SK12012001A3 - Nárazová podložka odlievacej panvy - Google Patents

Description

Nárazová podložka odlievacej panvy

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka spracovania roztaveného kovu, predovšetkým ocele. Vynález sa týka najmä nárazovej podložky odlievacej panvy, t.j. predmetu zo žiaruvzdorného materiálu, ktorý sa vkladá na dno odlievacej panvy a dopadá naň prúd roztaveného kovu, ktorý sa do odlievacej panvy nalieva z lejacej'panvy. Tento vynález je užitočný najmä pri kontinuálnom odlievaní ocele.

Doterajší stav techniky

Medzinárodná patentová prihláška č. WO 96/14951 (FOSECO) uvádza nárazovú podložku odlievacej panvy, ktorej teleso zo žiaruvzdorného materiálu, schopné zniesť kontakt s roztaveným kovom v odlievacej panve. Nárazová podložka odlievacej panvy má základňu s nárazovým povrchom, vonkajšiu bočnú stenu, ktorá smeruje z nárazového povrchu kolmo nahor, a horný povrch, spojený s bočnou stenou, ktorý určuje otvor v tomto povrchu. Horný povrch má hornú kruhovú časť, ktorá je v podstate rovnobežná s nárazovým povrchom; medzi bočnou stenou a nárazovým povrchom a medzi bočnou stenou a vnútornou kruhovou časťou horného povrchu je takmer pravouhlý roh.

Patent USA č. 4 468 012 sa týka zariadenia na odstránenie vtrúsenín z roztaveného kovu, ktorý sa leje do odlievacej panvy. Toto zariadenie obsahuje dlhé bloky tepelne izolačného materiálu, ktorý sa pri teplote roztaveného kovu speká; tento materiál obsahuje anorganické čiastočky v organickom spojive, ktoré sa pri teplote roztaveného kovu rozkladá, a v tepelnoizolačnom materiále sa vytvárajú póry. V každom takomto dlhom bloku je kanál, ktorým sa privádza inertný plyn, prenikajúci cez póry v tepelnoizolačnom materiále do roztaveného kovu.

Patent USA č. 5 054 749 sa týka odlievacej panvy na kontinuálne odlievanie ocele, ktorá má stálu žiaruvzdornú vrstvu na plechovom ráme, definujúcom vonkajšiu stenu odlievacej panvy. V dne tejto odlievacej panvy je komora na rozvod vzduchu a pórovitá žiaruvzdorná doska, ktorá prečnieva a vyčnieva nad komoru. Z horného okraja odlievacej panvy a smerom nadol cez stálu žiaruvzdornú vrstvu do komory na rozvod plynu prečnieva kanál na privádzanie plynu.

-2Britská patentová prihláška č. 2164281A predkladá odlievaciu panvu používanú pri výrobe ocele s vymeniteľnou žiaruvzdornou výstelkou na vnútornom povrchu dna a bočných stien panvy, tejto žiaruvzdornej výstelky je pórovitá žiaruvzdorná kachlička, ktorej dlhšia os prechádza v podstate celou šírkou odlievacej panvy. V pórovitej kachličke je vložený perforovaný kanál na privádzanie inertného plynu, ktorý môže vychádzať z kachličky po celej šírke panvy a odstraňovať z ocele nežiadúce vtrúseniny. Kachlička má povrch v tvare rampy na odklonenie prúdiacej ocele v panve smerom nahor. Smerom po prúde od kachličky je v panve nárazová podložka.

Podstata vynálezu

Podľa prvého aspektu sa tento vynález týka podložky odlievacej panvy zo žiaruvzdorného materiálu, ktorá má základňu s nárazovým povrchom; tento pri používaní smeruje nahor a prúdi naň roztavený kov, ktorý sa nalieva na nárazovú podložku. Ďalej má bočnú stenu, ktorá aspoň na časti obvodu tohto povrchu tiež smeruje nahor. Aspoň časť vnútra a povrch bočnej steny sú pórovité, a nárazová podložka má zariadenie na privádzanie plynu na pórovité vnútro bočnej steny, aby tento plyn mohol z pórovitého povrchu bočnej steny prúdiť do roztaveného kovu.

Podľa druhého aspektu sa tento vynález týka stavebnicovej súpravy, z ktorej sa dá zmontovať nárazová podložka odlievacej panvy. Táto súprava má tieto časti:

a) základňa zo žiaruvzdorného materiálu s nárazovým povrchom, na ktorý prúdi roztavený kov, ktorý sa pri používaní leje na nárazovú podložku

b) obvodová bočná stena zo žiaruvzdorného materiálu, ktorá sa dá priamo alebo nepriamo upevniť na základňu tak, aby sa vytvorila aspoň čiastočná bočná stena * aspoň na časti obvodu nárazového povrchu.

Aspoň časť vnútra a povrchu bočnej steny je pórovitá; základňa a bočná stena obsahuje zariadenie na privádzanie plynu do pórovitého vnútra bočnej steny, ktorým sa do roztaveného kovu privádza z pórovitého povrchu bočnej steny plyn.

Podľa tretieho aspektu sa tento vynález týka odlievacej panvy na roztavený kov, ktorá má podlahu a bočné steny zo žiaruvzdorného materiálu, a otvor na vytekanie roztaveného kovu; odlievacia panva má nárazovú podložku podľa prvého aspektu tohto vynálezu, alebo je táto podložka zložená zo stavebnice podľa druhého aspektu, a umiestnená na podlahe odlievacej panvy.

r r r r

-3Najčastejšie sa používa inertný plyn, napr. argón alebo dusík; do roztaveného kovu sa privádza preto, aby z neho odstránil nežiadúce vtrúseniny.

Podľa štvrtého aspektu sa tento vynález týka metódy na odstraňovanie vtrúsenín z roztaveného kovu v odlievacej panve pomocou podložky podľa prvého aspektu, alebo je táto podložka zložená zo stavebnice podľa druhého aspektu; pri tejto metóde ide o privádzanie plynu do roztaveného kovu z pórovitej bočnej steny nárazovej podložky.

Výraz pórovitý má znamenať každé usporiadanie, v ktorom je aspoň časť bočnej steny schopná privádzať do roztaveného kovu plyn z vnútra bočnej steny. Póry, kanáliky alebo iné otvory v bočnej stene môžu mať v podstate ľubovoľný tvar - môžu mať napríklad okrúhly alebo podlhovastý prierez a teda tvar okrúhlych dierok alebo štrbín na povrchu bočnej steny. Pórovitosť bočnej steny môže napríklad tvoriť aj nepravidelná sieť pórov, alebo v podstate pravidelná štruktúra kanálikov.

Výhodou tohto vynálezu je, že nakoľko sa plyn do roztaveného kovu v odlievacej panve privádza z bočnej steny nárazovej podložky, môže vytvoriť okolo povrchu podložky (alebo okolo jeho časti) akúsi clonu z plynových bubliniek. Znamená to, že roztavený kov, ktorý sa nalieva na nárazovú podložku a následne z nej vyteká, bude prechádzať cez túto plynovú clonu, a navyše sa plyn dostane do styku s roztaveným kovom veľmi skoro po naliatí kovu do odlievacej panvy. Plyn je preto v styku s roztaveným kovom najdlhšie, ako je možné, a obyčajne ho roztavený kov pri vytekaní z nárazovej podložky nesie so sebou. Výsledkom obyčajne býva účinnejšie primiešanie plynu do kovu a tým napríklad účinnejšie odstránenie nežiadúcich vtrúsenín.

V niektorých variantoch tohto vynálezu je pórovitá aspoň horná časť nárazovej podložky. Je lepšie, keď je pórovitá aspoň časť hornej časti tejto bočnej steny.

Na bočnej stene môže byť lišta smerujúca dovnútra, umiestnená najlepšie v hornej časti bočnej steny (môže však tiež vyčnievať z boku bočnej steny). Pod smerovaním dovnútra rozumieme vyčnievanie aspoň nad časť nárazového povrchu nárazovej podložky. Najlepšie je, keď je aspoň stredná časť nárazového povrchu v podstate rovná, a pri používaní v podstate vodorovná. V takomto variante je uvedená lišta v podstate rovnobežná s rovinnou časťou nárazového povrchu.

-4Vo variantoch tohto vynálezu, u ktorých lišta smeruje dovnútra, je lepšie, ak aspoň časť pórovitej oblasti bočnej steny zasahuje aj časť tejto lišty, a to najlepšie aspoň jej horný povrch. Pórovitý môže byť napríklad celý horný povrch bočnej steny, vrátane horného povrchu lišty smerujúcej dovnútra. Napríklad, horná časť takejto lišty môže byť pórovitá, a jej dolná časť môže byť v podstate bez pórov. Pórovitá môže byť horná a dolná časť tejto lišty, a medzi nimi môže byť stredná časť, v podstate bez pórov.

Okrem toho (alebo namiesto toho), môže byť aspoň časť pórovitého úseku bočnej steny na bočnej stene medzi základňou a hornou časťou bočnej steny (napr. lišta) - t.j. aspoň časť pórovitého úseku bočnej steny môže byť na hlavnej časti bočnej steny. Aspoň časť vnútorného, resp. vonkajšieho povrchu bočnej steny môže byť pórovitá, a teda môže počas používania privádzať vzduch do roztaveného kovu.

Ako sme uviedli, druhým aspektom tohto vynálezu je stavebnicová súprava na zostavenie nárazovej podložky. Keď sa v tejto špecifikácii spomína základňa alebo bočná stena nárazovej podložky podľa prvého aspektu tohto vynálezu, rozumie sa tým, že sa tým spomína aj základňa alebo bočná stena v rámci stavebnice. Ďalej, ako sme tiež uviedli, v niektorých variantoch nárazovej podložky má bočná stena nahor prečnievajúcu lištu. Keď sa tento variant nárazovej podložky predkladá ako stavebnicová súprava podľa druhého aspektu tohto vynálezu, môže byť súčasťou lišty smerujúcej dovnútra aj časť bočnej steny, alebo môže obsahovať ďalšiu samostatnú časť, t.j. ďalšiu bočnú časť.

Zariadenie na privádzanie plynu dovnútra bočnej steny má jeden alebo viac kanálov. Výraz kanál sa používa vo význame rúra, vedenie, a pod. Takýto kanál (alebo kanály) je zvyčajne aspoň čiastočne perforovaný, aby plyn mohol unikať. Plyn sa preto zvyčajne privádza na celú pórovitú časť bočnej steny (pri variantoch, ktoré majú celú bočnú stenu pórovitú na celú bočnú stenu). Nárazová podložka teda obsahuje jeden alebo viac kanálov (napr. sieť kanálov) na prívod plynu na pórovitú bočnú stenu. Vo variantoch tohto vynálezu, u ktorých je bočná stena po celom obvode nárazového povrchu je v bočnej stene aspoň jeden kanál na prívod plynu, ktorý vedie po celej dĺžke steny (napríklad nekonečný kanál).

V nárazovej podložke je jeden alebo viac kanálov na prívod plynu na podložku. Počas používania je aspoň jeden kanál v odlievacej panve pripojený na príslušný kanál na nárazovej podložke. Kanál na prívod plynu v odlievacej panve môže byť s kanálom na prívod plynu v nárazovej podložke spojený napríklad v základni alebo na r ·

-5bočnej stene nárazovej podložky - podľa konštrukcie odlievacej panvy a usporiadania nárazovej podložky v nej. V usporiadaniach, kde je časť bočnej steny nárazovej podložky umiestnená vedľa bočnej steny odlievacej panvy môže byť kanál napojený napríklad na bočnej stene nárazovej podložky; v prípade, kedy je nárazová podložka umiestnená v určitej vzdialenosti od stien odlievacej panvy, je vhodnejšie napojiť kanál na základni nárazovej podložky. V takomto prípade môže byť napojenie kanála pod základňou nárazovej podložky; napojenie sa však obyčajne robí na boku základne nárazovej podložky, pričom kanál leží napríklad na dne odlievacej panvy v žiaruvzdornom bloku alebo pod žiaruvzdorným krytom. Kanál či kanály odlievacej panvy sú obyčajne napojené na zdroj plynu umiestnený mimo odlievacej panvy.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Teraz bude popísaný tento vynález pomocou nasledujúcich sprievodných obrázkov:

Obr. 1. Prierez kompaktnej nárazovej podložky v zmysle tohto vynálezu

Obr. 2. Prierez nárazovej podložky v zmysle tohto vynálezu, zloženej z dvoch kusov Obr. 3. Prierez nárazovej podložky v zmysle tohto vynálezu, zloženej z dvoch kusov Obr. 4. Prierez odlievacej panvy s nárazovou podložkou podľa tohto vynálezu

Príklad uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je prierez kompaktnej nárazovej podložky 1 vyrobenej z betónu. Nárazová podložka sa skladá zo základne 3 s nárazovým povrchom 5 smerujúcim nahor, na ktorý priteká roztavený kov, ktorý sa nalieva na nárazovú podložku, a z bočnej steny 7, ktorá smeruje nahor po obvode nárazového povrchu. Nárazová podložka má obyčajne tvar štvorca alebo obdĺžnika; je však samozrejme možné použiť aj iný tvar, napr. iné štvoruholníky alebo kruh. Homá časť 9 bočnej steny 7 je vytvorená z pórovitého betónu. Pri používaní sa kanálom na prívod plynu (nevidno ho) privádza do vnútra pórovitej časti 9 plyn, ktorý preniká touto pórovitou časťou a uvoľňuje sa ako clona z plynových bubliniek, vychádzajúca z horného povrchu bočnej steny nárazovej podložky. Na bočnej stene je lišta 11 smerujúca dovnútra, a homá časť tejto lišty je súčasťou časti pórovitej hornej časti 9 bočnej steny.

Na obr. 2 je podobná nárazová podložka ako na obr. 1, s pórovitou hornou časťou 9; táto nárazová podložka je však zložená zo stavebnice - dvoch hlavných častí, a to základne 13, ktorá sa skladá zo základne 3 a z dolnej časti bočnej steny 7, a

-6z časti bočnej steny 15, ktorá sa skladá z hornej časti bočnej steny, na ktorej je pórovitá horná časť 9 a časť 16 bez pórov. Uvedené dve časti stavebnice boli spojené a zlepené tak, aby vznikla nárazová podložka.

Na obr. 3 je nárazová podložka podobná ako na obr. 1 a 2, až na to, že táto nárazová podložka bola zložená zo stavebnice - troch hlavných častí; a má ďalšiu pórovitú časť na bočnej stene. Stavebnica sa skladá zo základne 17, dolnej časti bočnej steny 19 a hornej časti bočnej steny 15 (rovnaká ako na obr. 2): Uvedené časti boli spojené a zlepené tak, aby vznikla kompletná nárazová podložka. Na dolnej časti bočnej steny 19 je pórovitá oblasť 23, a na hornej časti bočnej steny je horná pórovitá časť 9 a dolná časť 16 bez pórov. Z vonkajšieho a vnútorného povrchu dolnej pórovitej časti 23 vychádza plyn, t.j. plyn prúdi do odlievacej panvy zvnútra aj zvonka. Spolu s hornou pórovitou časťou 9, kde plyn vychádza z hornej časti bočnej steny, je výsledkom (radiálne) hlbšia clona z plynových bubliniek okolo nárazového povrchu ako u nárazových podložiek znázornených na obr. 1 a 2.

Na obr. 4 je prierez odlievacej panvy 25 naplnenej roztavenou oceľou 27, v ktorej je nárazová podložka 1 v zmysle tohto vynálezu. Smer prúdenia roztavenej ocele z ponorenej prívodnej rúrky 29 na nárazový povrch 5 nárazovej podložky, cez plynové bublinky privádzané pomocou nárazovej podložky a smerom k otvorom 31a cez ne von je naznačený šípkami. Kanály na prívod plynu nie sú znázornené.

Claims (13)

1. Patentové nároky

   1. Nárazová podložka odlievacej panvy zo žiaruvzdorného materiálu, ktorá sa skladá zo základne, ktorej nárazový povrch pri používaní smeruje nahor a priteká naň roztavený kov, ktorý sa nalieva na nárazovú podložku, a z bočnej steny, ktorá aspoň na časti obvodu nárazového povrchu tiež smeruje nahor, vyznačujúca sa tým, že aspoň časť vnútra a povrch bočnej steny sú pórovité, a nárazová podložka má zariadenie na privádzanie plynu na pórovité vnútro bočnej steny; tento plyn sa do rozt.iveného kovu privádza z pórovitého povrchu bočnej steny.
2. 2. Súprava stavebnicových dielov na vytvorenie nárazovej podložky odlievacej panvy, vyznačujúca sa tým, že obsahuje:

   a) základňu zo žiaruvzdorného materiálu s nárazovým povrchom, na ktorý prúdi roztavený kov, ktorý sa pri používaní nalieva na nárazovú podložku

   b) obvodovú bočnú stenu zo žiaruvzdorného materiálu, ktorá sa priamo alebo nepriamo upevní na základňu tak, aby sa vytvorila aspoň časť bočnej steny aspoň po časti obvodu nárazového povrchu; aspoň časť vnútra a povrchu bočnej steny je pórovitá, a časť základne, resp. časť bočnej steny, obsahuje zariadenie na prívod plynu na pórovité vnútro časti bočnej steny, aby z pórovitého povrchu časti bočnej steny mohol plyn prúdiť do roztaveného kovu.
3. 3. Odlievacia panva na roztavený kov, ktorá má dno a bočné steny zo žiaruvzdorného materiálu, a výstupný otvor na roztavený kov, vyznačujúca sa tým, že táto odlievacia panva má na dne nárazovú podložku v zmysle nároku 1 alebo nárazovú podložku zloženú zo stavebnice v zmysle nároku 2.
4. 4. Spôsob odstraňovania vtrúsenín z roztaveného kovu v odlievacej panve pomocou nárazovej podložky odlievacej panvy v zmysle nároku 1, alebo nárazovej podložky zloženej zo stavebnice v zmysle nároku 2 vyznačujúci sa tým, že sa privádza plyn do roztaveného kovu z pórovitej bočnej steny nárazovej podložky.
5. 5. Nárazová podložka, stavebnicová súprava, odlievacia panva alebo spôsob v zmysle ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že pórovitá je len horná časť bočnej steny.
6. 6. Nárazová podložka, stavebnicová súprava, odlievacia panva alebo spôsob v zmysle ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že pórovitá je aspoň horná časť bočnej steny.
7. 7. Nárazová podložka, stavebnicová súprava, odlievacia panva alebo spôsob v zmysle ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že súčasťou bočnej steny je lišta smerujúca nahor.
8. 8. Nárazová podložka, odlievacia panva alebo spôsob podľa nároku 7, vyznačujúca sa tým, že súčasťou aspoň časti pórovitého úseku bočnej steny je aspoň časť uvedenej lišty.
9. 9. Nárazová podložka, stavebnicová súprava, odlievacia panva alebo spôsob v zmysle ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že súčasťou zariadenia na privádzanie plynu do vnútra bočnej steny je jeden alebo viac kanálov.
10. 10. Nárazová podložka, odlievacia panva alebo spôsob podľa nároku 9, vyznačujúca sa tým, že perforovaná je aspoň časť dĺžky kanála alebo kanálov.
11. 11. Nárazová podložka, stavebnicová súprava, odlievacia panva alebo spôsob v zmysle ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že sa ako plyn používa inertný plyn, najlepšie argón.
12. 12. Nárazová podložka, stavebnicová súprava, odlievacia panva alebo spôsob v zmysle ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov okrem nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že súčasťou odlievacej panvy je jeden alebo viac kanálov na privádzanie plynu na nárazovú podložku.
13. 13. Nárazová podložka, odlievacia panva alebo spôsob podľa nároku 12, v závislosti od nároku 9 alebo 10, vyznačujúca sa tým, že aspoň jeden kanál v odlievacej panve je napojený na príslušný kanál v nárazovej podložke.