NO147173B - Fremgangsmaate og anordning for dosering av flytende metall - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og én anordning for dosering av flytende metall fra en forrådsbeholder til en mottaker som en støpeform, kokille, øse e.l.

Mer spesielt angår oppfinnelsen dosering av reaktive, lett oksy-derbare metaller som aluminium og særlig magnesium. For å unngå metalltap ved oksydasjon holdes smeltet Mg i støpedigelen eller holdeovner under et lag av flukssalter eller inert beskyttelsesgass. Under overføring av metallet til støpeformer oppstår det problem med å opprettholde denne beskyttelse. Dette er særlig vanskelig der hvor man fortsatt benytter manuell eller mekanisert øsing av metallet. For å unngå inntak av forures-ninger i metallet holdes metalloverflaten i det området hvor øsen føres inn fri for flukssalter. En gassblanding av SF^,

C02 og luft tilføres dette avskjermede området og danner en hinn-2 på metalloverf laten. Et høyt forbruk av gassbland ingen er resultat av den periodiske eksponering av området til den omgi-vende atmosfæren under innføring av øsen i metallet. Videre brytes ovérflatehinnen ned og metallet.er utsatt for oksydasjon. Metallet i øsen er av varierende kvalitet p.g.a. innhold av ikke metalliske forurensninger. Et tynt lag av magnesium som festes på utsiden av øsen kommer ofte i brann...Dette ved siden av et direkte metalltap og miljømessige problemer for betjening medfører også fare for at ytterligere oksydpartikler tilføres metallet.

En direkte tapping av magnesium gjennom beholderens vegger eller bunn er i praksis utelukket p.g.a risiko for utrenning av større metallmengder ved funksjonssvikt av de anvendte stengeanordninger. Svikten forårsakes av utfelling av ikke metalliske partikler fra magnesium og avsetning av disse partiklene på kom-ponenter til stengeanordninger som ventillegeme, ventilsete etc. Uten effektiv avskjerming av ventilkomponentene mot en slik avsetning av partiklene oppstår det etterhvert lekkasjer eller fastkiling av ventiler.

De forskjellige kjente doseringsapparater basert på anvendelse av trykkgass, med doseringsbeholdere nedsenket i metallet og forsynt med et dbseringsrør som metallutløp til støpeform, er utsatt for de samme problemer med avsetninger på sine ventil-anordninger. Videre er det nødvendig med oppvarming av dose-ringsrøret og støpetakten er begrenset p.g.a. den tid som med-går til å bygge opp trykket i beholder etter hver trykkavlast-ning og etterfylling av metallet i doseringsbeholderen.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte og en anordning for dosering av reaktivt flytende metall uten de ovennente ulemper.

Hovedformålet ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for dosering av flytende metall som gir en høy støpetakt, sikrer en jevn metallkvalitet fra dose til dose, elimininerer metalltap ved avbrann med minimalt forbruk av beskyttelsesgass og forbedrer arbeidsforhold for driftspersonell.

Et annet formål ved oppfinnelsen er å dosere metallet kun ved hjelp av hydrostatisk trykk i forrådsbeholderen uten anvendelse av pumper eller trykkgass, d.v.s. med lave drifts- og vedlikeholdskostnader.

Et ytterligere formål ved oppfinnelsen er å frembringe en anordning for dosering hvor det ikke trenges noen form for oppvarming av komponentene til doseringsanordningen.

Formålet ifølge oppfinnelsen oppnås som angitt i de medfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal i det etterfølgende beskrives detaljert i forbindelse med en utførelsesform av en anordning for gjennomføring av metalldosering i følge oppfinnelsen. Figur 1 er et vertikalt snitt av anordningen anbrakt i en omgi-vende støpediael. Figur 2 er et perspektiyriss av en utførelsesform for doseringsanordningen.

Støpedigel (1) på Fig. 1 er plassert i en elektrisk ovn (2), f.eks. en motstandsovn, og fylt opp med smeltet metall (3) gjennom en åpning (4). i digellokket (5). Lokket lukker tett digelen og åpningen (4) holdes utenom chargering tildekket slik at metallet kan holdes under beskyttelsesatmosfæren. En pakning av varmemotstandsdyktig materiale (19) mellom lokket og digelen minimaliserer tap av beskyttelsesgass fra digelen.

En resipient (6) er anordnet i digelen gjennom en åpning i lokket. Resipientén er delvis neddykket i metallet, åpen ved sitt øvre parti mot omgivelsene og hviler tett på digellokket. Utforming og dimensjoner på resipienten er gitt av de aktuelle støpeformer/øser som skal plasseres i resipienten. Figurene viser en utforming som er beregnet for innføring av støpeøse (7). Resipienten er utført som et aobbelvegget legeme omfattende bunn (8) og sidevegger (9) med isolasjon (10) lagt. inn mellom vegg- plater for å minimalisere varmetap fra digelen.

Et doseringsrør (11) lagt gjennom en av resipientens vegger forbinder resipienten med metallet i digelen. Rørets innløp (12) i digelen, utformet som et loddrett stigerør og omgitt av flytende metall, har ved sin nedre del anordnet en ventilanordning omfattende et ventilhus (13) med ventilsete dg tilhørende ventil (14). Ventilen styres v.h.a. en trykkluftsylinder (15) fra et kontrollpanel (ikke vist på figuren).

Rorets utløpsparti (16), festet f.eks. ved sveising til resipientens vegg, heller nedover mot mottakeren (7) og munner ut i resipienten på et lavere nivå enn metallnivået i digelen. Ut-løpet, som er godt varmeisolert, er videre lagt under en gassklokke (17) med tilførsel av bekyttelsesgass (18) anordnet i resipienten.

Figur 2 er et perspektivriss av doseringsanordningen med gjennomskåret vegg.

Henvisningstallene er identiske med tallene på Fig. 1 og figuren viser doseringsrøret (11), omfattende et utløpsparti (16) og et innløpsparti (12) anordnet ventilhuset (13) med tilhørende ventil (14), som en integrert del av resipienten (6). En utadrettet flens (20) danner en bæreflate for anordningen når denne plasseres i forrådsbeholderen. En gassledning (18) for tilførsel av beskyttelsesgassen munner ut under gassklokken (17) slik at rørets utløp (16) kan holdes under inert atmosfære.

Anordningen virker på følgende måte:

En digel (1) med innsatt resipient (6) plasseres i motstandsovnen (2) og fylles opp med smeltet metall (3). Åpningen (4) i digellokket (5) tildekkes og eventuell beskyttelsesgass føres inn under lokket.

En metallmottaker (7) plasseres i resipienten under utløpet av doseringsrøret (16). Ventilen (14) åpnes etter signal over en bestemt periode og metallet presses opp i doseringsrøret (11). Ventilhuset (13) skjermer inntaksområdet og ventilen mot de ikke metalliske partikler som felles ut fra metallet. Dette sikrer dosering av rent metall og man unngår avsetning av slike partikler på ventilkulen og ventilsetet.

Når ventilen stenges, tømmes automatisk rørets utløpsparti (16) for metall som renner ned til mottakeren. I rørets innløps-parti (12) på utsiden av resipientens vegg opprettholdes det en søyle av flytende metall. Denne vaeskelås sikrer at også under doseringstansen er ventilkomponenter beskyttet mot direkte kontakt med atmosfæren. Beskyttelsesgass tilføres rørets utløp under gassklokken (17), enten kontinuerlig eller bare ved doseringsstans, for å unngå kontakt mellom luft og metallsøylen i rorets innløpsparti. Sammenlignet med konvensjonelle c^oserings-metoder er gassforbruket minimalt.

Denne konstruksjonen eliminerer behov for oppvarming av dose-ringsrøret under doseringsstansen. Ved eventuell funksjonssvikt i ventilanordning risikerer man ikke utrenning av metallet utenfor digelen. Resipienten kan lett byttes ut eller det kan anordnes en utskiftbar bunnrist.

Anordningen som vist på Figurene 1 og 2 og beskrevet ovenfor representerer kun en utføringsform av doseringsanordning for bruk ved den praktiske gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Andre konstruksjoner og modifikasjoner av den viste resipienten og doseringsrøret kan anvendes innenfor oppfinnelsens ramme ved dosering av reaktive flytende metaller.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved dosering av flytende reaktivt metall fra en forrådsbeholder til en mottaker som f.eks. en støpeform, kokille, øse e.l., karakterisert véd at det i forrådsbeholderen anordnes en termisk isolert ' resipient delvis neddykket i metallet og ved sitt øvre parti fritt kommuniserende med omgivelsene for innføring av mottakeren, og at metallet overføres kontinuerlig eller i doser til mottakeren plassert i resipienten via et rør gjennom resipientens vegg,, hvilket rørs utløp munner ut i resipienten på et lavere nivå enn metallnivået i forrådsbeholderen, og hvor det under doseringsstans opprettholdes en væskelås i form av en metallsøyle i rørets innløpsparti anordnet under metallnivået i forrådsbeholderen, idet innløpet er utstyrt med en stengeanordning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at rørets utløp under doseringsstans holdes under beskyttelsesatmosfære.

3. Anordning til utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-2, karakterisert ved at den omfatter en resipient (6) og et doseringsrør (11), hvilken resipient er anordnet i en forrådsbeholder (1) og består av et termisk isolert legeme delvis neddykket i metallet (3) og åpent ved sitt øvre parti mot omgivelsene for fri innføring av en metallmottaker (7), og hvor doseringsrøret lagt gjennom resipientens vegg står i forbindelse med forrådsbeholderen (1) og omfatter et utløpsparti (16) skrånende mot metallmottakeren og et hovedsakelig oppadstigende innløpsparti (12) på utsiden av resipienten omgitt av flytende metall og anordnet en i og for seg kjent ventilanordning (14) ved sin nedre del.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at rørets utløp (16) er plassert under en gassklokke (17) anordnet i resipienten og utstyrt med en gassledning (18) for tilførsel av beskyttelsesgass.