NO782136L - Innretning og fremgangsmaate til fremstilling av metalfilament - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og innretning for fremstilling av filamentmateriale.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

og en innretning for fremstilling av metallfilamenter, tråd, strimler, baner, fibre eller liknende, heretter samlet kalt metallfilamenter.

Det er kjent å fremstille metallfilamenter fra smeltet metall ved hjelp av uttrekningsanordninger, såsom f.eks. en trommel, en skive eller et hjul, (fortrinnsvis med innvendig kjøling) som kan rotere med omkretskanten i kontakt med det smeltede metall, slik at metallet kjøles ved kontakten med kanten og føres ut som metallfilament. I denne forbindelse skal det vises til de britiske patentskrifter nr. 1.396.788, 1.448.494, 1.435.990 og 1.455.705. Omkretsoverflaten til uttrekningsanordningen kan være glatt eller den kan eksempelvis ha spor slik at det dannes flere kanter for samtidig fremstilling av flere like metallfilamenter fra smeltebadet. Alternativt eller i tillegg kan overflaten være forsynt med hakk slik at man får frem et stabelfilament i stedet for et kontinuerlig filament.

Man har funnet det kan på en kontinuerlig eller halvkontinuerlig måte fremstilles et massivt materiale med et i hovedsaken jevnt tverrsnitt dersom man kan holde neddykkings-dybden til uttrekningsanordningen konstant.

Dette har man tidligere oppnådd ved å senke uttrekningsanordningen ned i en beholder med smeltet metall med en hastighet som gjør at neddykningsdybden blir konstant, selv om nivået for smeiten synker, eller man har løftet smeltebeholderen verti-kalt med en hastighet svarende til nivåsenkningen. Med disse metodiker kan man bare produsere filament sålenge utføringsbanen til fibrene eller strimlene ikke slår an mot beholderkanten..

Det har også vært foreslått å fiksere uttrekningsanordningen over en smeltebeholder med ønsket neddykningsdybde når smeltebeholderen er full, og så vedlikeholde smeltemetall-nivået i beholderen ved kontinuerlig tilføring av stangmateriale med ønsket sammensetning med en hastighet svarende til uttreknings-hastigheten. På denne måten kan man oppnå en kontinuerlig uttrek-ning av materialet over lengre perioder, bare begrenset av leve-tiden til den ildfaste foring i beholderen. Den ildfaste foring utsettes for betydelig erosjon i overflatenivået. Andre ulemper er at det innmatede stangeemne bestemmer sammensetningen av pro-duktet, og det er ikke mulig å produsere filamenter eller -strimler av en sammensetning som ikke er tilgjengelig i stangform. Dess-uten må stanges smeltes i beholderen og de varmemetoder som brukt-es for å oppnå denne smelting, f.eks. induksjonsvarming, vil ofte tilveiebringe turbulens slik at man får en ikke-konstant neddykning av uttrekningsanordningen, med tilhørende negativ innvirkning på kvaliteten av det fremstilte produkt.

Det er således en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning hvormed man

i størst mulig grad unngår de forannevnte ulemper.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt en fremgangsmåte som angitt i krav 1. Det er også tilveiebragt en innretning ifølge krav 3. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten henholdsvis innretningen går frem av underkravene. Oppfinnelsen er særlig tenkt anvendt i forbindelse med roterende uttrekningsanordninger, såsom f.eks. innvendig kjølte skiver, tromler eller hjul, hvormed man kan tilveiebringe metallfilamenter med en tykkelse som er avhengig av uttrekningsanordningens neddykning.

Uavhengig av hvilken-type uttrekningsanordning som benyttes er det et vesentlig trekk ved oppfinnelsen at det benyttes en smeltebadbeholder som kan gis en svingebevegelse. Ved. svingebevegelsen vil smeltet metall beveges mot uttrekningsanordningen, slik at denne kontinuerlig kan produsere metallfilament samtidig som smeltemetallmengderi i beholderen avtar som følge av produksjonen av metallfilament. Beholderens utforming og stillings-, plasseringen av uttrekningsanordningen bør være slik at metallfilamentet kontinuerlig kan kastes ut fra beholderen uten å hindres av beholderns vegger.

Beholderen gis fordelaktig en slik form at den, når den er i en stilling hvor den kan oppta en full ladning av smeltet metall, har en innerflate eller bunn som skrår i forhold til hori-sontalen i en retning nedover og vekk fra beholderens svingeakse. I forbindelse med en slik beholder anordnes uttrekningsanordningen i nærheten av svingeaksen slik at en oppoverrettet svingebevegelse av beholderen vil sikre at uttrekningsanordningen gis en kontinuerlig tilførsel av smeltet metall. Fortrinnsvis utføres beholderveggen ved beholderens dype ende som en krummet vegg, sett i vertikalsnitt, idet svingeaksen i hovedsaken ligger i krumningssenteret til denne veggen. Et eksempel på en slik beholder er en åpen beholder som i snitt har form av et sirkel-segment og som har en horisontal svingeakse som i hovedsaken ligger i segmentets topp-punkt. En slik beholder kan om så ønskes gjøres dypere ved svingepunktet uten at dette har noen forstyrr-ende innvirkning.

De foran antydede utforminger av beholderen har en slik geometrisk konstruksjon at en svingebevegelse med konstant hastighet vil bevirke en forskyvning av smeltet metall med konstant hastighet frem mot uttrekningsanordningen. Alternativt kan, dersom beholderen ikke er slik geometrisk konstruert, hastig-heten til svingebevegelsen varieres slik at man likevel oppnår en konstant fremføringshastighet for det smeltede metall mot uttrekningsanordningen.

Uttrekningsanordningen kan fordelaktig svinge vekk ifra beholderen for derved å lette fyllingen av beholderen med smeltet metall. Fordelaktig kan det også anordnes en hjelpeoppvarmingsinn-retning for beholderen, slik at man derved er sikret at smeiten kan holdes på en egnet konstant temperatur under produksjonen av filamentet. Oppvarmingsinnretningen, som også fordelaktig kan være bevegbar, for derved å lette fyllingen eller ladingen av beholderen, kan f.eks. innbefatte kullelektroder for tilveiebringelse av en lysbue mot smeltens. overflate, elektroder for tilveiebringelse av en varmebue over smeiten, en elektrisk plasma-oppvarmingsinnretning, en induksjonsvikling som er.innebygget i den ildfaste foring i beholderen, eller konvensjonelle brennere.

Under fremstillingen av metallfilamentet vil beholderen etterhvert tømmes for smeltet metall, og svingebevegelsen og uttrekningen, fortsettes helt til like før beholderen er tom. Stoppingen av svingebevegelsen kan enten skje manuelt eller ved hjelp av en egnet automatisk grensebryter.

For fylling av beholderen kan man fjerne uttreknings anordningen (og eventuell oppvårmingsinnretning), og beholderen føres tilbake til utgangsstillingen og fylles så enten ved at den bringes under en helletut fra en smelteovn, eller ved at smeiten overføres ved hjelp av en øse.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor: Fig. la-c rent skjematisk viser fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, mens

fig. 2 viser et snitt gjennom en utførelse av en innretning ifølge oppfinnelsen.

I fig. la-c er det vist en skjematisk innretning for fremstilling av metallfilament, innbefattende en beholder 1 som er åpen og er utført som et segment av en rett sirkelsylinder. Beholderen er svingbart opplagret om en akse 2 ved segmentets topp. Et roterende uttrekningshjul 3 for fremstilling av metallfilamentet er anordnet over beholderen. Filamentets tykkelse er avhengig av neddykkingen av hjulet 3 i det smeltede metall 4.

I fig. la er beholderen 1 vist fylt med smeltet metall 4, og med uttrekningshjulet 3 iferd med å trekke ut et filament 5.

Ettersom uttrekningen skrider frem, svinges beholderen 1 i retning av pilen 6 slik at uttrekningshjulet 3 hele tiden har samme neddykking i det smeltede metall 4, slik at man derved kan produsere et filament med i hovedsaken konstant tverrsnitt. Fig. lb viser en mellomstilling for beholderen 1, i hvilken mellomstilling omtrent halvparten av den opprinnelige metallfylling er oppbrukt, og fig. lc viser beholderens 1 stilling idet den er nesten tom for metallsmelte. På dette trinn av-sluttes uttrekningen og beholderen fylles igjen.

■Fig. 2 viser en innretning for fremstilling av metallfilament, innbefattende en svingbart montert beholder 2 0 og en roterende uttrekningstrommel 21 for fremstilling av metallfilament fra smeltet metall 22 i beholderen 20.

Beholderen 20 som består av et ytre stålskall 23 med en ildfast foring 24, har en frontvegg 20a, en bakvegg 20b og to sidevegger 20c (bare en sidevegg er vist). Frontveggen 20a har en mindre høyde en bakveggen 20b og innerflaten til beholderens bunn skrår nedover i retning fra frontveggen 20a og mot bak veggen 20b når beholderen er i stilling for opptak av en full ladning av smeltet metall. I tillegg, er innerflaten til bakveggen 20b krummet i det viste vertikalsnitt til en radius R-^.

Beholderen 20 er svingbart opplagret ved hjelp av to akseltapper 25 (bare en er vist} Disse er anordnet slik at beholderens svingebevegelse skjer om eller så nært som mulig om krumningssenteret til innerflaten av bakveggen 20b. Akseltappene 25 er opplagret i lageret 26.

Ytterflaten til bakveggen er forsynt med en tannstang

27 med en krumningsradius lik R„. Tannstangen 27 samvirker med et drev 28. Drevet .28 er opplagret i ønsket høyde ved hjelp av lagrer 2 9..

Over beholderen 20 er det anordnet en f jernbar hjelpe-oppavrmingsinnretning 30 som i dette tilfellet består av to grafittelektroder 31 (bare en er vist) montert i elektrodeholdere 32. Elektrodene 31 benyttes for direkte bueoppvarming for derved

å holde det smeltede metall på den ønskede temperatur. Oppvarmingsinnretningen 30 innbefatter en hette 33 for å redusere varmetap-ene .

Under drift fylles beholderen 20 med smeltet metall

22 til nivået 22a. Den roterende uttrekningstrommel 21 senkes ned til ønsket stilling. Denne stilling kan være litt over den smeltede overflate 22a, men må ligge nærmere akselen 25 enn den avrundede beholderside. Så snart beholderen 20 er fylt og drevet 23-settes i rotasjon med en styrt hastighet i retning av pilen A, vil metallflaten 22a bringes til kontakt med den roterende trommel 21 og uttrekningen for tilveiebringelse av metallfilamentet 34

vil begynne og vil fortsette sålenge drevet 28 roterer, helt til metallmengden i beholderen 20 er redusert til et kritisk lavt nivå.

En tømning av beholderen under det nivå som represen-teres av en radius fra svingeaksen til nedre avslutning av den krummede bakvegg 22b7d.v.s. radius-.<1>^'vil medføre en ujevn forskyvning av metall ved en konstant svingebevegelse av beholderen, og filamentet vil da bli tynnere.

Såsnart metallladningen er redusert til ønsket minimums-nivå kan beholderen 20 føres tilbake til utgangsstillingen og etterat trommelen 21 og oppvarmningsinnretningen 30 er flyttet,

kan så beholderen fylles igjen med smeltet metall.

Oppfinnelsen medfører den fordel at det kan fremstilles filamentmengder med en hvilken som helst ønsket sammensetning på en halvkontinuerlig måte uten at det er nødvendig å foreta en nøyaktig bevegelse^av uttrekningsanordningen eller en nøyaktig løfting av en komplisert og tung smeltebeholder.

Metallet som smeltes for tilveiebringelse av filamentet behøver vel heller ikke være særlig rent, fordi urenheter kan slagges av i smelteovnen før smeiten overføres til uttreknings-beholderen.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av metallfilament under utnyttelse av en uttrekningsanordning for fremstilling av metallfilament fra smeltet metall i en beholder, karakterisert ved at fremstillingen skjer under en svingebevegelse av beholderen for derved å forskyve smeltet metall mot uttrekningsanordningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det benyttes en uttrekningsanordning i form av en roterende trommel, skive eller hjul, og ved at beholderen svingebeveges med en hastighet som sikrer at uttrekningsanordningens nedtrekning i det smeltede metall forblir i hovedsaken konstant, for derved å kunne fremstille filament med i hovedsaken konstant tverrsnitt.

3. Innretning for fremstilling av metallfilament i sam-svar med fremgangsmåten i krav 1, innbefattende en beholder for opptak av smeltet metall og en uttrekningsanordning for fremstilling av metallfilament fra det smeltede metall i beholderen, karakterisert ved at beholderen er svingbart opplagret for forskyvning av smeltet metall mot uttrekningsanordningen.

4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at uttrekningsanordningen er en roterende uttrekningsanordning .

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at den roterende uttrekningsanordning er en innvendig kjølt trommel, skive eller hjul.

6. Innretning ifølge et av kravene 3-5, karakterisert ved at beholderen er' utført slik at en svingebevegelse av den med en konstant hastighet vil bevirke en i hovedsaken kon stant forskyvningshastighet for smeltet metall mot uttrekningsanordningen.

7. Innretning ifølge et av kravene 3-6, karakterisert ved at beholderen er gitt en slik form at når den er i en stilling hvor den kan oppta en full ladning av smeltet metall, skrår dens indre bunn i forhold til horison-talen i en retning nedover og vekk fra uttrekningsanordningen.

8. Innretning ifølge et av kravene 3-7, karakterisert ved at beholderen har en vegg som er krummet i vertikalsnitt, idet krumningssenteret for veggen i hovedsaken faller sammen med svingeaksen for beholderen.

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at beholderen er en åpen beholder i form av et segment av en rett sirkulær sylinder, idet beholderen er svingbart opplagret om en i hovedsaken horisontal svingeakse som i hovedsaken faller sammen med segmentets topp-punkt.

10. Innretning ifølge et av kravene 3-9, karakterisert ved at beholderen kan svingebeveges ved hjelp av et drev- og tannstangarrangement.

11. Innretning ifølge et av kravene 3-10, karakterisert ved en oppvarmingsinnretning for opprett-holdelse av temperaturen i det smeltede metall i beholderen.