HU214894B - Berendezés öntési segédanyagok folyamatos öntőberendezés áthúzó-kokillájában lévő fémfürdőre történő beadagolására - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti berendezés öntőpőrtartályt (1), valamint atartály és a főlyamatős öntőberendezés áthúzókőkillája közöttelrendezett csigás szállítóberendezést (10) tartalmaz, ahől a cs gásszállítóberendezés (10) az áthúzókőkilla (12) felső pereme (13) és azöntőedény (15) fenékrésze (14) között van elrendezve, az áthúzókőkillaőlvadékszintje felett a csigás szállítóberendezés (10) belső terévelösszekötött kivezetőcsövekként kialakítőtt önszabályőzó pőrkivezetőegységekkel (19) van ellátva, és a csigás szállítóberendezés (10)egyik vége visszatérő vezetékkel van az öntőpőrtart lyhőz (1)csatlakőztatva, ahől az önszabályőzó pőrkivezető egység (19) alsó vége(21) az őlvadékszinttől (18) meghatárőzőtt, „csirkeetető" jellegűönszabályőzást biztősító távőlságra van, és szállító eljesítményelegalább kétszerese a kivezetőcsövek (20) áteresztő-kapacitásának. Acsigás szállítóberendezés (10) hűtéssel van ellátva és akivezetőcsöveken (20) cserélhető védőcsövek (28) vannak, ame yekanyagának őlvadáspőntja alacsőnyabb, mint az áthúzókőkillában (12)lévő fém őlvadáspőntja. A találmány szerint az öntőpőrtartály (1)flűidizáló betétekkel (4) van ellátva és a szállítóegység az ötőpőrtartály (1) azőn részéhez van csatlakőztatva, amelyben az öntőpőr(6) flűidizált állapőtban van, és pneűmatikűs űtántöltést biztősítóöntőpőrsilóhőz (29) van csatlakőztatva. ŕ

Description

A jelen találmány tárgya olyan berendezés öntési segédanyagok folyamatos öntőberendezés áthúzókokillájában lévő fémfürdőre történő beadagolására, amely segédanyagtartályt, valamint a tartály és a folyamatos öntőberendezés áthúzókokillája között elrendezett csigás szállítóberendezést tartalmaz, ahol a csigás szállítóberendezés az áthúzókokilla felső pereme és az öntőedény fenékrésze között van elrendezve, az áthúzókokilla olvadékszintje felett a csigás szállítóberendezés belső terével összekötött kivezetőcsövekként kialakított önszabályzó porkivezető egységekkel van ellátva, és a csigás szállítóberendezés egyik vége visszatérő vezetékkel van az öntőportartályhoz csatlakoztatva.

A találmány szerinti megoldás olyan folyamatos öntőberendezésekben használható, ahol az öntőberendezés áthúzókokillájában lévő fémolvadékhoz öntőport kell vezetni. Az öntőpor az olvadék felszínén néhány centiméter vastagságú rétegben helyezkedik el, és az olvadékkal érintkező része megolvadva salakot képez. Ez a salak befolyik a kokilla belső és a tuskó megdermedő külső palástja közé. Az öntőpor nem megolvadt része hőszigetelő rétegként működik, és megakadályozza a túlzottan nagy hőkiáramlást a kokillából.

Azáltal, hogy a megolvadt öntőpor salakként a fémolvadékkal távozik, az öntés során folyamatosan öntőpor-felhasználás jelentkezik. Ez a felhasználás acél esetében általában 0,3-0,8 kg öntőpor, az öntött anyag 1 tonnájára számítva. A fenti mennyiséget tehát folyamatosan biztosítani kell, mégpedig oly módon, hogy az olvadék fölötti egyenletes takaróréteg mindig megmaradjon. Az öntőpor egyenletes eloszlása mind vízszintes, mind függőleges irányban fontos. A függőleges irányú egyenletes eloszlás azt jelenti, hogy az öntés során meghatározott rétegvastagság fenntartása szükséges annak érdekében, hogy elegendő mennyiségű salak takarja a fémfurdőt. A vízszintes irányú egyenletes eloszlás azt jelenti, hogy az öntőporréteg vastagsága a kokilla teljes keresztmetszetében lényegében azonos kell legyen, annak érdekében, hogy egyenletes szigetelő hatást lehessen elérni.

A folyamatos öntés fejlődésének első szakaszában az öntőport kézzel adagolták. Az ilyen technológia során azonban az egyenletességet nem mindig lehetett biztosítani. Ezen túlmenően a kézzel történő beadagolás megkövetelte, hogy mindig jelen legyen valaki és folyamatosan figyelje a porréteget a teljes öntési folyamat alatt. Ezért rövidesen megkísérelték az öntési segédanyagok, illetve az öntőpor automatikus beadagolását biztosítani.

Erre a célra kétféle megoldást dolgoztak ki. Az egyik szerint az öntőport pneumatikus-mechanikus úton, a másik szerint tisztán mechanikus berendezés segítségével juttatták a fémfürdő felszínére. Az adagolószerkezeteket általában a kokilla két oldalán helyezték el és a beadagolás a nehézségi erő segítségével történt.

Egy ismert megoldásnál az öntőportartály alsó részéhez csatlakozó lapos szállítócsatomát alkalmaztak, amelyen az öntőpor az áthúzókokillába jut. Az öntőportartály alatt gázelosztó kamrát alkalmaztak, amelybe levegőt hívattak, amivel az öntőport fluidizálták és szállíthatóvá tették. A berendezés úgy működött tehát, hogy amikor levegőbefúvatás volt, a szállítás is folyt, a levegőbefüvatás leállításakor pedig az öntőpor-adagolás megszűnt. A berendezés vezérlése hőérzékelők segítségével történt. A hőérzékelőket a kokilla fölött helyezték el. Amikor az öntőpor-réteg elvékonyodott a fémfördőn és a szigetelőhatás gyöngült, a hőmérséklet emelkedett, ami az adagolás beindítását váltotta ki. Az adagolás tehát nem folyamatosan, hanem szakaszosan, a kézi adagoláshoz hasonlóan történt.

Ily módon a fenti automatikus öntőpor-adagolás elvileg a kézi adagoláshoz hasonlóan történt, tehát az adagolás minőségének javítását nem biztosíthatta. A gyakorlatban ez be is igazolódott: a pneumatikus-mechanikus elven működő adagolóberendezések nem váltak be és nem teqedtek el.

A pusztán a nehézségi erő felhasználásával működő mechanikus berendezéseket ugyancsak a por alakú segédanyagok beadagolására alakították ki. Az öntőportartályból megfelelő adagolócsövön át vezették az öntőport a fémfürdőhöz. A kiömlő öntőpor a fémfurdő felületén kúp alakban helyezkedett el, ahol a kúp csúcsa egy idő után elérte az adagolócsövet. Ekkor az adagolócsőből nem tudott több por kilépni. Amikor azután az adagolási kúp az öntőpor-felhasználás következtében lejjebb süllyedt és az adagolócső végét szabaddá tette, új poradag kerülhetett a fémfurdőre. Ezt a fajta önműködő adagolást „csirkeetető” típusú adagolónak is nevezik, minthogy először a tápadagolóknál alkalmazták. A kohászati alkalmazását a GB-A 2 116092 számú szabadalmi leírásban már javasolták.

A gyakorlatban azonban bebizonyosodott, hogy ezzel az eljárással az öntőpor nem juttatható megbízhatóan az olvadékfürdő felületére, mivel még viszonylag nagy (30°-nál nagyobb) szögben elhelyezett adagolócsövek esetében is gyakran dugulások léptek fel.

Ezért vált szükségessé az, hogy az öntési segédanyagokat granulálják a dugulás veszélyének csökkentése érdekében. Valóban, a granulátum forma alkalmazásával a pusztán nehézségi erővel működtetett adagolók biztonságosabban működtek. Amennyiben az olvadékfurdő szintszabályozása pontos volt, a granulátumréteg mindig egyenletes maradt, és ennek megfelelően egyenletes szigetelő, valamint megfelelő salakképző hatást fejtett ki.

A salakképző granulátum minőségével kapcsolatban azonban meglehetősen magasak a követelmények. Kiderült, hogy az olyan granulátum, amelynek szemcsézete nem teljesen egyenletes, ugyanúgy dugulást eredményez az adagolócsőben, mint a por formában történő beadagolás. Ha viszont a granulátumot osztályozni kell annak érdekében, hogy igen szűk tartományban maradjon a szemcsenagyság, az előállítási költségek jelentős mértékben növekednek.

Ha az öntőpor-granulátum folyamatos beadagolását gazdaságosan akarjuk végezni, alapfeltétel, hogy a granulátumot pneumatikusan tudjuk szállítani és nem megfelelő módszer a zsákokban vagy tartályokban, emelőberendezések vagy szállítószalagok segítségével törté2

HU 214 894 Β nő szállítás. Csak a pneumatikus szállítás biztosíthatja, hogy a granulátumot megfelelő jármű segítségével szállítsuk egy, az üzemben álló silóba, amelynek elegendően nagy térfogata van és ahonnan az öntőportartály pneumatikusan utántölthető annak érdekében, hogy az öntőpor-granulátum külön szállítási műveletek nélkül az öntőberendezéshez juttatható legyen anélkül, hogy további munkaerőt igényelne.

A pneumatikus szállítás tehát - főként a folyamatos öntésnél - alapfeltétele az egész öntési folyamat megfelelő kézbentartásának és a munkaerővel történő optimális gazdálkodásnak.

A különböző öntési segédanyagokból (öntőporból) készített granulátumok azonban rendkívül csekély kopási szilárdsággal rendelkeznek, különösen, ha üreges golyókként vannak kialakítva. Ennek következtében a pneumatikus szállítás során a gömbök nagy része széttöredezik, és por vagy törmelék alakban kerül az öntőportartályba. Ebből kifolyólag azonban a granulátum már nem granulátumként adagolható, vagyis a nehézségi erő segítségével történő adagolásnál megint csak éppúgy dugulás jelentkezik, mintha öntőport adagolnánk.

Granulátum alkalmazása tehát öntési segédanyagok bevitelénél sem gazdaságossági, sem technikai okokból nem volt megfelelő.

A probléma megoldását először az FR-A 2463 397 számú szabadalmi leírásból ismert berendezés szolgáltatta. Az itt bemutatott berendezés a folyamatos öntőberendezés kokillája fölött elrendezett csigás szállítóberendezést mutat be, amelynek kivezetésein át öntőport juttatnak az olvadékfürdőre, sűrített levegő segítségével. A poradagolás történhet meghatározott időközönként vagy az öntött tuskó haladási sebességének függvényében. Szabályozható az adagolás az olvadékon lévő salakréteg fogyása alapján is. Ezek a műveletek azonban meglehetősen költségesek és bonyolultak, tekintettel a szabályzórendszerre, az alkalmazott pneumatikára, valamint a berendezések viszonylag sűrű meghibásodására. Az alkalmazott sűrített levegő ezen túlmenően porszennyeződést is eredményez.

A jelen találmánnyal ezért olyan berendezés kidolgozása a célunk, por alakú öntési segédanyagok folyamatos öntőberendezés áthúzókokillájában lévő fémfürdőre történő beadagolására, amellyel az öntési segédanyagok automatikusan és megbízhatóan adagolhatok a fémfürdő felszínére egyszerű eszközök segítségével.

A kitűzött feladatot olyan berendezéssel oldottuk meg, amely segédanyagtartályt, valamint a tartály és a folyamatos öntőberendezés áthúzókokillája között elrendezett csigás szállítóberendezést tartalmaz, ahol a csigás szállítóberendezés az áthúzókokilla felső pereme és az öntőedény fenékrésze között van elrendezve, az áthúzókokilla olvadékszintje felett a csigás szállítóberendezés belső terével összekötött kivezetőcsöveket tartalmazó önszabályozó porkivezető egységekkel van ellátva és a csigás szállítóberendezés egyik vége visszatérő vezetékkel van az öntőportartályhoz csatlakoztatva, és a találmány szerint az önszabályozó porkivezető egység alsó vége az olvadékszinttől meghatározott, „csirkeetető” jellegű önszabályozást biztosító távolságra van és a csigás szállítóberendezés szállítóteljesítménye legalább kétszerese a porkivezető egységben lévő kivezetőcsövek áteresztő kapacitásának.

A csigás szállítóberendezés hűtéssel lehet ellátva és a kivezetőcsöveken célszerűen cserélhető védőcsövek vannak, amelyek anyagának olvadáspontja alacsonyabb, mint az áthúzókokillában lévő fém olvadáspontja.

A találmány szerint az öntőportartály célszerűen fluidizáló betétekkel van ellátva, és a szállítóegység az öntőportartály azon részéhez van csatlakoztatva, amelyben az öntőpor fluidizált állapotban van.

Az öntőportartály pneumatikus utántöltést biztosító öntőporsilóhoz van csatlakoztatva.

A találmány szerinti megoldással végzett kísérletek azt mutatták, hogy a cirkulációs szállítórendszer a por alakú öntési segédanyagot folyamatosan, mindig a megfelelő mennyiségben és dugulásmentesen üzemelve juttatta az öntőberendezésbe. Nem léptek fel lokális nyomásnövekedések, amelyek az öntőpor összetömörödését és ennek következtében dugulást eredményeztek volna. A rendszerben alkalmazott fluidizáció fellazította az öntőport és biztosította szállíthatóságát.

A csirkeetető jellegű adagolás lehetővé teszi az öntópomak mindig a felhasználási igény szerinti automatikus beadagolását, sűrített levegő alkalmazása és porképződés veszélye nélkül.

Ha a csigás szállítóberendezés szállítóteljesítményét úgy állítjuk be, hogy az legalább kétszerese legyen a kivezetőcsövek áteresztőképességének, az adott üzemelési körülmények között messzemenően egyenletes kiadagolást lehet biztosítani és ugyancsak egyenletes a különböző kivezetőcsöveken kiáramló öntőpor mennyisége is, illetve az egyes porkivezető egységeknél az utánpótlás folyamatosan biztosított.

A csigás szállítóberendezés kivezetőcsöveit körülvevő védőcsövek készülhetnek például alumíniumból és alsó végük a kiömlő öntőporral érintkezve szabályozza a kiáramlást. Amikor a védőcsövek elkoptak, egyszerűen kicserélhetők. Hasonlóképpen cserélhetők a védőcsövek abban az esetben, ha más magasságú fedőpor-réteget akarunk kialakítani. Ezzel elkerülhető, hogy az egész csigás szállítóberendezés magasságát kelljen állítani.

A csigás szállítóberendezés hűtése célszerűen léghűtés, amire általában szükség van, tekintettel arra, hogy — bár az öntőpor a fémfürdőt befedi - az áthúzókokilla közvetlen közelében meglehetősen magas hőmérséklet van. Ezenkívül az öntőedény merülőcsöve is közvetlenül a csigás szállítóberendezés mellett helyezkedik el és ennek hőmérséklete 1000 °C körül van.

Az öntőpomak az öntőportartályban történő fluidizálása fellazítja a por alakú segédanyagot és ezáltal lehetővé válik, hogy a csővezetéken könnyen a szállítócsigához lehessen vezetni.

A nagyméretű siló alkalmazása igen célszerű annak érdekében, hogy az öntőportartály folyamatos utántöltése biztosítható legyen, és ezt ne kézi munkával kelljen elvégezni.

HU 214 894 Β

A megoldás további előnye, hogy tetszőleges fém vagy ötvözet öntésénél alkalmazható.

A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti berendezés egészének vázlata, a

2. ábra pedig egy kivezetőcső környezetének kinagyított részlete.

Az 1. ábrán látható az 1 öntőportartály, amely 2 pneumatikus szállítóvezeték segítségével van a rajzon csupán pontvonallal feltüntetett nagyméretű 29 silóhoz csatlakoztatva. Az 1 öntőportartály 3 kúpos alsó részében a 4 fluidizáló betétek vannak elhelyezve és ezek levegőellátását 5 sűrítettlevegő-vezetékek biztosítják. Ily módon az 1 öntőportartály alsó részében lévő 6 öntőpor fluidizált állapotban van. A fluidizált, azaz örvénylő mozgásba hozott öntőpor-részecskék ezután könnyen áramoltathatok a 7 kilépőnyíláson és 8 csővezetéken át a felhasználási helyeikre. A 8 csővezeték 10 csigás szállítóberendezés 9 garatjához csatlakozik. A 10 csigás szállítóberendezés vízszintesen helyezkedik el és egyik végén 11 meghajtó motorral van ellátva. Az egész 10 csigás szállítóberendezés 12 áthúzókokilla fölött helyezkedik el. Külső átmérője körülbelül 50 mm, ily módon éppen beilleszkedik a 12 áthúzókokilla 13 felső pereme és a 12 áthúzókokilla fölött elhelyezkedő 15 öntőedény 14 fenékrésze között. A 15 öntőedényben állandóan 16 fémolvadék van, amely a 15 öntőedény 14 fenékrészéhez csatlakozó 17 merülőcsövön át kerül a 12 áthúzókokillába. A 17 merülőcső benyúlik a 12 áthúzókokillában lévő fémfürdő 18 olvadékszintje alá, miközben a 18 olvadékszintet a szokásos módon állandó értéken tartjuk.

A 10 csigás szállítóberendezés alsó részén 19 porkivezető egységek vannak kialakítva. Ezek egymástól meghatározott távolságra elhelyezett párhuzamos 20 kivezetőcsöveket tartalmaznak és 21 alsó végeik a 18 olvadékszinttől meghatározott távolságban helyezkednek el. Ez a távolság általában valamennyi 19 porkivezető egységnél azonos.

Amint a 2. ábrán látható, a 10 csigás szállítóberendezés hengeres 22 házban elhelyezett 23 szállítócsigát tartalmaz. A 19 porkivezető egységeknél a 22 ház 24 nyílásokkal van ellátva és ezekhez a 24 nyílásokhoz vannak a 20 kivezetőcsövek odahegesztve. A 23 szállítócsiga által mozgatott öntőpor a 24 nyílásokhoz jutva kiáramlik a 20 kivezetőcsövekbe, és alattuk 25 öntőporkúpot alkot. Amikor a 25 öntőpor-kúpok a 19 porkivezető egységek 21 alsó végét elérik, nem áramlik több öntőpor kifelé mindaddig, amíg a 25 öntőpor-kúp szintje a 6 öntőpor egy részének megfolyása következtében le nem süllyed. Az adagolás módja tehát itt is az úgynevezett „csirkeetető” elv alapján történik.

Az üzemelés során beáll egy egyensúlyi helyzet, amelyben az öntőpor lassan a kívánt mennyiségben kifolyik a 10 csigás szállítóberendezésből.

A 12 áthúzókokillában lévő 16 fémolvadék felszínén egyenletes 26 salakréteg alakul ki a megolvadt öntőporból, és az itt elhelyezkedő salakot a 12 áthúzókokillában lefelé mozgó tuskó magával viszi palástja és a 12 áthúzókokilla belső felülete között. Ily módon a salakréteg folyamatosan fogy, aminek következtében süllyed a 25 öntőpor kúpmagassága és az öntőpor-adagolás folytatódik. Az üzemeltetés során arról kell csupán gondoskodni, hogy mindig a megfelelő 27 pormagasság alakuljon ki és maradjon változatlan az öntési folyamat alatt.

A 2. ábrán jól látható, hogy a 19 porkivezető egységhez csatlakozó 20 kivezetőcső körül 28 védőcső van elhelyezve.

A 28 védőcső célszerűen alumíniumból készült és kicserélhető, ha alsó része leolvadt vagy a 25 öntőpor kúpmagasságát változtatni akarjuk.

Nagyon fontos, hogy a 10 csigás szállítóberendezés bal oldalán ne alakuljon ki összetömörülés annak következtében, hogy a 23 szállítócsiga folyamatosan szállítja az öntőport, amely a 20 kivezetőcsöveken nem folyamatosan áramlik kifelé. Ezért a baloldalon a 10 csigás szállítóberendezés 22 házához 30 visszatérő vezeték van csatlakoztatva. Ezzel biztosítható, hogy a 6 öntőpor azon része, amely nem kerül a 12 áthúzókokillába, folyamatosan cirkuláljon. így az önszabályzó 19 porkivezető egységeknél mindig csak a szükséges pormennyiség áramlik ki, a többi pedig folyamatosan cirkulál a rendszerben. Ennek megfelelően nem lépnek fel dugulások, mint a csirkeetető típusú adagolásoknál általában, ugyanakkor az öntőpor-kiadagolás pontos és egyenletes, a 19 porkivezető egységek 21 alsó vége által meghatározott módon.

A 10 csigás szállítóberendezésben uralkodó nyomás befolyásolja a kilépő öntőpor mennyiségét, ezért értékét az üzemelés során lehetőleg állandó szinten kell tartani. Ez lényegében azt is jelenti, hogy a 10 csigás szállítóberendezésben a töltési fok azonos kell legyen a teljes hossza mentén. Ezt az egyenletes nyomáseloszlás biztosítja, és így valamennyi 19 porkivezető egységnél, helyzetüktől függően mindig azonos mennyiségű öntőpor folyik ki. A töltési fok állandóságát annál jobban lehet biztosítani, minél nagyobb a 10 csigás szállítóberendezés teljesítménye a kiáramló mennyiséghez képest. A gyakorlatban azt tapasztaltuk, hogy a szállító teljesítmény legalább kétszerese kell legyen a 19 porkivezető egységeken kiáramló öntőpormennyiségnek.

A bemutatott példa természetesen csak a találmány bemutatására szolgál, és a berendezés számos más kiviteli alakban vagy az acéltól eltérő fémötvözetek öntésénél is felhasználható.

Claims (5)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés por alakú öntési segédanyagnak folyamatos öntőberendezés áthúzókokillájában lévő fémfürdőre történő beadagolására, amely berendezés öntőportartályt, valamint a tartály és a folyamatos öntőberendezés áthúzókokillája között elrendezett csigás szállítóberendezést tartalmaz, ahol a csigás szállítóberendezés az áthúzókokilla felső pereme és az öntőedény fenékrésze között van elrendezve, az áthúzó4

   HU 214 894 Β kokilla olvadékszintje felett a csigás szállítóberendezés belső terével összekötött kivezetőcsöveket tartalmazó önszabályzó porkivezető egységekkel van ellátva, és a csigás szállítóberendezés egyik vége visszatérő vezetékkel van az öntőportartályhoz csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy az önszabályozó porkivezető egység (19) alsó vége (21) az olvadékszinttől (18) meghatározott, „csirkeetető” jellegű önszabályozást biztosító távolságra van, és a csigás szállítóberendezés (10) szállítóteljesítménye legalább kétszerese a porkivezető egységben (19) lévő kivezetőcsövek (20) áteresztő kapacitásának.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a csigás szállítóberendezés (10) hűtéssel van ellátva.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kivezetőcsöveken (20) cserélhető védőcsövek (28) vannak, amelyek anyagának olvadáspontja alacsonyabb, mint az áthúzókokillában (12) lévő

   5 fém olvadáspontja.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az öntőportartály (1) fluidizáló betétekkel (4) van ellátva és a csigás szállítóberendezés (10) az öntőportartály (1) azon részéhez van

   10 csatlakoztatva, amelyben az öntőpor (6) fluidizált állapotban van.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az öntőportartály (1) pneumatikus utántöltést biztosító öntőporsilóhoz (29) van

   15 csatlakoztatva.