SK283875B6 - Zariadenie na plynulé pridávanie pomocného lejacieho prostriedku v práškovej forme na hladinu taveniny v kokile na plynulé odlievanie - Google Patents

Abstract

Zariadenie na plynulé pridávanie pomocného lejacieho prostriedku v práškovej forme na hladinu taveniny v kokile na plynulé odlievanie má zásobník (1) na pomocný lejací prostriedok, závitkový dopravník (10), ktorý je v spojení so zásobníkom (1) a je vedený medzi spodnou stranou (14) medzipanvy (15) a hornou stranou (13) kokily (12) na plynulé odlievanie, a spätné potrubie (30) pomocného lejacieho prostriedku vedúce od konca závitovkového dopravníka (10) späť do zásobníka (1), a ďalej viac odoberacích miest (19) nad hladinou (18) taveniny vo forme odoberacích šachtíc (20) spojených s vnútrom závitkového dopravníka (10). Dopravný výkon závitkového dopravníka (10) je najmenej dvojnásobkom odberu z odoberacích šachtíc (20). Na odoberanie šachtice (20) sú nasadené vymeniteľné nátrubky (28) z kovu taviaceho sa pri nižšej teplote ako kov taveniny, ktoré končia v odstupe nad hladinou (18) taveniny, umožňujúcim samoreguláciu na základe chicken-feeding princípu.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na plynulé pridávanie lejacieho pomocného prostriedku v práškovej forme na hladinu taveniny v kokile na plynulé odlievanie (kryštalizátora), so zásobníkom na pomocný lejací prostriedok, so závitovkovým dopravníkom, ktorý je v spojení so zásobníkom a je vedený medzi spodnou stranou medzipanvy a hornou stranou kokily na plynulé odlievanie, so spätným potrubím pomocného lejacieho prostriedku, vedúcim od konca závitovkového dopravníka späť do zásobníka, a s viacerými odoberacími miestami nad hladinou taveniny vo forme odoberacích šachtíc. spojených s vnútrom závitovkového dopravníka.

Doterajší stav techniky

Lejací prášok na plynulé odlievanie vytvára, ako je známe, na hladine taveniny niekoľko centimetrov hrubú vrstvu. V oblasti, ktorá je v styku s hladinou taveniny, sa tento prášok taví a tvorí trosku, ktorá sa usadzuje medzi stenu kokily a tuhnúci odliatok. Ešte sypká horná časť vrstvy lejacieho prášku pôsobí tepelnoizolačné a bráni príliš intenzívnej tepelnej strate horného konca odliatku.

Unášaním roztavenej trosky z lejacieho prášku dochádza k priebežnej spotrebe lejacieho prášku. Táto spotreba je od okolo 0,3 kg do okolo 0,8 kg na tonu ocele. Toto množstvo musí teda byť plynulé dopĺňané, pričom udržiavanie rovnomernej hrúbky vrstvy je pre kvalitu povrchu plynulého odliatku podstatné. O rovnomernosť je potrebné usilovať sa tak v zvislom, ako aj vo vodorovnom smere. Rovnomernosť v zvislom smere znamená dodržiavanie určitej hrúbky vrstvy počas celého času odlievania, aby sa zaistilo, že je práve k dispozícii dostatočné množstvo trosky. Rovnomernosť vo vodorovnom smere znamená rovnomernosť tejto hrúbky vrstvy po priereze odliatku, aby sa docielil rovnomerný izolačný účinok na každom mieste.

Východiskovým bodom vývoja bolo manuálne pridávanie lejacieho prášku. Rovnomernosť pritom stále nie je zaistená. Taktiež tento spôsob vyžaduje prítomnosť a stálu pozornosť obslužného personálu, venovanú celému viachodinovému lejaciemu sledu.

Už skôr boli vykonané pokusy automatizovať pridávanie pomocných lejacích prostriedkov pri plynulom odlievaní. Na tento účel sú známe dva odlišné spôsoby, a to zariadenie pracujúce pneumaticko-mechanicky alebo čisté mechanicky s dopravníkmi na jednej strane a na druhej strane zariadenia, ktoré pracujú pri využití gravitácie.

Pri jednom známom zariadení prvej skupiny vedie plochý dopravný kanál, prisadený k dolnému koncu zásobníka zboku, až nad kokilu na plynulé odlievanie. Pod zásobníkom sa nachádza rozdeľovači priestor plynov, do ktorého je vofukovaný vzduch, ktorý fluidizuje lejací prášok, nachádzajúci sa v kanáli, a robí ho schopným dopravy. Keď je vháňaný vzduch, dochádza teda k dopravovaniu zo zásobníka kanálom na hladinu taveniny v lejacej kokile. Keď sa vháňanie vzduchu zastaví, zastaví sa aj doprava lejacieho prášku. Riadenie sa uskutočňuje teplotnými snímačmi, ktoré sú uložené nad kokilou. Keď sa vrstva lejacieho prášku na hladine taveniny stenčí a izolačný účinok poklesne, stúpne teplota a vyvolá sa pridávanie prášku. K tomu teda nedochádza plynulé, ale prerušovane, podobne ako pri ručnom pridávaní. Preto sa pri opisovanom automatickom pridávaní prášku nedá očakávať zlepšenie povrchu odliatku vzhľadom na manuálne pridávanie prášku. To sa potvrdilo aj v praxi. Pneumaticko-mechanické dávkovacie zariadenia sa neosvedčili a nenašli uplatnenie v praxi.

Zariadenia, pracujúce čisté na princípe gravitácie, boli najskôr rovnako koncipované na použitie práškovitého lejacieho prostriedku. Zo zásobníka vedie naklonená pridávacia rúrka až nad hladinu taveniny. Vypúšťaný prášok tvorí na hladine taveniny sypný kužeľ, ktorý vystupuje až k spodnému koncu pridávacej rúrky. Potom už rúrkou nekíže žiaden prášok. Až keď je sypný kužeľ spotrebovaním znova vzdialený od spodného konca rúrky, sype sa nový prášok. Tento spôsob samočinnej regulácie sa nazýva „chicken feeding princíp“, pretože je rozšírený pri kŕmiacich automatoch. Ukázalo sa však, že touto metódou sa práškové lejacie prostriedky nedajú spoľahlivo ukladať, pretože aj pri strmo usporiadaných prívodných rúrkach (uhol > 30°) dochádza k upchávaniam.

Bolo preto potrebné pomocný lejací prostriedok granulovať. aby sa predišlo sklonu k upchávaniu. Granulátom sa dá zaistiť pridávanie čistým samotiažovým pôsobením funkčne spoľahlivejšie. Pri exaktnom regulovaní lejacej hladiny bola hrúbka vrstvy granulátu práve stále rovnaká a zaručilo sa rovnomerné izolovanie a konštantná prítomnosť trosky, zodpovedajúca špecifickej troskotvornej aktivite granulátu.

Požiadavky na kvalitu granulátu sú však vysoké. Ukázalo sa, že granuláty, ktorých pásmo zrnitosti bolo menej rovnomerné, viedli ako čisté prášky k upchávaniu v pridávacej rúrke. Použitie triedeného granulátu s úzkym pásmom zrnitosti znamená však výrazné hospodárske zaťaženie spôsobu.

Ak má mať plynulé pridávanie lejacích práškových granulátov hospodársky zmysel, je okrem toho nutné, aby mohol byť granulát pneumaticky dopravovaný a aby nemusel byť dopravovaný k lejaciemu zariadeniu vo vreciach alebo veľkých balíkoch pomocou podlahových dopravných prostriedkov alebo zdvíhacích zariadení na plnenie zásobníka. Len vtedy, ak je možné pneumatické dopravovanie, môže byť granulát dodávaný v cisternovom vozidle, môže byť fúkaný do sila stojaceho na podlahe hutníckej výrobne a majúceho značný užitočný objem, a odtiaľ byť dopravovaný pneumaticky do zásobníka, aby sa týmto spôsobom zaistilo plynulé uvedenie lejacieho prášku do pohotovosti bez dopravných manipulácií na lejacej úrovni, ktoré vyžadujú prídavné pracovné sily. Pneumatická doprava je teda, predovšetkým pri sekvenčnom liatí základná podmienka pre kontinuitu celého priebehu liatia a úsporu personálu.

Granuláty z lejacích pomocných prostriedkov, predovšetkým lejacieho prášku na plynulé liatie, ktoré dovoľujú pridávanie fungujúce samotné len pri pôsobení gravitácie, majú však, predovšetkým ak sa vyskytujú ako duté guľôčky, tak nízku pevnosť proti oderu, že môžu byť pri pneumatickej doprave zničené a dostávajú sa do zásobníka čiastočne ako prášok alebo úlomky. Potom dochádza k už uvedenému javu upchávania v pridávacej rúrke. Granulát sa teda okrem dôvodov hospodárnosti taktiež nehodí z technických dôvodov na realizovateľné dávkovanie lejacieho prášku.

Mnohé z uvedených problémov sú riešené v patentovom spise FR-A-2 463 397. Zariadenie obsahuje závitovkový dopravník, usporiadaný naprieč nad kokilou, s výstupnými dýzami, z ktorých vystupuje lejací prášok s podporou tlakového vzduchu. K podpore tlakovým vzduchom dochádza pri určitom časovom rytme alebo riadene podľa postupu plynulého odliatku, alebo pri zistení pretrhnutia troskovej vrstvy. Požiadavky na reguláciu a pneumatické vybavenie sú značné a vybavenie je pritom náchylné k po ruchám. Podpora tlakovým vzduchom sa neobíde bez vyvíjania prachu.

Podstata vynálezu

Vynález si kladie za úlohu zariadenie uvedeného druhu rozvinúť tak, aby uňho bolo možné vykonávať optimálne pridávanie lejacieho prášku jednoduchšími prostriedkami.

Tento cieľ je dosiahnutý zariadením na plynulé pridávanie pomocného lejacieho prostriedku v práškovej forme na hladinu taveniny v kokile na plynulé odlievanie (kryštalizátore), so zásobníkom na pomocný lejací prostriedok, so závitovkovým dopravníkom, ktorý je v spojení so zásobníkom a je vedený medzi spodnou stranou medzipanvy a hornou stranou kokily na plynulé odlievanie, so spätným potrubím pomocného lejacieho prostriedku, vedúcim od konca závitovkového dopravníka späť do zásobníka, a s viacerými odoberacími miestami nad hladinou taveniny vo forme odoberacích šachtíc, spojených s vnútrom závitovkového dopravníka, ktorého podstatou je, že dopravný výkon závitovkového dopravníka je najmenej dvojnásobkom odberu z odoberacích šachtíc, a na odoberacie šachtice sú nasadené vymeniteľné nátrubky z kovu, taviaceho sa pri nižšej teplote ako kov taveniny, ktoré končia v odstupe nad hladinou taveniny, umožňujúcom samoreguláciu prívodu práškového pomocného lejacieho prostriedku kolísaním výšky sypného kužeľa. Samoreguláciou kolísaním výšky sypného kužeľa sa tu rozumie, že prívodný nátrubok končí v odstupe nad hladinou tavenimy, ktorý umožňuje samoreguláciu na základe chicken-feeding princípu, pri ktorej sa sypný kužeľ spotrebou lejacieho prášku vzďaľuje od konca nátrubku a novým prisypávaním prášku znova vystúpi až ku koncu nátrubku, ako bolo vysvetlené.

Pokusy ukázali, že cirkulačné dopravovanie práškového pomocného lejacieho prostriedku s priebežným odoberaním potrebného podielu nad hladinou kúpeľa umožňuje spoľahlivú prevádzku, bez toho, aby dochádzalo k upchávaniu. Nevznikajú pritom žiadne lokálne zvýšenia tlakov, ktoré by mohli dať podnet k hutneniu práškovitého lejacieho prostriedku a k upchávaniu.

„Chicken-feeding princíp“ umožňuje vykonávať jednoduchším spôsobom automatické dávkovanie podľa potreby, a to bez vonkajších podnecovacích prostriedkov, ako tlakového vzduchu, a bez vyvíjania prachu.

Nastavenie dopravného výkonu na dvojnásobok odberu zaručuje pri daných prevádzkových podmienkach omnoho rovnomernejšie plnenie závitovkového dopravníka a tým i rovnomernejšie podmienky na jednotlivých odoberacích nátrubkoch, takže vystupujú rovnomernejšie množstvá a na jednotlivých odoberacích nátrubkoch je zaistené stále dopĺňanie.

Odoberacie nátrubky môžu byť vytvorené napríklad z hliníka. Vytvárajú ich dolným okrajom hranicu odoberacieho miesta, až ku ktorej sypný kužeľ vystúpi. Pri opotrebení sa odoberacie nátrubky jednoducho vymenia, práve tak ako v prípade, keď sa má prejsť na inú výšku sypného kužeľa, bez toho, aby sa musel výškovo prestavovať celý závitovkový dopravník nad kokilou na plynulé liatie.

Pretože je závitovkový dopravník umiestnený naprieč nad hladinou taveniny, odporúča sa, aby závitovkový dopravník bol chladený, výhodne vzduchom. Samotná hladina taveniny je síce krytá práškovým pomocným lejacím prostriedkom, ale v bezprostrednej blízkosti závitovkového dopravníka sa nachádza ponorná rúrka z medzipanvy do horného konca odliatku. Táto lejacia rúrka má teplotu okolo 1000°C.

Ak obsahuje zásobník vírivé lôžka na fluidizáciu práškového pomocného lejacieho prostriedku a ak je dopravník napojený na oblasť zásobníka, v ktorej sa nachádza pomocný lejací prostriedok vo fluidizovanom stave, uvoľňuje sa pomocný lejací prostriedok a stáva sa takmer tekutý, takže ľahko vystupuje zo zásobníka na dopravník.

Na praktickú realizáciu ďalších lejacích sekvencii sa odporúča použiť veľkorozmerné silo na pneumatické dopĺňanie zásobníka, takže tento zásobník nemusí byť stále dopĺňaný ručne.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález je vysvetlený v nasledujúcom opise na príklade uskutočnenia s odvolaním na pripojený výkres, na ktorom znázorňuje:

obr. 1 pohľad na pridávacie zariadenie podľa vynálezu a obr.2 pohľad na jednotlivé odoberacie miesto nad hladinou taveniny.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr.l je znázornený zásobník 1, ktorý je udržiavaný zo schematicky znázorneného sila 29 v naplnenom stave cez pneumatické dopravné vedenie. V kónickej spodnej časti 3 zásobníka 1 sú vnútri umiestnené fluidizačné dná 4, ktoré sú cez prívody S napájané vzduchom a práškový pomocný lejací prostriedok 6, nachádzajúci sa v zásobníku 1, uvádzajú do fluidného, t. j. rozvíreného stavu, v ktorom je ľahko pohyblivý. Fluidizovaný práškový pomocný lejací prostriedok 6 prúdi z výstupu 7 na spodnom konci kónickej časti 3 zásobníka 1 ccz potrubie 8 do vstupu 9 vodorovného závitovkového dopravníka 10, ktorý je poháňaný hnacím motorom 11. Závitovkový dopravník 10 prebieha tesne nad horným koncom kokily 12 na plynulé odlievanie (kryštalizátora). Má vonkajší priemer len okolo 50 mm a preto sa dobre vojde do úzkeho medzipriestoru medzi hornou hranou kokily 12 na plynulé odlievania a spodnou stranou 14 medzipanvy 15, ktorá obsahuje tekutú oceľ 16, ktorá vyteká ponornou rúrkou 17 v dne medzipanvy 15 do kokily 12 na plynulé odlievanie. Ponorná rúrka 17 zasahuje do taveniny nachádzajúcej sa v kokile 12 na plynulé odlievanie, t. j. až pod hladinu 18 taveniny, ktorá je vhodnými opatreniami udržiavaná na stálej výške.

Na spodnej strane závitovkového dopravníka 10 sú vytvorené odoberacie miesta 19 v podobe vzájomne rovnobežných odoberacích šachtíc 20, ktorých horný okraj 21 sa nachádza vo vopred určenej vzdialenosti nad hranicou 18 taveniny a ktorý je všeobecne pri všetkých odoberacích šachticiach rovnako vysoko.

Závitovkový dopravník 10 obsahuje rúrkovité puzdro 22, v ktorom je otáčavo uložená dopravná závitovka. Na odoberacích miestach 19 má puzdro 22 otvory 24, na ktorých sú navarené odoberacie šachtice 20. Materiál dopravovaný dopravnou závitovkou 23 okolo otvoru 24 vystupuje otvorom 24 smerom dole a vytvára, pretože je schopný tečenia, sypný kužeľ 25 z práškového pomocného lejacieho prostriedku. Keď sypný kužeľ 25 vystúpil až k spodnému okraju 21 odoberacej šachtice 20, ďalej už ne vyteká žiaden práškový pomocný lejací prostriedok 6. K tomu ale dochádza vždy, len čo sypný kužeľ 25 v dôsledku roztavovania práškového pomocného lejacieho prostriedku 6 klesne. Tento druh samoregulácie je známy ako „chicken feeding princíp“. Vytvorí sa rovnovážny stav, v ktorom lejací prá3 šok na plynulé odlievanie pomaly doteká podľa miery spotreby.

Na hladine 18 taveniny 16 v kokile 12 na plynulé odlievanie sa tvorí rovnomerná vrstva 26 roztaveného pomocného lejacieho prostriedku, t. j. trosky, ktoráje cez meniskus hladiny 18 taveniny plynulým lejacím prúdom odoberaná z hladiny medzi vonkajším okrajom kokily 12 a vnútorným okrajom hladiny. Tým vzniká spotreba, ktorá vedie k poklesu sypného kužeľa 25. Je treba zaistiť, aby zostávala udržovaná určitá minimálna sypná výška 27 práškového pomocného lejacieho prostriedku, aby zostával udržiavaný tepelnoizolačný účinok.

V príklade uskutočnenia znázornenom na obr. 2 nie je dolné ohraničenie odoberacieho miesta 19 vytvorené na samotnej odoberacej šachtici, ale na odoberacom nátrubku 28 na nej nasunutom, ktorý je vyrobený napríklad z hliníka a ktorý môže byť vymenený, keď je jeho spodný okraj natavený alebo keď sa dosiahla iná výška sypného kužeľa 25.

Podstatné je, že sa na ľavom konci závitovkového dopravníka 10 nevytvára žiadne hromadenie, ale že sa práškový pomocný lejací prostriedok, neodoberaný na odoberacich miestach 19, dopravuje späť cez spätné potrubie 30 do zásobníka 1. Pomocný lejací prostriedok 6 cirkuluje teda trvalé zo zásobníka 1 cez potrubie 8, závitovkový dopravník 10 a spätné potrubie 30. Len množstvá, potrebné vždy na samoregulujúcich odoberacích miestach 19, budú priebežne odoberané z cirkulujúceho prúdu. Nezáleží síce vzhľadom na samoreguláciu podľa „chicken feeding princíp“ na tom, že závitovkový dopravník 10 samotný presne dávkuje na všetkých odoberacích miestach, pretože toto dávkovanie sa uskutočňuje na spodných okrajoch 21 odoberacich šachtíc 20, keď sú dosiahnuté sypnými kužeľmi 25, ale tlak vnútri závitovkového dopravníka 10 má tiež určitú úlohu pre vystupujúce množstvo, a mal by byť udržiavaný pokiaľ možno konštantný. Až tým je zaručené, že aj z hľadiska tlaku tu panujú v podstate rovnaké podmienky, čo tiež prispieva k tomu, že na všetkých odoberacích miestach 19 nezávisle od ich polohy taktiež vytekajú skutočne rovnaké množstvá. Stálosť miery plnenia práškom je o to lepšia, čím väčší jc dopravný výkon závitovkového dopravníka 10 v pomere k odoberaným množstvám. Pre prax by musel dopravný výkon byť najmenej dvojnásobok týchto množstiev.

Claims (4)

1. L Zariadenie na plynulé pridávanie pomocného lejacieho prostriedku v práškovej forme na hladinu taveniny v kokile na plynulé odlievanie, so zásobníkom (1) na pomocný lejací prostriedok, so závitovkovým dopravníkom (10). ktorý je v spojení so zásobníkom (1) a je vedený medzi spodnou stranou (14) medzipanvy (15) a homou stranou (13) kokily (12) na plynulé odlievanie, so spätným potrubím (30) pomocného lejacieho prostriedku, vedúcim od konca závitovkového dopravníka (10) späť do zásobníka (1), a s viacerými odoberacími miestami (19) nad hladinou (18) taveniny vo forme odoberacích šachtíc (20), spojených s vnútrom závitovkového dopravníka, vyznačujúce sa tým, že dopravný výkon závitovkového dopravníka (10) je najmenej dvojnásobkom odberu z odoberacích šachtíc (20), a na odoberacie šachtice (20) sú nasadené vymeniteľné nátrubky (28) z kovu, taviaceho sa pri nižšej teplote ako kov taveniny, ktoré končia v odstupe nad hladinou (18) taveniny, na samoreguláciu prívodu kolísaním výšky sypného kužeľa práškového pomocného lejacieho prostriedku.
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že závitovkový dopravník je chladený.
3. 3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že zásobník (1) obsahuje vírivé lôžko (4) na fluidizáciu práškového pomocného lejacieho prostriedku (6) a dopravník (10) je napojený na oblasť zásobníka (1), v ktorej sa nachádza pomocný lejací prostriedok (6) vo fluidizovanom stave.
4. 4. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3. vyznačujúce sa tým, že je vybavené veľkorozmerovým silom (29) na pneumatické dopĺňanie zásobníka (1).