I I

,;. * suunnattua virtausta, mikä edellyttää lyhyempää etäisyyttä, jonka sulkeumien on t » noustava ennen kuin ne koskettavat kuonakerrosta ja absorboidaan sinne. Tu-loksena oleva virtauskuvio vähentää myös työvuorauksen 12 eroosiota valual- * · 35 taan 10 sivu- ja päätyseinissä. Tämä johtuu siitä, että sisääntuleva virtaus 34

Hl 110074 g samoin kuin virtauskuvio, joka johtuu valualtaan iskutyynyistä 20, 24, ei iskeydy suoraan valualtaan 10 sivu- eikä päätyseiniin.

Ymmärretään myös, että virtauskuvio, joka johtuu valualtaan tyynyistä 20, 40, lisää sulan metallin oloaikaa valualtaan 10 sisällä, koska reitti poistu-5 missuuttimeen tai kaivolohkoihin 14 on pitempi ja mutkittelevampi kuin aikaisemmissa iskutyynyissä. Tarkemmin sanoen ulostulosuuttimiin 14 suoraan valualtaan 10 pohjaa pitkin tapahtuvan virtaamisen sijasta sulan metallin virtaus suunnataan valualtaassa 10 ensin pystysuunnassa ylöspäin kylvyn 16 pintaa kohti ja sitten kierrätetään hitaasti alaspäin poistumissuuttimia tai kaivolohkoja 10 14 kohti. Esillä olevan keksinnön valualtaan tyynyillä 20, 40 aikaansaadut hitaat nopeudet minimoivat edelleen pyörrevirtauksen ja pinnan turbulenssin mahdolli-I suutta kylvyssä 16. Valualtaan iskutyynyillä 20, 40 aikaansaadut vastakkaiset, säteittäisesti ulospäin suunnatut virrat edistävät edelleen lämpötilan homogeenisuutta kylvyn 16 sisällä luomalla jatkuvan virtauksen oleellisesti koko kylvyssä 15 16. Iskutyynyt 20, 40 vähentävät myös huomattavasti roiskumista aloituksen ai kana ja edistävät suuresti lisääntynyttä ideaalivirtauksen tilavuutta valualtaassa 10 muiden virtauksen säätölaitteiden, kuten patojen, sulkujen ja läppien, poissa ollessa.

Iskutyynyt 20 ja 40 on rakennettu tavanomaisista tulenkestävistä 20 komposiiteista, jotka kestävät sulan metallin, kuten raudan ja teräksen, korkeita lämpötiloja. Nämä lämpötilat voivat saavuttaa jopa 1 650 °C (3 000°F). Kuten alalla on tunnettua, sopivat tulenkestävät materiaalit voivat sisältää MgO:ta, ; Cr203:a, AhC^a, ZrC^a, CaO:ta ja Si02ita ja näiden materiaalien seoksia, mui- . takin tulenkestäviä komposiitteja voidaan kuitenkin käyttää kunhan valittu kom- 25 posiitti kykenee kestämään jatkuvaa kosketusta sulien metallien, kuten raudan ja teräksen, kanssa. Kaksi edullista koostumusta ovat seuraavanlaisia: 75 % AhOs-komposiitti MgO-komposiitti ·. ; 30 AI2O3 75 3

MgO >1 89 .·!' S1O2 21 6

CaO 1 1

Fe2C>3 1 >1 : V 35 Muut pienet ·:··: määrät 2 1 10 110074

Ymmärretään, että muitakin muunnelmia ja korvauksia voidaan tehdä. Esimerkiksi vaikka esillä olevan keksinnön iskutyyny on edullisesti pyöreän muotoinen ja vaikka toinen vaihtoehtoinen muoto on myös esitetty ja selitetty, ymmärretään, että iskutyynyn sivuseinien monet muut muodot ovat mahdollisia 5 ja lankeavat esillä olevan keksinnön suoja-alan sisään. Mikä tahansa geometrinen muoto, joka kokonaan sulkee sisäänsä tai määrittelee päättömän rajan tyynyn sisätilalle ja suuntaa sisääntulevan sulan metallin virtauksen takaisin itseensä ja luo virtauskuvion valusangon kourusta poispäin, on teholtaan samanlainen kuin kuvatut suoritusmuodot.

Claims (10)

11 110074

1. Valualtaan iskutyyny (20, 40), joka on muodostettu tulenkestävästä seoksesta, joka kykenee kestämään jatkuvaa kosketusta sulan metallin kanssa, joka tyyny (20, 40) käsittää pohjan (22, 42), jossa on iskupinta (24, 44) ja ul- 5 kosivuseinä (26, 46), joka jatkuu siitä ylöspäin ja sulkee sisäänsä ainakin osan sisätilasta (29, 49), jossa on yläaukko (30, 50) sulan metallin virran vastaanottamiseksi, jolloin ulkosivuseinä (26, 46) sisältää rengasmaisen sisäpinnan (28, 48), jossa on ainakin ensimmäinen osa (28b, 48b), joka jatkuu sisään- ja ylöspäin aukkoa (30, 50) kohti, tunnettu siitä, että ulkosivuseinä (26, 46) on 10 päätön ja sulkee kokonaan sisätilan (29, 49) sisäänsä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tyyny, tunnettu siitä, että rengasmainen sisäpinta sisältää edelleen toisen osan (28a, 48a), joka jatkuu is-kupinnasta (24,44) ylöspäin ensimmäiseen osaan (28b, 48b).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tyyny, tunnettu siitä, että 15 rengasmainen sisäpinta sisältää edelleen toisen osan (28a, 48a), joka jatkuu is- kupinnasta (24, 44) ylös- ja sisäänpäin ensimmäistä osaa (28b, 48b) kohti.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tyyny, tunnettu siitä, että ainakin jompikumpi ensimmäisestä ja toisesta osasta (28a, 28b) on kovera rengasmainen pinta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tyyny, tunnettu siitä, että en- • ' · simmäinen ja toinen osa (28a, 28b) muodostavat jatkuvasti kaareutuvan ren- :' ’ · gasmaisen, koveran pinnan (28).

: ‘ ·. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tyyny, t u n - . . ·. n e 11 u siitä, että sisätila (29) on muodoltaan pyöreä. .·.·. 25

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen tyyny, tun nettu siitä, että sisätila (49) on muodoltaan suorakulmainen.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tyyny, tunnettu siitä, että se käsittää edelleen pystysuuntaisen, rengasmaisen pinnan, joka jatkuu ensimmäisestä osasta (28b, 48b) ylöspäin ja määrittelee aukon (30, 50). . ’ 30

9. Valuastia (10) sulan metallin tilavuuden pitämiseksi sisällään, jossa valuastiassa on lattia ja sivuseinät, jotka sulkevat iskualueen sisäänsä, viemäri (14) ja jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen iskutyyny (20, 40), joka • ·. sijaitsee iskualueella.

10. Menetelmä pyörteisyyden ja sulan metallin suurinopeuksisen vir-V 35 tauksen estämiseksi valualtaassa (10), joka menetelmä käsittää iskutyynyn (20, 40. järjestämisen valualtaaseen (10), joka iskutyyny (20, 40) käsittää pohjan (22, 12 110074 42), jossa on iskupinta (24, 44) ja päätön ulkosivuseinä (26, 46), joka jatkuu siitä ylöspäin ja sulkee ainakin osittain sisätilan (29, 49) sisäänsä, jossa on yläaukko (30, 50) sulan metallin virran vastaanottamiseksi, jolloin ulkosivuseinä (26, 46) käsittää rengasmaisen sisäpinnan (28, 48), jossa on ainakin ensimmäinen osa 5 (28b, 48b), joka jatkuu sisään- ja ylöspäin aukkoa (30, 50) kohti, joka suuntaa sulan metallin sisääntulevan virtauksen pystysuunnassa alaspäin valualtaaseen (10) ja iskutyynyä (20, 40) päin sellaisen sulan metallin kylvyn aikaansaamiseksi valualtaaseen (10), joka kääntää virtauksen pystysuunnassa ylös-ja sisäänpäin ja sisääntulevaa virtausta kohti ja aikaansaa sulan metallin yleisesti säteittäisiä 10 virtoja valualtaassa (10), t u n n ett u siitä, että ulkosivuseinä (26, 46) on päätön ja sulkee sisätilan (29, 49) kokonaan sisäänsä, jolloin aikaansaadut säteittäi-set virrat ovat virtauksia ulospäin ja sisääntulevan virtauksen kaikilla puolilla niin, että kukin virta suunnataan sisääntulevasta virtauksesta poispäin sulan metallin kylvyn pintaa kohti. 13 110074