FI95546B - Laite valun apuaineen jatkuvaksi syöttämiseksi sulan pinnalle tankovalukokillissa - Google Patents

Description

1 95546

Laite valun apuaineen jatkuvaksi syöttämiseksi sulan pinnalle tankovalukokillissa. - Anordning för kontinuerlig matning av gjuthjälpmedel pä ytan av smältan i en stränggjutninqskoki11.

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen laite.

Keksinnön suositeltava sovellutusalue on tankovalujauheen syöttäminen tankovalukokilIin sulan pinnalle. Tankovalujauheet muodostavat muutamien senttimetrien paksuisen kerroksen sulan pinnalle. Ne sulavat sulan pinnan kanssa kosketuksissa olevalta osaltaan osittain ja muodostavat kuonan, joka asettuu kokilli-seinämän ja jähmettyneen tangon väliin. Valujauhekerroksen vielä irrallinen yläosa vaikuttaa lämpöä eristävästi ja estää tangon yläpään liian voimakkaan lämpöhäviön.

Sulavasta valujauhekuonasta johtuen esiintyy jatkuva valujau-heen kulutus. Tämä kulutus on alueella noin 0,3 kg - 0,8 kg terästonnia kohti. Tämä määrä on näin ollen jatkuvasti syötettävä, jolloin tasaisen kerrospaksuuden säilyttäminen on oleellista tangon yläpinnan laadulle. Tasaisuuteen on pyrittävä sekä pystysuunnassa että myös vaakasuunnassa. Tasaisuus pystysuunnassa merkitsee määrätyn kerrospaksuuden säilyttämistä koko valun ajan, jotta varmistettaisiin jatkuvasti riittävä määrä kuonaa varten. Tasaisuus vaakasuunnassa merkitsee tämän kerros-!! paksuuden tasaisuutta tangon poikkileikkauspinnalla, jotta saavutetaan tasainen eristysvaikutus jokaisessa kohdassa.

Kehityksen lähtökohta oli manuaalinen tankovalujauheen syöttö. Tasaisuus ei tällöin aina ole varmistettu. Tämä menetelmä vaatii myös käyttöhenkilön läsnäoloa ja jatkuvaa valppautta koko monituntisen valujakson ajan.

Jo pian yritettiin automatisoida valun apuaineen syöttö tan-kovalun yhteydessä. Tätä varten tunnetaan kaksi erilaista 2 95546 menettelytapaa, nimittäin pneumaattismekaanisesti tai puhtaasti mekaanisesti kuljettimilla toimivat laitteet toisella puolella ja toisella puolella laitteet, jotka toimivat painovoimaa hyväksikäyttäen.

Ensimmäistä ryhmää edustavassa tunnetussa laitteessa riittää varastosäiliön alapäähän sovitettu litteä kuljetuskanava sivulta tankovalukokil1 in päälle. Varastosäiliön alapuolella on kaasunjakotila, johon voidaan puhaltaa ilmaa, joka fluidisoi kanavassa olevan valujauheen ja tekee sen kuljetuskelpoiseksi.

Kun ilmaa puhalletaan, tapahtuu siis kuljetus varastosäiliöstä kanavan lävitse sulan pinnalle tankovalukoki11 iin. Kun ilman-tulo lakkaa, pysähtyy myös kuljetus. Ohjaus tapahtuu lämpöti-1 amittausantureiden avulla, jotka anturit on järjestetty ko-killin yläpuolelle. Kun valujauhekerros sulan pinnalla ohenee ja jauheen eristysvaikutus heikkenee, kohoaa lämpötila ja jauheen syöttö alkaa. Tämä ei tapahdu siten jatkuvasti vaan jaksottaisesti, kuten käsin tapahtuvassa toiminnassa. Siten kuvatussa automaattisessa jauheensyötössä ei ole odotettavissa tangon pinnan paranemista verrattuna manuaaliseen jauheen syöttöön. Tämän on myös käytäntö osoittanut. Pneumaattisme-kaaniset annostelevat laitteet eivät ole säilyneet käytännössä.

Puhtaasti painovoimaperiaatteen mukaisesti toimivat laitteet on : ensiksi samoin luonnosteltu käytettäväksi jauhemaisten valun * apuaineiden yhteydessä. Varastosäiliöstä johtaa kallistettu syöttöjohto sulan pinnan päälle. Syötetty määrä muodostaa sulan pinnalle sirotekartion, joka kohoaa syöttöputken alapään tasolle. Tämän jälkeen jauhetta ei enää siirry. Vasta, kun sirote-kartio käytön vuoksi jälleen loittonee putken alapäästä, virtaa uutta jauhetta. Tätä automaattista säätötapaa nimitetään myös "Chicken Feeding"-periaatteeksi, koska sitä käytetään ruokinta-automaateissa. On kuitenkin osoittautunut, että tällä menetelmällä jauhemaisia valun apuaineita ei voida luotettavasti levittää, koska jopa jyrkästi järjestetyissä syöttöputkissa I! 3 95546 (kulma > 30®)esiintyy tukoksia.

Sen vuoksi oli tarpeen granuloida valun apuaine tukkeutumispyr-kimyksen estämiseksi. Granulaatilla voidaan syöttö pelkän painovoiman vaikutuksen avulla tehdä toimintavarmemmaksi. Valun täsmällisen pinnansäädön yhteydessä granulaattikerroksen paksuus oli jatkuvasti sama ja siten jatkuva tasainen eristys varmistettu samoinkuin granulaatin spesifistä kuonanmuodostusakti-viteettiä vastaava vakio käytettävyys kuonaan.

Granulaatille asetettavat vaatimukset ovat kuitenkin korkeita. Osoittautui, että granulaatti, jonka raejakauma oli vähemmän tasainen, johti puhtaan jauheen tavoin tukkeumiin syöttöput-kessa. Luokitellun granulaatin käyttö tiukkoine raejakautumi-neen johti huomattavaan taloudelliseen rasitukseen menetelmän osalta.

Jos valujauhegranulaatin jatkuvalla syötöllä tulee olla taloudellinen mielekkyys, on lisäksi edellytyksenä, että granulaatti voidaan syöttää pneumaattisesti eikä granulaattia tarvitse kuljettaa valutasanteella säkeissä tai suursäkeissä käytävävau-nuilla tai nostolaitteilla syöttölaitteen varastosäiliön täyttämiseksi. Ainoastaan, jos pneumaattinen kuljetus on mahdollista, voidaan granulaattia toimittaa siiloajoneuvossa, puhal-: taa valimon lattialla olevaan siiloon huomattavina hyötytila- vuuksina ja sieltä siirtää pneumaattisesti varastosäiliöön, jotta tällä tavoin varmistettaisiin jatkuva valujauheen valmius ilman kul jetusmanipulointeja valutasanteella, jotka vaativat lisätyövoimia. Pneumaattinen kuljetus on siten - ennen kaikkea jaksottaisessa valussa - perusedellytys koko valutapahtuman jatkuvuudelle ja henkilöstösäästöille.

Valun apuaineista, erityisesti tankovalujauheesta muodostuneet granulaatit, jotka sinänsä mahdollistavat toimivan syötön pelkästään painovoiman vaikutuksesta, ovat kuitenkin, ennen 4 95546 kaikkea, jos ne ovat onttoina kuulina, kulumiskestävyydeltään niin heikkoja, että ne pneumaattisen kuljetuksen yhteydessä rikkoutuvat ja osittain joutuvat jauheena tai murtuneina kappaleina syöttölaitteen varastosäiliöön. Tällöin kuitenkin tapahtuu jo mainittu tukkeutumisvaikutus syöttöputkessa. Granu-laatti on siten taloudellisten syiden lisäksi myös teknisistä syistä tankovalujauheen käytännön annosteluun soveltumatonta.

Monet edellä mainituista ongelmista on ratkaistu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan pohjana olevassa FR-patenttijulkaisussa 2 463 397. Laite käsittää poikittain kokillin yläpuolella olevan kierukkakuljettimen, jossa on ulostulosuuttimet, joista valujauhe tulee ulos ainoastaan ilmapuhal1uksen avulla. Ilma-puhallus tapahtuu määrätyn ajallisen rytmin puitteissa tai sitä ohjataan valutangon edistymisen mukaan tai havaittaessa kuona-kerroksessa aukko. Tätä varten tarvittava ohjaus- ja pneuma-tiikkalaitteisto on huomattava ja häiriöaltis. Paineilmasyötön yhteydessä kehittyy lisäksi pölyä.

Keksinnön tehtävänä on kehittää lajimääritelmän mukaista laitetta edelleen siten, että yksikertaisin elimin on mahdollista optimaalinen valujauheen syöttö.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksessa 1 esitetyn ;; keksinnön avulla.

Kokeet ovat osoittaneet, että jauhemaisen valun apuaineen kierrättäminen poistamalla jatkuvasti kulloinkin tarvittava määrä sulan pinnan yläpuolella, mahdollistaa luotettavan, tukoksista vapaan käyttötavan. Tällöin ei esiinny mitään paikallisia paineen kohoamisia, jotka voisivat aiheuttaa jauhemaisen valun apuaineen tiivistymistä ja tukkeutumisia. "Chicken Feeding"-periaate mahdollistaa ilman ulkoisia irrotusaineita, kuten paineilmaa, yksinkertaisella tavalla automaattisen kulutuksesta riippuvan annostelun ilman pölyn kehitystä.

5 95546 "Chicking feeding" -periaate valun apuaineiden syöttämiseksi on sinänsä tunnettu GB-patenttijulkaisusta 2 116 092.

Poistoputket voivat olla esimerkiksi alumiinia. Ne muodostavat alareunoillaan poistokohtien pään, johon sirotekartio kulloinkin kohoaa. Kuluneet poistoputket voidaan yksinkertaisesti vaihtaa samoin kuin, jos halutaan siirtyä toiseen sirotekar-tiokorkeuteen ilman, että koko kierukkakuljettimen korkeutta tankovalukokillin yläpuolella täytyy muuttaa.

Kuljetuskyvyn mitoittaminen kaksinkertaiseksi poistoon verrattuna varmistaa annetuilla käyttöedellytyksillä suuremmassa määrin tasaisen kierukkakuljettimen täytön ja siten tasaiset suhteet yksittäisissä poistoputkissa siten, että ulostulomäärät ovat tasaisia tai yksittäisiin poistoputkiin tapahtuva syöttö on aina varmistettu.

Koska kierukkakuljetin ulottuu poikittain sulan pinnan ylitse, suositellaan patenttivaatimuksen 2 mukaisesti jäähdytystä, sopivimmin ilmalla. Sulan pinta itsessään on tosin jauhemaisen valun apuaineen peittämä, jolloin kuitenkin kuljetinkierukan välittömään läheisyyteen ulottuu laskuputki välialtaasta tangon yläpäähän. Tämän laskuputken lämpötila on suuruusluokaltaan 1000°C.

Patenttivaatimuksen 3 mukainen fluidisointi irrottaa tietyn määrän jauhemaista valun apuainetta varastosäiliössä ja tekee sen näennäisesti virtaavaksi siten, että se poistuu helposti varastosäiliöstä kuljetinkierukkaan. Pidempien valujaksojen käytännön kehittämistä varten on suositeltavaa järjestää suur-siilo varastosäiliön pneumaattista jälkitäyttöä varten siten, että sitä ei tarvitse jatkuvasti täyttää käsin (vaatimus 4).

Piirustuksessa on esitetty keksinnön eräs sovellutusesimerkki 6 95546 kaavioi 1isesti kuvattuna.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen syöttölaitteen etukuvantoa.

Kuvio 2 esittää sulan pinnan päällä olevan yksittäisen poisto-kohdan etukuvantoa.

Kuviossa 1 on esitetty varastosäiliö 1, jota pidetään täytettynä viitteellisesti esitetystä suursäiliöstä 29 pneumaattisen siirtojohdon 2 avulla. Varastosäiliön 1 kartiomaiseen alaosaan 3 on järjestetty sisäpuolelle fluidisointipohjät 4, joihin syöttöjohdon 5 kautta syötetään ilmaa, joka fluidisoi varasto-säiliössä 1 olevan tankovalujauheen 6, ts. saattaa sen pyörtei-seen tilaan, jossa se on helposti liikkuvaa. Fluidisoitu tanko-valujauhe 6 virtaa varastosäiliön 1 kartiomaisen osan 3 alapäässä olevasta uiostuloaukosta 7 johdon 8 kautta vaakasuoran kierukkakuljettimen 10, jota käyttää käyttömoottori 11, sisään-menoaukkoon 9. Kierukkakuljetin 10 on aivan tankovalukokilIin 12 yläpään yläpuolella. Kuljettimen ulkohalkaisija on noin 50 mm ja se sopii sen vuoksi vielä hyvin ahtaaseen välitilaan tankovalukokil 1 in 12 yläreunan 13 ja tankovalukokilIin 12 yläpuolelle järjestetyn väliaitaan 15 alapinnan 14 väliin. Väliallas 15 sisältää sulaa terästä 16, joka kulkeutuu väliaitaan 15 pohjassa olevan laskuputken 17 kautta tankovalukoki11 iin 12. Laskuni putki 17 ulottuu tankovalukokillissa 12 olevan sulan sisään, ts. se ulottuu sulan pinnan 18 alapuolelle, joka pinta sopivilla toimenpiteillä pidetään samalla korkeudella.

Kierukkakuljettimen 10 alapinnalle on järjestetty poistokohdat 19 keskenään yhdensuuntaisten poistokuilujen 20 muodossa, joiden kuilujen alapäät 21 ovat ennalta määrätyllä etäisyydellä sulan pinnan 18 yläpuolella, ja jotka alapäät ovat yleensä kaikissa poistokuiluissa samalla korkeudella.

Kierukkakuljetin 10 käsittää putkimaisen kotelon 22, johon on « «

II

7 95546 järjestetty kiertyvästi kuljetinkierukka 23. Poistokohdissa 19 kotelossa 22 on aukot 24, joiden kohdalle poistokuilut 20 on hitsattu. Kuljetinkierukan 23 aukon 24 kohdalla kuljettama aines joutuu aukon 24 lävitse alas ja muodostaa, koska se on virtauskykyistä, sirotekartion 25 jauhemaisesta valun apuaineesta. Kun sirotekartio 25 on kasvanut poistokuilun 20 alapäähän 21 saakka, ei jauhemaista valun apuainetta 6 enää virtaa.

Sitä virtaa kuitenkin jälleen niin pian kuin sirotekartio 25 jauhemaisen valun apuaineen 6 sulamisen seurauksena vajoaa. Tällainen itsesäätö tunnetaan "Chicken Feeding" -periaatteena.

Se aikaansaa tasapainotilan, jossa tankovalujauhe virtaa hitaasti käytön mukaan.

Sulan 16 pinnalle 18 tankovalukokillissa 12 muodostuu tasainen kerros 26 sulaneesta valun apuaineesta, ts. kuona, jota sulan pinnan 18 päällä tanko ottaa mukaansa ulkopintansa ja tankova-lukokillin 12 sisäkehän välistä. Täten tapahtuu kulutusta, joka on syynä sirotekartion 25 vajoamiseen. On huolehdittava siitä, että tietty minimisirotepaksuus 27 jauhemaista vapun apuainetta säilyy lämmöneristysvaikutuksen ylläpitämiseksi.

Kuviossa 2 esitetyssä sovellutusesimerkissä ei poistokohdan 19 alapäätä ole muodostettu itse poistokuiluun 20 vaan se on muodostettu sen päälle työnnetystä poistoputkesta 28, joka voi olla esimerkiksi alumiinia ja se voidaan vaihtaa, kun sen alapää on sulanut tai kun halutaan sirotekartiolle 25 toinen korkeus.

Oleellista on, että kuviossa 1 vasemmalla olevaan kierukkakul-jettimen 10 päähän ei muodostu sumaa, vaan että poistokohtien 19 ohi mennyt jauhemaisen valun apuaineen määrä johdetaan takaisin paluujohdon 30 kautta varastosäiliöön 1. Valun apuaine 6 kiertää siten jatkuvasti varastosäiliöstä 1 johdon 8, kieruk-kakuljettimen 10 ja paluujohdon 30 kautta. Ainoastaan itsesää-tyviin poistokohtiin kulloinkin tarvittavat määrät poistuvat 95546 8 kiertävästä virtauksesta jatkuvasti. "Chicken Feeding"-peri-aatteen itsesäädöstä johtuen kierukkakuljetin 10 ei sinänsä annostele kaikkiin poistokohtiin täsmällisesti samalla tavoin; tämä annostus tapahtuu poistokuilujen 20 alapäissä 21, kun sirotekartiot 25 ovat saavuttaneet ne. Paine kierukkakuljet-timen 10 sisällä näyttelee kuitenkin myös määrättyä roolia ulostulomäärien suhteen ja se on siten pidettävä mahdollisimman vakiona, mikä merkitsee, että jauhetäyttöaste kierukkakuljetti-messa 10 koko sen pituudella on pidettävä mahdollisimman vakiona. Vasta näin on varmistettu, että myös paineen osalta kaikkialla on oleellisesti samat olosuhteet, mikä edesauttaa, että kaikissa poistokohdissa 19, riippumatta niiden sijainnista, myös virtaa ulos todella samat määrät jauhetta. Jauhetäyt-töasteen vakioisuus on sitä parempi, mitä suurempi kierukkakul-jettimen 10 kuljetusteho on suhteessa poistettaviin määriin. Käytännössä täytyisi kuljetustehon olla vähintään kaksinkertainen näihin määriin verrattuna.

t

II

Claims (4)

9 95546

1. Laite valun apuaineen jatkuvaksi syöttämiseksi jauhemuodossa sulan pinnalle tankovalukokillissa, jossa laitteessa on varastosäiliö valuapuainetta varten, varastosäiliön kanssa yhteydessä oleva kierukkakuljetin (10), joka on johdettu väliaitaan (15) alapinnan (14) ja tankovalukokillin (12) yläpinnan (13) välistä, kierukkakuljettimen (10) päästä varastosäiliöön (1) takaisinjohtava paluujohto (30) valun apuainetta varten ja useita poistokohtia (19) sulan pinnan (18) yläpuolella kierukkakul jettimen sisäosan kanssa yhteydessä olevien poistokuilujen (20) muodossa, tunnettu siitä, että kierukkakuljettimen kuljetusteho on vähintään kaksinkertainen poistoputkien (20) kohdalla tapahtuvaan poistoon verrattuna, ja että poistokuilui-hin (20) on sovitettu vaihdettavat poistoputket (28), jotka on muodostettu alemmassa lämpötilassa sulavasta metallista kuin sulan metalli ja jotka päättyvät ennalta määrätyllä etäisyydellä sulan pinnan (18) yläpuolella, mikä mahdollistaa Chicken Feeding-periaatteen mukaisen itsesäädön.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kierukkakuljetin on jäähdytetty.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että varastosäiliössä (1) on pyörrepatja (4, 4) jauhemaisen valun apuaineen (6) fluidisoimiseksi ja kuljetinlaite (10) on liitetty varastosäiliön (1) siihen kohtaan, jossa valun apuaine (6) on fluidisoidussa tilassa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että suursiilo (29) on järjestetty varastosäiliön (1) pneumaattista jälkitäyttöä varten. 10 95546