SE434806B - Eldfast slitdel - Google Patents

Description

82025024: 10 'l5 20 25 30 35 2 vid slidplattans undersida. Dock kan gastillförseln till den gasgenomträngliga insatsen ske även genom en öppning i slid- plattans övre yta. _ När mynningen ligger i undersidan av slidplattan vid en treplattsslid (d.v.s. med två stationära platt0r och en mellanliggande rörlig slidplatta), leds gasen till den gas- genomträngliga insatsen medelst en kanal genom en tillförsel i den undre fasta plattan. Denna kanal kan företrädesvis så- som gastillförsel till den gasgenomträngliga insatsen lika- ledes vara informad i den eldfasta betongen.

Användningen av gasgenomträngliga insatser, som är informade i eldfasta delar av två- eller treplattsslidför- slutningar av eldfast betong, har betydelse i synnerhet för förhindrande av infrysning av förslutningarna genom stelnande av metallen. Som gas används helst en inert gas, t.ex. argon eller kväve. ' ' Utformningen enligt uppfinningen, vid vilken en gas- genomtränglig eller porös insats är informad i en del av eld- fast betong, t.ex. genom gjutning och eventuellt vibrering o.d., ger en utomordenligt god bindning mellan den gasgenom- trängliga insatsen och den eldfasta betongen, varvid över- raskande nog ingen väsentlig nedsättning.av den gasgenomträng- liga eller porösa kroppens gasgenomtränglighet inträffar.

Uppfinningen beskrivs närmare i samband med bifogade ritningar.

Figur l är ett schematiskt tvärsnitt av en mittplatta av en slidventil med 3 skivor, och som omfattar ett gasgenom- trängligt inlägg infört enligt föreliggande uppfinning.

Figur 2 är en planvy av plattan i figur l.

Figur 3 är ett tvärsnitt av en slidventil med tre skivor för ett kärl för metallsmälta och visar ett sjunde ut- förande av en mittplatta enligt uppfinningen, som omfattar ett gasgenomträngligt inlägg inlagt i skivan, som visas i öppet läge.

Figur 4 är ett tvärsnitt, som motsvarar figur 3 och visar mittplattan eller skjutluckan i delvis stängt läge.

Figur 5 är ett tvärsnitt motsvarande figur 3 och visar skjutluckan i mitten i stängt läge. 10 15 20 25 30 35 82025024: 3 Figur 6 är ett tvärsnitt av en slidventil med 2 ski- vor, som omfattar ett åttonde utförande av uppfinningen, näm- ligen en skjutlucka med ett gasgenomträngligt inlägg infört däri.

Figur 7 är ett tvärsnitt av ett ett munstycke, som innehåller ett gasgenomträngligt inlägg i metalltappassagen på ett kärl för en metallsmälta.

Figur 8 är ett schematiskt snitt, som visar framställ~ ning av utförandet enligt figur 7. W ' Figur 9 är ett tvärsnitt längs linjen XXII - XXII på figur 8 av det gasgenomträngliga inlägget enligt figur 8.

Nedan anges exempel på eldfasta murverk, som t.ex. kan användas till slitdelar, som beskrivits ovan, och för framställning av eldfasta delar med gasgenomträngliga inlägg, speciellt fördelar av slidventiler på kärl, som innehåller metallsmälta. _ Exemgel l 80 viktprocent av en blandning, som innehåller 40 vikt- procent Al2O3 och har en kornstorlek från 0 till 5 mm blandas med 20 viktprocent smält aluminiumoxidcement innehållande 40 viktprocent Al2O3, och 12 liter vatten tillsättes per l00 kg torr blandning.

För framställning av en slitdel hälla denna blandning i en form och vibrationskompakteras, om så erfordras. När mur- verket satt sig tillräckligt, tas murverksdelen ut ur formen, får stå och härda och torkas.

Exemgel 2 80 viktprocent Guyana-bauxit innehållande 88 viktpro~ cent Al2O3 och med kornstorleken 0 till 5 mm blandades med 20 viktprocent aluminiumoxidcement innehållande 70 viktprocent Äl2O3, och 10 liter vatten tillsattes per 100 kg torr bland- ning. Denna blandning behandlades vidare enligt exempel 1.

Men om skivorna skall användas vid gjutning av stål med smältpunkter över l500°C, som gjuts vid temperaturer 500 till 60°C över deras smältpunkter, är de förhållanden, som skivorna måste tåla, mycket svårare, och vill man förvissa sig om en garanterat säker funktion, måste speciella kompo- sitioner användas. 8202502-4 10 l5 20 25 30 35 4 Dessa förhållanden består i mycket svåra mekaniska, erosiva och kemiska korrosionsangrepp på kanterna av skivor- nas tapppassager med extrem värmechock, då skivorna, innan gjutningen startar, har en temperatur av endast ZOOOC till 3oo°c. _ Vid sådana mycket allvarliga förhållanden föredrar man, att använda eldfasta murverk, som innehåller från 5 till 8 viktprocent av ett aluminiumoxidcement, 2,5 till 4 viktpro- cent av ett pulvriserat eldfast material (med en partikelstor- lek under 50 mikrometer och företrädesvis under l mikrometer), såsom kaolin eller bentonit, finmald kiseldioxid, finmald «aluminiumoxid, finmald magnesiumoxid, finmald kromit eller finmald forsterit, 0,01 till 0,30 viktprocent av ett medel, som ökar blandningens flytbarhet och innehåller ett alkali- metallfosfat, alkalimetallpolyfosfat, alkalimetallkarbonat, alkalimetallkarboxylat eller alkalimetallhumat och från 87,7 till 92 viktprocent av minst en eldfast blandning, helst med en kornstorlek, och hållet passerar en sikt med 10 mm maskvidd, varvid om- kring 25 % passerar en sikt med maskvidden 0,5 mm. Den eld- fasta blandningen kan bestå av bränd eldfast lera, bauxit, som inte överstiger 30 mm, och som helst helt cyanit, sillimannit, andalusit, korund, tabulär aluminium- oxid, kiselkarbid, magnesiumoxid, kromit eller zirkonsand eller blandningar av dessa.

Ett exempel på sådant murverk är följande: Exempel 3 87,8 till 92 viktprocent tabulär aluminiumoxid med kornstorleken 0 - 6 mm blandas med 5 till 8 viktprocent alu- miniumoxidcement innehållande omkring 80 viktprocent Al203, 2,5 - 4 viktprocent finmald aluminiumoxid och 0,01 till _0,3 viktprocent alkalimetallpolyfosfat. 5 liter vatten till- sättes per 100 kg torr blandning. Blandningen hälls i formen och kan vibrationskompakteras.

Figurerna l och 2 visar en 3-skivig slidventils mitt- skiva 112 av eldfast murverk, i vilken ett gasgenomträngligt inlägg 156 är inlagt. Inlägget 156 kan vara en porös kropp, som består av en grovkornig massa av korund eller mullit sint- rad med en liten kvantitet bindemedel och med en 10 15 20 25 30 35 8202502-"4 5 gasgenomtränglighet av minst 100 nano perm.

Huvudkomponenten i skjutluckan 112 är en pressadeller gjuten kropp 200, som innehåller ett rektangulärt centralt fönster 201. Med hänsyn till den relativt korta tid en gjut- ning tar (från det att man fyller tills kärlet är helt tömt) uppvärms denna kropp endast till en relativt låg temperatur, t.ex. mellan 400 och 50000 ( vid stålgjutning, som värmer tappassagens Väggur till över 150000.) Det är därför inte absolut nödvändigt, att tillverka kroppen 200 av eldfast mate- rial. Det är viktigare, att man väljer ett material, som är särskilt dimensionsstabilt och okänsligt för temperaturchocker av angivet slag, så att kroppen 20 kan fungera som en hållbar ram till skjutluckans 112 aktuella gjutdel.

Fönstret 201 omfattar ett organ 202, som är lika tjockt som kroppen 200, men med ett litet spelrum i fönstret 201, så att det lättare kan bytas ut.

Organet 202 har avfasade kanter 203 och en ingjuten cylindrisk hylsa 205, som bildar tappassagen 106 för metallen genom skjutluckan. Hylsan kan tillverkas genom pressning och bränning eller genom gjutning av en mycket eldfast massa. Utan att det i högre grad ökar kostnaderna för en skjutlucka, kan hylsan bestå av ett material av högsta kvalitet såsom zirkon- sand, som kan standardiseras till format och form och kan ut- göra endast en liten del av skivans hela volym.

Organet 202 består av eldfast murverk av en kvalitet, som bör väljas så, att den tål den aktuella metallsmältans angrepp. I allmänhet motsvarar ett murverk enligt exempel 3 kraven. Om organet 205, som föredrages, används kan 202 vara av lägre kvalitet som i exempel 1 och 2 ovan.

Organet 202 innefattar det gasgenomträngliga inlägget 156 infört däri och stött av en metallskiva 182 med en öppning 188, som står i förbindelse med en öppning 189 i ena änden av ett metallrör 180, vars andra ände öppnas mot ett fördelninge- rum 208 i botten av det gasgenomträngliga inlägget 156.

Det gasgenomträngliga inlägget 156, röret 180 och metallskivan 182 sätts ihop och limmas eller fogas på annat sätt samman, som framgår vid 209 innan det eldfasta murverket gjuts i. 820250241 UI 10 15 20 25 30 35 6 Figurerna 3, 4 och 5 visar en 3-skivig slidventil, där skjutluckan 112 motsvarar skjutluckan på figurerna l och 2. De fasta skivorna markeras 110 och lll.

Den undre fasta skivan lll är anbragt i en stödrænl3l i en beredd brukbädd l3l'. Metalltappassagen genom den 3-ski- viga slidventilen betecknas vanligen 106, men hylsan, som in- fordrar tappassagen, har eliminerats. _ På sin övre sida har den undre fasta skivan lll ett urtag 154, som står i förbindelse med en tilloppskanal 155, och med en anslutande gasledning 157, som förser det gas- genomträngliga inlägget 156 med gas. Då ventilen är vidöppen, som på figur 16, kan ingen gas komma in.

Men då ventilen är delvis stängd, som på figur 17, är gasinloppsöppningen delvis inte täckt, och en viss gasmängd passerar redan intill tappassagen 106.

Slutligen, då ventilen är helt stängd, som på figur 18, är gastilloppet inte alls täckt, och gasen strömmar med maximal hastighet in i tappassagen 106.

I Urtaget 154 är så anbragt i den undre fasta skivan lll och har sådan längd, att under skjutluckans 112 stängnings- rörelse påbörjas gastillförseln till det gasgenomträngliga in- lägget 156 genom gasledningen 157, gaskanalen 155, urtaget 154 och röret 180, när det gasgenomträngliga inlägget 156 kommer in i tappassagen 106, och tillförsel av gas med full hastig- het till det gasgenomträngliga inlägget 156 garanteras, då skjutluckan 112 befinner sig i stängt läge.

Figur 6 är ett utförande av en 2-skivig slidventil i vilken 165 visar en skjutlucka, som samverkar med en fast skiva 169, som tillföres gas genom en kanal 183 och en gastillförselled- som i sin undersida är försedd med ett urtag 177, ning l83a.

Den 2-skiviga slidventilen bildar en_metalltapppassage 106. Skjutluckan 165 innehåller ett gasgenomträngligt inlägg 156, som får gas genom en kanal 179 och ett fördelningsrum 178.

Fördelningsrummet 178 täcks av en metallskiva l78a. Gasen in- ledes på samma sätt, som beskrevs för den 3-skiviga slidven- tilen på figurerna 3, 4 och 5.

Den fasta skivan 169 sitter i en hållare 174 och är inbäddad i bruk 176. 10 15 20 25 30 35 820250244 7 Figur 7 visar en hâlsten 212, som hålls i läge i ett bruklager 2l3 i bottenteglet 54 i ett kärl för metallsmälta.

Alternativt kan brukskiktet 213 ersättas med ennmntel av eldfast filt eller keramiskt fibermaterial. För uppfin- ningens syfte är det särskilt lämpligt att fästa denna mantel på hålstenens eller hylsans 212 korade ytteryta, medan mur- verket gjuts. De så erhållna fördelarna är dubbla. Även om manteln ger mycket god tätning, kommer den inte att fastna på bottenteglets 54 innervägg. Det mer snabbslitna fodret 212 kan lätt avlägsnas, utan att bottenteglet 54 skadas, medan á andra sidan det förtillverkade förbandet mellan manteln och fodret garanterar såväl rätt placering av fodret, som att manteln lätt kan avlägsnas när fodret 212 tas ut.

Det är väsentligt, att fodret 212 består av eldfast murverk, eftersom driftsäker användning av en sådan mantel, som bildar ett skikt av konstant tjocklek på fodrets 212 periferiyta, kräver kontroll av, att snäva toleranser inne- hålles i alla dimensioner och vinklar, då fodret framställes.

Detta kan garanteras, då man använder eldfast murverk. Er- farenheten har visat, att då bränt material används, kan så snäva toleranser inte hållas, utan att man kompletterar med kostnadskrävande efterarbetning.

Det eldfasta materialet av keramisk fiber och filt är företrädesvis 3 till 4 mm tjockt dess bulkvikt är 170 till 210 kg/m3 t.ex. 192 kg/m3 och fibergrovleken är omkring 3 till 4 mikrometer. Materialet kan företrädesvis pressas sam- man till halva tjockleken. Om slidventilen skall användas vid gjutning av metallsmältor vid temperaturer upp till omkring 1260°C, bör en lämplig filt innehålla omkring 52 viktprocent SiO2 och 48 viktprocent Al2O3. Vid högre temperaturer upp till omkring l500°C tillråds en filt baserad på ett kromalu- miniumsilikat med en halt av 54,5 viktprocent SiO2, 42,3 vikt- procent Al2O3 och 3,2 viktprocent Cr2O3 och en smältpunkt över 1e5o°c.

Fodret 212 innehåller ett gasgenomträngligt inlägg 215, som företrädesvis omges av en metallcylinder 216, som lämnar ett spelrum som bildar ett gasfördelningsrum 217.

Cylinderns ände 216 ligger tillräckligt långt från -g 82025024| 10 15 20 25 30 35 8 metalltappassagen 55 för att vara skyddad genom den isoleran- de effekten av det eldfasta murverket. En gaskanal 218 är an- ordnad, och kan bildas av ett ingjutet (icke visat) rör eller kan borras upp i teglet. Gasen kan sedan tillföras till det porösa inlägget genom ett rör 219 beläget mellan skänkelns botten och dess tegelinfodring och gå ut genom bottnen 52 på utsidan av skivans ram_58. Om det är att föredraga, kan röret 219 också vara anbragt mellan bottnen 52 och ramen 58 över den fasta skivan 67. _ Fodret 212 kan enligt figur 8 framställas i en form 222 genom gjutning med hjälp av kärnorna 220 och 221. Kärnan 220 införes genom botten på den omvända formen 222 ochnætall- hysan 2l6 placeras tillsammans med inlägget 215 på metall- 7 skivan 2l6a, som bärs upp av kärnans koniska del 223. Om en mantel av eldfast filt skall läggas in mellan fodret 212 och hâlstenen för att täta, anbringas en förformad konisk filt- mantel 2l3a inuti formen. Sedan läggs kärnan 221 på kärnans 220 ände. Det eldfasta murverket hälls i formen och gjut- godset tas ut, när det satt sig, och förvaras tills det hård- nat helt. Slutligen framställes kanalen 218 genom uppborrning (se figur 7).

Figur 9 visar en speciell föredragen geometrisk ut- formning av det gasgenomträngliga inlägget 215. Detta har vanligen fyrkantigt tvärsnitt och avfasade kanter, så att det passar 1 det cyiinarisxa foaret 216. ne fyra så bildade hål- rummen utgör ett fördelningsrum 217. Förbindelsen mellan de olika hålrumen upprätthàlles med perifera spår 224 och 225.

' Exempel 4 Gasgenomträngliga eller porösa inlägg till slidventi- ler för gjutskänkar kan tillverkas på följande sätt: Ràmmerial: högren korund med en kornstorlek mellan 0,5 och 3 mm och mellan l och 3 mm.

Bindemedel: a) lera, som innehåller minst 43 % Al2O3: upp till 5 viktprocent (kornstorlek 0 till 0,25 mm). b) aluminiummonofosfat: upp till 1,5 viktprocent (50 %vatten- lösning).

Tegel kompakteras av denna blandning vid ett tryck av 500 till 600 kp/cmz, och de kompakterade massorna bränns 10 82025024» 9 sedan vid l600°C under minst fyra timmar.

Teglen har följande fysikaliska egenskaper: gasgenømtränglighet 500 till 700 nanoperm kailtryakhåiifasthet zso till 350 kp/cmz Några enkla förklaringar kan komma till nass: andelen öppna porer i volymprocent bestäms med "Washburn"- metoden. I det här sammanhanget påpekas att den genomträng- liga porvolymen kan vara endast en del av den totala porc- siteten.

Gasgenomträngligheten (enligt DIN 51 058) mäts i nanoperm. l nanoperm motsvarar 10-9 perm. En gasgenomträng- lighet av l perm definieras som gasflödet av l cm3 /cmz /sek med en tryckskillnad av l dyn/cm2 genom en l cm tjock genom- tränglig krøpp. då gasens viskositet är 1 poise.

Claims (7)

âåüåšüï-ä» l0 20 25 30 10 PATENTKRAV

1. Eldfast slitdel med åtminstone en genomloppsöppning och en gasgenomtränglig eller porös insats, i synnerhet för slidförslutningar vid metallsmältor innehållande kärl, k ä n n e t e c k n a d av att förslutningsdelen bildas av eldfast betong och att den gasgenomträngliga eller porösa insatsen (156) är informad i den eldfasta betongen.

2. Slitdel enligt patentkravet 1, t e c k n a d av att gastillförselskanalen till den gas- k ä n n e - genomträngliga insatsen (156) likaledes är informad i den eldfasta betongen.

3. Slitdel enligt patentkravet 1 eller 2, vilken utgör slidplatta i en slidförslutning med minst en stationärplatta, k ä n n e t e c k n a d av att den gasgenomträngliga in- satsen (156) och gastillförselsledningen är monterade på en metallplatta (182, l78a), som går jäms med slidplattans (112, 165) undersida.

4. Slitdel enligt patentkravet 3, t e c k n.a d av att gastillförseln till den gasgenomträng~ k ä n n e - liga insatsen (156) sker genom en öppning (188) i metall- plattan (182) vid slidplattans (ll2) botten.

5. Slitdel enligt patentkravet 3, t e c k n a d av att gastillförseln till den gasgenomträng- liga insatsen (156) bildas av en öppning i slidplattans (165) k ä n n e - översida.

6. Slitdel enligt patentkravet l eller 2, vilken bildar en över en slidplatta anordnad genomloppshylsa, k ä n n e - t e c k n a dl av att den hylsformiga gasgenomträngliga in- satsen (215) är ingjuten i gjuthylsans (212) mittdel.

7. Slitdel enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d av att den gasgenomträngliga insatsen (215) har ett hylsformigt plåtskal (216) och att det mellan in- satsens (215) utsida och plâtskalets (216) insida finns ett rum (217), som tjänar som gasfördelningskammare.