SE449790B - Anordning vid smeltugnar - Google Patents

Description

15 20 30 449 790 Vid kända ugnar av den ovan angivna typen användes van- ligen elektromagnetiska eller keramiska cirkulationspumpar för förbättring av strömningsrörelserna. Dessa pumpar har emellertid de olägenheterna, att anskaffningspriset är högt och/eller att det erforderliga underhållet är tidsödande och dyrbart.

Huvudändamàlet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en anordning vid smältugnar av den inledningsvis angivna typen, vilken möjliggör pumpning av smält metall från ett huvudrum till ett sidorum och vilken är billig att till- verka och ger stor driftsäkerhet, så att dyrbara reparationer och driftuppehåll kan undvikas i mycket stor utsträckning. Det- ta ändamål uppnås genom att anordningen ges de kännetecken, som framgår av patentkraven.

Genom att pumprummet är försett med organ för cyklisk va- riation av trycket i pumprummet mellan ett övertryck och ett undertryck i förhållande till trycket i huvudrummet och flö- desbegränsande organ är anordnade vid pumprummets öppningar, kan smält material insugas från huvudrummet och inpressas i sidorummet eller omvänt genom den cykliska tryckvariationen, vilken lätt kan åstadkommas medelst billiga och driftsäkra organ, t ex en fläkt och rörledningsventíler. Därigenom kan rundpumpning från huvudrummet genom pump- och sidorum till- baka till huvudrummet åstadkommas. Genom att de flödesbegrän- sande organen utgöres av kolvar, som glider på en glidyta vid pumphusets botten, kan kolvarna mycket lätt bytas ut utan driftstörningar, varigenom underhållskostnaderna blir mycket låga. Dessutom kommer endast få delar, t ex endast kolv och kolvstång, i beröring med smältan.

En utföringsform av anordningen enligt uppfinningen skall nu närmare beskrivas nedan med hänvisning till de bifogade rit- ningsfigurerna.

Pig. 1 visar schematiskt en smältugn av den inlednings- vis angivna typen.

Pig. 2 visar schematiskt i större skala pumprummet med flödesbegränsande organ enligt uppfinningen.

Pig. 3 visar schematiskt pumprummet enligt fig.2 anslu- tet till ett organ för alstring av över- och undertryck i pumprummet. 10 15 20 25 30 35 449 790 Den i fig. 1 i horisontell tvärsektion visade ugnen in- nefattar ett ugnsrum, som förutom av botten och lock (icke visade) begränsas av väggar 10-15. Ugnsrummet är medelst en mellanvägg 16 uppdelat i ett huvudrum 17 och ett sidorum 18.

Sidorummet står i förbindelse med huvudrummet genom en öpp- ning 19 i mellanväggen 16. Ugnsrummets ena sidovägg 15 är försedd med en öppningsbar lucka 20 för chargering av huvud- rummet med grovt aluminiumskrot. Vid ugnens motsatta sidovägg 11 är ett pumprum 21 anordnat, vilket står i förbindelse med huvudrummet och sidorummet genom öppningar 22 respektive 23 i sidoväggen 11. Smält metall kan sålunda cirkulera frän'fiuvud- rummet 17 genom pumprummet 21 till sidorummet 18 och tillbaka till huvudrummet, såsom antydes medelst pilar.

En utföringsform av pumprummet 21 enligt uppfinningen vi- sas i fig. 2 och 3 i horisontalvy respektive vertikalvy. I fig. 2 visas själva pumprummet med flödesbegränsande organ i form av två kolvar 24,25, vilka är anordnade att kunna till- sluta öppningarna 22,23 till huvudrummet respektive sidorum- met. Kolvarna är fastsatta på kolvstänger 26,27, vilka är för- skjutbart lagrade i lager 28,29 i pumphusets vägg 30 och anord- nade att kunna förskjutas mellan ett inskjutet läge, i vilket öppningarna är stängda av kolvarna,»och ett utdraget läge, i vilket öppningarna är öppna. I fig. 2 visas kolven 2H för hu- vudrummets öppning i stängt läge och kolven 25 för sidorummets öppning i öppet läge. Förskjutningen av kolvstängerna 26,27 sker medelst styrorgan 31, som är schematiskt visade i fig. 3.

Kolvarna 2H,25 är anordnade att ligga på pumprummets botten 32 och att glida i spår 33,3M i denna botten. Dessa spår lutar från pumprummets mitt mot öppningarna 22,23, vilka är anordnade nedtill i ugnsrummetssidovägg 11. Detta visas tydligare i fig. 3 för spåret 3H.

Såsom visas i fig. 3 är pumprummet försett med ett lock 35, så att ett slutet rum bildas. Detta slutna rum står genom en rörledning 36 i förbindelse med en fläkt 37. Rörledningen är invid fläkten uppdelad i två grenar 38,39, av vilka den ena 38 är ansluten till fläktens insugningssida H0 och den andra 39 är ansluten till fläktens utblåsningssida H1. Fläk- tens insugningssida HO är vidare genom en rörledning H2 och ett luftfilter H3 förbunden med den omgivande atmosfären, och 10 15 20 25 30 35 449 790 . ...4--. fl... fläktens utblåsningssida 41 är även förbunden med en rörledning 44 för utblåsningsluft från fläkten. Rörledningarna 38,39, 42,44 är invid fläkten försedda med trottelventiler 45,46,47 respektive 48, vilka kan omställas medelst ett tryckluftdrivet styrorgan 49 för stängning respektive öppning av de olika rör- ledningarna. Ventilerna är kopplade parvis, så att fläktens insugningssida 40 är ansluten till rörledningen 36 till pump- rummet och fläktens utblåsningssida 41 är ansluten till rör- ledningen 44 för bortledning av utblåsningsluft från fläkten eller alternativt fläktens utblåsningssida 41 är anslutgn_ till rörledningen 36 till pumprummet och fläktens insugnings- sida 40 är ansluten till atmosfären genom luftfiltret 43. I det förstnämnda fallet âstadkommes ett undertryck i pumprummet i förhållande till trycket i huvudrummet, aflxidet sistnämnda fallet, vilket illustreras i fig. 3, åstadkommas ett övertryck i pumprummet. övertrycket respektive undertrycket kan lämpli- gen vara av storleksordningen 0,2 atmosfärer i förhållande till trycket i pumprummet. 5 Pumprummet är vidare försett med en flottöranordning med en i vertikal led rörlig flottörkropp 50, vilken är förbunden med en styrstång 51, som är förskjutbart lagrad i pumprummets lock 35. Styrstångens övre ände är försedd med ett indikator- organ 52, vilket är anordnat att samverka med en nedre och en övre impulsgivare 53,54 för indikering av en minimum-nivå respektive en maximum-nivå hos smältan i pumprummet.Flottör- kroppen 50 och styrstången 51 med indikatororganet 52 visas i fig. 3 i ett mellanläge.

Impulsgivarna 53,54 är anslutna till en icke visad styr- anordning, vilken styr trottelventilerna 45-48 vid fläkten 37 och kolvarna 24,25 i pumprummet i beroende av flottörkroppens 50 läge på följande sätt.

När flottörkroppen 50 när det undre läget (minimum-nivån), omställes trottelventilerna 45-48, så att ett undertryck åstad- kommes i pumprummet, och förskjutes kolvarna 24,25, så att öpp- ningen 22 till huvudrummet frilägges och öppningen 23 till si- dorummet stänges. Härigenom kommer smält metall att insugas från huvudrummet i pumprummet, varvid flottörkroppen förskju - tes uppåt. När flottörkroppen när det övre läget (maximum- nivån), omställes trottelventilerna, så att ett övertryck J» 10 15 25 30 35 449 790 ástadkommes i pumprummet, och förskjutes kolvarna, så att öpp- ningen till huvudrummet stänges och öppningen till sidorummet frilägges. Härigenom kommer smält metall att inpressas i sido- rummet, varvid flottörkroppen skjunker nedåt, tills den når det undre läget (minimum-nivån), varefter förloppet upprepas.

Förskjutningsrörelserna hos kolvarna åstadkommes genom att kolvstängerna 26,27 skjutes fram och tillbaka av styrorganen 31, vilka liksom styrorganet 49 för trottelventilerna vid fläkten lämpligen är tryckluftdrivna.

Genom den cykliska variationen av trycket i pumpremmet kommer smält metall att insugas från huvudrummet och inpressas i sidorummet, vilket befrämjar cirkulationen avsmält metall mellan huvudrummet och sidorummet. Den cyklíska växlingen av trycket kan ske med en frekvens av 2-3 perioder per minut, vilket vid en volym i pumprummet av i-2 m3 ger en pumpkapaci- tet av omkring 5ton aluminium per minut.

Kolvarnas ytterskikt bör bestå av ett material, som är mjukare än materialet vid öppningarna till huvudrummet respek- tive sidorummet. Eftersom kolvarna skall ligga på pumprummets botten, bör de ha en täthet, som är lika med eller något stör- re än den smälta metallens täthet, eftersom kolvarna annars skulle flyta upp till ytan. För att kolvarnas anliggningstryck mot pumprummets botten skall vara så litet som möjligt, vilket ger ett litet slitage och sålunda minskar underhållskravet, bör kolvarna tillsammans med de i smältan nedsänkta delarna av kolvstängerna ha en täthet, som endast obetydligt över- stiger smältans täthet. Kolvarna tillverkas därför lämpligen med ett ytterhölje av keramik, som är lättare än smält alumi- nium, och med en kärna av stàl, som är tyngre än smält alumi- nium. De olika delarna dimensioneras så, att det ovan angivna kravet uppfyllas vid den smälta, som skall passera genom pump- rummet. För olika smältor kan sålunda olika kolvar erfordras.

Det är vidare lämpligt att förse«de för kolvarna avsedda spå- ren i pumprummets botten med glidkskikt av lämpligt material, så att friktionen ytterligare nedbringas. _ Genom inmatningen av smälta fràn pumprummet till sidorum- met blir det_även möjligt att höja och sänka nivån i sidorum- met i viss utsträckning. Härigenom kan man åstadkomma, att smältan i sidorummet höjes upp till en tratt, genom vilken 10 15 20 25 30 35 449 790 klent gods nedmatas i sidorummet. Detta förbättrar omrörning- en i sidorummet och förhindrar att spån och liknande blir kvar på smältans yta och där bildar klumpar, som icke genast smäl- ter.

Användningen av kolvar, som styres medelst kolvstänger, gör det vidare möjligt att anordna rörledningar för inmatning av tillsatsämnen eller gaser i smältan. Det är t ex fördelak- tigt att förse kolvstången 27 till kolven 25 vid öppningen till sidorummet med en längsgående, invändig kanal, som myn- nar i kolvens spets,vilken då kan bestå av en porös ändplugg.

Genom denna kanal kan t ex klorgas tillföras smältan i sido- rummet för klorering av smältan. Klorering tillgripes för att avgasa smältan och för att rena smältan från oxider samt för att sänka halten av vissa legeringsämnen, t ex magnesium. Även om endast en utföringsform av anordningen har visats och beskrivits, är det uppenbart, att många modifikationer och variationer är möjliga inom ramen för uppfinningstanken. De flödesbegränsande organen behöver t ex icke bestå av kolvar utan kan utgöras av plattor eller skivor, som kan manövreras på sådant sätt, att de i större eller mindre utsträckning täcker öppningarna mellan pumprummet och huvudrummet respekti- ve sidorummet. De flödesbegränsande organen behöver icke hel- ler fullständigt täcka öppningarna, utan ett visst läckage kan tillåtas, men detta nedsätter då pumpanordningens effektivitet.

Alternativt kan.flödesbegränsningen vid öppningen mellan pump- rummet och sidorummet åstadkommas genom att nämnda öppning gö- res mindre än öppningen mellan pumprummet och huvudrummet, så att mindre mängd smält metall per tidsenhet inströmmar från sidorummet än från huvudrummet vid undertryck i pumprummet.

Endast öppningen mellan pumprummet och huvudrummet behöver då förses med ett manövrerbart flödesbegränsningsorgan. Denna lösning har emellertid den olägenheten, att pumpanordningens kapacitet nedsättes något. Ugnsrummen och öppningarna mellan dessa kan även utformas och anordnas så, att allt material chargeras i sidorummet. Om de flödesbegränsande organen ut- göres av kolvar, kan dessa vara något lättare än smältan och ligga an med översidan mot en glidyta ovanför kolven i pump- rummet. Tryckvariationen i pumprummet kan slutligen åstadkom- 449 790 mas på många andra sätt än genom användningen av en fläkt, t ex genom variation av pumprummets volym , och automatikcykeln kan styras av tidreläer, varvid nívågivarna endast ger gränsvärden, t ex maximum- och minimum-värden.

Claims (10)

10 15 20 25 35 w 449 790 .t.\..-.,.-... ,.... Patentkrav

1. Anordning vid smältugnar av den typ, som innefattar ett huvudrum (17): ett sidorum (18), vilket står i förbindelse med huvudrummet genom en öppning (19) i en ugnsvägg (16); och ett tillslutet pumprum (21), vilket står i förbindelse med såväl huvudrummet som sidorummet genom öppningar (22,23) i en ugnsvägg (11) och vilket är försett med organ för pumpning av smält material från huvudrummet genom pump- rummet till sidorummet eller omvänt, k ä n n e-t e c k_;fl n a d av att pumprummet (21) är försett med organ (36-49) för cyklisk variation av trycket i pumprummet mellan ett övertryck och ett undertryck i förhållande till trycket i huvudrummet (17) och att manövrerbara flödesbegränsande organ (24,25) är anordnade vid pumprummets öppningar (22,23), så_att vid undertryck i pumprummet (21) smält material insuges i pumprummet huvudsakligen från det ena (17) av de tvâ övriga rummen (17,18) och vid övertryck i pumprummet smält material utpressas från pumprummet huvud- sakligen in i det andra (18) av de två övriga rummen (l7,l8).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att organet för variation av trycket i pumprummet (21) innefattar en fläkt (37), vilken är inkopplad i ett rörsys- tem (38-44), som är anslutet till pumprummet (21) genom en rörledning (36), i vilken över- eller undertryck kan åstad- kommas.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att de flödesbegränsande organen utgöres av för- skjutbara kolvar (24,25), vilka är anordnade att åtminstone delvis tillsluta öppningarna (22,23) mellan pumprummet (21) och nuvudrummet (17) respektive sidorummet (18), varvid kolven (24) vid öppningen (22) till huvudrummet är anordnad att hålla denna öppning öppen vid undertryck och stängd vid övertryck i pumprummet och kolven (25) vid öppningen (23) till sidorummet är anordnad att hålla denna öppning öppen vid övertryck och stängd vid undertryck i pumprummet. m» 10 20 25 30 35 449 790

4. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att de flödesbegränsande organen utgöres av förskjutbara kolvar (24,25), vilka är anordnade att åtmins- tone delvis tillsluta öppningarna (22,23) mellan pumprummet (21) och huvudrummet (17) respektive sidorummet (18), var-' vid kolven (24) vid öppningen (22) till huvudrummet är anordnad att hälla denna öppning stängd vid undertryck och öppen vid övertryck i pumprummet och kolven (25) vid öpp- ningen (23) till sidorummet är anordnad att hålla denna öppning stängd vid övertryck och öppen vid undertryck i_v_ pumprummet. .

5. Anordning enligt krav 3 eller 4, k ä n n é t e c k - n a d av att kolvarna (24,25) är anordnade att glida på en glidyta vid pumprummets botten (32) vid förskjutning mellan stängt och öppet läge och att kolvarna har väsentligen sam- ma täthet som det smälta materialet i pumprummet, så att kolvarnas anliggningstryck mot glidytan i pumprummet är mycket lågt.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e o k n a d av att kolvarna (24,25) består av ett material, som är mjukare än materialet i ugnsväggen (ll) vid öppningarna (22,23) mellan pumprummet (21) och huvudrummet (17) respektive sidorummet (18). '

7. Anordning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k - n a d av att kolvarna (24,25) består av ett hölje av kera- mik och en kärna av stål, varvid höljet och kärnan är så dimensionerade, att kolvarna totalt får en täthet, som är obetydligt större än smältans täthet.

8. Anordning enligt något av kraven 3-7, k ä n n e - t e c k n a d av att glidbanor för kolvarna (24,25) är anordnade i form av spår (33,34) i pumprummets botten (32) och att dessa spår lutar nedåt och smalnar av mot öppning- arna (22,23), så att kolvarna styres mot öppningarna.

9. Anordning enligt något av kraven 3-8, k ä n n e - t e c k n a d av att kolvarna (24,25) styres medelst kolv- stänger (26,27) och att åtminstone den ena kolvstángen är försedd med en inuti kolvstangen i dennas längdriktning -\ 449 790 10 löpande rörledning, vilken mynnar i kolven, för införing av ett tillsatsämne i smältan.

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att rörledningen i kolven mynnar i en ändplugg av poröst material, så att gas kan insprutas från rörledningen in i v smältan. ...4...._,- e . (lb