RS49725B - Livački kalup za proizvodnju rashladnog elementa - Google Patents

Abstract

Livački kalup formiran od osnove (2), zida (4, 5) i krajnjih ploča (6) za proizvodnju rashladnog elementa pirometalurškog reaktora, gde je kalup barem delimično opremljen rashladnim cevima (3), naznačen time, što je livački kalup (1) napravljen od bakarnih ploča i da je iznutra obložen pločom (7) koja je otporna na visoke temperature, pri čemu je ploča fiksirana za površinu kalupa (1) pomoću podpritiska.- Prijava sadrži još 2 zavisna patentna zahteva.

Description

Ovaj pronalazak se odnosi na livački kalup za proizvodnju rashladnog elementa za pirometalurški reaktor, pri čemu se livački kalup najmanje delimično hladi i oblaže materijalom koji može podneti visoke temperature. Ovaj pronalazak takođe se odnosi na rashladni element koji se pravi u tom kalupu.

U pirometalurškim procesima, ozid reaktora se štiti rashladnim elementima koji se hlade vodom tako da se, zbog efekta hlađenja, toplota koja dolazi na površinu ozida prenosi putem rashladnog elementa u vodu u kojoj se habanje ozida znatno smanjuje u poređenju sa reaktorom kome nije obezbeđeno hlađenje. Smanjenje habanja se prouzrokuje rezultatom hlađenja, takozvano autogeno oblaganje, koje se formira od troske i drugih faza livenja koje prianjaju površini obloge otpornoj na vatru.

Na tradicionalan način, rashladni elementi se proizvode na dva načina: Prvo, elementi se mogu izraditi livenjem u pesku. U ovom postupku cevi za hlađenje napravljene od visoko termoprovodljivog materijala, kao što je bakar, stavljaju se u kalup iskopan u pesku tako da tokom livenja postoji hlađenje bilo vazduhom bilo vodom koja se stvara oko cevi. Element koji treba da se lije oko cevi takođe se pravi od visoko termopropustljivog materijala, najbolje da to bude bakar. Ovaj postupak izrade opisan je u, na primer, patentu Velike Britanije 1386645. Problem sa ovim postupkom je nejednako vezivanje cevi koje imaju ulogu protočnog kanala za materijal za livenje koji ih okružuje, budući da deo cevi može biti u potpunosti odvojen od elementa izlivenog oko njega i deo cevi se može u potpunosti istopiti i stoga oštetiti. Ukoliko se metalna veza ne formira između cevi za hlađenje i drugog elementa koji je izliven oko nje, prenos toplote neće biti efikasan. Ukoliko se cevi potpuno istope, to će sprečiti protok vode za hlađenje. Karakteristike livenja materijala za livenje mogu se poboljšati, na primer, mešanjem nešto fosfora sa bakrom, što će poboljšati formiranje metalne veze između cevi i materijala za livenje, ali na ovaj način karakteristika prenosa toplote (toplotna provodljivost) livenog bakra znatno se pogoršava uz samo malo dodavanja. Prednosti ovog postupka mogu se navesti kao komparativno niska cena proizvodnje i nezavisnost od dimenzija.

Takođe je zastupljen i postupak proizvodnje gde se staklene cevi u obliku protočnog kanala stavljaju u kalup elementa hlađenja, a te staklene cevi se lome nakon livenja, tako da se protočni kanal formira unutar elementa.

Patent Sjedinjenih Država 4382585 opisuje drugi, široko upotrebljavani postupak izrade rashladnog elemenata, prema kome se element izrađuje od, na primer, valjane bakarne ploče, pravljenjem potrebnih kanala mašinskim putem. Prednost ovog postupka je gusta, jaka struktura i dobar prenos toplote od sredine hlađenja kao što je prenos vode do elementa. Nepogodnosti su dimenzionalna ograničenja (veličina) i visoka cena.

Sada je izrađen kalup za livenje za proizvodnju rashladnog elementa za pirometalurški reaktor kao zamena za prethodno livenje u pesku. Kalup za livenje se pravi od zasebnih, visoko termoprovodljivih bakarnih ploča, od kojih se barem neke hlade u vodi: Budući da je sam element hlađenja u najvećem broju slučajeva bakar, konstrukcione ploče kalupa za livenje treba da budu izolovane od livenog bakra, a ovo se javlja putem oblaganja unutrašnjeg dela kalupa visoko termoprovodljivim materijalom kao što je grafitna ploča, tako da se delovi kalupa vezuju za površinu putem podpritiska. Grafit sprečava da se talina koja se sipa u kalup zalepi za površinu kalupa. Livački kalup za rashladni element može pogodno da bude snabdeven poklopcem tako da se livenje može izvesti u zaštitinom gasu. Pre livenja cevi za hlađenje koje su neophodne za cirkulaciju vode za hlađenje koje treba da se stave unutar rashladnog elementa stavljaju se u kalup. Preporučuje se da se ove cevi prave od cevi napravljene od nikl-bakarne legure zato što je tačka topljenja Ni-Cu cevi viša od bakra koji se oko nje lije i stoga ne postoji rizik od topljenja cevi tokom livenja.

Glavne karakteristike ovog pronalaska jasno će se videti iz priloženog patentnog zahteva,

Konstrukcija kalupa za livenje opisana u ovom pronalasku nudi sledeće prednosti: Zahvaljujući kalupu koji se hladi i grafitnoj oblozi formira se odlivak koji je nepropustljiv i ima finu zrnastu strukturu, naročito u osnovi kalupa za livenje.

Konstrukcija kalupa znači da element hlađenja formira glatku površinu, koja nije osetljiva na uslove nagrizanja prilikom topljenja.

Nikl-bakarna legura upotrebljena kao materijal za rashladne cevi elementa hlađenja olakšava dobro zavarivanje cevi do samog elementa.

Konstrukcija livačkog kalupa može se dalje razviti tako da se takođe može upotrebiti za proizvodnju rashladnih elemenata projektovanih za posebne namene. Ovo se javlja, na primer, dodavanjem grafita ili uobličenih delova otpornih na vatru kalupu, tako da se uobličavanje završenog elementa odgovarajuće razlikuje od verzije sa oblogom.

Ovaj pronalazak se takođe dalje može opisati uz pomoć priloženih dijagrama, na kojima Slika 1 predstavlja osnovni crtež kalupa za livenje prema ovom pronalasku i Slika 2 prikazuje kalup za livenje u poprečnom preseku, sa kojim se mogu izliti rashladni elementi za specijalnu namenu.

Slika 1 prikazuje osnovni crtež livačkog kalupa elementa hlađenja 1. Kalup je sastavljen od osnovne ploče kalupa 2 koja je opremljena rashladnim cevima 3. Kalup ima zidove sa bočnih strana 4 i 5 i krajnje zidove od kojih je samo zadnji zid 6 prikazan na crtežu. Na crtežu je samo osnovna ploča snabdevena rashladnim cevima ali, ukoliko je potrebno, bočni i krajnji zidovi se takođe mogu opremiti za hlađenje. Prednji krajnji zid je izostavljen sa crteža zbog jasnoće, iako definitivno pripada kalupu.

Unutrašnjost kalupa je obložena grafitnim pločama 7. Rashladni element rashladnih cevi 8, koje se na bolji način mogu napraviti od nikl-bakarne legure, poduprte su unutar kalupa. Kalup je takođe snabdeven poklopcem (nije prikazano) tako da se zaštitni gas može upotrebiti da se spreči oksidacija elementa koji će se liti.

Na Slici 2 može se videti da se uobličeni delovi 9 mogu staviti u osnovu kalupa, a ti delovi su napravljeni od grafita ili nekog drugog materijala otpornog na vatru. Putem ovih uobličenih delova strana 11, koja će doći u kontakt sa osnovom kalupa 2 elementa hlađenja 10, može se uobličiti po želji.

Claims (3)

1. Livački kalup formiran od osnove (2), zida (4,5) i krajnjih ploča (6) za proizvodnju rashladnog elementa pirometalurškog reaktora, gđe je kalup barem delimično opremljen rashladnim cevima (3), naznačen t i m e, što je livački kalup (1) napravljen od bakarnih ploča i daje iznutra obložen pločom (7) koja je otporna na visoke temperature, pri čemu je ploča fiksirana za površinu kalupa (1) pomoću podpritiska.

2. Livački kalup prema zahtevu1, naznačentime, što je livački kalup (1) obložen grafitnim pločama (7).

3. Livački kalup prema zahtevu 1, n a z n a č e n t i m e, što se uobličeni delovi (9) napravljeni od grafita ili materijala otpornog na toplotu, stavljaju na osnovu livačkog kalupa (1).