FI117279B - Menetelmä ja laite metallurgisen astian vuoraamiseksi - Google Patents

Description

117279

MENETELMÄ JA LAITE METALLURGISEN ASTIAN VUORAAMISEKSI FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR INFODRING AV METALLURGISK BEHÄLLARE

5 KEKSINNÖN ALA

Keksintö liittyy menetelmään ja laitteeseen metallurgisen astian vuoraamiseksi asentamalla vuorausmateriaali muotin ja astian sisäseinän väliseen tilaan.

KEKSINNÖN TAUSTA

1 o Eräissä tunnetuissa muottia hyödyntävissä vuorausmenetelmissä kuiva massa ja vesi sekoitetaan ensin homogeeniseksi massaksi, ja märkä massa siirretään muotin avulla muodostettuun tilaan päästä purkavan ruuvikuljettimen (US 5368459), hihnakuljettimen, säiliön tai eri tavoin paineistetun letkun avulla. Ruuvi- tai hihnakuljetinta, säiliötä tai letkun päätä siirretään vuoraustyön aikana massan saamiseksi joka kohtaan muotin ja vuorattavan pinnan 15 väliin. Massa on täryttämällä tai itsestään tiivistyvää. Nämä menetelmät soveltuvat valuvien märkien massojen asennukseen, kun vuoraukselta vaaditaan suurta tiiviyttä. Menetelmät edellyttävät kuitenkin aina veden lisäystä käyttöpaikalla eivätkä sovellu kuivien tai maakos-teiden massojen asennukseen.

Kuivan massan asentamiseen soveltuvia menetelmiä käytetään erityisesti välialtaiden 20 lämpöä eristävien pinnoitteiden asentamiseen. Kuiva massa voidaan siirtää muotin ja vuorattavan pinnan väliseen tilaan esimerkiksi paineilman avulla (FI820412). Toinen tapa on .·, ; valuttaa tai pudottaa (US 6280664) massa paikalleen esimerkiksi suursäkin tai säiliön pöh- * * * jaosassa olevan venttiilin tai pohjasta lähtevän yhteen tai yhteiden avulla. Yhteen pää voi I sijaita vuorattavan kohteen yläpinnalla, ja yhdettä ja massavarastoa siirretään tarvittaessa • * * '. 25 horisontaalisuunnassa. Yhteet voivat ulottua myös vuorattavan tilan pohjalle vuorauksen .. . alkuvaiheessa, jolloin yhteitä nostetaan vuorauksen edetessä yhdessä massavaraston kanssa * « i ylöspäin ja massa virtaa vuorattavaan tilaan lyhyellä vapaalla pudotuksella (US4534730).

* * ***** Kuiva massa voidaan asentaa myös tavanomaisilla massansiirtoon tarkoitetuilla lait teilla, kuten ruuvi- tai hihnakuljettimilla, jolloin massa purkautuu vuorattavaan tilaan ruuvi- * * * ·' 30 kuljettimen tai hihnan päästä. Tällaisessa ratkaisussa tarvitaan yleensä kuljetinta siirtävä *··.* mekanismi.

* : T: Kaikilla edellä mainituilla kuivaa massaa hyödyntävillä menetelmillä on omat haittansa, : [ * *: esimerkiksi massan pölyäminen asennettaessa, suuri työvoiman tarve, asennuslaitteistoj en ; · |. φ korkea hinta ja suuri huoltotarve, heikko vuorausrakenteen laatu tai rajoittuneisuus käytettä- • · 35 vän vuorausmateriaalin tyypin ja Teologian suhteen.

• · 2 117279

Modernissa sulattoteknologiassa on toivottavaa, että sanotut haitat voitaisiin välttää. Vuorausmateriaalin asennuksen tulisi tapahtua nopeasti ja yksinkertaisesti vähällä työvoimalla ja energialla. Myös laitteiden tulisi olla yksinkertaisia ja toimintavarmoja. Menetelmien tulisi olla turvallisia ja ympäristöystävällisiä, ja niillä tehdyn vuorauksen korkealaatui-5 nen. Lisäksi olisi etua siitä, että samoilla laitteilla voitaisiin asentaa ja jälkikäsitellä Teologialtaan ja vahvuudeltaan erityyppisiä vuorausmateriaaleja, kuten kuivana asennettavia massoja, niin sanottuja maakosteina tai puolikuivina asennettavia massoja, asennusvaiheessa märkiä vesipitoisia massoja, kuten valumassoja, sekä lisäksi orgaanista jatkuvaa eli neste-faasia asennusvaiheessa sisältäviä massoja.

10 Kuivana asennettavat vuorausmassat eivät oleellisesti sisällä väliaineenaan vettä tai nestemuodossa olevaa jatkuvaa faasia, vaan kiinteiden partikkeleiden väliaineena toimii kaasuseos, tavallisesti ilma. Maakosteat massat tai puolikuivat massat sisältävät väliaineena sekä nestettä että kaasuseosta. käytetyn väliaineen määrä ja ominaisuudet ohjaavat pitkälle partikkelimuodossa olevan vuorausmateriaalin Teologista käyttäytymistä.

15 Tulenkestävien j a muidenkin monoliittisten materiaalien Teologista käyttäytymistä on kirjallisuudessa kuvattu mm. seuraavilla termeillä: plastinen, pseudoplastinen, dilatantti, newtooninen, itsevaluva, itsetasoittuva, itsetiivistyvä, itsejuokseva, tiksotrooppinen. Nämä termit kuvaavat yleensä materiaaleja, joissa oleellinen jatkuva faasi on neste.

Hmaa tai kaasuseosta pääasiallisena jatkuvana faasina sisältävät materiaalit ja materiaako liseokset (kuivat massat) voivat käyttäytyä Teologialtaan eri tavoin olosuhteista riippuen. Näiden materiaalien soveltuvuutta erilaisille asennuslaitteistoille ja -menetelmille voidaan S' : tutkia esimerkiksi vierimiskulman avulla.

• «i

Vierimiskulman suuruuteen vaikuttavat esimerkiksi partikkeleiden muoto, tiheys, tihe- 9 jn yserot, partikkelikokojakauma, partikkeleiden pintaominaisuudet sekä pinnoilla olevan * * 25 mahdollisen nestefaasikerroksen ominaisuudet. Jos vierimiskulma on nolla, materiaali * * . käyttäytyy kuten neste. Vierimiskulman kasvaessa materiaalin sisäinen kitka kasvaa, ja j · · materiaalista voidaan muodostaa kartiomainen keko. Vierimiskulma on erityisen suuri kui- • * * * · · * tuja sisältävillä kuivilla materiaaliseoksilla, joissa suuri sisäinen kitka estää materiaalin spontaania valumista.

•99 : .* 30 YHTEENVETO KEKSINNÖSTÄ ♦

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella voidaan suuressa määrin poistaa edellä :***: mainitut haitat ja saavuttaa toivottavat edut, joita edellä myös tarkasteltiin.

*.*. e Näiden tarkoitusten ja etujen saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle * 9 \ e ’. 35 metallurgisen astian vuoraamiseksi asentamalla vuorausmateriaali muotin ja astian sisäsei- * ♦· • · 3 117279 nän väliseen tilaan on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksessa 1. Menetelmän eri suoritusmuotoja määritellään patenttivaatimuksissa 2 - 4.

Näiden tarkoitusten ja etujen saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle metallurgisen astian vuoraamiseksi asentamalla vuorausmateriaali muotin ja astian sisäseinän väli-5 seen tilaan on tunnusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksessa 5. Menetelmän eri suoritusmuotoja määritellään patenttivaatimuksissa 6-12.

PIIRUSTUSTEN LYHYT KUVAUS

Keksintöä ja sen eräitä suoritusmuotoja selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa 10 viitaten oheen liitettyihin piirustuksiin, joista: kuvat 1-3 esittävät keksinnön mukaisen laitteen erästä suoritusmuotoa vastaavasti päästä sivulta ja edestä katsottuna kuvien 2 ja 3 ollessa osittain leikkauskuvia kuvan 1 kohdista Π-Π ja ΓΠ-ΠΙ, kuva 4 on kaavamainen leikkauskuva, joka esittää yksityiskohtaisemmin keksinnön 15 mukaista laitetta ja sen toimintaa, kuvat 5 - 8 esittävät kaavamaisesti alta katsottuna keksinnön mukaiseen laitteeseen sisältyvän aktiivisen syöttölaitteen eräitä toteutusvaihtoehtoja, kuva 9 esittää kaavamaisesti sivusta katsottuna keksinnön mukaiseen laitteeseen sisältyvän aktiivisen syöttölaitteen vielä erästä toteutusvaihtoehtoa, 20 kuvat 10 ja Π esittävät kaavamaisesti sivusta ja alta katsottuna keksinnön mukaiseen laitteeseen sisältyvän aktiivisen syöttölaitteen toisentyyppistä toteutusvaihtoehtoa, .·. ; kuva 12 esittää kaavamaisesti sivusta katsottuna keksinnön mukaiseen laitteeseen sisäl- • ·· tyvän aktiivisen syöttölaitteen vielä erästä toisentyyppistä toteutusvaihtoehtoa ja 1Ϊ1 kuva 13 esittää kaavamaisesti päältä katsottuna keksinnön mukaisen laitteen vielä • · \ 25 erästä suoritusmuotoa.

* « • i *

, \ KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

* *···* Ennen vuoraustyön aloittamista metallurgisen astian 7 sisälle asennetaan muotti 8, jol loin muotin ja vuorattavan astian sisäpinnan väliin jää tyhjä tila 9. Tila 9 täytetään vuoraus- • « * 30 työn edetessä tulenkestävällä materiaalilla M. Vuorattava astia koostuu tyypillisesti rungosta . * * 7 ja taustavuorauksesta 13 (kuva 4).

:T; Kuvien 1 - 4 laitteessa on runko 1, josta laite tuetaan muotilla 8 varustetun astian 7 ylä- puolelle siten, että ruuvilaitteet 3a, 3b, 3c ja 3d ulottuvat ylhäällä avoimen tilan 9 päällä sen «·« # välittömässä läheisyydessä ja sitä pitkin. Ruuvilaitteet 3a ja 3b sekä vastaavasti 3c ja 3d * \ 35 ulottuvat astian 7 molemmin puolin olennaisesti sen koko pituudelle. Ruuvilaitteiden poh- • **! jassa on olennaisesti niiden koko pituudelle ulottuvat vastaavat aukot 6a, 6b, 6c ja 6d. Auk- 4 117279 kojen sivuille on kiinnitetty vastaavat ohjainlevyt 12a, 12c jne. materiaalin M ohjaamiseksi paremmin tilaan 9 ja pölyämisen vähentämiseksi.

Siilossa 2 on neljä osaa 2a, 2b, 2c ja 2d materiaalin johtamiseksi vastaavien yhteiden, 4a, 4b, 4c ja 4d kautta vastaaville ruuveille 3a, 3b, 3c ja 3d. Yhteissä on vastaavat venttiilit 5 1 la, 1 Ib jne. Ruuvilaitteiden vastaavia ruuveja 5a, 5b, 5c ja 5d käyttävät vastaavat sähkö- moottorit 10a, 10b, 10c ja lOd. Kuva 2 havainnollistaa laitteen ja menetelmän toimintaa. Tarkoituksena on, että materiaalia syötetään tilaan 9 tasaisesti ruuvien koko pituudella.

Jos alapuoleltaan auki olevan ruuvilaitteiston rakenne on ruuvin pituussuunnassa olennaisesti homogeeninen, alkaa vuorausrakenne syntyä laitteistoa käytettäessä ruuvin siitä 10 päästä, josta massa tuodaan ruuvilaitteeseen. Vuorattava tila ruuvilaitteen alapuolella täyttyy ruuvin alkupäästä lähtien ja edeten ruuvin loppupäätä kohti. Tällöin vuorausrakenteeseen saattaa syntyä lajittumista, mikä voi heikentää vuorauksen lujuutta. Siksi voi olla tarpeen säätää materiaalin siirtonopeutta ruuvirungon sisällä ruuvin pituussuunnassa, kuten esitetään nuolilla SI, S2 ja S3 kuvassa 5, jonka esimerkissä ruuvilaitteen 3 pohjassa oleva aukko 6 on 15 tasalevyinen. Suurempi siirtonopeus ruuvilaitteen alkupäässä saa aikaan suhteessa suuremman materiaalimäärän siirtymisen ruuvin loppupäähän ja poistumisen siellä, mikä tasoittaa materiaalin syöttöä täytettävään tilaan ruuvin pituudella.

Materiaalin poistumisnopeuden vakiointi tai säätäminen ruuvilaitteistosta jokaisessa kohdassa laitteiston pituussuunnassa voidaan aikaansaada myös esimerkiksi siten, että ruu-20 vilaitteen 3 pohjassa oleva aukko 6' levenee laitteiston alkupäästä loppupäähän (kuva 6). Sama voidaan saada aikaan siten, että aukkoja 6j, 6k, 61, 6m ja 6n on useita ja niiden pituus ; ja/tai leveys kasvaa ruuvilaitteen alkupäästä loppupäähän mentäessä (kuva 7). Eräs ratkaisu * * * on käyttää aukossa 6 verkkoa 14, jonka silmäkoko on ruuvilaitteen 3 alkupäässä pienempi I; *; kuin loppupäässä (kuva 8).

* * * * 25 Kuvassa 9 esitetään kaavamaisesti ratkaisu, jossa ruuvilaitteen 3 alapinnalle tai alapuo- / lelle on sijoitettu aukon 6 yhteyteen mekanismi 15, esimerkiksi ruuvin pituussuunnassa • * \ r l ulottuva kulmarauta tai kouru, jonka avulla voidaan säätää materiaalin poistumisuopeutta *·**’ ruuvilaitteesta sen jokaisessa kohdassa pituussuunnassa.

Materiaali voidaan syöttää ruuvilaitteeseen tavanomaisella tavalla ruuvin toisesta päästä : 30 siihen tulevan yhteen tai aukon kautta (11a, 11b ja 1 le kuvissa 2 - 4 ja 11 kuvissa 9 ja 13).

Ruuvi voi olla tavanomainen spiraaliruuvi, ja siirtonopeuden säätämiseksi sen ruuvikierteen :T: taajuus voi vaihdella. Ruuvin ominaisuuksia voidaan muutenkin monin tavoin vaihdella tarpeen mukaan.

Aktiivinen syöttölaite voi olla muukin kuin ruuvi, esimerkiksi yhdestä tai useammasta • · \\ 35 pyöritettävästä latasta, lavasta tai vastaavasta muodostuva siirto- ja syöttölaite. Aktiivinen « « * * syöttölaite toimii silloin enemmän annostelijana kuin materiaalin siirtäjänä syöttölaitteen 117279 5 pituussuunnassa. Kuvissa 10 ja 11 esitetään toteutus, jossa materiaali syötetään leveästä yhteestä 1Γ syöttölaitteen 3 keskeltä. Siirto-ja annostelulaitteena toimii syöttölaitteen koko pituudelle ulottuva akselilla 17 pyörivä latta 16. Siirtolaitteen pohjassa oleva aukko 6" on keskeltä kapea ja levenee päitä kohti, jolloin keskeltä tulevasta materiaalista vain osa pois-5 tuu keskeltä ja materiaali kulkeutuu myös syöttölaitteen päihin.

Kuva 12 esittää aktiivisen syöttölaitteen vielä erästä toteutusta, jossa materiaali tuodaan syöttölaitteeseen 3 kolmesta yhteestä 11 h, llk ja 1 lm, jotka on sijoitettu tasavälein kattamaan syöttölaitteen koko pituus. Akselilla 17 pyöritettävät lavat 16h, 16j, 16k, 161,16m ja 16n (esitetty tässä vain kaavamaisesti) on asetettu siten, että ne siirtävät nuolten osoittamalla 10 tavalla materiaalia tuloyhteiden molemmille puolille ja syöttävät sitä tasaisesti ulos pohjassa olevasta aukosta 6. Aktiivinen syöttölaite voi sisältää myös esimerkiksi ruuviosien ja latta-osien yhdistelmiä, ja se voidaan konstruoida kussakin tapauksessa sopivasti ajatellen materiaalin siirtotarpeita tai muita vaatimuksia syöttölaitteen eri kohdissa.

Termillä aktiivinen syöttölaite tarkoitetaan tässä hakemuksessa syöttölaitetta, joka ei 15 ole esimerkiksi vain passiivinen avattava ja suljettava venttiili vaan laite, jonka aktiivinen toiminta siirtää ja syöttää materiaalia halutulla tavalla ja jonka toiminnan pysäyttäminen toisaalta olennaisesti estää materiaalin siirron ja syöttämisen.

Materiaalia voidaan luonnollisesti tuoda myös syöttölaitteena toimivaan ruuvilaittee-seen useista kohdista syöttölaitteen pituudella tai esimerkiksi keskeltä, ja ruuvi voi olla 20 toteutettu myös siten, että se siirtää materiaalia eri kohdissa eri suuntiin.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite voi sisältää myös muita vuoraustyötä helpotta- . \ : via tai nopeuttavia erityispiirteitä sekä työturvallisuutta ja työhygieniaa parantavia ominai- • * suuksia. Laitteeseen voidaan sijoittaa esimerkiksi rajakatkaisin, jonka avulla ruuvi pysähtyy •·|·β automaattisesti vuorattavan tilan täytyttyä.

• * · 25 Kuvassa 13 esitetään vielä eräs esimerkki keksinnön mukaisesta laitteesta. Esimerkiksi • ♦ väliallas on usein muodoltaan suorakaide ylhäältä päin tarkasteltuna. Ruuvilaite 3 on sijoi-tettu täytettävän tilan 9 yläaukon päälle altaan 7 pitkälle sivulle. Jotta myös altaan pääty • i täyttyisi mahdollisimman hyvin, ruuvilaitteen rakenteeseen on lisätty altaan päiden kohdalle .. . vastaavat ulokkeet3m ja 3n, jolloin vuorattava tila täyttyy myös altaan päädystä.

• * · 30 Kuten kuvien 1-4 esimerkissä, useampi ruuvilaite (esimerkiksi kaksi tai neljä) ja mas- • · *·;*' savarastosiilo voivat muodostaa kokonaisuuden, jonka eri komponentit voivat olla kiinteästi • ·· V : yhteenliitettyjä. Kokonaisuus voi olla siirrettävä tai kiinteästi asennettu sekä automaattisesti '·[[[: ohjattu työvoimantarpeen vähentämiseksi.

:v. Kohteeseensa annosteltava tulenkestävä materiaali voi olla jo varastosiilossa nestefaa- • * * .·. * 35 siä tai kaasuseosta väliaineena sisältävää, jolloin reologialtaan erityyppisiä tulenkestäviä • Il » * 117279 6 materiaaleja, kuten kuivamassoja, valumassoja tai puolikosteita massoja voidaan asentaa keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla.

Jos keksinnön mukaisella menetelmällä halutaan asentaa nestefaasia väliaineena sisältäviä valumassoja tai puolikosteita massoja, voidaan keksinnön mukaisen laitteiston ruuvin 5 sisäänsyöttöpäahän rakentaa yhde nestefaasin annostelemiseksi. Tällöin ruuvin rakenteessa otetaan huomioon tarve sekoittaa nestefaasia tehokkaasti varastosiilosta ruuvilaitteeseen tulevaan olennaisesti kuivaan massaan. Nestefaasia väliaineena sisältäviä massoja, esimerkiksi valumassoja, voidaan käyttää keksinnön mukaisesti esimerkiksi välialtaassa sekä taustavuorauksen että taustavuorauksen päälle asennettavan eristävän pinnoitevuorauksen 10 muodostamiseen.

Edellä kuvatuista ratkaisuista latoilla tai lavoilla varustettu aktiivinen syöttölaite soveltuu erityisesti ns. maakostean massan tai valumassan syöttämiseen, koska laitteella saadaan silloin aikaan nopea massan annostelu ja toisaalta massan annostelu loppuu, kun pyörivät lavat tai latat pysäytetään.

15 Keksintö voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten sallimissa rajoissa.

• · • · · • 1· * « * * ·· · • · · • t • · • · ·· m • · · • » • 1 • · • · m m ψ m « · • · ♦ · *«1 • » m * · · • · · • φ · * • · · • · * ψψ m • · m • m • 1 ψ • · »

• M

• ·

Claims (11)

1. Menetelmä metallurgisen astian vuoraamiseksi asentamalla vuorausmateriaali muotin ja astian sisäseinän väliseen tilaan (9), tunnettu siitä, että: 5 ylhäällä avoimeksi jätetyn tilan (9) päälle sijoitetaan sen välittömässä lähei syydessä sitä pitkin ulottuva ruuvilaite (3, 3a, 3b, 3c, 3d), ruuvilaitteen pohja varustetaan olennaisesti sen pituudelle ulottuvilla yhdellä tai useammalla aukolla (6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6', 6j, 6k, 61, 6m, 6n) ja vuorausmateriaali tuodaan ruuvilaitteeseen, jossa sitä siirretään ja samalla 10 syötetään sanottujen aukkojen kautta olennaisesti sen pituudella sanottuun tilaan (9).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttöä sanottuun tilaan säädetään sen saamiseksi ruuvilaitteen (3,3a, 3b, 3c, 3d) pituussuunnassa tasaiseksi. 15

3, Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttöä säädetään muut tamalla sanotun yhden tai useamman aukon (6', 6j, 6k, 61,6m, 6n) mittoja pituussijainnin suhteen.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syöttöä säädetään muut-20 tamalla ruuvilaitteen (3) siirtotehoa (SI, S2, S3) pituussijainnin suhteen.

: 5. Laite metallurgisen astian vuoraamiseksi asentamalla vuorausmateriaali muotin ja astian * * sisäseinän väliseen tilaan, tunnettu siitä, että laite sisältää ylhäällä avoimeksi jätetyn tilan (9) päällä sen välittömässä läheisyydessä sitä pitkin ulottuvan ruuvilaitteen (3,3a, 3b, 3c, 25 3d), jonka pohja on varustettu olennaisesti sen pituudelle ulottuvilla ydellä tai useammalla • * ,, . aukolla (6,6a, 6b, 6c, 6d, 6', 6j, 6k, 61,6m, 6n) vuorausmateriaalin tuomiseksi ruuvilaittee- « * « seen sekä siirtämiseksi ja samalla syöttämiseksi sanottujen aukkojen kautta olennaisesti sen • · ’ ·" · * pituudella sanottuun tilaan (9). ♦ t « ·

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukko (6) on tasalevyinen. « « t ·

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukko (6') on materiaalin tulo-: * ’ *: kohdasta poispäin mentäessä levenevä. • «f « «· « « · « • * • * »*» ♦ * • · 117279

7 117279

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että pohjassa on useita peräkkäisiä aukkoja (6j, 6k, 61, 6m, 6n), jotka levenevät ja / tai pitenevät materiaalin tulokohdasta poispäin mentäessä.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukko (6) on varustettu ver kolla (14), jonka silmäkoko suurenee materiaalin tulokohdasta poispäin mentäessä.

10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukko (6) on varustettu ruu-vilaitteen (3) pituussuuntaisesti ulottuvalla laitteella (15) materiaalin poistumisnopeuden 10 säätämiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että ruuvilaite (5) sisältää spiraali-ruuvin. 15