FI120577B

FI120577B - Valukaukalo metallin kaatamiseksi valumuottiin

Info

Publication number: FI120577B
Application number: FI20040477A
Authority: FI
Inventors: Juha Lumppio
Original assignee: Outotec Oyj
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2009-12-15
Also published as: FI20040477A0; PE20060063A1; CA2564631A1; AR049795A1; EA008872B1; EA200601572A1; DE112005000742B4; WO2005095027A1; DE112005000742T5; ZA200607694B; FI20040477A; CN100553824C; CN1938113A; AU2005227642B2; AU2005227642A1

Description

VALUKAUKALO METALLIN KAATAMISEKSI VALUMUOTTIIN

Keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteistoon sulan materiaalin, kuten sulan metallin, kaatamiseksi valumuottiin. Täsmällisemmin keksintö kohdistuu 5 menetelmään ja laitteistoon elektrolyyttisessä puhdistuksessa käytettävien anodien valamiseksi.

Sulan metallin hallittu kaataminen ja tarkka annostelu valumuottiin on olennaista esimerkiksi metallianodien valun yhteydessä. Metallien 10 valmistuksessa metallianodien valua seuraavana prosessivaiheena on elektrolyyttinen puhdistaminen, jossa edellytys korkean katodin laadun ja hyötysuhteen saavuttamiselle on mm. anodien tasalaatuisuus sekä muodon että painon suhteen. Useimmissa tunnetuissa menetelmissä anodi valetaan avomuottiin.

15

Anodien, kuten kuparianodien valussa sula johdetaan anodiuunista esimerkiksi ränniä pitkin valulaitteiston välikaukaloon, josta sula metalli edelleen kaadetaan valukaukaloon. Välikaukalon tilavuus on huomattavasti suurempi kuin varsinaisen valukaukalon ja se toimii myös tasaavana välivarastona anodiuunin 20 ja valukaukalon välillä. Valukaukalossa kaadon alussa oleva metallin määrä on jonkin verran suurempi kuin valumuottiin kerralla annosteltava metallimäärä. Tavallisesti valukaukaloon kaadetaan noin kaksinkertainen määrä metallia suhteessa valumuottiin kaadettavaan määrään. Valukaukalosta sula metalli annostellaan tarkasti avoimeen valumuottiin. Valukaukaloa ei annostella 25 tyhjäksi, vaan pohjalle jää ns. pohjakupari. Anodien nykyaikainen valu toteutetaan automatisoituna nk. valupöydissä, joissa valumuotit siirretään pyöreällä valupöydällä valukaukalon eteen. Valukaukalosta kaadettaessa annostelua kontrolloidaan valukaukalon liikeradan ja liikkeen nopeuden sekä painon seurannan avulla. Tyypillisesti kuparianodin valumuottiin kaadettavan 30 sulan määrä annostellaan 3 prosentin tarkkuudella. Anodin paino on tavallisesti välillä 300 - 600 kilogrammaa.

2

Kaadettavan sulan määrän annostelun tarkaksi kontrolloimiseksi valukaukalo on varustettu painoantureilla. Kaato ohjataan automaattisesti ja se alkaa silloin, kun valukaukalo on täytetty sulalla, kaukalon alkupaino on mitattu ja valumuotti on sijoitettu valukaukalon eteen. Kaadossa valukaukaloa kallistetaan siten, että 5 sula metalli valuu valukaukalon kaatonokan yli valumuottiin. Kaato ohjataan päättymään silloin, kun valukaukalon paino on alentunut valettavan anodin tavoitepainon verran. Tällöin valukaukalo palautetaan alkuasentoonsa uutta täyttöä varten.

10 Yhden anodivaluprosessin aikana valetaan tavallisesti useita satoja anodeja peräkkäin. Valuprosessin päätteeksi valukaukalo tyypillisesti jätetään täyteen metallia ja metallin annetaan jähmettyä valukaukaloon. Valukaukalolle tehdään tarvittavat huoltotoimet, joihin usein liittyy valukaukalon koko vuorauksen uudistaminen. Esillä oleva keksintö mahdollista sen, että valukaukalo voidaan 15 tyhjentää kokonaan metallista, jolloin valukaukalo vaatii vähäisemmät huoltotoimet.

Metallien elektrolyyttisessä puhdistuksessa käytettävät anodit ovat muodoltaan paksuja, noin 30 - 100 millimetrin paksuisia levyjä. Anodien korkeus on noin 20 900 - 1500 millimetriä ja leveys noin 700 - 1200 millimetriä. Elektrolyysialtaassa elektrodilevyt roikkuvat pystysuorassa asennossa levyn yläreunaan muodostettujen ulokkeiden, nk. korvien varassa altaan reunoihin tukeutuen. Anodin korvat muodostetaan anodin metallista usein valun yhteydessä. Niinpä anodin valumuotti käsittää laakean syvennyksen eli kuopan, 25 joka on anodin poikkileikkauksen muotoinen ja jonkin verran syvempi kuin anodin paksuus.

Sulan metallin kaatamiseen anodin valumuottiin liittyy useita vaatimuksia ja ongelmia. Sula metalli ei saa kaadossa roiskua kuopan ulkopuolelle eikä 30 läikkyä tai liikehtiä niin, että sula nousee kuopan reunoille ja jähmettyy riisteeksi. Niinpä muottiin kaadetun sulan metallin pinnan tulee pysyä rauhallisena, jotta valu jähmettyisi toivottuun muotoonsa. Toisaalta kaatoon 3 käytettävä aika tulee olla mahdollisimman lyhyt tuotantokapasiteetin pitämiseksi kannattavalla tasolla.

Sulan metallin virtauksessa on paljon liike-energiaa, joka valun kaadossa 5 kohdistuu valumuotin pohjaan ja muotissa jo olevaan sulaan aiheuttaen läikkymistä ja roiskumista. Tämän vuoksi on olennaisen tärkeää, että sulan kaatokorkeus on mahdollisimman pieni. Toisaalta sulan liike-energia häiritsee myös valukaukalon punnitusta. Punnitusvirheiden, läikkymisen ja roiskumisen minimoimiseksi on tähdätty mahdollisimman tasaiseen kaatoon.

10

Patenttijulkaisussa US 5967219 kuvataan menetelmä sulan metallin kaatamiseksi valumuottiin siten, että punnitusvirheet vähenevät ja kaato on rauhallinen. Julkaisussa esitetty keksintö perustuu valukaukalon pohjan muotoiluun ja kaatoliikkeen hallittuun liikerataan, joka mukailee valukaukalon 15 pohjan muotoa. Toivotun lopputuloksen saavuttamiseksi tulee kuvatun valukaukalon liike olla rauhallinen ja hidas. Tällainen hidas kaato johtaa kuitenkin siihen, että valuvaihe muodostuu kokonaisprosessin pullonkaulaksi.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät 20 ongelmat ja saada aikaan uudenlainen valukaukalo ja menetelmä sulan metallin kaatamiseksi matalaan ja laakeaan valumuottiin. Keksinnön tavoitteena on aikaansaada mahdollisimman nopea sulan metallin annostelu muottiin siten, ettei sulaa metallia nousee muotin yli ja että muottiin annostellun sulan metallin pinta pysyy mahdollisimman rauhallisena.

25

Esillä oleva keksintö perustuu siihen perusajatukseen, että valukaukalosta kaadettavan sulan liike-energian suuntaan ja määrään vaikutetaan valukaukalon muodolla. Niinpä metallin valaminen muottiin toteutetaan niin pienellä kaatokorkeudella kuin mahdollista, jotta metalli ei saa suurta 30 potentiaalienergiaa noustakseen valumuotin reunojen yli. Valaminen toteutetaan myös niin, että sulan metallin virtaus saa suuren vaakasuuntaisen virtausnopeuden suhteessa pystysuuntaiseen virtausnopeuteen.

4

Keksinnön mukainen nopea kaato perustuu suureen massavirtaukseen kaadon alkuvaiheessa. Keksinnön mukainen painotarkka valu saadaan aikaan hidastamalla massavirtausta kaadon loppuvaiheessa. Kuristaminen tapahtuu 5 keksinnön edullisimman sovellusmuodon mukaisesti valukaukaloon järjestetyn kuristuskappaleen, kuten kuristustiilen avulla, jonka sijoitus ja muotoilu on sellainen, että kuristamaton sulan metallin virtaus kaadon alkuvaiheessa toteutuu ja että kuristettu virtaus kaadon loppuvaiheessa mahdollistaa tarkan annostelun muottiin. Kuristuskappale mahdollistaa valukaukalon nopean 10 kallistamisen ilman, että sulan metallin virtaus muuttuu hallitsemattomaksi.

Keksinnössä valukaukalosta purkautuvan sulan metallin virtausprofiili levitetään olennaisesti koko anodimuotin levyiseksi. Virtaus suunnataan olennaisesti vaakasuunnassa kohti valumuotin valukaukaloon nähden vastakkaista seinää, 15 valumuotin peräseinää. Virtauksen vaakasuuntainen liike-energia sammuu aluksi sulan osuessa valumuotin pohjaan ja sitten törmätessään valukaukalossa jo olevan sulan metallin muodostamaan paineseinään. Virtausprofiilin levittäminen toteutetaan valukaukalon kaatonokan, esimerkiksi nokkatiilen, muotoilulla.

20

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Keksintö mahdollistaa entistä nopeamman valutapahtuman, josta seuraa valukoneen ja valupöydän kapasiteetin nouseminen. Keksinnön mukainen ratkaisu vähentää olennaisesti valukaukalon täytön aikaista sulan metallin laineilua ja lisää näin käyttökelpoista 25 valutilavuutta. Sulan metallin laineilu myös valukaukalossa vähenee keksinnön ansiosta. Valutapahtuman nopeutuminen perustuu myös siihen, että valukaukalon alku- ja loppupunnitukset voidaan tehdä nopeammin odottamatta sulan metallin heilahtelun loppumista ja siihen, että valu voidaan aloittaa maksimikaatonopeudella ilman että haitallista läikyntää ja roiskeita syntyy. 30 Keksinnön avulla valumuotti kuluu entistä vähemmän ja muottiin levitettävän peitostusaineen tarve vähenee.

5

Keksinnön mukaisessa valukaukalossa on pohja, kaatonokka, valukaukalon pohjan viereiset sivuseinät ja kaatonokkaan nähden vastakkainen takaseinä, ja valukaukalo on varustettu kallistusmekanismilla, johon on sovitettu vähintään yksi painoanturi valukaukalon painon seuraamiseksi. Kaatonokan reuna on 5 olennaisesti valumuotin kuopan levyinen, ja kaatonokka käsittää olennaisesti sulan virtauksen suuntaiset valukaukalon pohjan viereiset sivuseinät ja kaarevan, alaspäin suuntautuvan kaatopinnan, jossa valukaukalon pohjaa ja sivuseiniä vasten kaatonokan ja takaseinän väliin on sovitettu kuristuskappale takaseinän ja kursituskappaleen välisestä tilasta kaatonokkaan päin 10 suuntautuvan sulan metallin massavirtauksen hidastamiseksi

Keksinnön mukaisen valukaukalon kehikko voi olla esimerkiksi terästä, jolloin kaukalon vuoraus on tulenkestävää muurausta tai vastaavaa ainetta.

15 Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukainen valukaukalon kuristuskappale on muotoiltu siten, että sovitettaessa se kaukalon sivuseinien väliin valukaukalon pohjan ja kuristuskappaleen väliin jää asentajan taidoista riippumatta halutun kokoinen kuristusaukko. Kuristuskappale on sovitettu siten, että valutilanteessa kuristusaukko on kokonaan sulan metallin pinnan 20 alapuolella. Kuristuskappale voi olla kuristustiili ja edullisesti se on laattamainen rakenne, joka sovitetaan sulan metallin virtaussuuntaan nähden kohtisuorasi! ja valukaukalon pohjaan nähden olennaisesti pystysuoraan asentoon. Kuristuskappale on edullisesti hammastettu alareunastaan, jolloin kuristusaukon rajaa kuristuskappaleen hammastuksen lovet ja valukaukalon 25 pohja. Hammastuksen ulokkeet voivat ulottua valukaukalon pohjaan. Kuristustiili voidaan muodostaa valamalla se kiinteästi valukaukaloon sopivan muotin avulla, muuraamalla tai kiinnittämällä sopiva kappale valukaukaloon. Kiinnityseliminä voidaan käyttää esimerkiksi teräskiiloja.

30 Keksinnön erään sovellusmuodon mukaisessa valukaukalossa kuristuskappale on edullisesti sovitettu kaatonokan ja takaseinän väliin siten, että 6 kuristuskappaleen ja kaatonokan väliseen valukaukalon tilaan on ladattavissa 40 - 90% valettavan kappaleen metallin määrästä.

Keksinnön mukaisen valukaukalon painoa mitataan kaukalon 5 kallistusmekanismin yhteyteen sovitetun yhden tai useamman painoanturin avulla. Keksinnön erään sovellusmuodon mukaan valukaukalon kallistus voidaan toteuttaa patenttijulkaisussa US 5967219 esitetyllä mekanismilla. Keksinnön erään toisen sovellusmuodon mukaan valukaukalon kallistus voidaan toteuttaa mekanismilla, jossa valukaukalon etuosa on alapuolelta 10 tuettu kiinteään tukeen, jonka suhteen valukaukalo voi kääntyä kallistettaessa ja valukaukalon takaosaa kohotetaan nostomekanismilla kuten hydraulisella sylinterillä. Valukaukalon kallistus voidaan toteuttaa myös jollain muulla soveltuvalla mekanismilla.

15 Keksinnön mukaisessa ratkaisussa valukaukalosta valumuottiin viilaavan sulan metallin virtaus muotoillaan halutuksi valukaukalon kaatonokalla. Kaatonokka käsittää valukaukalon pohjasta alaspäin suuntautuvan kaarevan kaatopinnan. Kaatopinta rajautuu kaatonokan kaatoreunaan ja valukaukalon pohjaan tai valukaukalon pohjan suuntaiseen kaatonokan osaan. Keksinnön mukaisen 20 edullisen kaatonokan muotoilun toteuttavat kaikki ne kaatonokan muodot, jotka ulkonevat kaatonokan valukaukalon pohjan suuntaisesta osuudesta ja jakavat sulan metallin virtauksen tasaisesti valumuotin leveydelle kaatokohdassa. Kaatonokan kaatoreuna on ylhäältä katsottuna kaareva, parabolinen tai muuttavasäteinen. Kaatoreuna on ylhäältäpäin katsottuna erityisen edullisesti 25 osa ympyrän kehää. Kaatopinta levenee kohti kaatoreunaa. Kaatopinnan määrittelee kaatoreunasta valukaukalon pohjaan vedetyt olennaisesti suorat viivat. Kaatopinnan kulma suhteessa valukaukalon pohjaan voi vaihdella välillä 12-55 astetta. Kaatopinta on edullisesti leikkaus kartiosta. Kaatoreunan leveys suhteutetaan valumuotin kuopan leveyteen siten, että kaatoreunan 30 leveys on lähellä valumuotin kuopan leveyttä.

7

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan kaatonokka on erikseen valmistettavissa oleva nokkatiili. Keksinnön mukainen nokkatiili voidaan valmistaa esimerkiksi valamalla muottiin. Valmistusaine on tulen kestävää materiaalia kuten muurausta tai valurautaa.

5

Keksinnön mukaisesti muotoiltu nokkatiili voidaan sovittaa muotoilultaan monenlaisiin valukaukaloihin, jolloin saadaan aikaan toivottu sulan metallin virtauksen edullinen muotoilu, virtausnopeus ja virtauksen suunta valumuottiin.

10 Keksinnön mukaisessa menetelmässä metallianodien sula metalli kaadetaan laakeaan valukaukaloon, valukaukalosta metalli kaadetaan valumuottiin, kontrolloidaan sulan metallin massavirtausnopeutta valukaukalosta valumuottiin tasaisen valupinnan muodostamiseksi ja valukaukalon kallistusmekanismiin sovitettujen yhden tai useamman painoanturin avulla kontrolloidaan valetun 15 kappaleen paino. Sulan metallin massavirtausnopeus valukaukalosta valumuottiin on suurempi kaadon alkuvaiheessa, jolloin vähintään 40% edullisesti 70 - 80% valettavasta metallista kaadetaan valumuottiin. Sulan metallin massavirtausnopeus valukaukalosta valumuottiin kaadon loppuvaiheessa kontrolloidaan keksinnön erään sovellusmuodon mukaan 20 valukaukaloon sovitetun kuristuskappaleen avulla. Keksinnön erään sovellusmuodon mukaan kaadon alkuvaiheessa massavirtausnopeutta kontrolloidaan valukaukalon liikeradan avulla. Keksinnön erään toisen sovellusmuodon mukaan kaadon loppuvaiheessa massavirtausnopeutta kontrolloidaan sekä valukaukalon liikeradan että valukaukalon 25 kuristuskappaleen avulla.

Kuvioissa 1a ja 1b esitetään keksinnön eräiden sovellusmuotojen mukaiset valukaukalot.

30 Kuvio 2a esittää keksinnön erään sovellusmuodon mukaista valukaukaloa ja valumuottia sivukuvantona valumuotin suunnasta katsottuna.

8

Kuvio 2b esittää kuvion 2a valukaukaloa ja valumuottia yläkuvantona.

Kuviot 3a ja 3b esittävät kuvion 2a mukaisen valukaukalon ja valumuotin leikkausta A-A. Kuvioissa 3a ja 3b esitetään myös sulan metallin sijoittuminen 5 valukaukaloon ja kaato valumuottiin.

Kuvio 4a esittää keksinnön erään sovellusmuodon mukaista nokkatiiltä yläkuvantona. Kuvio 4b esittää kuvio 4a nokkatiiltä sivukuvantona.

10 Kuviot 5a ja 5b esittävät keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaista kuristustiiltä.

Kuvion 1a mukaisessa valukaukalossa on kaareva pohja 16, sivuseinät 14 ja takaseinä 13. Kuristustiili 12 on sijoitettu kaatonokan, tässä nokkatiilen 15 ja 15 takaseinän 13 väliin. Kuristustiili 12 jakaa pohjan ja seinien rajaaman tilan valukaukalon etuosaan 11 ja valukaukalon takaosaan 10. Kuristustiilen 12 alareunaan muodostetut lovet ja valukaukalon pohja 16 rajaa raot 19, joiden kautta sula metalli virtaa takaosasta 10 etuosaan 11. Kuristuskappaleen korkeus valitaan edullisesti siten, että se ulottuu valukaukalon pohjasta 20 vähintään sulan pinnan tasalle valukaukalon ollessa täyttöasennossaan. Ladattaessa valukaukalo sulalla metallilla metalli jakaantuu valukaukalon etuosaan 11 ja takaosaan 10. Edullisesti sula metalli annostellaan tilaan 10. Nokkatiilessä 15 on pystyt sivuseinät 17 ja kaatopinta 9. Kaatopinta 9 kaareutuu alaspäin ja levenee kaatonokan reunaa 18 kohti. Kaatonokan reuna 25 18 on kaareva ylhäältäpäin katsottuna ja kaatopinta 9 on leikkaus kartiosta. Kuvion 1 esittämän keksinnön sovellusmuodon mukaisen valukaukalon takaosan 10 tilavuus on suurempi kuin etuosan 11, koska valukaukalo levenee kuristustiilen 12 kohdalta takaseinää 13 kohti. Tämä ratkaisu mahdollistaa sen, että merkittävästi suurempi määrä sulaa metallia voidaan ladata kuristustiilen 30 taakse tilaan 10 kuin tilaan 11.

9

Kuviossa 1b esitetään keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukainen valukaukalo, jossa on kaareva pohja 16, sivuseinät 14 ja takaseinä 13. Nokkatiilessä 15 on pystyt sivuseinät 17 ja kaatopinta 9. Kaatopinta 9 kaareutuu alaspäin ja levenee kaatonokan reunaa 18 kohti. Kaatonokan reuna 5 18 on kaareva ylhäältäpäin katsottuna ja kaatopinta 9 on leikkaus kartiosta.

Kuvioiden 1a ja 1b mukaisissa valukaukaloissa vuoraus on tehty tulenkestävästä muurauksesta ja kehikko on terästä.

10 Kuvioissa 2a ja 2b nähdään valukaukalo 30 ja sen eteen asetettu kuparianodin valumuotti 24. Valumuotissa 24 on anodin muotoinen valukuoppa 31. Kuvion 2 mukaisessa sovellusmuodossa valukaukalon sivuseinät 27 jatkuvat samansuuntaisina ja suorasti takaseinästä 23 nokkatiileen 25 saakka, jolloin valukaukalon pohja 26 on ylhäältäpäin katsottuna olennaisesti suorakaiteen 15 muotoinen. Kuristustiili 22 on sovitettu kohtisuorasi sivuseiniä 27 vasten ja ulottuu sivuseinästä sivuseinään. Kuristustiilen 22 alareunassa on kaksi lovea, jotka rajaavat pohjan 26 ja kuristustiilen 22 väliin jäävät raot, joista sula metalli virtaa tilasta 20 tilaan 21. Sivuseiniä 27 vasten on järjestetty kolme paria ylöspäin suuntautuvia tukipalkkeja 39 nokkatiilen 22 sovittamiseksi toivottuun 20 kohtaan takaseinän 23 ja nokkatiilen 25 väliin. Kuristustiilen sijaintia voidaan tarpeen mukaan vaihtaa kolmen tukipalkkiparin määräämissä kohdissa. Kuristustiili 22 on tuettu paikoilleen kahden kiilan 61 ja kiinnityselimien 62 avulla. Nuolet 28 osoittavat sulan metallin virtauksen suuntautumista ja virtauspyörteitä metallin virratessa ulos valukaukalosta 30 ja asettuessa 25 valumuotin 24 kuoppaan 31.

Kuviot 3a, 3b ja 3c esittävät kuvioissa 2a ja 2b esitetyn keksinnön sovellusmuodon leikkausta A-A. Kuviossa 3a valukaukalo 30 on täyttöasennossa ja täytetty sulalla metallilla 32. Kuviossa 3b valukaukalo 30 on 30 kallistettu kaatoa varten ja sula metalli 32 virtaa valukaukalosta 30 valumuottiin 24. Kuviossa 3c valukaukalo 30 on palautettu täyttöasentoon kaadon jälkeen. Valukaukalon pohja 26 on kaareva siten, että sulan metallin korkeus hm jää 10 pieneksi suhteessa valukaukalon pituuteen mitattuna takaseinästä 23 nokkatiileen 25.

Kuvion 4 mukainen nokkatiili 40 sovitetaan valukaukaloon. Nokkatiili voidaan 5 valmistaa erikseen esimerkiksi valamalla tulenkestävästä materiaalista. Nokkatiili käsittää kaatopinnan 49 ja valukaukalon pohjan suuntaisesti sovitettavan pohjaosan 41. Nokkatiilen kaatopinta 49 kaartuu alaspäin valukaukalon pohjasta ja se on leikkaus kartiosta. Nokkatiilessä on olennaisesti pystysuorat sivuseinät 42, 43. Kaatopinnan kohdalla sivuseinät 43 madaltuvat 10 kohti kaatopinnan reunaa 45. Pintojen 41 ja 49 välisen reunan pyöristyssäde on edullisesti 0,5 - 800 mm.

Kuviot 4a ja 4b esittävät kuvion 4 mukaista nokkatiiltä sijoitettuna valumuotin 44 eteen ja yläpuolelle toiminta-asennossa. Nokkatiilen kaatopinta 49 levenee 15 kaatoreunaa 45 kohti. Kaatoreunan kaarevuussäde r suhteutetaan valumuotin kuopan leveyteen A ja kaarevuussäteen r pituus on edullisesti 0,2 - 6 kertaa A:n mitta. Kaatopinnan pituus B riippuu valitusta tiilen korkeudesta E suhteessa valumuottiin ja kartiopinnan kulmasta epsilon (ε) nokkatiilen pohja-osan 41 suuntaan nähden. Kulma epsilon (ε) on edullisesti välillä 12-55 astetta. 20 Nokkatiilen leveys C on edullisesti 0,3 - 0,95 kertaa valumuotin kuopan leveys A, erityisen edullisesti 0,5 - 0,8 kertaa valukuopan leveys A. Nokkatiilen pinnan 41 mitta D valitaan siten, että nokkatiili sopivasti integroituu valukaukalon muuhun muotoiluun. Nokkatiilen toimintaan vaikutta edullisesti kaatokorkeuden F minimoiminen. Kaatokorkeus voi olla esimerkiksi välillä 70 - 400 mm, 25 edullisesti 130 - 200 mm. Kaatoreunan 45 leveys K on edullisesti 0,5 - 0,98 kertaa valumuotin kuopan leveys A, edullisemmin 0,6 - 0,7 kertaa valumuotin kuopan leveys A.

Kuvion 5a ja 5b esittämässä kuristustiilessä 50 on hammastus, joka muodostuu 30 kolmesta lovesta 51, 52, 53. Kuristustiilen korkeus ulottuu vähintään valukaukalon pohjasta sivuseinien yläreunan tasalle. Lovien korkeus hi on kuparin valussa edullisesti 10 - 100 millimetriä. Lovien yhteispinta-ala on 11 edullisesti välillä 1500 - 17000 neliömillimetriä. Käytännön työssä lovien kokonaispinta-alaa voidaan helposti suurentaa yksinkertaisesti lohkaisemalla tiilen hampaita irti. Niinpä sopivan loven pinta-alan löytämiseksi on edullista aloittaa valu kuristustiilellä, jossa on useita hampaita. Keksinnön mukaisen 5 valun kaadon kannalta olennaista on kuristustiilen loven tai lovien korkeus ja kokonaispinta-ala. Lovien leveyksien summa 11+12+13 on edullisesti 0,05 - 0,9 kertaa tiilen leveys It. Tiilen paksuus dt voi olla alle 5 millimetriä tai yli 100 millimetriä, edullisesti se on 5 - 100 mm.

10 Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellusmuodot eivät rajoitu yllä esitettyihin, vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims

1. Valukaukalo (30) metallin kaatamiseksi valumuottiin (24), jossa valukaukalossa (30) on pohja (16), kaatonokka (15, 25), valukaukalon pohjan 5 viereiset sivuseinät (14) ja kaatonokkaan nähden vastakkainen takaseinä (13), ja joka valukaukalo (30) on varustettu kaatomekanismilla, johon on sovitettu ainakin yksi painoanturi metallin tarkaksi annostelemiseksi valumuottiin (24), tunnettu siitä, että kaatonokka käsittää kaatopinnan (9), joka levenee kaatonokan (15, 25) 10 kaatoreunaa (18) kohti ja suuntautuu alaspäin suhteessa valukaukalon (30) pohjan suuntaan, ja olennaisesti sulan virtauksen suuntaiset valukaukalon pohjan viereiset sivuseinät (14), jossa valukaukalon (30) pohjaa (16) ja sivuseiniä (14) vasten kaatonokan (15, 25) ja takaseinän (13) väliin on sovitettu kuristuskappale (12, 22) takaseinän ja kuristuskappaleen (12, 22) välisestä 15 tilasta kaatonokkaan päin suuntautuvan sulan metallin massavirtauksen hidastamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kuristuskappale (12, 22) on sovitettu valukaukalon kaatonokan (15, 25) ja 20 takaseinän (13, 23) väliin siten, että kuristuskappaleen (12, 22) ja kaatonokan (15, 25) väliseen valukaukalon tilaan (11, 21) on ladattavissa 40 - 90% valumuottiin kaadettavan metallin määrästä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että 25 kuristuskappale (12, 22) on sovitettu siten, että valutilanteessa kuristuskappaleen (12, 22) rajaama yksi tai useampi kuristusaukko (19, 51, 52, 53) on kokonaan sulan metallin pinnan alapuolella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että 30 kuristuskappale (12, 22) on laattamainen rakenne, joka sovitetaan sulan metallin virtaussuuntaan nähden kohtisuorasti ja valukaukalon pohjaan (16, 26) nähden olennaisesti pystysuoraan asentoon.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kuristuskappale (12, 22) on hammastettu alareunastaan, jolloin kuristusaukon rajaa kuristuskappaleen hammastuksen lovet ja valukaukalon pohja. 5

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kuristuskappaleen lovien (19, 51, 52, 53) korkeus on 10-100 millimetriä.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että 10 kuristuskappaleen lovien (19, 51, 52, 53) yhteispinta-ala on välillä 1500 - 17000 neliömillimetriä.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kuristuskappaleen lovien (19, 51, 52, 53) leveyksien summa on 0,05 - 0,9 15 kertaa kuristuskappaleen leveys.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kuristuskappaleen (12, 22) korkeus on valittu siten, että se ulottuu valukaukalon (30) pohjasta vähintään sulan pinnan tasalle valukaukalon ollessa 20 täyttöasennossaan.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatonokan reuna (18, 45) on ylhäältäpäin katsottuna kaareva, parabolinen tai muuttavasäteinen, edullisesti osa ympyrän kehää. 25

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatopinnan kulma suhteessa valukaukalon pohjaan vaihtelee välillä 12-55 astetta.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatopinta on leikkaus kartiosta.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatoreunan 45 leveys (K) on edullisesti 0,5 - 0,98 kertaa valukuopan leveys (A), edullisemmin 0,6 - 0,7 kertaa valukuopan leveys (A).

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatonokan muodostaa nokkatiili (40), joka on erikseen valmistettavissa ja sovitettavissa valukaukaloon.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että 10 nokkatiili (40) on valmistettu tulenkestävästä materiaalista, kuten muurauksesta tai valuraudasta, valamalla muottiin.

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että nokkatiilessä (40) on valukaukalon pohjan suuntaisesti sovitettava pohjaosa 15 (41), kaatopinta (49), joka kaareutuu alaspäin pohjaosasta (41) ja levenee kaatoreunaa (45) kohti ja pohjaosaan (41) nähden olennaisesti pystysuorat sivuseinät (42, 43).

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että 20 kaatoreunalla (45) on kaarevuussäde ( r ), joka suhteutetaan valukuopan leveyteen (A), jolloin kaarevuussäde ( r ) on edullisesti 0,2 - 6 kertaa valukuopan leveys (A).

18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että 25 kaatopinnan (49) kaltevuus (epsilon) on nokkatiilen pohjaosaan (41) nähden 12 - 55 astetta.

19. Patenttivaatimuksen 16 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että nokkatiilen (40) kapein leveys ( C ) on 0,3 - 0,8 kertaa valumuotin kuopan 30 leveys (A).

20. Patenttivaatimuksien 14-16 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että nokkatiilessä (40) on kaatopinta (49), joka kaareutuu alaspäin valumuotin pohjaosasta ja levenee kaatoreunaa (45) kohti ja pohjaosaan nähden olennaisesti pystysuorat sivuseinät (42, 43). 5

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatoreunalla (45) on kaarevuussäde ( r ), joka suhteutetaan valukuopan leveyteen (A), jolloin kaarevuussäde ( r ) on edullisesti 0,2 - 6 kertaa valukuopan leveys (A). 10

22. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatopinnan (49) kaltevuus (epsilon) on nokkatiilen pohjaosaan (41) nähden 12 - 55 astetta.

23. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että nokkatiilen (40) kapein leveys ( C ) on 0,3 - 0,95 kertaa valumuotin kuopan leveys (A).

24. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että 20 kaatonokan reuna (18, 45) on ylhäältäpäin katsottuna kaareva, edullisesti parabolinen tai muuttuvasäteinen.

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatonokan reuna (18, 45) on ylhäältäpäin katsottuna osa ympyrän kehää. 25

26. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatopinnan kulma suhteessa valukaukalon pohjaan vaihtelee välillä 12-55 astetta.

27. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatonokan kaatopinta (9, 29, 49) on leikkaus kartiosta.

28. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että kaatonokan muodostaa nokkatiili (40), joka on erikseen valmistettavissa ja sovitettavissa valukaukaloon (30).

29. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että nokkatiili (40) on valmistettu tulenkestävästä materiaalista kuten muurauksesta tai valuraudasta, valamalla muottiin.

30. Patenttivaatimuksen 20 mukainen valukaukalo (30), tunnettu siitä, että 10 kaatoreunan (45) leveys (K) on edullisesti 0,5 - 0,98 kertaa valukuopan leveys (A), edullisemmin 0,6 - 0,7 kertaa valukuopan leveys (A).