RS57020B1

RS57020B1 - Uređaj za raspodelu

Info

Publication number: RS57020B1
Application number: RS20180306A
Authority: RS
Inventors: Mark Vincent; Mark Palmer
Original assignee: Pyrotek Engineering Mat Limited
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2018-05-31
Also published as: CA2920671C; GB2517235A; CA2920671A1; SI3033190T1; GB201406937D0; GB201314376D0; GB2517235B; NZ716096A; US20160167119A1; WO2015022507A3; HUE037305T2; AU2014307712B2; PL3033190T3; RU2016102379A; RU2674053C2; EP3033190A2; EP3033190B1; US10081053B2; CN105658355B; ES2662876T3

Description

Opis

[0001] Ovaj se pronalazak odnosi na uređaj za raspodelu za upotrebu sa vertikalnim sistemom livenja i specifično, ali ne i isključivo, za upotrebu sa sistemom za livenje sa direktnim hlađenjem. Ovaj se pronalazak takođe odnosi na sto za livenje koji obuhvata više uređaja za raspodelu, i na sistem za livenje sa direktnim hlađenjem.

[0002] Livenje sa direktnim hlađenjem (DC) je primer vertikalnog polukontinualnog postupka livenja, koji se koristi za izradu cilindričnih poluga od negvozdenih metala, kao što je aluminijum i njegove legure. Primer aparata za livenje metala sa direktnm hlađenjem je opisan na primer u US 4,598,763. Procesi livenja sa direktnim hlađenjem mogu takođe da budu korišćeni za izradu metalnih šipki.

[0003] Aparat za livenje direktnim hlađenjem obično obuhvata više kalupa hlađenih vazduhom, svaki ima otvorene krajeve vertikalnog prolaza kroz koje teče tečni metal. Dok otopljeni metal prolazi kroz kalupe hlađene vodom on se ohladi prouzrokujući periferni region metala da se zaledi. Kalup je obično sasvim kratak (obično 75-150 mm) i dok se metal se pojavljuje iz donjeg kraja kalupa on je dodatno ohlađen mlazevima vode koji prouzrokuju da se ostatak metala zaledi, čime se formira cilindrična poluga. Niži kraj poluge se oslanja na glavu za pokretanje (ili lažni blok), koji je spušten postepeno (obično pri brizini od 50-150 mm/min) hidrauličnim potiskivačem. Tečni metal se neprekidno doprema do kalupa sve dok hidraulični potiskivač ne dođe u svoj donji položaj. Obično, poluge proizvedene postupkom direktnog hlađenja imaju prečnik od 50-500 mm i dužinu od 4-8 metara.

[0004] Sistem za livenje direktnim hlađenjem normalno ima više kalupa, obično dozvoljava istovremeno formiranje 2-140 poluga. Kalupi se oslanjaju na čelični sto za livenje i do njih se dovodi otopljeni metal kroz sistem za raspodelu metala. Postoje dve osnovne konstrukcije sistema za livenje sa direktnim hlađenjem: u prvoj konstrukciji protok metala se kontroliše pomoću plovka i u drugoj konstrukciji metal teče u kalup kroz uređaj za dovod napravljen od vatrostalnog materijala. Ovaj se pronalazak odnosi na drugu konstrukciju, koja se često zove sistem za livenje u kalupu sa 'vrućim vrhom'.

[0005] U uobičajenom sistemu za livenje u kalupu sa 'vrućim vrhom' vatrostalni sistem za raspodelu metala obuhvata više uređaja za raspodelu koji obuhvataju tečni metal i raspoređuju ga u kalupe kako se formiraju poluge. Ti uređaji za raspodelu se obično prave od keramičkog vatrostalnog materijala kao što je Insural® 140 koji pravi Pyrotek Inc., koji ima nisku provodljivost toplote kako bi se sprečilo brzo hlađenje tečnog metala pre nego što prođe kroz kalupe. Keramički materijal mora takođe da ima dobra mehanička svojstva. Međutim, može biti teško da se dobije idealna ravnoteža mehaničkih i toplotnih svojstava, jer vatrostalni materijali koji imaju veoma lošu provodljivost toplote jesu često mehanički slabi, dok mehanički jaki vatrostalni materijali pokazuju da imaju mnogo veću provodljivost toplote.

Samim tim, vatrostalni materijal sa dovoljnom mehaničkom čvrstoćom može imati relativno visoku provodljivost toplote.

[0006] Ovo može prouzrokovati izvesne probleme. Prvo, u dužem vremenskom periodu (obično meseci ili godine) toplota preneta provođenjem iz tečnog metala kroz vatrostalni uređaj za raspodelu do čeličnog stola za livenje u kalupu može prouzrokovati distorziju stola kroz zamor usled toplote. Obično, ovo daje kao rezultat fenomen poznat kao "krunisanje", u kom sto poprima blago kupolast oblik sa centrom stola na višoj koti nego što su ivice. Drugo, gubitak toplote iz tečnog metala dok teče kroz sistem za raspodelu može dovesti do povećanja temperaturnih razlika u različitim delovima sistema za raspodelu, metal je obično najvrući blizu tačke dovoda metala i najhladniji delovi sistema za raspodelu su oni koji su najdalji od tačke dovoda. Ovo može prouzrokovati probleme sa postupkom livenja u kalupu jer će se metal koji izlazi iz "vrućih" delova sistema za raspodelu smrznuti mnogo sporije od metala iz "hladnih" delova sistema, čime se otežava da se vremenski uskladi brzina hidrauličkog potiskivača sa brzinom smrzavanja metala.

[0007] Marthinusen J O i saradnici: "Insural insulating materials, launder design and the use of tempcal thermal modelling (Insural izolacioni materijal, konstrukcija uređaja za pranje i tempcal podešavanje temperature", Proceedings of the international workshop on aluminium melt processing technologies (Zbornik sa međunarodne radionice o tehologijama za preradu otopljenog alumininijuma), 1. oktobra 1998., XP002423254 opisuje model temperature za predviđanje učinka sistema za pranje i činioce koji utiču na učinak pranja.

[0008] US 2004/206473 A1 opisuje sistem za raspodelu metala za istovremenu proizvodnju više okruglih poluga od otopljenog metala.

[0009] Cilj je ovog pronalaska da obezbedi uređaj za raspodelu koji ublažava jedan ili više gornjih problema.

[0010] Prema jednom varijantnom rešenju ovog pronalaska postoji uređaj za raspodelu za raspoređivanje tečnog metala u vertikalnom sistemu za livenje u kalupu, uređaj za raspodelu obuhvata telo napravljeno od vatrostalnog keramičkog materijala i toplotnoizolacionog sloja smeštenog ispod tela, to telo obuhvata osnovu i periferni zid koji zajedno obezbeđuju čvrstoću za prijem i raspodelu tečnog metala, barem jedan protočni kanal (24) u perifernom zidu kroz koji tečni metal može da teče prema ili od uređaja za raspodelu, barem jedan dovodni otvor (26) u osnovi kroz koju tečni metal može da teče iz uređaja za raspodelu tokom operacije livenja, i udubljenje u osnovi, pri čemu je toplotnoizolacioni sloj smešten unutar udubljenja, i pri čemu vatrostalni keramički materijal tog tela ima prvu toplotnu provodljivost i taj toplotnoizolacioni sloj ima debljinu u opsegu od 3-25 mm i napravljen je od izolacionog materijala koji ima drugu toplotnu provodljivost koja je manja od prve toplotne provoljivosti i manja od 0,1 W/mK.

[0011] Toplotnoizolacioni materijal pomaže da se smanji provodljivost toplote od tečnog metala kroz uređaj za raspodelu u noseći sto. Ovo pomaže da se smanji toplotni zamor u nosećem stolu. Smanjena toplotna provodljivost uređaja za raspodelu takođe pomaže da se smanji brzina kojom je toplota izgubljena iz tečnog metala, čime se smanjuju gradijenti temperature unutar tečnog metala i poboljšava kvalitet i doslednost metalnih poluga formiranih pomoću sistema za livenje (u kalupu).

[0012] Upotreba toplotnoizolacionog sloja takođe opciono dozvoljava izbor šireg opsega materijala za telo uređaja za raspodelu uključujući na primer materijale koji imaju višu toplotnu provodljivost ali višu čvrstoću ili druge poboljšane mehaničke karakteristike. Toplotnoizolacioni sloj osigurava da brzina gubitka toplote iz uređaja za raspodelu ostaje niska, čak i kada je telo napravljeno od materijala koji ima višu toplotnu provodljivost. Upotreba materijala sa poboljšanim mehaničkim svojstvima omogućava uređaju za raspodelu da bude lakši i/ili čvršći, ili da ima produžen vek upotrebe.

[0013] Kao prednost, druga toplotna provodljivost je manja od 50%, preporučljivo manja od 20%, i još preporučljivije manja od 10% prve toplotne provodljivosti.

[0014] Preporučljivo, druga toplotna provodljivost je manja od 0,05 W/mK.

[0015] Uređaj za raspodelu preporučljivo obuhvata uređaj za poprečni dovod ili bilo koji drugi vatrostalni deo povezan sa stolom za livenje koji povezuje uređaje za poprečni dovod, na primer ulazno korito, krstasto korito ili lakat.

[0016] Kao prednost, prva toplotna provodljivost je u opsegu 0,25-1,0 W/mK, preporučljivo 0,25-0,5 W/mK.

[0017] Kao prednost, toplotnoizolacioni sloj se pravi od izolacionog materijala izabranog iz palete mikroporoznog pločastog materijala, vakummski formiranim ili presovanim lesonitom, i vatrostalnim papirom ili vatrostalnog materijala koji je moguće liti.

[0018] Kao prednost, telo uređaja za raspodelu obuhvata ulazni protočni kanal u prvom delu perifernog zida kroz koji tečni metal može da teče u uređaj za raspodelu, izlazni protočni kanal u drugom delu perifernog zida kroz koji tečni metal može da teče iz uređaja za raspodelu, i glavno protočno korito koje se nastavlja od ulaznog protočnog kanala do izlaznog protočnog kanala i kroz koji tečni metal može da teče kroz uređaj za raspodelu od ulaznog protočnog kanala do izlaznog protočnog kanala, pri čemu korito još obuhvata barem jedno račvasto korito koje se pruža u pretežno upravnom smeru od glavnog protočnog korita, pomenuto višecevno korito obuhvata barem jednu dovodnu rupu u svojoj osnovi.

[0019] Preporučljivo, telo uređaja za raspodelu je konfigurisano tako da više uređaja za raspodelu može biti postavljeno u nizu tako da takav izlazni kanal jednog uređaja za raspodelu jeste poravnat sa i zaptivno spojen na ulazni kanal susednog uređaja za raspodelu.

[0020] Preporučljivo, termoizolacioni sloj obuhvata unapred formiranu podlogu.

[0021] Preporučljivo, termoizolacioni sloj ima debljinu u opsegu 5-15 mm, još preporučljivije 812 mm.

[0022] Preporučljivo, udubljenje ima dubinu jednaku ili veću od debljine termoizolacionog sloja. Poželjno, telo obuhvata periferni obod koji se pruža oko periferije udubljenja u osnovi tela. Preporučljivo, periferni obod ima širinu u opsegu 5-25 mm, preporučljivo 8-15 mm.

[0023] Preporučljivo, termoizolacioni sloj obuhvata barem 50%, preporučljivo barem 70% područja osnove.

[0024] Preporučljivo, uređaj za raspodelu obuhvata barem jedan dovodni otvor koji se pruža kroz bazu tela i termoizolacioni sloj.

[0025] Prema još jednom varijantnom rešenju ovog pronalaska dat je sklop stola za livenje za vertikalni sistem za livenje, sto za livenje koji obuhvata noseći sto i više uređaja za raspodelu montiranih na noseći sto, barem jedan od pomenutih više uređaja za raspodelu obuhvata uređaj za raspodelu prema bilo kojoj od prethodnih tvrdnji iz ovog pronalaska koja obuhvata telo i termoizolacioni sloj pri čemu je taj sloj pozicioniran između osnove tela i potpornog stola.

[0026] Preporučljivo, potporni sto obuhvata jednu ili više vodećih komponenata za vođenje tečnog metala iz uređaja za raspodelu do jednog ili više mesta za livenje, uključujući jednu ili više komponenata izabranih iz ospega koji obuhvata čahuru, tranzicionu ploču i cevasti prsten za livenje.

[0027] Još jedno varijantno rešenje ovog pronalaska se odnosi na sistem za livenje poluga sa direktnim hlađenjem koji obuhvata sklop stola za livenje prema bilo kom od prethodnih tvrdnji o pronalasku, i sklop potiskivača koji drži jednu ili više metalnih poluga livenih pomoću ovog sistema.

[0028] Preporučljivo, potporni sto obuhvata jednu ili više vodećih komponenata za vođenje tečnog metala iz uređaja za raspodelu do jednog ili više mesta za livenje, uključujući jednu ili više komponenata izabranih iz opsega koji obuhvata čahuru, tranzicionu ploču i cevasti prsten za livenje.

[0029] Svako od preporučenih izvođenja izneto gore je moguće kombinovati sa drugim preporučljivim karakteristikama kako je izneto u prethodnim izjavama iz ovog pronalaska.

[0030] Izvesna izvođenja ovog pronalaska će sada biti opisana putem primera sa pozivom na prateće slike, pri čemu:

Slika 1 je prikaz u ravni stola za livenje za sistem za livenje sa direktnim hlađenjem;

Slika 2 je izometrijski prikaz uređaja za raspodelu prema prvom izvođenju ovog pronalaska; Slika 3 je bočni izgled uređaja za raspodelu;

Slika 4 je prikaz u ravni koji pokazuje donju stranu uređaja za raspodelu;

Slika 5 je prikaz kraja uređaja za raspodelu;

Slika 6 je prikaz u ravni koji pokazuje gornju stranu uređaja za raspodeu;

Slika 7 je poprečni presek na liniji CC sa Slike 6;

Slika 8 je izgled poprečnog preseka sklopa stola za livenje koji obuhvata uređaj za raspodelu, i Slika 9 je izgled poprečnog preseka sklopa stola za livenje uključujući uređaj za raspodelu prema drugom izvođenju ovog pronalaska.

[0031] Sto 2 za livenje prikazan na Slici 1 obuhvata pravougaoni čelični noseći sto 4 i sistem 6 za raspodelu koji obuvhata više vatrostalnih uređaja 8 za raspodelu, koji zajedno definišu korito 10 sa otvorenim vrhom za sadržavanje i raspodelu tečnog metala na više mesta za livenje ispod stola 4. Ovaj specifičan sto 2 za livenje predstavlja preporučeno izvođenje ovog pronalaska, koji je pogodan za upotrebu u sistemu za livenje sa direktnim hlađenjim (DC) za izradu cilindričnim polugama od negvozdenih metala kao što je aluminijum i njegove legure. Treba razumeti međutim da je ovde opisan pronalazak takođe primenljiv na druge vertikalne sisteme za livenje, uključujući sisteme za livenje sa direktnim hlađenjem za livenje metalnih šipki.

[0032] Uređaj 8 za raspodelu prema jednom izvođenju ovog pronalaska je prikazan na Slikama 2-7. Uređaj 8 za raspodelu obuhvata vatrostalno telo 9, koje je napravljeno od vatrostalnog keramičkog materijala i obuhvata osnovu 12 i periferni zid 14 koji se pruža prema gore od osnove 12. Osnova 12 i periferni zid 14 zajedno definišu jedan segment korita 10 sa otvorenim vrhom. Periferni zid 14, koji može da bude kontinuirani ili diskontinuirani, obuhvata dva kratka krajnja zida 16 i dva duža bočna zida 18. Svaki bočni zid 18 obuhvata centralni segment 20 i dva krajnja segmenta 22. Najunutrašnjiji delovi krajnjih segmenata 22 se zakrivljuju prema spolja i centralni segment 20 tako štrči iznad ravni krajnjih segmenata 22. Kanal 24 oblika U se formira u centralnom segmentu 20, koji se nastavlja prema dole od gornje ivice perifernog zida 14 kroz približno dve trećine visine uređaja za raspodelu.

[0033] Kada se više uređaja 8 za raspodelu montira zajedno na sto za livenje kako je prikazano na Slici 1 centralni segment 20 svakog očnog zida 18 se naslanja na centralni segment bočnog zida susednog uređaja za raspodelu i kanali 24 oblika U formirani u susednim zidovima su poravnati jedan sa drugim formirajući korito 10 sa otvorenim vrhom koje dozvoljava tečnom metalu da teče između uređaja 8 za raspodelu.

[0034] Dve okrugla dovodna otvora 26 su napravljena u osnovi 12 vatrostalnog tela 9. Pri upotrebi, tečni metal može da teče kroz ove otvore 26 u mesta za livenje definisana pomoću stola 2, tako da se formiraju poluge. Iako u ovom izvođenju uređaj 8 za raspodelu ima dva dovodna otvora 26, moguće je da ima više ili manje od dva dovodna otvora.

[0035] Osnova 12 vatrostalnog tela 9 obuhvata u svojoj donjoj površini prazno udubljenje 30 koje se nastavlja preko celog područja osnove 12, nezavisno od perifernog oboda 32 koji prati oblik perifernog zida 14 i dva kružna dela 34 osnove koji se nastavljaju oko kružni dovodnih otvora 26. U ovom primeru udubljenje 30 ima dubinu od oko 10 mm. Češće, udubljenje 30 ima dubinu 3-25 mm, poželjno 5-15 mm i još poželjnije 8-12 mm. Periferni obod 32 i kružni delovi 34 osnove svaki ima širinu od oko 10 mm, još opštije 5-20 mm, preporučljivo 8-15 mm.

[0036] Udubljenje 30 smešta toplotnoizolacionu podlogu 36 koja se pravi od materijala sa veoma slabom provodljivošću toplote. U ovom izvođenju sloj obuhvata podlogu 36 od termoizolacionog materijala koja je oblikovana da stane unutar udubljenja 30 u osnovu 12 vatrostalnog tela 9, sa malim zazorom (npr. oko 1,0 mm) između ivice podloge i unutrašnje površine perifernog regiona 32. Podloga 36 ima debljinu od oko 10 mm. Još opštije, debljina podloge je približno 3-25 mm, preporučljivo 5-15 mm i još preporučljivije 8-12 mm. Debljina termoizolacione podlgoe 36 je preporučljivo jednaka ili samo malo manja (npr. 0,0-0,2 mm manja) od dubine udubljenja 30, tako da podloga nije sabijena između vatrostalnog tela 9 i stola 4. Opciono, podlogu 36 je moguće spojiti na donju stranu vatrostalnog tela 9 pomoću pogodnog lepka.

[0037] Postojanje termoizolacione podloge 36 unutar udubljenja 30 smanjuje značajno provođenje toplote iz tečnog metala kroz uređaj 8 za raspodelu u čelični noseći sto 4. Ovo pomaže da se smanji toplotni zamor u nosećem stolu od čelika. Smanjena provodljivost toplote uređaja 8 za raspodelu takođe smanjuje brzinu kojom se toplota gubi iz tečnog metala, čime se smanjuju gradijenti temperature unutar tečnog metala i poboljšava kvalitet i konzistencija metalnih poluga formiranih pomoću sistema za livenje sa direktnim hlađenjem.

[0038] Termička podloga 36 je preporučljivo napravljena od toplotnoizolacionog materijala koji ima provodljivost toplote koja je znatno manja od provoljivosti toplote keramičkog materiala koji formira vatrostalno telo 9. Drugim rečima vatrostalni materijal tog tela ima prvu toplotnu provodljivost i izolacioni materijal termoizolacione podloge ima drugu toplotnu provodljivost koja je manja od prve toplotne provodljivosti. Preporučljivo, druga toplotna provodljivost je manja od 50%, još preporučljivije manja od 20%, i još preporučljivije manja od 10% od prve toplotne provodljivosti. Kao jedan primer toplotnoizolaciona podloge 36 može da bude napravljena od mikroporozne iverice kao što je Promalight® -320 napravljena od strane Promat UK Ltd, koji ima provodljivost toplote od 800 C od 0,036 W/mK. Obično, gde je provodljivost toplote keramičkog materijala koje formira vatrostalno telo 9 oko 0,5 W/mK, toplotna podloga može da bude napravljena od materijala koji ima provodljivost toplote manju od 0,05 W/mK (t.j. oko 10% provodljivosti toplote od vatrostalnog materijala koji formira telo 9.

[0039] Bilo koji pogodan toplotnoizolacioni materijal moguće je koristiti za toplotno izolacioni sloj 36, i ovaj sloj može da obuhvati unapred formiranu podlogu koja je smeštena unutar udubljenja 30 ili sloj može biti formiran unutar udubljenja 30, na primer livenjem pogodnog vatrostalnog materijala koji je moguće liti unutar tog udubljenja. Neki primeri pogodnih materijala za toplotnoizolacioni sloj 36 se razmatraju dole u tekstu.

[0040] Toplotnoizolacioni sloj 36 preporučljivo pokriva barem 50% (još preporučljivije barem 70%) područja osnove 12 vatrostalnog tela 9, isključujući područje dovodnih otvora 26. Na ovom primeru, sloj obuhvata podlogu koja pokriva približno 70% područja osnove 12: t.j. celu osnovu nezavisno od područja koje zahvata periferna ivica 32 i dva kružna dela 34 osnove. U nekim slučajevima manja podloga može biti dovoljna. Na primer podloga koja pokriva samo centralni region baze 12 između dovodnih otvora 26 može biti dovoljna.

[0041] Smanjena provodljivost toplote koju omogućava toplotnoizolaciona podloga 36 dozvoljava da se keramički materijal izabere za vatrostalno telo 9 uređaja 8 za raspodelu koji ima visoku mehaničku čvrstoću kao i relativno slabu provodljivost toplote. Na primer, telo 9 uređaja za raspodelu može biti napravljeno od Insural® 140 napravljenog od strane Pyrotek Inc., koji ima jačinu hladnog drobljenja 20MPa, modul loma na sobnoj temperaturi od 4,5 MPa i provodljivost toplote na temperaturi od 686C od 0,47 W/mK. Ovaj materijal je takođe veoma otporan na stvaranje pukotina pri kruženju toplote. Bilo koji drugi pogodan materijal može takođe da se koristi, uključujući na primer Pyroform HP koji je napravila kompanija Rex Roto Inc. Obično će keramički materijal imati provodljivost toplote u opsegu 0,25 - 0,5 W/mK, iako je materijale sa višom provodljivošću toplote moguće isto tako koristiti u izvesnim okolonostima, posebno ako se deblja podloga koristi u dubljem udubljenju.

[0042] Pri upotrebi, uređaj 8 za raspodelu je montiran na noseći sto 4 kako je prikazano na slici 8, sa toplotnoizolacionom podlogom 36 koja se nalazi unutar udubljenja 30 u osnovi 12 vatrostalnog tela 9. List keramičkog papira 38 je pozicioniran između uređaja 8 za raspodelu i gornje površine nosećeg stola 4. Dodatne vatrostalne komponente sistema za livenje moguće je postaviti da vode protok tečnog aluminijuma od uređaja 8 za raspodelu sve do stola 4 tokom formiranja poluge. Ove vatrostalne komponente mogu obuhvatiti na primer cilindrični rukavac (ili "čauru" ili "odlivnik") 40 tako da staje unutar kružnog dovodnog otvora 26 i nastavlja se kroz osnovu vatrostalnog tela 9 i debljinu stola 4, kružna tranziciona ploča (ili "prsten na vrhu") 42 koji se nastavlja radijalno prema spolja od donjeg kraja čaure 40 ispod donje površine stola 4, i cevasti cilindrični grafitni prsten za livenje (ili "kalup za livenje") 44 koji se nastavlja prema dole od spoljne periferije prelazne ploče 42. Ove komponente su sve uobičajene i mogu biti na primer kako je opisano u SAD 4,598,763.

[0043] Toplotno izolaciona podloga 36 smeštena između vatrostalnog tela 9 uređaja 8 za raspodelu i gornja površina nosećeg stola 4 smanjuje brzinu kojom je toplota provedena od tečnog aluminijuma u uređaju 8 za raspodelu do nosećeg stola 4, čime doprinosi da se održi temperatura tečnog aluminjuma u uređaju za raspodelu i izbegne prekomerno grejanje stola 4. Kvalitet livenog aluminijuma može tako da bude poboljšan i predvidiviji, i oštećenje stola prouzrokovano prekomernim zagrevanjem je moguće izbeći.

[0044] Uređaj 8 za raspodelu prema dugom izvođenju ovog pronalaska je prikazan na slici 9. Ovaj uređaj za raspodelu je sličan prvom izvođenju prikazanom na slikama 1-8 i opisan gore, izuzev što su periferna ivica 32 i dva dela kružne baze 34 prvog izvođenja izostavljeni i toplotnoizolaciona podloga 36 je nastavljena da pokrije celo područje osnove 12 vatrostalnog tela 9. Samim time, u ovom izvođenju vatrostalno telo 9 nema udubljenje i donja strana osnove 12 je ravna. Osnova 12 vatrostalnog tela 9 je međutim tanja od osnove uobičajenog uređaja za raspodelu, da bi se smestila debljina podloge 36 bez povećanja ukupne visine uređaja 8 za raspodelu. Na primer, debljinu osnove 12 moguće je smanjiti za 3-25 mm, preporučljivo 5-15 mm i još preporučljivije 8-12 mm, u poređenju sa uobičajenim uređajem za raspodelu.

Rezultati testiranja

[0045] Da bi se dokazala delotvornost ovog pronalaska izvedeno je testiranje da bi se uporedila toplotna provodljivost novog uređaja za raspodelu prema ovom pronalasku sa provodljivošću na uobičajenom uređaju za raspodelu. U svakom slučaju telo iz uređaja za raspodelu je napravljeno od istog vatrostalnog materijala pogodnog za livenje (u ovom slučaju material zaštićen patentom pod nazivom Pyrotek X-75.1) i sa istom konstrukcijom, izuzev što je konstrukcija uobičajenog uređaja za raspodelu imala debljinu osnove od 50 mm pri čemu je novi uređaj za raspodelu imao 10 mm duboko udubljenje formirano u osnovi, ostavljajući debljinu osnove od 40 mm. Alternativno, komercijalno dostupan vatrostalni materijal kao što je Insural® 140 bi mogao biti korišćen. Toplotnoizolacioni sloj koji obuhvata podlogu Promalight® -320 mikroporoznog izolacionog materijala sa debljinom od približno 10 mm je postavljen u udubljenje.

[0046] Toplotna provodljivost oba uređaja za raspodelu je izmerena na opsezima temperatura korišćenjem postupka testiranja u skladu sa ASTM C-8 Proposal 142. Rezultati su prikazani dole u tekstu.

1. Uobičajeni uređaj za raspodelu

[0047]

Tabela za izračunavanje provoljivosti toplote

2. Novi uređaj za raspodelu (primer 1)

[0048]

Tabela za izračunavanje provodljivosti toplote

[0049] Kao što je moguće videti iz gore iznetih rezultata, provodljivost toplote uređaja za raspodelu pri temperaturi vruće površine od oko 800 K je smanjena od 0,640 W/mK za uobičajeni uređaj za raspodelu do 0,120 W/mK za novi uređaj za raspodelu. Provodljivost toplote za novi uređaj za raspodelu je samim tim manja od 20% u odnosu na provodljivost toplote uobičajenog uređaja za raspodelu. Gubitak toplote iz tečnog aluminijuma u novom uređaju za raspodelu će samim tim biti značajno smanjena.

[0050] Različite modifikacije uređaja za raspodelu opisane gore su takođe moguće. Na primer, bilo koji pogodan toplotnoizolacioni materijal moguće je koristiti za toplotnoizolacioni sloj 36, uključujući na primer mikroporoznu izolacionu ploču kao što je Promalight® -320, vakumski formirana ili presovana iverica kao što je Pyrotek® U1 karton, ili vatrostalni papir kao što je Insulfrax® papir. Ove materijale je moguće koristiti da se napravi unapred formirana podloga koju je zatim moguće smestiti u udubljenje 30 ili postaviti ispod uređaja za raspodelu. Alternativno, vatrostalni materijal koji je moguće liti kao što je Pyrotek® Wollite 30ST-1 može biti korišćen da se formira toplotnoizolacioni sloj livenjem materijala u kalupu direktno u udubljenju 30.

[0051] Telo uređaja za raspodelu moguće je napraviti i od različitih vatrostalnih materijala uključujući na primer Insural® 140 napravljen od strane Pyrotek Inc. ili Pyroform® HP napravljen od strane Rex Roto Inc. Materijali sa višom provodljivošću toplote mogu takođe biti korišćeni u izvesnim okolnostima, posebno ako je ispod uređaja za raspodelu postavljen deblji sloj izolacije.

1

Claims

Patentni zahtevi

1. Uređaj (8) za raspodelu za raspodelu tečnog metala u vertikalnom sistemu za livenje, uređaj za raspodelu obuhvata telo (9) napravljeno od vatrostalnog keramičkog materijala i toplotnoizloacioni sloj (36) smešten ispod tela, to telo obuhvata osnovu (12) i periferni zid (14) koji zajedno obezbeđuju korito (10) za držanje i raspodelu tečnog metala, barem jedan protočni kanal (24) u perifernom zidu kroz koji tečni metal može da teče do ili iz uređaja za raspodelu, barem jedan dovodni otvor (26) u osnovi kroz koji tečni metal može da teče od uređaja za raspodelu tokom operacije livenja; naznačen time što ima udubljene (30) u osnovi, pri čemu je toplotnoizolacioni sloj (36) smešten unutar tog udubljenja (30), i pri čemu vatrostalni keramički materijal tela (9) ima prvu toplotnu provodljivost i toplotnoizolacioni sloj (36) ima debljinu u opsegu od 3-25 mm i napravljen je od izolacionog materijala koji ima drugu toplotne provoljivosti koja je manja od prve toplotne provoljivosti i manja od 0,1 W/mK.

2. Uređaj za raspodelu prema patentnom zahtevu 1, pri čemu je druga toplotne provoljivosti manja od 50%, poželjno manja od 20%, i još poželjnije manja od 10% u odnosu na prvu toplotnu provoljivost.

3. Uređaj za raspodelu prema patentnom zahtevu 1 ili patentnom zahtevu 2, pri čemu je druga toplotna provoljivost manja od 0,05 W/mK.

4. Uređaj za raspodelu prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je prva toplotna provoljivost u opsegu 0,25 - 1,0 W/mK, preporučljivo 0,25-0,5 W/mK.

5. Uređaj za raspodelu prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je toplotnoizolacioni sloj (36) napravljen od mikroporoznog pločastog materijala, vakuumski formirane ili presovane iverice, vatrostalnog papira ili vatrostalnog materijala koji se može liti.

6. Uređaj za raspodelu prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu taj toplotnoizolacioni sloj (36) obuhvata prethodno oblikovanu podlogu.

7. Uređaj za raspodelu prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu toplotnoizolacioni sloj (36) ima debljlinu u opsegu 5-15 mm, poželjnije 8-12 mm.

8. Uređaj za raspodelu prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu udubljenje (30) ima dubinu jednaku ili veću od debljine toplotnoizolacionog sloja.

9. Uređaj za raspodelu prema bilo kom prethodnom patentnom zahtevu, pri čemu telo (9) obuhvata perifernu ivicu (32) koja se prostire oko periferije udubljenja u osnovi ovog tela.

10. Uređaj za raspodelu prema patentnom zahtevu 9, pri čemu periferna ivica (32) ima širinu u opsegu 5-25 mm, preporučljivo 8-15 mm.

11. Uređaj za raspodelu prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu toplotnoizolacioni sloj (36) pokriva barem 50%, poželjno barem 70% područja osnove.

12. Uređaj za raspodelu prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu se pomenuti barem jedan dovodni otvor (26) koji se pruža kroz osnovu tela takođe pruža kroz toplotnoizolacioni sloj .

13. Sklop stola za livenje za vertikalni sistem za livenje, sto za livenje uključujući nosećii sto (4) i više uređaja (8) za raspodelu montiranih na noseći sto i raspoređenih u nizu tako da izlazni kanal jednog uređaja za raspodelu jeste poravant i zaptivno spojen na ulazni kanal susednog uređaja za raspodelu, barem jedan od pomenutih susednih uređaj za raspodelu obuhvata uređaj za raspodelu prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva koji obuhvata telo (9) i toplotnoizolacioni sloj (36), pri čemu je toplotnoizolacioni sloj pozicioniran između baze tela i nosećeg stola.

14. Sklop stola za livenje prema patennom zahtevu 13, pri čemu noseći sto obuhvata jednu ili više komponenata vođice za vođenje tečnog metala od uređaja za raspodelu do jednog ili više mesta za livenje, uključujući jednu ili više komponenata izabranih iz opsega koji obuhvata čauru, prelaznu ploču i cevasti liveni prsten.

15. Sistem za livenje poluge sa direktnim hlađenjem koji obuhvata sklop stola za livenje prema patentnom zahtevu 13 ili patentnom zahtevu 14, i sklop potiskivača koji drži jednu ili više metalnih poluga izlivenih pomoću ovog sistema.