FI66486B - Anordning foer smaeltning och gjutning av mineralier och metaller - Google Patents

Description

66486

LAITE MINERAALIEN JA METALLIEN SULATTAMISEKSI JA VALAMISEKSI-ANORDNING FÖR SMÄLTN1NG OCII GJUTN1NG AV MINERALIER OCH METALLER

Keksintö kohdistuu laitteeseen mineraalien tai metallien sulat-tamiseksi ja valamiseksi, erityisesti korkeissa lämpötiloissa sulavien metallien tai metallilejeerinkien, kuten esimerkiksi kuparin ja/tai kuparilejeerinkien, sulattamiseksi ja valamiseksi, ja 5 laitteeseen kuuluu kuumennustila, jonka muodostavat sivuseinämät, kattoseinämä . ja pohjaseinämä, jotka kaikki on lämpöeristetty oleellisesti alumiinioksidista ja piioksidisfca · muodostuvalla materiaalilla, ja jonka ympärillä on terässeinämät, ja kuumennustilaan sijoitettu upokkaan alusta ja tämän päälle sijoitettu upokas sekä vä-10 hintään kolme kuumennustilaan sen seinämien ja upokkaan välille sijoitettua ja sähköjohti min varustettua piikarbidikuumennus-elementtiä, jotka on sijoitettu siten, etteivät ne kosketa kuumennustilan seinämiin eivätkä upokkaaseen.

2 66486 Tälläinen sulatus- ja valulaite, jossa lämmöneristys on rakennettu oleellisesti alumiinioksidista ja piioksidista muodostuvasta kuitumateriaalista, tunnetaan DE-OS 2 725 884 patenttijulkaisusta. Tämä materiaali, monistakin syistä, on osoittautu-5 nut parhaimmaksi materiaaliksi jota käytetään kaasu- tai öljy-lämmitteisissä sulatus- ja valu-uuneissa sekä induktiouunissa. Ottamatta huomioon suhteellisesti pienentyneitä käyttökustannuksia saa nimittäin tälläinen tunnettu laite aikaan erittäin hyvän taloudellisuuden yhdistettynä sulan materiaalin hapettumisen estämi-10 seen liittyviin muihin etuihin, koska ei vaadita mitään liikettä kuten esimerkiksi induktiouuneissa ja ei ole myöskään muita mahdollisuuksia kemialliseen reaktioon polttckaasun kanssa kuten esi merkiksi kaasu- tai öl jylämmit teisissä uuneissa. Samoin vältetään kaikki ympäristön saastuttaminen ytännöllisesti katsoen meluttoman 15 työn avulla ja saadaan mahdollisuus, että kyetään pitämään uunin lämpötila kuten myös sulan materiaalin lämpötila jatkuvasti käytännöllisesti katsoen aivan halutussa arvossa.

Tällaisen tunnetun ratkaisun mukaisessa laitteessa on tunnettua järjestää eristys muurauk- 20 sen ja lämmönvarastointimateriaalin ja ulomman terässeinän väliin kuvatunlaisesta eristysmateriaalista valmistetulla yhtenäisellä kuorirakenteella, tarkoituksena vähentää yhä edelleen lämmön johtumisesta aiheutuvia energiahäviöitä verrattuna laitteistoon, jossa kuumennustilan sivuseinämät ja lattia on lämpöeristetty 25 yksittäisesti tällä eristysmateriaalilla. Tälle tunnetul le ratkaisulle on kuitenkin erityisesti tunnettua, että kuumennus-tilan ympärille täytyy olla sijoitettu riittävä lämmönvarastointi-materiaalimassa, jotta laitteen taloudellisuus verrattuna induktio-uuniin tai kaasu- tai öljylämmitteiseen uuniin saavutettaisiin.

30 Juuri tämän lämmönvarastointikyvyn takia täytyy kuitenkin tällaisessa tunnetussa ratkaisussa lämmönvarastointimateriaalin ja ulkoisen terässeinän väliin olla järjestetty riittävän paksu erityskerros, sillä muuten tulisivat toisaalta lämpömenetykset liian korkeiksi ja toisaalta laitteen ulkopinnan muodostavan terasseinämän lämpötila 35 tulisi liian korkeaksi, jotta sitä voitaisiin käsitellä tyydyttävästi .

Tällä lämmönvarastointimateriaalilla on kuitenkin välttämättä myös suhteellisen korkea tiheys ja se on siksi erittäin raskasta, niin että tälläinen tunnettu ratkaisu ei tule pelkästään lämmön- 3 66486 varastointimateriaalin takia suhteellisen kalliiksi, vaan myös j

sen vaatiman tukirakenteen takia ,a vaatii tällöin suuren J

tilan, ja erikoisesti käytettäessä laitetta kipattavana uunina j se on suhteellisen hankalasti käsiteltävissä. : 5 Sitäpaitsi täytyy sellaisessa tunnetussa laitteessa kuumen- j nuselementtien olla tuetut molemmin puolin lämmönvarastointimateriaalin alueella oleviin keraamisesta materiaalista valmistettuihin eristysputkiin. Tällöin kuumennuselementit ovat välttämättömästi alttiina tietyille työntö- ja iskurasituksille erikoisesti silloin, 10 kun sellainen tunnettu laite on suunniteltu kaatuvaksi ja jotka rasitukset aiheutuvat valun aikana tapahtuvasta varastointimateriaalin värähte- i lystä. Kokemukset osoittavat, että nämä mekaaniset rasitukset yhdessä lämmityselementteihin kohdistuvan korkean lämpökuormituksen : kanssa hyvin pian johtavat yhden tai useampien lämpöelementtien ! 15 rikkoontumiseen niissä tapahtuvan särön muodostuksen seurauksena, jotka aiheuttavat ylisuuria paikallisia sähkökuormituksia niistä johtuvine oikosulkuineen, tai jopa kaikkien kyseesä olevien lämpö-elementtien täydelliseen rikkoontumiseen. Jotta täiIäisille lämmi-tyselementeille saataisiin jossakin määrin käyttökelpoinen elin 20 ikä on esitetty, ettei näiden lämmityselementtien lämpötila saisi ylittää arvoa 1350 °C.

Mutta tällöin rajoitetaan tällaisen tunnetun laitteen panostus-mahdollisuudet panostustapauksiin, joissa käytetään enintään 1350 °C lämpötilaa, jos · >. ei tahdota hyväksyä elementtien ennenai-25 kaista rikkoutumista siihen liittyvine kohoavine aika- ja rahakus- tannuksineen, jotka johtuvat odottamisesta ja lämpöelementtien ! vaihdosta, ja vielä huomattavasta tuotannon putoamisesta, joka ai-laskee vielä painavammin laitteen tasetta. Joka tapauksessa laitteen taloudellisuus on tällöin melkoisen kyseenalaista.

30 Tätä ei voida korjata myöskään suurentamalla upokkaan panos tusta, toisinsanoen upokkaan panostustilavuutta. Ottamatta huomioon sitä, että tämä on asetettu tiettyyn rajaan koko laitteen käsillä käsittelyn mahdollistamiseksi, tämä vaatisi, että pidettäessä koko laitteen ulkomitat muuttumattomina lämmityselementtien 35 välimatka toisaalta upokkaan seinään ja/tai lämmönvarastointimate-riaalin sisäseinämään tulisi pienenemään. Ensimmäiseksi tämä johtaisi kuumennustilan läpi vapaasti ulottuvien kuumennuselement-tien pelättyyn ylikuumenemiseen johtuen liian suuresta upokkaan lämmön takaisin säteilystä, ja viimeksi olisi seurauksena, että 4 66486 laitteen teräskuoren ulkopinnan lämpötila tulisi nousemaan huomattavasti ilman lämmöneristysmassari lisäämistä, mikä an epätoivottavaa sekä painon ja tilavuuden ja siten laitteen käsi-teltävyyden kannalta että myös tuotantokustannuksien kannalta.

5 Myös tästä syystä ei olisi mahdollista saavuttaa toivottua tuotannon nousua.

Keksinnön tarkoituksena on parantaa tällaista laitetta yksinkertaisin ja halvoin keinoin siten, että saavutettaisiin huomattava tuotannon kasvu ilman aikaisemmin kuvattuja haitallisia 10 seurauksia, kun toisaalta voidaan viedä läpi sulatusprosesseja, jotka vaativat suhteellisen korkeita käyttölämpötiloja kuumennus-tilassa, aina 1650 °C asti ja, jos tarpeellista lyhytaikaisesti jopa sen yli meneviä lämpötiloja, ja toisaalta voidaan suurentaa upokkaan panostusta ilman laitteen ulkomittojen lisäämistä, ja 15 ilman laitteen teräskuoren ulkolämpötilan huomattavaa kasvua, jolloin kuumennuselementtien kestoaika myös vaativissa työolosuhteissa ei vain pysy ennallaan, vaan jopa voi kasvaa. Tällöin saavutetaan merkittävä kasvu tällaisen laitteen taloudellisuu- i teen sekä yksinkertaisemman rakenteen ja soveliaampien rakenne- ! 20 materiaalien mukanaan tuomien kustannussäästöjen että käyttö- i kustannuksien alenemisen takia.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan yllättävän yksinkertaisella ja halvalla tavalla siten, että keksinnön mukaisessa laitteessa kuumennustila on muodostettu sivuseinämistä, kattoseinämästä ja 25 lattiaseinämästä, jotka kaikki on tehty oleellisesti alumiinioksidista ja piioksidista muodostuvasta materiaalista, ja että pii-karliiidikuumennuselementit on tuettu vähintään yhden kuumennustilan seinämän suhteen iskuvaimentimilla ja jokainen on sijoitettu kuu-mennustilassa olevan upokkaan ulkopinnasta keskiakselistaan mitat-30 tuna matkan päähän, joka vastaa kuumennuselementin 2-4 kertaista ulkoläpimittaa.

Tällöin voivat sivuseinämät, kattoseinämä ja pohjaseinämä kuumennustilassa olla rakennettu tarkoituksenmukaisesti kuitumateriaalista, ja myös aikaisemmin kuvatun tunnetun laitteen lämpö-35 eristykseen käytefcytftä kuitumateriaalista. Toisaalta on osoittautunut myös hyväksi vaihtoehdoksi se, että kuumennustilan sivuseinämät, kattoseinämä ja pohjaseinämä on rakennettu ainakin osittain 5 66486 muotoiltavista osista, jot<a on valmistettu Vedettävästä lämmön-eristysmateriaalista. Tällöin keksinnön mukaisen laitteen mukaisella rakenteella voidaan huomattavasti yksinkertaistaa suunnittelua ja/tai valmistustekniikkaa, jolloin saavutetaan vastaava 5 vaikutus tuotannon kokonaiskustannuksiin.

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on onnistuttu säilyttämään tunnetun laitteen edut ja on kyetty vielä oleellisesti parantamaan laitteen taloudellisuutta. Toisaalta nimittäin keksinnössä käytetään hyväksi yllättävää havaintoa, että on aivan mahdollista 10 saada aikaan riittävän vahva uunirakenne pelkäästään kuvatunlaisesta lämmöneristysmateriaalista, jolloin samanaikaisesti hyödynnetään toista uutta havaintoa; nimittäin että tälläisen laitteen taloudellisuus riippuu paljon vähemmän riittävän, suuren tiheyden omaavan lämmönvarastointimateriaalimassan olemassaolos- 15 ta, johon lämmityselementistä kvmmennin tilan seinämien suunnassa säteilevä lämmitysenergia varastoituu ja edullisesti samanaikaisesti säteilee takaisin upokkaaseen, kuin mitä tätä ennen on ajateltu olevan tarpeellista. Oli nimittäin tunnettua, että lämmön takaisinsäteilyn riittävä leviäminen uunin seinistä upokkaaseen 20 voidaan myös saavuttaa suhteellisen pienellä lämpöeristemateri-aalin lämmönvarastointikyvyllä , mikäli keksinnön mukaisen uusimman havainnon mukaisesti olennaisesti tärkeämmät upokkaan ja/tai kuumennuselementtien käyttöaikaa uhkaavat vaaratekijät tehokkaasti poistetaan. Näitä vaaratekijöitä on piikarbidikuumennuselementtien 25 erityinen mekaaninen murtumis taipumus ja upokkaan materiaalin taipuminen, joka kasvaa lämpötilan kasvaessa korkeiden lämpötilojen alueilla, jo suhteellisen pienet paikalliset eroavaisuudet upokkaan ulkopinnan lämpökuormituksessa mainitsemattakaan esiintyviä mekaanisia jännityksiä, joita havaitaan varsinaisen valuprosessin 30 aikana jo sulatuksen aikana, yksistään nämä paikalliset lämmön aiheuttamat epäyhtenäisyydet johtavat säröjen muodostumiseen, joista johtuen kokemuksen mukaan jo lyhyen käyttöajan jälkeen tapahtuu sulan vuotoa kuumennustilaan, mikä aiheuttaa työn keskeytymisen, tarkoituksena poistaa valunut materiaali pois kuumennustilas-35 ta jäähdyttämällä koko laite, mikä puolestaa nopeasti huonontaa tällaisen laitteen koko tuotantoprosessin taloudellisuutta. Ja tässä on edelleen yksi keksinnön kiinnekohta, josta se oleielliisesti on tunnettu, että on aivan mahdollista löytää kuumennuselementtien 6 66486 optimaalinen järjestely upokkaan suhteen, mikä pienentää upokkaan seinämän sekä myös kuumennuselementtien lämpöjännityksiä ja kuitenkin tekee mahdolliseksi parhaan mahdollisen lämpöenergian syötön. Jotta myös korkeampia - käyttövaatimuksia voidaan tyy-5 dyttää käyttölämpötilaa nostettaessa aina 1650 °C asti, varustetaan keksintö edullisesti myös erityisellä kuumennuselementtien tukirakenteella, joka vähentää erityisesti valuprosessiin liittyviä uunin veto- ja iskurasituksien välittymistä kuumennusele-mentteihin ja täten tekevät mahdolliseksi sellaisten piikarbidi-10 kuumennuselementtien käytön, joita voidaan käyttää 1650 °C työs-kentelylämpötilaan asti.

Kaikkiaan keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan aikaan huomattava parannus tyypilliseen laitteeseen ottaen huomioon kaikkien perustana olevien erilaisten ongelmien samanaikaisen rat-15 kaisun ilman että menetettäisiin jo saatuja tyypillisen ratkaisun tarjoamia etuja.

On huomattu, että edelleen voidaan saada aikaan parannus ottaen huomioon mahdollisuus upokkaan panoksen suurentamisen parhaaseen mahdolliseen tilaan- ja lämpötalousratkaisuun ja, että .

20 lämmityselementit on asetettu sopivasti keksinnön mukaisesti siten, että niiden keskiakselin ja läheisen kuumennustilan seinämän sisäpinnan väliin jää etäisyys, joka vastaa lämmityselementin 2-4 kertaista ulkoläpimittaa.

Edelleen on osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi, jos kuu-25 mennuselementit on tuettu kahteen kuumennustilan vastakkaiseen seinämään. Tällöin kuunermuselementti' ' voi edullisesti olla tunnetulla tavalla järjestetty yhdensuuntaiseksi viereisen kuumennustilan seinämän kanssa sekä vaakasuorasti. Toisaalta on keksinnön mukaisesti aivan mahdollista ryhmittää kuumennuselementit myös si-30 nänsä tunnetulla tavalla pystysuorasti upokkaan ympärille.

Eräs keksinnön edullinen sovellutusmuoto on tunnettu siitä, että kuumennustila on oleellisesti pitkähkön suunnikkaan muotoinen, jossa upokas on järjestetty oleellisesti sen keskelle ja, että kuumennuselementit on järjestetty kulkemaan kuumennus- 35 tilan toisiaan vastapäätä Olevien sivuseinien läpi sijoitettuna yhdensuuntaisesti ja vaakasuorasti ja ne on järjestetty päällekkäin kahteen pystysuoraan riviin, joista kumpikin on järjestetty upokkaan vastakkaisille sivuille tähän ja kuumennustilan lyhyemmän sivu- 7 66486 seinämän välille, jolloin etäisyys niiden keskiakselin ja upokkaan ulkopinnan välillä vastaa 2,3- 3,5-kertaista ulkoläpimittaa. Tällöin on osoittautunut edulliseksi, jos kuumennuselementit on järjestetty siten, että niiden keskiakselin ja kuumennustilan 5 lyhyemmän sivuseinämän välinen välimatka vastaa elementtien 2-3 kertaista ulkoläpimittaa. Vaihtoehtona tälle esitetään, että kuumennustila on oleellisesti kuusikulmion muotoinen, jossa upokas on oleellisesti järjestetty keskelle, ja että kuumennuselementit on järjestetty vaaka-asennossa päällekkäin muodostaen 10 pystysuoria jonoja, joista jokaisessa on vähintään kaksi kuumen-nuselementtiä yhdensuuntaisena jokaisen kuusikulmion sivuun rajoittuvan sivuseinämän kanssa jokainen kuumennuselementti viistosti ulottuen kumpaankin vierekkäiseen sivuseinämään, jolloin toistensa kanssa yhdensuuntaisilla upokkaan vastakkaisilla sivuil-15 la olevien jonojen toisiaan vastaavilla kuumennuselementeillä on jokaisella sama välimatka mitattuna niiden keskiakselista kuumennustilan pohjaan, joka välimatka kuitenkin on erisuuri verrattaessa jonoa viereiseen ja tätä sen viereiseen seuraavaan jonoon.

Näissä molemmissa keksinnön mukaisen ratkaisun erityisissä 20 sovellutusmuodoissa on osoittautunut erittäin edulliseksi, jos alin kuumennuselementti on järjestetty sen keskiakselista kuumennustilan pohjaan mitatun välimatkan päähän, joka vastaa sen 3-5 kertaista ulkoläpimittaa. Tämä nimittäin tekee mahdolliseksi riittävän suuren tilan vuotoa varten kuumennuselementtien 25 alapuolelle, johon mikäli tarpeen on voidaan koota riittävän suuri määrä materiaalia, ilman että on mitään vaaraa alempien kuumennuselementtien vahingoittumisesta tämän takia.

Vielä pidemmälle viedyn keksinnön mukaisen ajatuksen mukaisesti voivat kuumennuselementit olla tarkoituksenmukaisesti jär-30 jestetty siten, että kahden vierekkäisen kuumennuselementin kes-kiakselien välinen välimatka vastaa niiden 2-4 kertaista ulkoläpimittaa. Tällöin optimoidaan upokkaan saama lämpösäteily, ei ainoastaan sen suuruus vaan myös paikallisen jakautuman tasaisuus. Vielä kauaskantoisempi parannus tässä suhteessa, yhdistet-35 tynä kuumennuselementtien käyttöajan ja siten laitteen häiriöttömän käyttöajan jatkuvaan lisääntymiseen myöskin korkeissa lämpötiloissa tapahtuvan käytön kestäessä, saadaan tulokseksi yllättäen, jos kuumennuselementteinä käytetään sinänsä tunnettuja β 66486 kierukkamaisia piikarbidikuumennuselementtejä.

Eräässä toisessa keksinnön mukaisessa edullisessa sovellutuksessa on jokaiselle kuumennuselementille järjestetty iskunkestä-vä suojaus joustavalla kehysrakenteella, joka äuojaa tätä alueil-5 la, missä kuumennuselementti tunkeutuu kuumennustilan seinämään, seinämää vastaan. Tämä keksinnön mukaisen ajatuksen edelleen kehittäminen, joka on erittäin kustannuksia säästävää ja samanai-kasesti erittäin yksinkertainen ratkaisu, saadaan aikaan siten, että jonkun kuumennuselementin iskunvaimentajana toimiva tuki 10 voidaan tehdä suoraan samasta joustavasta lämmöneristysmateri-aalista asettamalla sitä kuumennustilan seinämän läpimenevälle alueelle. Tällöin kuumennuselementit voivat olla edullisesti kuumennustilan seinämän läpimenevällä alueellaan jokainen eristys-putken ympäröimänä.

15 Monissa tapauksissa on edelleen osoittautunut edulliseksi, jos lämpösäteilyn heijastaja on sijoitettu lämmityselementtien ja kuumennustilan seinämän väliin, jolloin tarkoituksena on, että kuumennustilan seinämän suuntaan tuleva lämpö ohjataan takaisin upokkaan suuntaan.

20 Edelleen voidaan kuumatilarakenne varustaa vähintään kuuma- tilan kattoseinämän ja/tai pohjaseinämän osalta ainakin osittain vahvistuksilla. Nämä voivat edullisesti olla järjestetty lisäyksinä kuumatilaseinämän materiaaliin. Tällöin voi olla edullista muodostaa vahvennus vähintään osittain lämmönvarastointi-25 materiaalista.

Edelleen voi olla edullista, jos on järjestetty tiiviste estämään metallihöyryn vuodot kuumennustilaan ja/tai tiiviste estämään happipitoisten kaasujen, erityisesti ilman, pääsyn upokkaan yllä olevaan upokkaan aukon ja kuumennustilan kattoseinämän 30 välissä olevaan tilaan, jolloin edelleen edullisesti molemmat tiivistystehtävät voidaan hoitaa yhdellä sopivasti muotoillulla ja järjestetyllä tiivisteellä.

On osoittautunut edulliseksi järjestää niih, että lämpöä eristävän kuitumateriaalin ulkokerroksen lämmönjohtokyky on 35 0,1 keal/fa h °C lämpötilassa 400 °C ja sisäkerroksen lämmönjohtoky ky 0,3 kcal/m h lämpötilassa 1200 °C.

9 66486

Seuraavassa keksintöä kuvataan lähemmin esimerkin omaisesti joillakin suoritusesimerkeillä viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaisen kallistettavan sula-5 tus- ja valulaitteen kuumennustilaa pystyleikkauksena edestä katsoen, kuva 2 esittää saman uunin pystyleikkausta sivulta katsottuna, kuva 3 esittää kuvien 1 ja 2 mukaista sulatus- ja valu-10 laitetta kallistuslaitteineen sivulta katsottuna, kuva 4 esittää erästä toista keksinnön mukaista sovellutusesimerkkiä pystyleikkauksena sivulta katsottuna, kuva 5 esittää kuvan 4 mukaista laitetta päältä päin nähtynä kansi pois nostettuna osittain leikattuna, ja 15 kuva 6 esittää erästä kolmatta keksinnön mukaista sovellutus esimerkkiä pystyleikkauksena sivulta katsottuna.

Kuvissa 1-6 esitettyihin keksinnön mukaisen sulatus- ja valu-laitteen sovellutusesimerkkeihin kuuluu jokaiseen kuumennustila 20,joka on rajoitettu sivu- ja korkeussuunnassa sivuseinämillä ' 20 1, kattoseinämällä 2 ja pohjaseinämällä 3. Seinämät ovat teräs- kuoren ympäröimiä. Kuumennustilaan 20 on järjestetty upokkaan perusta 6, jonka päälle upokas 7 on kiinitetty, ja edelleen kuumennustilassa 20 on vähintään kolme kuumennuselementtiä 8 sähkö johtimineen, jolloin nämä kuumennuselementit 8 on järjestetty 25 kuumennustilaan 20 kahden vastakkaisen sivuseinämän väliin siten, että elementin ja upokkaan välinen kosketus ei ole mahdollista.

Keksinnöllisen ajatuksen mukaisesti ovat kuumennuselementit 8 korkeita lämpötiloja kestäviä, pitkäikäisiä piikarbidikuumennus-elementtejä, jotka on varustettu siten, että ne on tarkoitettu 30 upokkaan 7 kuumentamiseksi 1100 °C - 1650 °C, jotta voitaisiin sulattaa ja valaa kuparia ja kuparilejeerinkejä. Edelleen ovat keksinnön mukaisesti kuumennustilan 20 seinämät oleellisesti varustettu lämmöneristysmateriaalille 4, joka puolestaan koostuu pääasiassa aluminioksidi- ja piioksidikuidusta. Edelleen keksinnön 35 mukaisesti kuumennuselementti 8 on järjestetty kuumennustilaan 20 siten, että kuumennuselementin 8 keskiakseli ja upokkaan 7 ulkopinnan 9 välinen välimatka vastaa 2-4 kertaisesti mittaa 1, joka on kuumennuselementin ulkoläpimitta. Ja lopuksi kuumennuselementit 10 66486 8 on tuettu joustavasti niiden molempien päiden alueelta, jossa ne menevät niitä tukevaan sekä kannattavaan kuumennustalan seinämään 1, niin että iskusta ja tärähdyksestä aiheutuvien jännitysten siirtyminen kuumennuselementteihin 8 on 5 estetty, - myös silloin kun kuumennustilan seinämä 1 on välttämättä niille alttiina erikoisesti valtin yhteydessä. Kuumennus-elementin kuumennustilan seinämää 1 vasten olevat päät on ympäröity tätä iskua vaimentavaa tuentaa varten joustavalla lämmön-eristysmateriaalilla 4. Tällöin kuumennuselementit 8 ovat so-10 pivasti järjestetty jokainen alueella, jolla ne menevät kuumennustilan seinämään 1, niitä ympäröivällä eristysputkella.

Kuvissa 1-3 esitetty sulatus- ja valulaite on oleellisesti suunnikkaan muotoinen, jossa kattoseinämän 2 ulkopinta osittain on ulospäin kupera ja katon huippu 15 on sijoitettu alueelle, 15 joka on upokkaan 7 yläpuolella. Sivuseinämät 1 rajoittavat väliinsä pitkänomaisen tilan, joka on oleellisesti saman muotoinen kuin suunnikas, ja johon upokas 7 on sijoitettu upokkaan alustalle 6. Upokas 7 ulottuu osittain kattoseinämään 2, jolloin muodostuu kiinteä yhteys upokkaan ja kattoseinämän välille ja metalli-20 höyry ei voi päästä kuumennustilaan 20. Tiivistekerros 21 on järjestetty ylöspäin avautuvan upokkaan suun ja kattoseinämän 2 väliin. Tällöin voi tämä tiivistekerros 21 olla valmistettu esimerkiksi samasta joustavasta kuitumateriaalista kuin lämpöeris-tysmateriaali 4. i 25 Suunnikkaan muotoisen kuumennustilan 20 pituuden suhde le veyteen on suunnilleen 1,6-1,7. Neljän ylimmän kuumennuselementin ! 8 keskiakselien ja upokkaan 7 ulkopinnan 9 välinen välimatka on molemntilla puolin sama 2,7-2,8-kertainen kuumennuselementin ul-koläpimitta ja sama välimatka alimmista kuumennuselementeistä 8 30 on noin 3,1- kertaa niiden ulkoläpimitta. Kaikilla kahdellatoista kuumennuselementillä 8, ja tosin upokkaan jokaisella sivulla kuudella, on niiden keskiakselista läheiseen lyhyempään kuumennustilaan 20 sivuseinämään välimatka, joka vastaa melko tarkkaan 2,8- kertaista kuumennuselementin ulkoläpimittaa.

35 Kuumennuselementit 8 ovat läpileikkaukseltaan pyöreän muo toisia ja ne on järjestetty toistensa kanssa yhdensuuntaiseen asentoon kahteen toistensa kanssa yhdensuuntaiseen riviin alakkain, jolloin nämä rivit ovat kumpikin viereisen lyhyemmän n 66486 kuumennustilan sivuseinämän 1 suuntaisia ja suorassa kulmassa kuumennustilan 20 pitempiin sivuseinämiin nähden. Kuumennus-elementtien 8 maksimiteho on noin 8,4 kW, jolloin koko laitteen suurin teho on noin 100 kW. Tämän laitteen 5 pahostuskapasiteetti on 500 kg kuparia tai 150 kg alumiinia.

Kuvissa 1-3 esitetty kuumennustila, joka on rajattu seinämillä 1-3, on upokkaineen ja kuumennuselementteineen liitetty sitä tukevaan kehysrakenteeseen 11 pidemmän kuumennus-tilan sivuseinämän kanssa yhdensuuntaisen vaakasuoran akselin 10 13 avulla kääntyvästi. Laitteeseen kuuluu edelleen hydraulinen sylinteri 14, joka on liitetty sekä kehykseen 11 että myös kuumennustilaan 20 kumpaankin kääntyvästi, tarkoituksena että kuumennustilaa 20 ja siihen liittyvää upokasta, joita molempia kehys 11 kannattaa, voidaan kallistaa ja vastaavasti kääntää 15 valuaukkoon 16 päin.

Keksinnön mukaista laitetta käytettäessä tai vastaavasti sillä työskenneltäessä avataan katto 15 ja upokas 7 täytetään osittain sulatettavalla metallilla, minkä jälkeen katto 15 suljetaan jälleen ja kytketään vastuskuumennuselementteihin 8 20 sähkövirta, tarkoituksena kuumennuselementtien kuumentamisen aloittaminen. Näistä korkeita lämpötiloja kestävistä, pitkän käyttöajan omaavista piikarbidikuumennuselementeistä välittyy lämpö pääasiassa säteilyn ja vapaasti osittain virtauksen avulla upokkaaseen 7 ja siihen sijoitettuun metalliin ja osit-25 tain kuumennustilaan 20 sivuseinämien 1 sisäpinnalle.

Koska kuumennuselementit on järjestetty keksinnön mukaisesti niin, että niillä on määrätty välimatka upokkaasta 7 ja vastaavasti myös määrätty välimatka sivuseinämistä 1, lämpö välittyy upokkaaseen tasaisesti ja ilman lämpötilahuippuja 30 ja/tai -minimejä, jotka voisivat aiheuttaa upokasmateriaalissa suuria lämpöjännityksiä. Senjälkeen kun sulava metalli on saavuttanut toivotun lämpötilan, hydraulisylinteriin 14 johdetaan paineenalaista nestettä, ja tämä kallistaa koko laitetta valuaukon 16 suuntaan, tarkoituksena valaa 35 sulanut metalli esimerkiksi johonkin muottiin. Valuprosessin suorittamisen jälkeen hydraulisylinterissä 14 painetta vähennetään säätöelimellä (ei esitetty kuvassa), jolloin kuumennustila 12 66486 20 upokkaineen 7 palautuu takaisin alkuperäiseen pystyasentoonsa.

Kuumennuselementit 8 tunkeutuvat kuumennustilan 20 .vastakkain sijaitseviin pidempiin sivuseinämiin ja ovat tuetut niitä ympäröivillä ja seinämien läpi ulottuvilla päällysputkilla, 5 jolloin (nämä päällysputket kuvassa 1 ovat näkyvissä vinoviivoi-tettujen kuumennuselementtien pintojen ympärillä varjostamatto-mina ympyröinä), voidaan sysäyksiä ja iskuja, jotka laitteeseen kohdistuvat, ja niiden vaikutusta vähentää kuumennuselementtien jatkuvan tuennan avulla niiden molemmista päistä joka tapaukses-10 sa siten, että kuumennuselementteihin 8 kohdistuu mahdollisimman vähäisiä mekaanisia rasituksia. Samoin myös vaimentaa kuituinen lämmöneristysmateriaali 4 kaikkia iskuja ja vastaavanlaisia, joita kuumennuselementteihin voisi kohdistua valuprosessin aikana, koska valuprosessi yhdessä siihen liittyvien liikkeiden 15 kanssa aiheuttaa värähtelyä.

Kuvissa 1-3 esitetyssä laitteessa ovat kuumennuselementit 8 järjestetty vaakatason suuntaisesti ja annetun etäisyyden päähän kuumennustilan 20 pohjasta, jolloin etäisyys alimman kuumennuselementin keskiakselista vastaa noin viisikertaista 20 ulkoläpimittaa 1. Tällöin varmistetaan, ettei osittain rikkoutuneesta upokkaasta 7 kuumennustilan 20 pohjalle valuva metalli voi esimerkiksi vahingoittaa kuumennuselementtejä, ei edes alimmaisia kuumennuselementtejä. |

Keksinnön mukaisen kuvissa 4 ja 5 esitetyn laitteen kuumen-25 nustilan pituuden suhde leveyteen on noin 1,6. Kuumennustilaan 20 on järjestetty upokkaan jokaiselle puolelle kaikille yksi rivi, jossa jokaisessa kolme kuumennuselementtiä vaakasuorassa asennossa ja yhdensuuntaisena kuumennustilan lyhyemmän sivu-seinämän kanssa. Ylimpien kuumennuselementtien keskiakselin ja 30 upokkaan ulkopinnan välimatka on noin niiden 2,7-kertainen ulko-läpimitta, ja keskimmäisten kuumennuselementtien vastaava välimatka on noin niiden 2,9-kertainen ulkoläpimitta, ja alimpien kuumennuselementtien vastaava välimatka on noin niiden 3,4-ker-tainen ulkoläpimitta. Kuumennuselementtien keskiakselin ja 35 kuumennustilan niiden viereisen lyhyemmän sivuseinämän sisäpinnan välinen välimatka vastaa noin niiden 2,3-kertaista ulkoläpimittaa.

13 66486

Jokainen kuumennuselementti on sijoitettu noin 3,3-kertais-ta kuumennuselementin läpimittaa vastaavan välimatkan päähän .lähimmästä kuumennuselementistä sen ylä- tai alapuolelle (ja mitattuna keskiakselilta keskiakselille). Alimman kuumennus-5 elementin ja pohjan välinen välimatka on noin niiden 4,5-kertai-nen ulkoläpimitta.

Kuvissa 4 ja 5 esitetyn laitteen kuumennuselementtien maksimiteho on noin 8,3 kW, mikä merkitsee, että koko laitteen maksimiteho on noin 50 kW. Tämän laitteen panostuskapasiteetti 10 on noin 300 kg kuparia tai 90 kg alumiinia.

Kuvissa 4 ja 5 esitetty sulatus- ja valulaite on tarkoitettu vaakasuoraa valuprosessia varten, kuten esimerkiksi pohjavalua varten. Upokkaan 7 valuaukko 16 on järjestetty lähelle upokkaan pohjaa, ja on tarkoituksenmukaisesti varustettu 15 kokilli- ja/tai jäähdytyslaitteilla. Edelleen kuvien 4 ja 5 mukaisen sulatus- ja valulaitteen upokas 7 on varustettu vielä valuaukolla 16' upokkaan tyhjentämiseksi. Kuumennustilan pohjaseinämä 3 ja kattoseinämä 2 on osittain vahvistettu ' sisäänasetetuilla vahvisteilla, tarkoituksena riittävän mekaa- ; 20 nisen kestävyyden saavuttaminen. Upokkaan 7 aukko on vahvistettu vahvistetiivisteellä 21 vastapäätä kattoseinämää 2. j

Kuvassa 6 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen eräs kolmas sovellutusesimerkki sivulta katsottuna ja laitteen pituus- | suuntaisena leikkauksena. Kuumennustila 20 on jälleen jär-25 jestetty suunnikkaan muotoiseksi, ja sen pidemmän sivun suhde | sen lyhyempään sivuun on noin 1,6. Tähän laitteeseen kuuluu i kuusi kuumenniiselementtiä, jotka kaikki on järjestetty vaakasuorassa asennossa toinen toisen yläpuolella kahteen riviin, jotka ovat yhdensuuntaisia kuumennustilan lyhyemmän sivuseinä-30 män kanssa, ja jotka rivit joka tapauksessa ovat upokkaan vastakkaisilla sivuilla, kuten on osoitettu. Kuumennuselementtien keskiakselien ja upokkaan ulkopinnan välinen välimatka on noin niiden 2,4-kertainen ulkoläpimitta, kun on kyseessä ylimmät kuumennuselementit, noin 2,8-kertainen ulkoläpimitta, kun on 35 kyseessä keskimmäiset kuumennuselementit, ja noin 3,3-kertainen läpimitta, kun on kyseessä alimmat kuumennuselementit. Ruumen- 66486 14 nuselementtien keskiakselin ja viereisen lyhyemmän kuumennus-tilan seinämän sisäpinnan välinen välimatka on jokaisella noin kuumennuselementtien 2,1-kertainen ulkoläpimitta. Jokaisen kuumennuselementin keskiakselin linjan ja sen vierekkäisen 5 ylhäällä tai alhaalla olevan kuumennuselementin välinen välimatka on sellainen, joka vastaa kuumennuselementin 2,8-kertais-ta ulkoläpimittaa, ja alimmat kuumennuselementit on järjestetty kuumennustilan pohjasta sellaisen välimatkan päähän, että niiden keskiakselista mitattuna tämä välimatka on niiden noin 3,2-10 kertainen ulkoläpimitta. Näiden kuumennuselementtien maksimi-teho on kullakin noin 14 kW, ja koko laitteen yhteisteho on siten noin 85 kW. Laitteen panostuskapasiteetti on noin 1000 kg kuparia tai 300 kg alumiinia.

Kuvan 6 mukaisen laitteen käyttö on vastaavaa kuin kuvissa 15 1-3 esitetyn laitteen jo aikaisemmin selvitetty käyttö, kun kyseessä on metallin sulatus ja laitteen kuumennus. Edelleen tämä laite on järjestetty pääasiassa pysymään liikkumattomana. Ainoastaan upokas 7 on tarkoitettu ylös nostettavaksi kuumennus-tilan 20 sisältä valun yhteydessä seinämän 5 läpi. Siirtolaite 20 tätä varten on aivan tavallinen ja sitä ei ole esitetty.

Kuvissa 1-3 esitetystä laitteesta on valmistettu taulukossa 1 esitettyjä malleja.

Mitat Kuumennus- Panostus- Kokonais- Paino 25 elementtien kapasiteetti teho

Malli mm lkm kg kW kg _D d H_Cu AI______ T-50 305 265 400 9 60 20 28 950 T-200 380 355 580 9 200 60 45 1500 T-500 445 385 990 12 500 150 100 2600 30 T-1000 615 560 945 12 1000 300 170 3300 T-2000 670 650 1200 18_2000 600_250_4000 D = upokkaan läpimitta yläosassa d = upokkaan läpimitta pohja-alueella 35 H = upokkaan korkeus

Taulukko 1.

15 66486

Kuvassa 6 esitetystä laitteesta on valmistettu taulukossa 2 esitettyjä malleja.

Mitat Kuumennus- Panostus- Kokonais- Paino elementtien kapasiteetti teho 5 Malli mm lkm kg kW kg _D d H_Cu AI_ S-50 305 205 375 9 80 25 28 700 S-200 380 265 480 9 ?00 60 45 1250 S-300 440 295 510 6 300 90 50 1400 10 S-500 510 325 650 9 500 150 75 1700 S-1000 615 355 700 6 1000 300 85 2000 D = upokkaan läpimitta yläosassa d = upokkaan läpimitta pohja-alueella 15 H = upokkaan korkeus

Taulukko 2.

Kuumennuselementtien keskinäinen välimatka toisistaan,

20 siis jokaisen vaakasuorassa olevan kuumennuselementin keski- I

akselin ja sen ylä- tai alapuolelle järjestetyn yhdensuuntaisen kuumennuselementin keskiakselin välinen välimatka on esimerkiksi 2-4 kertaa kuumennuselementin ulkoläpimitta.

Kuvissa 1-3 esitetyssä tapauksessa tämä välimatka on 2,6 kertaa j 25 kuumennuselementtien ulkoläpimitta, kuvissa 4 ja 5 selostetussa laitteessa se on 3,4 kertaa kuumennuselementtien ulkoläpimitta, ja kuvassa 6 esitetyssä sovellutusesimerkissä se kohoaa 2,8-ker-taiseksi kuumennuselementtien läpimitaksi, ja taulukon 1 mukaisessa mallissa T-2000 se vastaa 2,2-kertaista kuumennuselement-30 tien ulkoläpimittaa. Tämän takia ja myös kuumennuselementtien ja upokkaan ulkopinnan sekä kuumennustilan lyhyemmän sivusei-nämän sisäpinnan välisen keksinnön mukaisesti esitetyn välimatkan takia saavutetaan keksinnön mukainen tarkoitus, että lämpö säteilee tasaisesti kuumennuselementeistä upokkaan pintaan, 35 toisin sanoen, että upokkaan ulkopinnan lämpötila on käytännöllisesti katsoen tasainen. Edelleen on lämpö, joka säteilee kuumennuselementeistä kuumennustilan lyhyempien sivuseinämien sisä- 16 66486 pintoihin, pääasiassa tasaisesti jakautunut näihin sivuseinä-mäpintoihin. Tällöin upokkaan ulkopinnan ja vastaavasti ky-. seessä olevien kuumennustilan seinämien sisäpintojen eri kohtien väliset lämpötilaerot pidetään pienimmässä mahdolli-5 sessa arvossa ja minimoidaan näihin pintoihin vaikuttavat lämpöj ännitykset.

Jos kuumennuselementtien välimatka upokkaasta olisi pienempi kuin keksinnössä määritelty ja aikaisemmin selvitetty, upokkaan ulkopinnan lämpötila nousisi korkeammalle johtuen 10 siitä, että silloin virtaus ja säteily olisivat voimakkaammat, ja tämä aiheuttaisi suurempaa upokkaaseen kohdistuvaa lämpörasitusta. Epätoivottuna seurauksena olisi tällöin tällaisen upokkaan käyttöajan pieneneminen. Suurempi välimatka kuumennuselementtien ja upokkaan ulkopinnan välillä johtaisi 15 pienempään lämpövirtaukseen ja -säteilyyn, jolloin tällaisen laitteen lämpötalouden tehokkuususte tulisi pienenemään.

Niissä tapauksissa, että kuumennuselementtien välimatka läheisestä kuumennustilan lyhyemmästä sivuseinämästä valittaisiin pienemmäksi kuin keksinnön mukaan on määritelty ja ;

20 aikaisemmin esitetty, tulisi virtauksen ja säteilyn kautta seinämien ulkopintaan kohdistuva lämpörasitus kasvamaan, jolloin näiden seinämien ulkopintojen lämpötila tulisi nousemaan. Epätoivottuna seurauksena tästä tulisi lämmönkäytön I

taloudellisuus vähenemään ja sivuseinämiin kohdistumaan korkeam-25 pia lämpö- ja mekaanisia rasituksia. Niissä tapauksissa, jolloin kuumennuselementin ja näiden sivuseinämien välimatka olisi suurempi kuin keksinnön mukaisesti on esitetty, olisi tästä seurauksena kuumennustilan kohtuuton suuruus ja erityisesti kuumennuselementin välimatka lyhyemmästä sivuseinämästä ja 30 upokkaasta tulisi kasvamaan. Tämä puolestaan johtaisi laitteen ulkoseinämän pinnan ja suuruuden kasvamiseen, mikä lisäisi ympäröivän tilan saamaa lämpösäteilyä lisääntyneestä lämmön-säteilypinnasta johtuen, ja tällöin lämpöhäviöt kasvaisivat.

Tämän seurauksena olisivat jälleen laitteen lämpötalouden 35 pieneneminen ja kustannusten suureneminen.

Mineraalisen kuitumateriaalin, jota käytetään lämpöävarastoivissa uuni seinämissä, komponenttien osuus voi vaih- 17 66486 della huomattavasti. A^O^Jn ja Si02:n kokonaismäärä vaihte-lee 50-100 paino-%: AljO^n määrä voi olla 0-100 paino-%, esimerkiksi yli 40 paino-%, kuten edullisesti 40-60 paino-%: Si02:n määrä voi olla 0-100 paino-%, esimerkiksi yli 40 paino-%, 5 kuten edullisesti 40-60 paino-%: muita yhdisteitä ja lisäaineita voi esiintyä kuiduissa, edellyttäen, etteivät nämä lisäaineet aiheuta korroosiota tai muuta vahinkoa upokkaalle, kuu-mennuselementeille tai laitteen rakenneosille, jolloin täytyy ottaa huomioon, että esimerkiksi rautayhdisteet ovat usein 10 uunin kuumennuselementeille ja rakenneosille vaarallisia.

Lämmöneristysmateriaalin 4 lämmönjohtokyky on esimerkiksi 0,1 kcal/m h °C lämpötilassa 400 °C ulko-osaltaan ja 0,3 kcal/m h °C lämpötilassa 1200 °C lähinnä upokasta olevalla sisäosallaan.

15 Lämpöeristysmateriaali 4 koostuu mineraalikuitumateriaa- lista, kuten edullisesti kaupanolevista materiaalista nimeltään "Triton Caowool" tai "Fiber fax", jotka sisältävät seuraavia komponentteja: 20 a^2°3 43-70 paino-%

SiC>2 20-54 paino-%

Fe202 pieniä määriä

TiC>2 pieniä määriä

MgO pieniä määriä 25 CaO 0,01-1,0 paino-%

Na20 0,1-2,0 paino-% Tällaisen laitteen taloudellisuutta voidaan parantaa ja lämmöneristysmateriaalin tarvittavaa määrää voidaan vähen-30 tää siten, että lämmönsäteilynheijastaja, jota ei ole esitetty piirustuksessa esitetyissä sovellutusesimerkeissä, on sijoitettu kuumennustilan lyhyemmän sivuseinämän ja tämän kanssa yhdensuuntaisten kuumennuselementtien väliin siten, että se ohjaa lämmön upokkaan suuntaan.

35 On mahdollista täydentää keksinnön mukaista laitetta lisävarustein, jotka ovat sinänsä tunnettuja sulatus- ja 18 66486 valulaitteen yhteydessä, kuten esimerkiksi termostaattia siihen kuuluvine lämpötilanmittaajineen (näkyvissä kuvassa 4 'aukon 16 ja ylimmän kuumennuselementin yläpuolella), valu-laitteita, aukon lukituslaitteita jne.

5 Yhteenvetona on todettava, että keksintö tuo esille ensimmäisen kerran sulatus- ja valulaitteen, jonka avulla voidaan sellaista mineraalia ja/tai metallia sekä vastaavasti metalii-lejeerinkiä sulattaa ja valaa, jotka vaativat sulaakseen käyttölämpötilan aina lämpötilaan 1650 °C asti ja satunnaises-10 ti lyhytaikaisesti sen yli meneviä lämpötiloja. Keksintö perustuu tämän takia mineraalisen lämmöneristysmateriaalin käyttöön, jolla on korkea lämmönjohtamisvastus, ja joka voi olla sellaista kuitumateriaalia, jonka käyttö lämmöneristykseen on sinänsä jo tunnettua, siten että tätä materiaalia 15 käytetään myös itse kuumennustilan seinämiin. Tällöin vältetään epäkohtia, jotka esiintyvät tavallisissa kuumennustila-rakenteissa, joissa käytetään huomattavasti raskaampia rakennusmateriaaleja, kuten esimerkiksi keraamisia materiaaleja, tulenkestäviä tiiliä tai muita lämmönvarastointimateriaaleja.

20 Edelleen keksintö tekee mahdolliseksi käytettyjen kuumennus-elementtien käyttöajan kasvamisen niiden korkeammasta lämpö-rasituksesta huolimatta ja upokkaan käyttöajan pysymisen ainakin ennallaan, jollei suorastaan sen kohoamista, verrattuna tunnettuihin vastaavanlaisiin rakenteisiin. Tämä saavutetaan 25 pienentämällä tärähdyksestä ja iskuista aiheutuvien rasitusten siirtymistä kuunennustilan seinämästä kuumennuselementtei-hin, jolloin tätä varten edullisesti voidaan käyttää samaa lämpöäeristävää mineraalista kuitumateriaalia, jolla on tietty elastisuus, mikäli tarpeen tuki- tms. kanto- ja eristys-30 kotelona. Keksinnön mukaisen edellä esitetyn laitteen avulla ia kuumennuselementtien sijoittamisella toistensa suhteen ja upokkaan ulkopinnan ja/tai kuumennustilan seinämän sisäpinnan suhteen ei ainoastaan tehdä mainittujen korkeiden lämpötilojen käyttö ylipäätänsä mahdolliseksi, vaan myös parannetaan oleel-35 lisesti lämmönkäyttötaloutta, jolloin tulee mahdolliseksi maksimoidun säteilyenergian siirtyminen kuumennuselementeistä upokkaaseen ilman lämpöjännitysten aiheuttamaa vaaraa. Huoli- 19 66486 matta lujasta ja jäykästä rakenteesta laite lisää myös tällöin 'kaikkien korkeissa lämpötiloissa käytettävien rakenneosien kuten erikoisesti kuumennuselementin, upokkaan ja kuumennus-tilan seinämien käyttöikää. Tällöin vältytään monilta, aikai-5 semmin näiden rakenneosien ennenaikaisista väsymis- ja rikkou-tumisilmiöistä aiheutuvista käyttöajan keskeytymisistä ja usein toistuvista odotusajoista. Vaadittavat odotusajanjaksot ovat suhteellisen pitkät. Ennenkaikkea tämä saa aikaan keksinnön mukaisen laitteen olleellisesti kohonneen kokonaistaloudelli-10 suuden.

Vaikka keksintö on yksityis . >htaisesti kuvattu muutamien esitettyjen sovellutusesimerkkien avulla, ei se luonnollisesti ole rajattu näihin. Ammattimiehelle on monia mahdollisuuksia keksinnön soveltamiseksi muilla yhdistelmillä, jotka täyttävät 15 sen tunnusmerkit tai ne on vaihdettu vastaaviin keinoihin ( käsittäen kaikki rakenteelliset ja/tai valmistusteknilliset ; mahdollisuudet ja/tai jokaisen yksittäisen tapauksen vaatimuk- ! ) set, ilman että tällöin poistuttaisiin keksinnön suojapiiristä.

20 I

t

Claims (14)

20 66486

1. Laite mineraalien tai metallien sulattami-seksi ja valamiseksi, erityisesti korkeissa lämpötiloissa sulavien metallien tai metallilejeerinkien, kuten esimerkiksi kuparin ja/tai kuparilejeerinkien, sulattamisek- 5 si ja valamiseksi, johon laitteeseen kuuluu kuumennus-tila (20), jonka muodostavat sivuseinämät (1), katto-seinämä (2) ja pohjaseinämä (3), jotka kaikki on lämpö-eristetty oleellisesti aluminioksidista ja piioksidista muodostuvalla materiaalilla, ja jonka ympärillä on teräs- 10 kuori (5), ja kuumennustilaan (20) sijoitettu upokkaan alusta (6) ja tämän päälle sijoitettu upokas (7) sekä vähintään kolme kuumennustilaan (20) sen seinämien ja upokkaan välille sijoitettua ja sähköjohtimin varustettua piikarbidikuumennuselementtiä (8), jotka on sijoitet- 15 tu siten, etteivät ne kosketa kuumennustilan seinämiin eivätkä upokkaaseen; tunnettu siitä, että pii-karbidikuumennuselementit on tuettu iskunvaimentimilla vähintään yhteen kuumennustilan seinämään ja siten järjestetty, että kuumennuselementtien keskiakselin ja kuu- 20 mennustilassa (20) olevan upokkaan (7) ulkopinnan(9) välinen välimatka on 2-4 kertaa kuumennuselementin (8) ulkohalkaisija (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennuselementit (8) on 25 sijoitettu.siten, että niiden keskiakselin ja viereisen kuumennustilan seinämän (1) välinen välimatka on 2-4 kertaa kuumennuselementin (8) ulkohalkaisija (1).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennuselementit (8) on 30 tuettu kuumennustilan (20) kahteen vastakkaiseen seinämään (1) .

4. Jonkin aikaisemmin esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennuselementit (8) on sijoitettu sinänsä tunnetulla tavalla 35 yhdensuuntaisesti viereisen kuumennustilan seinämän (1) kanssa vaakasuoraan asentoon. 2' 66486

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennuselementit (8) on järjestetty sinänsä tunnetulla tavalla pystysuoraan asentoon upokkaan (7) ympärille.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennustila (20) on pääasiassa pitkänomaisen suuntaissärmiön muotoinen, johon upokas (7) on sijoitettu pääasiassa keskeisesti, ja että kuumennuselementit (8) lävistävät kuumennusti-10 lan (20) vastakkaiset pidemmät seinämät (1) ollen yhdensuuntaisia vaakatasossa ja sijaitsevat päällekkäin kahdessa pystysuorassa rivissä upokkaan vastakkaisilla sivuilla kuumennustilan (20) lyhyemmän sivuseinämän (1) ja upokkaan (7) välissä, jolloin elementtien keskiakse-15 Iin ja upokkaan (7) ulkopinnan (9) välinen välimatka on 2,3 - 3,5 kertaa kuumennuselementtien (8) halkaisija (1) -

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennuselementit (8) on 20 järjestetty niin, että niiden keskiakselin ja kuumennus-tilan (20) lyhyemmän sivuseinämän (1) välinen välimatka on 2-3 kertaa niiden halkaisija (1).

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennustila on 25 pääasiassa kuusikulmion muotoinen, johon upokas on sijoitettu pääasiassa keskeisesti ja, että kuumennus-elementit on järjestetty vaakasuoriin riveihin siten, että ainakin kaksi kuumennuselementtiä on yhdensuuntaisia jokaisen kuusikulmion sivun suuntaisen sivusei-30 nämän kanssa ulottuen viistosti kahteen vierekkäiseen sivuseinämään vaaka-asennossa, jolloin toistensa kanssa yhdensuuntaisilla, upokkaan vastakkaisilla sivuilla olevien jonojen toisiaan vastaavilla kuumennuselemen-teillä on jokaisella sama välimatka mitattuna niiden 35 keskiakselista kuumennustilan pohjaan, joka välimatka kuitenkin on erisuuri verrattaessa jonoa viereiseen ja tätä sen viereiseen seuraavaan jonoon. 22 6 6 4 8 6

9. Jonkin patenttivaatimuksista 6-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että alin kuumennusele-mentti (8) on järjestetty siten, että sen keskiakselin ja kuumennustilan (20) pohjan (3) välinen välimatka on 5 3-5 kertaa sen halkaisija (1).

10. Jonkin aikaisemmin esitetyn vaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennusele-mentit (8) on sijoitettu siten, että kahden vierekkäisen kuumennuselementin (8) keskiakseleiden välinen väli- 10 matka on 2-4 kertaa kuumennuselementtien (8) halkaisija (1) .

11. Jonkin aikaisemmista patenttivaatimuksista mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennus-elementteinä (8) käytetään sinänsä tunnettuja kierukka- 15 maisia piikarbidikuumennuselementtejä.

12. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että näiden kuumennuselementtien (8) iskunvaimennus on järjestetty joustavalla kehysrakenteella, joka suojaa kuumennuselementin 20 (8) alueella, missä kuumennuselementti tunkeutuu kuumen nustilan seinämään (1-3), seinämää vastaan.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 1-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin yhden kuumennuselementin iskunvaimennustuki on valmistettu jous- 25 tavasta lämmöneristysraateriaalista (4).

14. Jonkin patenttivaatimuksista 12-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumennusele-mentit (8) on ympäröity eristysputkilla alueella, jossa nämä tunkeutuvat kuumennustilan seinämään (1). 30 23 6 6 4 8 6