PL71175B1 - - Google Patents

Description

Sposób odgazowywania i odlewania cieklego metalu oraz urzadzenie do wykonywania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób odgazowywania i odlewania cieklego metalu przy regulowanym nate¬ zeniu przeplywu z pieca lub pojemnika do punktu polozonego na nizszym poziomie zwlaszcza sposób do ciaglego zasilania krystalizatora do odlewania ciaglego wlewków miedzi. Przedmiotem wynalazku jest takze urzadzenie do wykonywania tego sposobu.Dotychczas znany sposób odlewania ciaglego w krystalizatorach do odlewania metalowych wlewków ciag¬ lych, na przyklad o przekroju kolowym wedlug znanej konstrukcji, wymaga energicznego odgazowania i dro¬ biazgowej kontroli natezenia przeplywu cieklego metalu. Problem odlewania wlasciwej ilosci cieklego metalu zostal rozwiazany dotychczas przez zastosowanie przewoznych pieców podgrzewczych. Regulacja za pomoca prostej zatyczki lub podobnych urzadzen nie gwarantuje przeprowadzenia operacji, która mozna utrzymac w scisle okreslonym stanie w ciagu dosc dlugiego okresu czasu i która calkowicie jest bezpieczna w przypadku awarii, usterki itp.Takwiec, aby mozna bylo pracowac przy racjonalnym natezeniu przeplywu, unikajac jednoczesnie rozla¬ nia cieklego metalu w przypadku naglej awarii, nalezy stosowac piec podgrzewczy pomiedzy piecem do topienia i krystalizatorem do ciaglego odlewania, którego* gdy jest dosc maly, mozna w pewnych przypadkach przechy¬ lac lub przekrecac. Jednakze do przesuwania pieca nawet o bardzo malych wymiarach trzeba stosowac bardzo kosztowny osprzet, gdyz jego ciezar jest znaczny.Obecny sposób topienia posiada takze wade polegajaca na czestym wystepowaniu nadmiaru gazu rozpusz¬ czonego w metalu, zwlaszcza w miedzi, co jest szczególnie szkodliwe przy odlewaniu ciaglym. Szczególnie ciekla * miedz reaguje w duzym stopniu z wodorem i w mniejszym stopniu z tlenkiem wegla. Gazy te zawsze wystepuja w duzych ilosciach w piecach do topienia miedzi, poniewaz sa one niezbedne ze wzgledu na ich redukujace wlasciwosci powodujace utrzymywanie niskiego poziomu tlenu. TakWiec potrzeba uzyskania miedzi o niskiej zawartosci tlenu oraz potrzeba uzyskania miedzi o malej zawartosci rozpuszczonych gazów sa wymaganiami przeciwstawnymi i powoduja koniecznosc prowadzenia procesu w piecu przy zachowaniu bardzo prcyzyjnych warunkówrównowagi. *2 71 175 i Celem wynalazku jest unikniecie wad znanych sposobów oraz opracowanie sposobu prowadzenia procesu umozliwiajacego odlewanie ze zbiornika, pieca itp. przy zachowaniu scislej regulacji natezenia przeplywu oraz zapewnienie bezpiecznych warunków pracy, zwlaszcza przy ciaglym odlewaniu, stosujac jednoczesnie wydajny proces odgazowywania metalu wyplywajacego z pieca. Dalszym celem wynalazku jest wykonanie taniego i la- twowymienialnego urzadzenia do realizacji powyzszego sposobu o prostej konstrukcji.Postawiony cel zostal osiagniety dzieki opracowaniu zgodnie z wynalazkiem sposobu odlewania cieklego metalu, przy zmiennym natezeniu przeplywu, z pieca lub pojemnika do punktu usytuowanego na nizszym poziomie, przy zastosowaniu zagietej rury, zasadniczo w ksztalcie odwróconej litery „U", której jeden koniec zanurzony jest w cieklym metalu w piecu lub pojemniku, a drugi koniec rury jest zanurzony w nizej polozonym zbiorniku lub kanale do ciaglego zasilania krystalizatora do ciaglego odlewania.Istota wynalazku polega na tym, ze wlewa sie pewna ilosc cieklego metalu do nizszego zbiornika lub kanalu w ten sposób, ze odpowiedni koniec rury jest w nim zanurzony, po czym stwarza sie podcisnienie w rurze powodujac podniesienie sie górnego poziomu metalu powyzej najwyzszego punktu okreslonego przez zagiecie rury, powodujac w konsekwencji przeplyw cieklego metalu w kierunku nizszego zbiornika lub kanalu i reguluje sie natezenie przeplywu zmieniajac lub utrzymujac stala wartosc podcisnienia przylozonego w najwyzszym punkcie rury, unikajac we wszystkich przypadkach zalewania przewodu odprowadzajacego powitrze, podobnie jak w lewarze do przelewania cieczy.Wynalazek obejmuje równiez urzadzenie do wykonywania wyzej przedstawionego sposobu, zawierajace rure w ksztalcie odwróconego „U", której jeden koniec zanurzony jest w cieklym metalu w piecu lub pojem¬ niku, a drugi koniec rury jest zanurzony w nizej polozonym zbiorniku lub kanale do zasilania krystalizatora do ciaglego odlewania, pompe prózniowa sluzaca do wytwarzania podcisnienia w rurze tak, aby podniesc górny poziom metalu w rurze powyzej najwyzszego punktu okreslonego przez zagiecie rury, oraz urzadzenie regulujace i zmieniajace wartosc podcisnienia, w celu regulacji i kontroli natezenia przeplywu cieklego metalu, przy czym w dolnym zbiorniku lub kanale znajduje sie uprzednio wprowadzona pewna ilosc cieklego metalu potrzebna do zanurzenia dolnego konca rury w cieklym metalu.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia schemat urzadzenia do zasilania, w przekroju, fig. 2 - inny przyklad wykonania urzadzenia do zasilania, w przekroju.Czesc pieca 1 (fig. 1) do topienia zawiera ciekly metal 2, na przyklad miedz oraz rure 3 wykonana na przyklad ze stali nierdzewnej, zagieta zasadniczo w ksztalcie odwróconej litery U, której jeden koniec umieszczo¬ ny jest wewnatrz pieca i zanurzony w cieklym metalu. Drugi koniec rury 3 jest wlozony do malego zbiornika 4, zwanego dalej tyglem posrednim, który zaopatrzony jest w górny otwór 5, wyplywowy umozliwiajacy wyplyw metalu z tygla i przeplyw wzdluz kanalu 6 do tygla 7 usytuowanego powyzej niepokazanego krystalizatora do ciaglego odlewania. Rura 3 w swej górnej czesci polaczona jest z przewodem 8 o malym przekroju, który podlaczony jest do pompy 9 prózniowej zaopatrzonej w otwór 10 tloczny. Cisnieniomierz 11 jest podlaczony do przewodu 8. Otwór 7a wylotowy tygla 7 zamkniety jest za pomoca zatyczki 7b. Tygiel 4 posredni usytuowa¬ ny jest na nizszym poziomie niz piec 1, a bardziej dokladnie, poziom cieklego metalu w posrednim tyglu 4 musi byc w kazdym przypadku nizej polozony niz dno pieca 1.Urzadzenie dziala nastepujaco. Gdy metal zostanie stopiony i doprowadzony do odpowiednich warunków i gdy mozna zaczynac odlewanie, wówczas napelnia sie recznie cieklym metalem z pieca lub innego zródla poprzednio podgrzany tygiel 4. Czesc rury 3 lezacej na zewnatrz pieca podgrzewa sie, aby przeciwdzialac zestalaniu sie metalu w rurze 3, rura ta moze byc wstawiona do przystawki pieca 1, dzieki czemu unika sie koniecznosci stosowania pomocniczych urzadzen podgrzewajacych. Wlacza sie wówczas pompe 9, która zasysa gaz zawarty w rurze 3 pomiedzy swobodna powierzchnia w piecu 1 i swobodna powierzchnia w tyglu 4 posred¬ nim. Gdy pompa zassie odpowiednia ilosc gazu, wówczas obydwa poziomy metalu w rurze 3 podniosa sie w obu galeziach rury 3 o równa wielkosc H.Przy dalszym kontynuowaniu zasysania górny poziom metalu podnosi sie nadal i gdy przekroczy najwyzszy punkt wygiecia rury 3, wówczas ciekly metal zaczyna plynac w kierunku tygla 4 posredniego usytuowanego na nizszym poziomie. Jednakze wartosc podcisnienia wytworzonego w rurze 3 musi byc utrzymywan, aby uniknac zalewania jak w lewarze co prowadziloby do przeplywu o stalym natezeniu. W konsekwencji proces musi byc prowadzony tak, aby ciekly metal nie zajmowal calego przekroju rury 3 i dlatego przekrój ten musi byc wystarczajaco duzy. Ponadto, strumien metalu podczas opadania zweza sie lub przerywa ze wzgledu na zwiekszona predkosc i wypelnienie przekroju rury 3 zajmowanego przez przeplywajacy ciekly metal zmniejsza sie. Natezenie przeplywu zalezy od wartosci podcisnienia wytworzonego w rurze 3, jego regulacja lub zmiana jest3 71175 mozliwa przez odpowiednie nastawienie prózniowe pompy 9. Gdy wartosc podcisnienia wzrasta w pewnych granicach, wówczas wzrasta takze natezenie przeplywu i odwrotnie, jezeli wartosc podcisnienia zmniejsza sie, wówczas natezenie przeplywu tez zmniejsza sie.Jak stwierdzono powyzej nalezy bardzo uwazac, aby uniknac zalewania przewodu 8, jak w lewarze, przez dobranie odpowiedniej Srednicy rury 3 i odpowiedniej wartosci podcisnienia. W przeciwnym przypadku ustali sie wartosc natezenia przeplywu co jest sprzeczne z celem wynalazku. Przy zastosowaniu na przyklad rury 3 o srednicy 40 mm mozliwe jest wlasciwe prowadzenie procesu regulujac natezenie przeplywu od 0 do 15 ton na godzine. Zwiekszajac srednice rury 3 mozna uzyskac wieksze natezenia przeplywu.Maksymalna teoretyczna róznica poziomów, która mozna uzyskac stosujac pompe wytwarzajaca podcisnie¬ nie o wartosci 10 m slupa wody, wynosi okolo 1,10 m w przypadku miedzi, ale w praktyce z racjonalnych przyczyn zagiecie rury 3 powinno znajdowac sie nie wiecej niz 70 cm powyzej poziomu miedzi w piecu 1.Ciekly metal po wplynieciu do tygla 4 posredniego przeplywa przez otwór 5 wyplywowy, kanal 6 i doplywa do tygla 7 polozonego wyzej krystalizatora.Jak podkreslono powyzej poziom metalu w tyglu 4 posrednim musi byc zawsze nizszy niz dno pieca 1, aby uniknac odwrócenia kierunku przeplywu, to znaczy nie dopuscic do przeplywu metalu z tygla 4 posredniego do pieca 1, gdy poziom cieklego metalu w piecu obnizy sie. Tak wiec za pomoca powyzej opisanego sposobu i urzadzenia mozna latwo regulowac natezenie przeplywu cieklego metalu z pieca 1 do urzadzenia odbiorczego.W dodatku osiagnieto niespodziewanie druga znaczna korzysc. Wewnatrz rury 3 panuja warunki niezbedne do uzyskania dobrego odgazowania metalu, co jest szczególnie korzystne w przypadku miedzi. Po pierwsze w strefie tej powietrze jest bardzo rozrzedzone do tego stopnia, ze odlewanie odbywa sie w warunkach zblizo¬ nych do prózni. Ponadto energia kinetyczna zawarta w spadajacym cieklym metalu musi byc zredukowana do zera, dzieki wytworzeniu duzej turbulencji. Jezeli zatem tygiel 4 posredni jest usytuowany w dole tak, ze energia kinetyczna spadajacego strumienia metalu jest wystarczajaco duza do wytworzenia takiej turbulencji, ze przy bardzo malym cisnieniu z metalu wydziela sie wiekszosc gazów, przez co urzadzenie odgazowywuje metal.W konsekwencji nalezy zaznaczyc, ze urzadzenie wedlug wynalazku oprócz tego, ze jest bardzo proste w budowie i co za tym idzie tanie, takze daje dwie znaczne korzysci, latwosc regulowania natezenia przeplywu cieklego metalu i bardzo wydajne odgazowywanie cieklego metalu przy wyjsciu z pieca.Sposób wedlug wynalazku jest szczególnie korzystny w zastosowaniu do miedzi ze wzgledu na wlasciwosci tego metalu. Tak przedstawiony przedmiot wynalazku dopuszcza mozliwosc stosowania wielu przykladów wyko¬ nania, które mieszcza sie w zakresie wynalazku. Takwiec na przyklad rura 3 moze byc umieszczona wewnatrz konstrukcji pieca, w którym takze moze znajdowac sie zbiornik, w którym zanurzona jest dluzsza galaz rury 3, jak pokazano w przykladzie wykonania na fig. 2.Na rysunku fig*2 pokazano studzienke Ib sluzaca do umieszczenia w niej dluzszej galezi rury 3, usytuowa¬ na wewnatrz konstrukcji pieca la w ten sposób, ze odpowiedni jej koniec moze byc zanurzony w cieklym metalu dolnej czesci studzienki Ib. Na pewnej wysokosci od dna studzienki Ib jest usytuowany otwór wlewowy lc, sluzacy do przeplywu cieklego metalu w kierunku kanalu 6a, który moze byc obracany dookola osi 6b, polaczonej z konstrukcja pieca la tak, ze moze ona byc podnoszona, przy czym ciekly metal konczy swój przeplyw w tyglu 7. Pozostale elementy urzadzenia sa calkowicie podobne do elementów urzadzenia pokazanego na fig. 1.Prowadzenie procesu jest takze analogiczne do opisanego powyzej z ta dodatkowa korzyscia, ze nie ma potrzeby wstepnego podgrzewnia jednej galezi rury 3. W dalszym przykladzie wykonania, dluzsza galaz rury 3 moze byc wprowadzona bezposrednio do tygla 7. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezeniapatentowe 1. Sposób odgazowywania i odlewania cieklego metalu przy zmiejinym natezeniu przeplywu z pieca lub pojemnika do punktu usytuowanego na nizszym poziomie, przy zastosowaniu zagietej rury zasadniczo w ksztal¬ cie odwróconej litery U, której jeden koniec zanurzony jest w cieklym metalu w piecu lub pojemniku, a drugi koniec rury jest zanurzony w nizej polozonym zbiorniku lub kanale do ciaglego zasilania krystalizatora odlewni¬ czego, znamienny tym, ze wlewa sie pewna ilosci cieklego metalu do nizszego zbiornika lub kanalu w ten sposób, ze odpowiedni koniec rury jest w nim zanurzony, a nastepnie stwarza sie podcisnienie w rurze powodujac podnie¬ sienie sie górnego poziomu metalu powyzej najwyzszego punktu okreslonego przez zagiecie rury i w konsekwen-4 71175 cji powodujac przeplyw cieklego metalu w kierunku nizszego zbiornika lub kanalu i reguluje sie natezenie przeplywu zmieniajac lub utrzymujac stala wartosc podcisnienia przylozonego w najwyzszym punkcie rury.

2. Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera rure (3) w ksztalcie odwróconego U, której jeden koniec zanurzony jest w cieklym metalu w piecu (1) lub pojemniku, a drugi koniec rury (3) jest zanurzony w metalu nizej polozonego zbiornika (4) lub kanalu do zasilania krystalizatora do ciaglego odlewania, pompe prózniowa (9) sluzaca do wytwarzania podcisnienia w rurze (3) tak, aby podniesc górny poziom metalu w rurze (3) powyzej najwyzszego punktu okreslonego przez zagiecie rury, oraz urzadzenie regulujace i zmieniajace wartosc podcisnienia, w celu regulacji i kontroli natezenia przeplywu cieklego metalu.

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze nizszy zbiornik (4) lub kanal jest usytuowany na poziomie mozliwie najnizszym tak, ze w rurze (3) powstaje gwaltowny ruch turbulentny opadajacego metalu z jej wierzcholka, a ze powietrze w rurze (3) zostaje rozrzedzone, powoduje to uwolnienie gazów rozpuszczonych w cieklym metalu.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze rura (3) znajduje sie wewnatrz pieca (la).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze dolny zbiornik (4) lub kanal jest usytuowany wewnatrz pieca (la).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze dolny zbiornik (4) lub kanal stanowi tygiel posredni w którym zanurzony jest odpowiedni koniec rury (3), przy czym posredni tygiel polaczony jest 'od góry z kana¬ lem (6), który prowadzi do tygla (7), umieszczonego nad krystalizatorem do ciaglego odlewania.KI. 31b2, 11/10 71 175 MKP B22d 11/10 C)-// CZY TELNIA Urzedu Patentowego Polskitj beczfposRjli ej LunonrejKI. 31b2, 11/10 71 175 MKP B22d ^1/10 J***VM ^°-*s.K i ""¦Ki 4i In^TT Ci"x' »r 7 HT XX\\xX\\\ v Fh 9-2 Prac Poligraf. UP PRL. Naklad 120 + 18 egz. Cena 10 zl* PL PL