NO147204B - Fremgangsmaate og anordning for diskontinuerlig inntapping av flytende metall i et vakuumkammer som kontinuerlig vedlikeholder vakuum - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse har betydning for behandling

av smeltet metall i aluminiumindustrien og spesielt for overføring av smeltet råmetall til ovner eller kammer som står under vakuum.

Det er hensikten med foreliggende oppfinnelse å angi

en fremgangsmåte og dertil hørende utstyr for å løse denne oppgave.

Den smelteelektrolytiske fremstilling av aluminium

skjer i store celler ved ca 970° C med en døgnproduk-sjon av størrelsesorden 1 tonn. I en elektrolysehall er mellom 100 og 180 elektrolyseceller installert..

Den kjemiske analyse varierer noe fra ovn til ovn, derfor blandes metall fra flere celler for å oppnå den ønskede analyse på det ferdige produkt.

Metallet tappes fra elektrolysecellene med rør som stikkes ned i metallet og hvis andre ende munner ut i toppen av en tappedigel. Under tapping settes denne under vakuum og metall suges opp. I tappedigeln trans^-porteres metallet så frem til en blandeovn, også kalt en mixerovn.

Det har vært alminnelig å bruke en mixerovn som kan betjene to utstøpningsovner. I utstøpningsovnen kan metallet bli renset på forskjellig måte før utstøpin-gen. Ovnen kan settes under vakuum for å la gass unn-slippe mens metallet står i ro i ovnen noen tid. Vakuumbehandlingen kan effektiviseres ved å la metallet suges inn i ovnen på grunn av dens undertrykk.

Når metallet kommer inn som en stråle vil selvfølgelig

en stor og stadig skiftende overflate bli eksponert. Metalldybden i strålen er også lav og begunstiger en rask utluftning av gasser. Vakuumbehandlingen kan også forsterkes ved å føre inerte gasser ned i metallet mens ovnen står under vakuum.

Vakuumbehandling under innsuging av metallet til vakuumovnen er meget effektiv, men har hittil forutsatt at metall tilsettes kontinuerlig fra en mixerovn.

Det har ikke vært praktisk mulig å tette inntapnings-åpningen mens ovnen har vært i bruk og stått under

- vakuum. ' '

Med foreliggende oppfinnelse kan man nå tette inn-»tapningsåpningen på en vakuumovn mens den står under vakuum og således tilsette metall diskontinuerlig.

Oppfinnelsen baserer seg på at metalloverføring til vakuumovn skjer via et dreibart inntapningskar som nær bunnen er forsynt med et overføringsrør og at karet likeledes er forskyvbart i overføringsrørets akse således at under metalloverføringen munner røret ut inne i vakuumovnen mens i stengt tilstand er røret trukket ut av vakuumovnen. Den stenges så med et spjeld mens innløpsåpningen til overføringsrøret blir liggende over metallnivået i inntapningskaretfordi det er dreiet nedover om aksen i overføringsrøret.

Arrangementet skal nå beskrives noe nærmere med støtte

i vedlagte tegninger.

Fig. 1 viser en vanlig overføringsmåte for flytende

metall til vakuumovn fra mixerovn.

Fig. 2 viser inntapningskaret ifølge oppfinnelsen mon tert på "våkuumovnen, stengt tilstand. Fig. 3 viser samme inntapningskar montert på vakuumovnen, åpent for metalloverføring.

På fig. 1 er vist vakuumovnen 1 og en mixerovn 16. Mixerovnen er løftet til en høy posisjon og satt på skrå for å overføre metallet til renne 17. Metalltil-førselen er stengt med en plugg 11 i inntapningsdysen 18. Pluggen 11 brukes mens ovnen 1 evakuares før metall-overf øringen begynner. Når det har begynt å strømme metall inn i ovnen har det vist seg praktisk umulig å få en vakuumtett stengning.

På fig. 2 finner vi igjen vakuumovnen 1 som er forsynt med en flens 2. Til denne flens er fastskrudd en flens 3 tilhørende et koblingsstykke mellom vakuumovnen 1 og inntapningskaret 10. Mellom den ytre flens 3 og den indre flens 4 finnes et spjeld 5 som kan stenge vakuumtett åpningen til vakuumovnen 1.

Til den indre flens 4 er det på koblingsstykket på-sveisét et rørformet forbindelseselement 6 hvori kan beveges overføringsrøret 7 ,også kalt dyseføririg ,med den varmefaste foring 8 som også ofte kalles en dyse , fordi den bidrar til å forme metallstrålen inn i vakuumovnen. Overføringsrøret 7 er fastsveiset til flensen 9 på inntapningskaret 10.

Inntapningskaret 10 kan dreies om aksen til overfø-ringsrøret og kan likeledes forskyves frem og tilbake langs samme rør således at røret 7 kan trekkes helt ut av vakuum ovnen 1 og også forbi spjeldet 5 som vist på fig. 2. På fig. 3 er overføringsrøret 7 ført inn i vakuumovnen 1.

Når inntapningskaret 10 dreies om røret 7 kan metall-overflaten 12 bringes så langt ned at den ligger under inntapningsrøret 7 som derfor ikke førér mer metall. 13 viser en metalloverflate når overføring kan skje. Pluggen 11 på fig. 2 brukes på samme måte som på fig. J., bare før metalloverføringen er begynt.

På fig. 3 står inntapningskaret i stilling for over-føring av metall. Metallnivået må ligge mellom posisjon 14 og 15.

I det følgende gjennomgås arbeidsgangen med noen kom-mentarer.

Fig. 1 viser som nevnt i prinsipp hvordan vakuumover-føring av flytende aluminium fra en blande-/mixerovn 16 til en vakuumovn 1 skjer etter den vanlige metode idag : Tetteredskapen 11 tetter for dysens innløp. Det er vanlig å påsmøre et tettemiddel rundt tetteredskapen 11 da den alene ikke gir god nok tetting. Dette kan enkelt gjøres da det ikke er metall i renna på dette tidspunkt.

Vakuumovn 1 evakueres.

Metall tilføres overføringsrenne 17.

Når metallnivået er som vist på fig. 1 fjernes tetteredskapen 11.

Når det ønskede kvantum metall er overført må trykket

i vakuumovnen utjevnes. Et slikt tetteredskap 11 alene er, som nevnt, ikke godt nok til å holde vakuumovnen tett mot atmosfære etter inntapping/overføring. Denne metoden har derfor følgende svakheter : Krever kontinuerlig tilgang på metall for å få rasjonell drift, dvs. at blande-/mixerovn er nødvendig. Metoden egner seg derfor dårlig for automatisering/ rasjonalisering m.h.p. diskontinuerlig inntapping (inntapping fra f.eks. digler).

Resultatet avhengig av operatørens dyktighet spesielt m.h.t. dystetetting. Ingen mulighet for kontinuerlig vakuumbehandling etter overføring/inntapping. Arbeids-krevende .

Når metalloverføringen skal skje ifølge oppfinnelsen starter man som vist i fig. 2 med inntapningskaret 10 svingt ned.

Start inntapping :

Spjeld 5 kjøres i åpen posisjon, (fig.3).

Dyse 8, dyseføring 7 og inntapningskar 10 beveges aksi-elt inn mot vakuumovn 1 slik at utløp av dyse kommer inn i vakuumovnen 1 i leveringsposisjon (fig.3) . Metall fylles i inntapningskaret 10 til nivå mellom

12 og 13. Se fig. 2.

Inntapningskar 10 svinges opp. Se fig. 3.

Samtidig som tetteredskap 11 fjernes, tømmes ytter-ligere smelte opp i inntapningskaret. Inntappingen er igang, og tømming av smelte i inntapningskar 10 av-passes slik at metallnivået holdes mellom 14 og 15.

Stopp inntapping :

Ved lavest mulig metallnivå 14 i inntapningskar 10 bringes tetteredskap 11 på plass i dyseinnløpet 8. Inntapningskaret 10 dreies slik at metallnivå 12 kommer lavere enn dyseinnløpet. Dyse 8, dyseføring 7 og inntapningskar 10 trekkes tilbake slik at dyseutløpet kommer bak spjeld 5.

Spjeld 5 forskyves til lukket posisjon og gir effektiv tetting mellom vakuumovn og atmosfære.

Alle bevegelser opereres ved hjelp av hydraulikk even-tuelt pneumatikk. Bevegelsene kan styres automatisk ved f.eks. sekvens-styring.

Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å få til : Rasjonell inntapping direkte i vakuumovnen fra tappe-digler med bibehold av det oppnådde vakuum i ovnen mellom hver inntapping. Blande-/mixerovn unødvendig. Effektiv tetting mot atmosfære da oppfinnelsen i stor grad er uavhengig av god tetteflate dyse/tetteredskap. Kontinuerlig vakuumbehandling etter inntapping. Automatisering av hele inntappeprosedyren.

Oppfinnelsen er beskrevet for overføring av flytende aluminium til en vakuumovn men det vil forståes at den like gjerne kan gjelde overføringen av alle flytende metaller til et vakuumkammer.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for overføring av flytende metall til et vakuumkammer (1), karakterisert ved at det kontinuerlig opprettholdes vakuum i vakuumkammeret mens metallet tilføres diskontinuerlig gjen-nom et dreibart inntappingskar som er forsynt med et stengbart overføringsrør.

2. Anordning for overføring av flytende metall til et vakuumkammer (1) ifølge krav 1 bestående i hoved-sak av et inntappingskar (10) som nær bunnen er forsynt med et fast montert overføringsrør (7) og en ventil (5) på vakuumkammeret (1), karakterisert ved at overføringsrøret (7) er montert i før-inger (6) som tillater dreiende bevegelse av inntappingskaret (10) fra vertikal sti 11 i ngen om aksen i røret (7) så langt at dysens innløpsåpning blir liggende over metallnivået (12) og likeledes tillater forskyvning langs røret så langt at rørets (7) dyse-åpning kan beveges fra 1everingsposisjonen inne i vakuumkammeret (1) til posisjon utenfor spjeldet (5) som stenger vakuumkammeret (1).