Key information

Title
Fremgangsmåte for fremstilling av en sliteforing fra et partikulært ildfast materiale, for støpeøser og støpebokser, sammen med sliteforingen derved fremstilt
Application number
20082467
Case type
PCT-based
Status
31.10.2026 Utløpt etter 20 år
Filed
02.06.2008
Priority
03.11.2005 SE 0502433
International application date
31.10.2006
International application number
PCT/IB2006/003090
Effective date
31.10.2006
Publicly available
02.06.2008
Applicant
Sibelco Nordic AS (NO)
Owner
NFH 250611 AS (NO)
Inventor
Steinar Slagnes (NO) et al.
Agent
BRYN AARFLOT AS (NO)
Granted
07.11.2011
Patent number
331214
Expiry date
31.10.2026

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en sliteforing for støpeøser og støpebokser benyttet i støperier, hvorved sliteforingen dannes ved å innføre i støpeøsen eller støpeboksen en hellbar masse bestående av et granulært eller partikulært ildfast materiale som har en lav termisk konduktivitet og inneholder minst 4 vekt% av natriumsilikat eller kaliumsilikat og som binder seg sammen til å danne en fast masse in situ ved hjelp av en silikaholdig gel utfelt fra silikatet ved tilsats av en hensiktsmessig ester eller en blanding av estere, eventuelt kombinert med tilførsel av karbondioksid. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å øke levetiden av sliteforinger således fremstilt ved å tilpasse magnesiumoksidinnholdet i henhold til den påtenkte anvendelse, det være seg kontakt med metallsmelte eller slagg.

Publications

B1A
Checking availability of the latest published version...

Documents

 Expand Download files (3)
Date
 Date Doc. No. Process Case number In/Out Journal description To/from
 02.11.2026 13-01 Saksbehandling 20082467(331214) UT PT Utløpt 20 år (3315) BRYN AARFLOT AS
 09.09.2025 02-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2025/09536 UT GH Forespørsel SIBELCO NORDIC AS
 05.09.2025 01-01 Overdragelse av søknad/rettighet 2025/09536 INN Generell henvendelse SIBELCO NORDIC AS
10.11.2011 12-01 Saksbehandling 20082467 UT Registreringsbrev Nasjonal Patent
27.10.2011 11-01 Saksbehandling 20082467 UT Patentskrift Protector Intellectual Property Consultants AS
18.10.2011 10-02 Saksbehandling 20082467 INN Hovedbrev Protector Intellectual Property Consultants AS
18.10.2011 10-01 Saksbehandling 20082467 INN Korrespondanse (hoved dok) Protector Intellectual Property Consultants AS
11.10.2011 09-01 Saksbehandling 20082467 UT Medelelse om patent Protector Intellectual Property Consultants AS
16.06.2011 08-03 Saksbehandling 20082467 INN Beskrivelse Protector Intellectual Property Consultants AS
16.06.2011 08-02 Saksbehandling 20082467 INN Hovedbrev Protector Intellectual Property Consultants AS
16.06.2011 08-01 Saksbehandling 20082467 INN Korrespondanse (hoved dok) Protector Intellectual Property Consultants AS
23.02.2011 07-02 Saksbehandling 20082467 UT PT report 09:08:24
23.02.2011 07-01 Saksbehandling 20082467 UT Realitet patent Protector Intellectual Property Consultants AS
02.02.2011 06-01 Saksbehandling 20082467 UT Generelt Brev Patent Protector Intellectual Property Consultants AS
17.01.2011 05-03 Saksbehandling 20082467 INN Hovedbrev Protector Intellectual Property Consultants AS
17.01.2011 05-02 Saksbehandling 20082467 INN Beskrivelse Protector Intellectual Property Consultants AS
17.01.2011 05-01 Saksbehandling 20082467 INN Korrespondanse (hoved dok) Protector Intellectual Property Consultants AS
12.08.2008 03-01 Saksbehandling 20082467 UT Patent - Reminder of first annual fee (2008.08.12)
04.08.2008 02-03 Saksbehandling 20082467 INN Erklæring: søkers rett til oppfinnelse
04.08.2008 02-01 Saksbehandling 20082467 INN Korrespondanse (hoved dok)
02.06.2008 01-09 Saksbehandling 20082467 INN Annet dokument
02.06.2008 01-08 Saksbehandling 20082467 INN Fullmakt
02.06.2008 01-07 Saksbehandling 20082467 INN PCT pamflett
02.06.2008 01-06 Saksbehandling 20082467 INN Publ. sammendrag (official abstract) for appnr 20082467
02.06.2008 01-06 Saksbehandling 20082467 INN Sammendrag
02.06.2008 01-05 Saksbehandling 20082467 INN Patenttegninger
02.06.2008 01-04 Saksbehandling 20082467 INN Krav
02.06.2008 01-03 Saksbehandling 20082467 INN Beskrivelse
02.06.2008 01-02 Saksbehandling 20082467 INN Tilleggsskjema Oppfinnere/Designere
02.06.2008 01-01 Saksbehandling 20082467 INN Søknadsskjema PT (PT Form)

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content. Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører videre utvikling av læren i svensk patentsøknad 0,402,192-9 (WO 2006/030,319), nærmere bestemt en fremgangsmåte for fremstilling av en ildfast sliteforing for støpeøser og støpebokser, ved bruk av kaliumsilikat eller natriumsilikat som et bindemiddel for partikulære ildfaste materialer hvis egenskaper gjør dem egnede for anvendelse som basisbestanddeler i slike ildfaste sliteforinger.Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av en sliteforing for støpeøser eller støpebokser for anvendelse i støperier, hvorved en hellbar masse innføres for eksempel i mellomrommet mellom en form innført i støpe-øsen eller støpeboksen og dens mer permanente foring, hvor den hellbare masse består av et granulært eller partikulært ildfast materiale som har lav varmekonduktivitet og inneholder et bindemiddel i form av minst 4 vekt% natriumsilikat eller kaliumsilikat og en ester eller en blanding av estere, idet bindemidlet er i stand til å omdanne nevnte silikat til en silikaholdig gel, hvilken binder det partikulære ildfaste materiale til en fast substans.Oppfinnelsen vedrører også en sliteforing fremstilt ved den ovennevnte fremgangsmåte.Begrepet "støpeøse" benyttes her for å angi både de meget store støpeøser anvendt ved stålfremstilling og andre grener av metallurgien for fremstilling av ulike støperiprodukter, for eksempel ved kontinuerlig støping, og de langt mindre støpeøser også anvendt i støperisektoren. Begrepet "støpeboks" benyttes her for å betegne den mellom- og spredebeholder som generelt benyttes ved anlegg for kontinuerlig støping, hvilket gir opphav til et antall støpestrenger.Slik navnet antyder, er en sliteforing del av foringen i en støpeøse eller støpe-boks, hvilken forbrukes under anvendelse og må derfor fornyes ved regelmessige intervaller. Følgelig er tiden og arbeidet involvert ved erstatningen kritisk for de økonomiske forhold ved driften.Den vanlige praksis med denne type sliteforinger i støpeøser og støpebokser (tundish, mellomtrakt) har hittil vært enten å påføre - over det mer bestandige, beskyttende laget - tilpassede blokker av et ildfast materiale, festet ved muring eller alternativt ved en herdende masse eller en blanding av granulært ildfast materiale ved påsprøyting, stamping eller på annet sett.Herdemidlet eller bindemidlet til stede i en slik sprøyte- eller stampeblanding som benyttes i dag i industrien, er generelt et organisk bindemiddel, slik som en fenol/ formaldehydharpiks eller en urea/formaldehydharpiks, men noen uorganiske bindemidler har også blitt benyttet. Så langt det kjennes til, har ingen hittil med suksess vist at fenolharpikser, hvilke er de mest vanlig anvendte bindemidler i dette området, er skadelig for helsen, men ifølge noen rapporter medfører de eksempelvis illebefinnende for operatørene som håndterer dem. Videre kan fenolharpiksene som etterlater etter bruk ikke avhendes på enkel måte som ordinært avfall, slik som sand, men skal dumpes som organisk avfall, slik som husholdningsavfall, hvilket hjelper til å nedbryte rest-fenolene.Det finnes derfor også noen miljøhensyn for å prøve å finne nye bindemidler for de partikulære ildfaste materialer som for tiden anvendes i støperier for å fremstille en sliteforing for støpebokser og støpeøser.Mange ulike ildfaste materialer med lav varmekonduktivitet har hittil blitt benyttet for foring i støpeøser og støpebokser i form av de ovennevnte prefabrikkerte steiner eller blokker og som partikulært materiale, hvilke danner hovedkomponentene i de ovennevnte herdbare ildfaste blandinger. De samme partikulære ildfaste blandinger kan benyttes som hovedkomponentene i sliteforingene i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Typen av ildfast materiale benyttet for ethvert tilfelle for fremstilling av en sliteforing i henhold til den foreliggende oppfinnelse avhenger i stor grad av typen metallsmelte som skal håndteres i den forede støpeøse eller støpeboks foret i støperiet.Egnede ildfaste partikulære materialer av denne type inkluderer for eksempel silika (slilisiumdioksid), dødbrent magnesitt (MgO), dødbrent magnesiumkarbonat, alumina (aluminiumoksid), aluminiumsilikater (f.eks. ildfast leire), magnesiumsilikater (eksempelvis olivin) og karbonholdige ildfaste materialer (f.eks. knust koks og masovnsslagg). Dessuten er det allerede kjent i de aktuelle varmebestandige foringsmaterialer å blande inn mindre mengder av en uorganisk fiber eller sagspon som forgasses da sluttproduktet, dvs. foringen, kommer i kontakt med metallsmelten hvorved det dannes porer som senker den ferdige foringens varmeledningsevne.I henhold til den innledningsvis omtalt svenske patentsøknad nr. 0,402,192-9 gjøres det ikke bruk av de hittil vanligst utnyttede fenolharpiksene og eventuelle andre for samme formål utnyttede herdbare komponenter etter formingen av den varmebestandige kornformede massen, men i stedet bindes sistnevnte ved å tilblande ved utgangstidspunktet en mindre mengde natrium- eller kaliumsilikat som reageres med karbondioksid etter støping av massen. Vannglass og kullsyre gir nemlig en silikaholdig gel, som hurtig binder den granulære hovedkomponent til dannelse av en ferdig foring som er seig, sterk og hefter godt til den beskyttende foring som allerede er på plass. Som foreslått i den ovennevnte svenske patentsøknad, kan bindemidlet som her benyttes være enten natriumsilikat eller kaliumsilikat, hvorav begge kan betegnes ved begrepet "vannglass". Mengden av natriumsilikat eller kaliumsilikat tilført er generelt større enn 4 % og fortrinnsvis 6-12 %, hvilket sikrer, etter innføringen av karbondioksid, dannelsen av en tilstrekkelig mengde silikaholdig gel for den nødvendige binding av den partikulære grunnmasse av her påtenkt type.Grunnteknikken for binding av et partikulært ildfast materiale ved tilblanding av en mindre mengde natriumsilikat eller kaliumsilikat, hvilken reageres med karbondioksid etter støpingen av massen, er den samme som benyttes så langt i støperi-praksisen i hovedsak for fremstilling av støpeøser og former, men også for foring av støpehoder. Teknikken er beskrevet i svensk patentpublikasjon SE 175747 fra 1956.Det kan synes nærliggende å låne teknikken anvendt for støpehoder og benytte den på støpeøser og støpebokser, men dette synes ikke å ha blitt gjort så langt, selv om karbondioksidmetoden har vært kjent innen støperier i det minste siden 1950-tallet. Dette må tas som en indikasjon på at teknologioverføringen på ingen måte er nærliggende for eksperten som jobber innen dette felt.I fransk patentpublikasjon nr. 2,732,915 beskrives en fremgangsmåte for fremstilling av en sliteforing for et kontinuerlig støpeanlegg, hvorved et ytre slitelag dannes med natriumsilikat herdet med karbondioksid, og et lag av uherdet porøst materiale tilføres på innsiden. Siktemålet er her å benytte uherdede lag som en termisk isolator og sikre tilstrekkelig permeabilitet for foringen.Imidlertid er den mekaniske styrke av en slik foring med et helt uherdet indre lag nødt til å være mindre tilfredsstillende og synes derfor å medføre en risiko som er ganske unødvendig, siden det allerede er blitt funnet mulig å oppnå en homogen foring som har både den nødvendige termiske isolasjonsevne og den nødvendige permeabilitet ved hensiktsmessig valg av partikkelstørrelse for hovedpartikulærkomponenten i foringsmaterialet.Grunntanken i søkerens svenske patentsøknad nr. 0,402,192-9 er derfor å benytte silikatmetoden for å fremstille en slitasjeforing for støpeøser og støpebokser, ved hvilken fremgangsmåte sliteforingen i disse støpeøser og støpebokser dannes ved å innføre en hellbar masse av et partikulært ildfast materiale mellom deres mer permanente foring og fiksturen innført i enhetene, hvorved nevnte masse omfatter minst 4 % og fortrinnsvis 6-12 % av natriumsilikat eller kaliumsilikat, og karbondioksid innføres deri in situ i en tilstrekkelig mengde til å binde silikattilsatsen til en silikaholdig gel, hvilken igjen binder hovedmassen av det partikulære ildfaste materialet i foringen til dannelse av et sterkt kohesivt legeme.Nå finnes det imidlertid en annen måte som er mulig for å herde et natriumsilikat eller kaliumsilikat bindemiddel til dannelse av den nødvendige silikaholdige gel uten tilsatsen av karbondioksid, og spesifikt ved tilsatsen av en egnet ester til den silikatholdige partikulære base. Det er velkjent at natrium- og kalium- (Na/K) silikat kan herdes med en ester, men så langt synes det å være helt nytt å anvende denne herdemetode for fremstilling av så store objekter som sliteforinger i støpeøser og støpebokser.Fra patentpublikasjonene EP 0189258 og EP 0202004 er det riktig nok kjent å anvende silikater og ester, men det er obligatorisk med tilsats av også overflateaktivt middel og blanding av bestanddelene før disse tilføres stedet for sliteforingen.Nærmere bestemt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av ildfaste sliteforinger i støpeøser og støpebokser påtenkt for metallstøping, for eksempel i et mellomrom mellom en form innført i støpe-øsen eller støpeboksen og dens mer permanente foring, ved tilførsel av en flytbar masse av ildfast granulært materiale med lav termisk konduktivitet og en bindemiddeltilsats. Fremgangsmåten særpreges ved at bindemiddeltilsatsen er i form av 4 - 12 vekt % natrium- eller kaliumsilikat, beregnet på hele den flytbare masse, og 10 - 12 vekt % ester eller blanding av estere, beregnet på silikatmengden, og bindemiddeltilsatsen tilføres den flytbare masse i sammenheng med at den flytbare masse tilføres stedet der sliteforingen skal dannes.Oppfinnelsen tilveiebringer også en sliteforing fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, slik det er definert i krav 10.En synonym betegnelse på natrium- eller kaliumsilikatetet som anvendes, er natrium- eller kaliumvannglass.Basisen for den esterbaserte herding av en silikatholdig partikulær masse er at i nærvær av vann blir esteren splittet til en syre og en alkohol, hvilket igjen medfører en geldannelse av Na/K-silikatet, og denne gelen binder den partikulære massen under avspaltning av vann. Herdingshastigheten for den Na/K-silikatholdige masse, tilveiebrakt ved tilsats av en ester, kan reguleres ved valg av esteren som benyttes. Esteren som hensiktsmessig tilføres den partikulære grunnmasse umiddelbart før tilsatsen av Na/K-silikatet, innbefattes i en mengde på 10-12 %, beregnet etter vekten av Na/K-silikatet, hvilket igjen representerer minst 3,5-12 % av materialet.Mange ulike estere kan benyttes for herdingen av Na/K-silikater, med ulike herdehastigheter. Det er tilstrekkelig å navngi noen eksempler her på estere som allerede benyttes for herding av Na/K-silikater i støpeformer og støpeøser og som har relativt velkjent silikatherding og andre egenskaper i denne sammenheng, idet esterne er glyserolmonoacetat (1,2,3-propantriolmonoacetat), glyseroldiacetat (1,2,3-propantrioldiacetat) og glyseroltriacetat (1,2,3-propantrioltriacetat).Herdehastigheten av Na/K-silikatet kan styres ikke bare ved valget av tilført ester, men også ved å blande ulike estere sammen for å sikre den nødvendige herdetid.Som nevnt ovenfor dannes vann når Na/K-silikatet herder med en ester, slik at vannet må få unnslippe etter herdereaksjonen, ellers vil det bli stagnant vann. På grunn av dette nærværet av vann, utvikler esterherdede silikatholdige masser generelt et vel- herdet ytre lag, ettersom vannet dannet i herdereaksjonen far unnslippe derfra, mens de dypereliggende områder i massen har tendens til å ha lavere mekanisk styrke, hvilket skyldes større restfuktighet.Det kan derfor synes bedre å benytte karbondioksid for å herde store objekter som foringer i støpeøser og støpebokser. Imidlertid medfører dette to problemer, ett er på grunn av det faktum at det er vanskelig å oppnå jevn gassinntrengning i store objekter, og et annet problem er det faktum at forsiktige eksperimenter klart har vist at en utilstrekkelig karbondioksidtilførsel gir en dårlig herdet masse, mens et overskudd av karbondioksidtilførsel gir redusert mekanisk fasthet sammenlignet med en masse oppnådd med rett mengde karbondioksid. Det kan derfor være et problem å justere karbondioksidtilførselen til korrekt nivå.I en videre utvikling av den foreliggende oppfinnelse er den karbondioksid-baserte herding av Na/K-silikat kombinert med esterbasert herding av samme materiale. I dette tilfellet blir esteren hensiktsmessig tilført til det partikulære grunnmateriale umiddelbart før innføringen av Na/K-silikatet. Dette gir en herdetid som kan være fastlagt på forhånd, gitt at esteren og Na/K-silikatet tilføres jevnt i hele det partikulære materialet i tidsperioden og når alle deler derav, og foringen fremstilt fra dette, mer eller mindre simultant. Karbondioksidet kan innføres i de mer gjennom-trengelige deler av foringen for å akselerere eller styrke geldannelsen i disse deler av foringen. Denne kombinerte herdeprosess kan også anvendes slik at den esterbaserte herding benyttes i visse deler av foringen, mens karbondioksidbasert herding anvendes i andre deler. Det er mulig å benytte et datastyrt styresystem i sammenheng med en spesielt utformet skruetransportør for å blande og tilføre esteren og Na/K-silikatet til den partikulære grunnmasse. I et slikt tilfelle er leveringen av det partikulære grunnmaterialet til de ønskede steder i støpeøsen eller støpeboksen uten problemer som skyldes variasjoner eller avbrudd i tilførselen, så vel som behovet for å gjenstarte innføringen av esteren til grunnmaterialet. Na/K-silikatet bør selvsagt alltid innføres, men en endring av grunnmaterialenes sammensetning under driften påkaller en endring i prosentandelen av Na/K-silikat for å oppnå en foring med de beste egenskaper.I en ytterligere videreutvikling av den foreliggende oppfinnelse tilføres Na/K-silikatet i pulverform (tørt vannglass), men derved er også vann nødvendig, hvilket kan komme for eksempel fra det fuktige partikulære grunnmaterialet.Som nevnt har Na/K-silikater lenge blitt benyttet som bindemidler for sliteforinger i støpeformer og støpeøser. I denne sammenheng er de ulike egenskaper for de forskjellige Na/K-silikater tilgjengelig på markedet velkjente og med akkumulerte data omkring disse silikater, hvilket kan hensiktsmessig benyttes ved uttesting av de silikatholdige foringer tilveiebrakt ved denne oppfinnelse, for støpeøser og støpebokser. Det er særlig viskositeten for de ulike Na/K-silikatkvaliteter som her er av interesse.Ved bruk av en blanding herdet med Na/K-silikat og tilført for fremstilling av støperiformer og støpekjerner, har eksperter iblant klaget på at det uherdede utgangs-materialet ikke er særlig hellbart, slik at det er vanskelig å fremstille tilstrekkelig fine detaljer på støp fremstilt i de ferdige formene. Imidlertid er dette et mindre problem ved fremstilling av en foring i støpeøser og støpebokser, fordi disse objekter selv-følgelig ikke har noen fine detaljer. Til tross for dette er det ønskelig i noen tilfeller å tilføre et konvensjonelt flytemiddel til Na/K-silikattilsatsen for å sikre at den nød-vendige viskositet oppnås for formålet og således garantere at Na/K-silikatet blir jevnt blandet med det partikulære grunnmateriale.Det er også kjent fra bruken partikulære Na/K-silikatbindemidler i støpeformer og støpekjerner at deres miljømessige avhendingsegenskaper kan forbedres ved tilsats av et nedbrytningsmiddel i form av et sukker eller meget enkelt et råprodukt slik som melasse. Dette er fordi en masse, ved varming til en høy temperatur i en viss tid og deretter avkjøling, ved hjelp av et Na/K-silikat hvortil en hensiktsmessig nedbryter av denne type er blitt tilført i en mengde opptil 10 %, beregnet på vekten av Na/K-silikat-innholdet, blir sprøtt. Dette trekk kan nå også benyttes i tilfellet støpeøser og støpe-bokser i henhold til en videre utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, ettersom det er av interesse innen dette felt å avhende en sliteforing så raskt som mulig etter at det har kommet til slutten av anvendelseslevetiden og trenger erstatning.Etter overføring av den generelle Na/K-silikatherdeprosessen fra sitt opp-rinnelige område til støpeformer og støpekjerner til fremstilling av sliteforinger i støpeøser og støpebokser, er det nå mulig å gjøre mange nyttige observasjoner, hvilke fører til ytterligere observasjoner.For eksempel er det blitt funnet at den generelle Na/K-silikatherdeprosess, uansett om den utføres med karbondioksid eller en ester, tilveiebringer eksepsjonelle muligheter for fremstilling av en foring for støpebokser og hellebokser hvis ulike deler er tilpasset til å møte graden av aggressivitet av metallsmelten og slagg mot foringen i beholderen. Det er velkjent i støperipraksis at slagget som flyter på metallsmelten alltid er mer aggressiv mot omgivelsene enn den rene metallsmelte. Ettersom et bestandig materiale generelt har tendens til å være mer kostbart en ett med lavere bestandighet, kan store besparelser bli oppnådd ved å tilpasse bestandigheten av foringen til aggressiviteten i materialet som foringen eksponeres mot. Slik tilpasning av bestandigheten av foringsmaterialet hvortil det i hovedsak eksponeres, har også fordel ved at hele sliteforingen utsettes for en jevnere slitasje og kan derfor erstattes samtidig for hele foringen.Det er velkjent for eksempel at av de forannevnte ildfaste materialer anvendt for foringen av støpeøser og støpebokser for stålfremstilling, har de med høyt innhold av magnesiumoksid vist en betydelig bedre bestandighet mot aggressivt stålslag enn dem med lavere magnesiumoksidinnhold. Samtidig vil imidlertid et høyere magnesiuminnhold i det ildfaste partikulære materialet som tjener som utgangs-materiale automatisk øke prisen. I henhold til en utførelse av oppfinnelsen foreslås derfor å benytte et silikatherdet partikulært ildfast foringsmateriale med et magnesiuminnhold som i hovedsak ikke overskrider 45-48 % i bunnen av støpeøsene og støpe-boksene og i de lavere deler som i hovedsak kommer i kontakt med den rene metallsmelte, mens delene som i større grad kommer i kontakt med det langt mer aggressive slagg i foringen i hovedsak er samme foring, men med et magnesiumoksidinnhold høyere enn 45 %, og om mulig et som består av rent magnesiumoksid.Det har tidligere blitt foreslått å fremstille en lagdelt foring i hovedsak av denne type, men det synes alltid å ha blitt benyttet et mer bestandig materiale nær metallsmelten og slagget, og enten et billigere materiale eller et med ulike egenskaper (eksempelvis utmerkede isoleringsegenskaper) for bruk på innsiden, som foreslått for eksempel i fransk patent nr. 2,338,100, nevnt foran. I disse eldre lagdelte foringer, var lagene derfor vertikale i veggen i beholderen. Det som foreslås med den foreliggende oppfinnelse er derimot en horisontal lagdeling eller deling av foringen i sideveggene i støpeøsene og støpeboksene, og mer spesifikt anvendelse av et materiale med et lavere magnesiumoksidinnhold og derved en lavere pris under det normale smeltebadnivået for det rene smeltede metall, og et materiale med et høyere magnesiumoksidinnhold over det normale smeltebadnivå av det smeltede metall, det vil si i området av foringen som hyppigst kommer i kontakt med det langt mer aggressive slagget. Bunndelen kan alltid fremstilles av materiale med lavere magnesiumoksidinnhold.Grunnprinsippet for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av en slik foring for støpeøser og støpebokser er at hele foringen er bygd opp av et Na/K-silikaholdig partikulært ildfast materiale som herdes med karbondioksid og/eller en ester til dannelse av et fast legeme. Dette gjør det mulig å benytte en datastyrt blander som leverer Na/K-silikatet og muligens esteren til det partikulære grunnmateriale således at endringer av sammensetningen av det partikulære grunnmaterialet, eksempelvis for å gi en gradvis overgang fra et lavere magnesiumoksidinnhold til et høyere magnesiumoksidinnhold for steder nær den normale posisjon for slagglaget som flyter på metallsmelten.En viktig fordel ved oppbygging av sliteforingen for støpeøser og støpebokser ved bruk av ildfast materiale opprinnelig påført i løs form, som herder og binder seg in situ, er at det gjøres mulig å bevirke en gradvis overgang mellom ulike egenskaper, basert på en endring av sammensetningen og/eller partikkelstørrelsen i materialet.Det partikulære grunnmateriale primært anvendt i henhold til den foreliggende oppfinnelse har generelt en partikkelstørrelse på 0,1-1 mm, men det kan varieres innen dette området, eksempelvis for å styre gasspermeabiliteten og isolasjonsegenskapene for den ferdige foring, så vel som mengden av Na/K-silikatbindemiddel som er nød-vendig.Det er derfor mulig å variere gasspermeabiliteten og isolasjonsegenskapene for den ferdige foring innen ganske brede grenser gjennom en begrenset endring av partikkelstørrelsen og partikkelsammensetningen i grunnmaterialet. Videre, ettersom de ulike ildfast grunnmaterialer krever ulike mengder av et bindemiddel, er det nødvendig å styre mengden av Na/K-silikatet og også mengden av esteren tilsatt, ettersom esterbasert herding benyttes innen temmelig smale grenser, og som tidligere nevnt, det hensiktsmessig utføres ved hjelp av en datastyrt skruetransportør for blanding, og ved hjelp av en annen type blander anvendt for tilførsel av bindemidlet til grunnmaterialet og for samtidig levering av grunnmaterialet til det nødvendige sted i foringen. Vedrørende behovet for å styre tilsatsen av bindemiddelkomponentene innen smale grenser, bør det tas i betraktning at rent olivin krever mye mindre bindemiddel enn for eksempel magnesitt.De generelle egenskaper av foringen fremstilt i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan også variere med partikkelstørrelsen av grunnmaterialet, og ulike partikulære ildfaste materialer kan kreve ulike mengder av bindemiddel i form av en silikaholdig gel utfelt fra Na/K-silikatet som ble anvendt, slik at det datastyrte blande-utstyret også gjør det mulig å fremstille en foring med de beste egenskaper.Som nevnt har det partikulære ildfaste grunnmateriale i hovedsak benyttet i henhold til den foreliggende oppfinnelse en partikkelstørrelse i området 0,1-1 mm. Egnede grunnmaterialer er for tiden kommersielt tilgjengelige med partikkelstørrelser i følgende områder: 0,1-1 mm, 0,1-0,5 mm og 0,1-0,3 mm. Hensiktsmessig blanding av disse kvaliteter kan lett gi et grunnmateriale med en partikkelstørrelse i området 0,1-1 mm. Dersom denne operasjon kombineres med anvendelse av den ovennevnte datastyrte blander, hvorved prosentandelene av alle komponentene som tilføres og blandes kan varieres innen vide grenser, er det også mulig å endre både grunnmaterialet og bindemidlet kontinuerlig og gradvis, så vel som å herde alle delene i sliteforingen fremstilt i henhold til oppfinnelsen, slik at de spesifikke behov for de ulike deler av foringen blir oppnådd.Dette kan være meget nyttig, ettersom det også gjør det mulig å oppnå en sliteforing i henhold til oppfinnelsen med optimale egenskaper i alle sine deler. Således kan et grunnmateriale med en mindre partikkelstørrelse gi et tettere og mer bestandig slite-materiale. Imidlertid er mer bindemateriale her nødvendig, fordi den totale kontaktflate mellom partiklene er større. Til forskjell vil et grunnmateriale bestående av grovere partikler trenge mindre bindemateriale av tilsvarende grunner, det vil si mindre totalt kontaktareal og det kan forventes å ha en noe lavere bestandighet, imidlertid gir den større gasspermeabilitet en bedre termisk isolasjon i foringsmaterialet.Foringen fremstilt av et partikulært materiale og herdet in situ må stampes eller rammes for herding, ellers vil kaviteter lett dannes i den herdede masse. I motsetning til produksjon av en foring ved sammenstilling av forhåndsfremstilte bestanddeler på stedet, er det derved et ekstra produksjonstrinn her, men det er mulig å gjøre nytte av alle fordelene som ovenfor er nevnt, hvorved fleksibiliteten er en mulighet som sikrer størst direkte nytte.Fleksibiliteten kan benyttes for eksempel til å fremstille en ekstra tykk foring i kontaktsonen i støpeboksene, for eksempel i området hvor en ny metallsmelte innføres. Det kan også dannes pilarer for dammene som omgir utløpsåpningene eller tappe-hullene i de tilpassede støpebokser for å stoppe slagget fra å nå disse åpninger når støpeboksene tømmes. Muligheten til å styre tykkelsen av foringen via innføringen av boksen i partikulært materiale gjør det også mulig å innbefatte fiksturer eller forsterkninger i foringen hvor disse behøves, for eksempel i dam-pilarene nevnt ovenfor.Sluttlig kan foringsmaterialet som har blitt herdet ved hjelp av et Na/K-bindemiddel også benyttes i henhold til oppfinnelsen for å erstatte den konvensjonelle stampleire rundt de erstattbare utløpsdysene i bunnen av støpeøser og støpebokser, hvilke dyser eller åpninger fremstilles av et ekstremt bestandig materiale.Et viktig siktemål ved den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av en sliteforing for støpeøser og støpebokser i støperier, hvilken fremgangsmåte eliminerer eller i stor grad reduserer problemene beskrevet ovenfor.Dette siktemål, så vel som andre siktemål som her ikke er nevnt, blir tilfredsstillende oppnådd på den måte som fremgår av de uavhengige krav, mens ulike utførelser av oppfinnelsen er beskrevet i de avhengige krav.Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av en sliteforing for støpeøser og støpebokser for støperier, særpreget ved at bindemidlet er i form av natrium- eller kaliumsilikat og en ester, hvilke tilføres til det partikulære ildfaste materiale samtidig med leveringen av dette materiale til posisjonen hvor foringen skal dannes.De andre utførelser av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen beskrives nedenfor.Komponentene i bindemidlet, det vil si natrium-eller kaliumsilikat og en ester,tilføres til det partikulære ildfaste materiale i et utstyr som kombinert er blander og tilfører, slik som en transportskrue, hvilken også benyttes for å blande og transportere det partikulære grunnmateriale til den nødvendigeposisjon hvor foringen skal dannes, og nevnte tilførsel bevirkes samtidig med leveringen av det partikulære grunnmateriale til den nødvendige posisjon.Gasspermeabiliteten og isolasjonsegenskapene i den ferdige foring reguleres ved å styre porøsiteten av blandingen, hvilken igjen oppnås ved å styre partikkelstørrelsen og partikkelsammensetningen i grunnmaterialet ved hjelp av blande- og tilførselsinnretningen.Mengdene av bindemiddelkomponentene tilført til det partikulære ildfaste grunnmateriale i blande- og fødeinnretningen reguleres i henhold til typen partikulært grunnmateriale og dets behov for et bindemiddel, så vel som i henhold til dets partikkelstørrelse og partikkelsammensetning.Foringen utformes med et horisontalt deleplan som betraktes til å markere toppen av jernsmelten eller stållaget og bunnen av slagglaget som flyter på metallet i støpeøsene og støpeboksene benyttet i praksis. Den kjemiske sammensetning av det granulære grunnmateriale benyttet for fremstilling av foringen velges slik at den ferdige foring har et lavere totalt magnesiumoksidinnhold i de deler av støpeøsen og støpeboksen som er under linjen, og et høyere magnesiuminnhold ovenfor linjen. Nærmere bestemt er den kjemiske sammensetning av grunnmaterialet i de deler av foringen som ligger over dette nivå (dvs. de delene som i stor grad forventes å komme i kontakt med slagget), med et magnesiumoksidinnhold på minst 45 %.Natrium- eller kaliumsilikat er et "tørt vannglass", hvilket tilblandes i pulverform til et fuktig grunnmateriale.Den foreliggende oppfinnelse er videre spesifisert i kravene og illustrert ved den tilhørende tegning vedrørende den horisontale oppdeling av foringen i deler med ulike bestandigheter mot smeltet metall og slagg, hvilke avviker i aggressivitet, og vedrørende den forsterkede tappesone, dammen og de armerte damomgivelser.Figur 1 illustrerer følgelig en støpeboks med en sliteforing ifølge oppfinnelsen.Den tilhørende tegning viser et partielt tverrsnitt av en støpeboks 1 med en foring 2 fremstilt i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Denne foringen er delt i en øvre del eller lag 2a, hvilken har det høyeste mulige magnesiumoksidinnhold og således ekstra bestandighet til å motstå den aggressive virkning av slagget, og enlavere del eller lag 2b, hvilken inneholder mindre enn 45-48 % magnesiumoksid og er ansett å komme i kontakt med den langt mindre aggressive metallsmelte som normaltfinnes i nevnte område. Overgangen mellom de to horisontale foringslagene 2a og 2b kan enten være brå eller gradvis, i henhold til brukerens valg. Støpeboksen 1 har også utløpsåpninger 3 og 4 i bunnen, med tilsvarende dyser innstøpt i laget 2b i foringen, hvor utløpsåpningen 4 kun delvis er vist på tegningen. Støpeboksen 1 har også en mot-takssone 5 med en ekstra tykk foring. De to dam-pilarene 6 og 7 plassert på hver sin side av mottakssonen 5 har to innbefattede armeringer eller forsterkninger 8 og 9.
Claims
1. Fremgangsmåte for fremstilling av ildfaste sliteforinger (2, 2a, 2b) i støpeøser og støpebokser (1) påtenkt for metallstøping, for eksempel i et mellomrom mellom en form innført i støpeøsen eller støpeboksen og dens mer permanente foring, ved tilførsel av en flytbar masse av ildfast granulært materiale med lav termisk konduktivitet og en bindemiddeltilsats,karakterisert ved at bindemiddeltilsatsen er i form av 4 - 12 vekt % natrium-eller kaliumsilikat, beregnet på hele den flytbare masse, og 10 - 12 vekt % ester eller blanding av estere, beregnet på silikatmengden, og bindemiddeltilsatsen tilføres den flytbare masse i sammenheng med at den flytbare masse tilføres stedet der sliteforingen skal dannes.2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at tilførsel og blanding av den flytbare masse utføres med en kombinert blande- og mateinnretning, slik som en datastyrt skruetransportør.3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert ved at sliteforingens gassgjennomtrengelighet og isolerende egenskaper styres ved å styre grunnmaterialets kornstørrelse og kornstørrelsessammensetning.4. Fremgangsmåte ifølge ett av krav 2-3,karakterisert ved at mengdene bindemiddelkomponenter som tilføres det granulære ildfaste material styres med hensyn til type granulært materiale og dets behov av bindemiddel samt dets partikkelstørrelse og partikkelsammensetning.5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at som form for å definere det indre rom i støpeøsen eller støpeboksen (1), hvilket rom er ment for metallsmelten som helles deri, blir en frigolitt-(polystyren) form anvendt, hvilken ikke behøver å fjernes før smeiten helles inn, ettersom den ødelegges av varmen fra smeiten.6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved det faktum at frigolittformen, som smelter bort når metallsmelten tilføres og ikke behøver å fjernes før tilførsel av smeiten, benyttes til å gi støpeøsen eller støpeboksen et i det minste delvis dekkende lokk.7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 5 eller 6,karakterisert ved at frigolittformen bygges opp av et antall ulike deler rundt en tom kjerne.8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 5 til 7,karakterisert ved at den tomme indre del av frigolittformen, sammen med separate kanaler eller andre kaviteter i frigolitten, benyttes til å tilføre karbondioksid til pulvermaterialet inneholdende natrium- eller kaliumsilikat.9. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at sliteforingen bygges opp av et antall ulike lag mellom den mer permanente foring i støpeøsen eller støpeboksen og en gradvis sammentrekkbar eller krympbar (trinnvis mindre) form idet hvert lag av ildfast materiale har sin spesifikke sammensetning, men alle inneholder en tilsats av natrium-eller kaliumsilikat, hvilken før tilførselen av det neste lag og ved en tilførsel av karbonsyre, fører til binding av det spesifikke lag internt og med tilstøtende lag ved hjelp av en silikagel som derved utfelles.10. Ildfast sliteforing (2, 2a, 2b) i støpeøser og støpebokser (1) påtenkt for metallstøping, for eksempel i et mellomrom mellom en form innført i støpeøsen eller støpeboksen og dens mer permanente foring, karakterisert v e d at sliteforingen er fremstilt i henhold til fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1 til 9.
Drawings

Priority

03.11.2005 SE 0502433

Patent classes

IPC classesB22D 41/02F27D 1/10F27D 1/16

Citations

EP 0189258 A2 (A2)EP 0202004 A2 (A2)US 4617280 A (A)FR 2732915 A (A)WO 2006030319 A2 (A2)

Applicants, owners and inventors

Owners
NFH 250611 AS
c/o Nytt Foretak AS, Tjuvholmen allé 1 0252 OSLO NO (OSLO Municipality, Oslo county)Org. number: 835704912Inventors
Steinar Slagnes
6146 ÅHEIM NO (VANYLVEN Municipality, Møre og Romsdal county)
Anton Sekkingstad
6146 ÅHEIM NO (VANYLVEN Municipality, Møre og Romsdal county)
Odd Westerås
6146 ÅHEIM NO (VANYLVEN Municipality, Møre og Romsdal county)

Agent

BRYN AARFLOT AS
BRYN AARFLOT AS

Org. number: 979993269

Name and address are automatically synchronized with the Brønnøysund Register Centre.

Open in The Brønnøysund Register Centre
Stortingsgata 8 0161 OSLO NO (OSLO Municipality, Oslo county)
Org. number: 979993269
Reference: 178971-EH

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

No liens or licenses registered

Gazette entries

No Gazette entries foundOnly events from 2024.03.04 and onwards are shown.