FI125016B - Järjestely anodivalulaitoksessa kuparianodien valamiseksi - Google Patents

Description

JÄRJESTELY ANODIV ALUL AITOKSESS A KUPARI AN ODIEN

VALAMISEKSI

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen järjestely anodivalulaitoksessa kuparianodien valamiseksi.

Keksintö liittyy tarkemmin sanottuna johtojärjestelyn sulan kuparin johtamiseksi anodiuunista anodivalumuottiin

Kuparin valmistukseen liittyy vaihe, jossa raakakuparista valetaan valulaitteessa kuparianodeja kuparin elektrolyyttistä puhdistusta varten. Kupari johdetaan ja annostellaan sulatusuunista anodivalumuottiin rännien ja kaukaloiden käsittävän johtojärjestelmän avulla. Rännit, joiden kuori on terästä, on vuorattu tulenkestävällä materiaalilla ja ovat avoimia tai kansilla varustettuja rännejä. Rännit on asennettu sopivaan kaltevuuteen, jotta sulan kuparin virtaus tapahtuisi maan vetovoiman vaikutuksesta. Sulan kuparin siirtämiseen ja annosteluun tarvitaan myös kaukaloita, kuten rauhoituskaukalo, johon sula kupari kaadetaan sulatusuunista ja jossa sulan kuparin liike rauhoitetaan ennen sen johtamista ränneihin. Tarvitaan myös annostelukaukalo, jonka tehtävä on annostella sulaa kuparia anodivalumuottiin, sekä välikaukalo, jonka tehtävä on syöttää sulaa kuparia annostelukaukaloon.

Tavanomainen järjestely sulan kuparin johtamiseksi anodiuunista anodivalumuottiin toimii seuraavalla tavalla: Sula kupari kaadetaan ensin anodiuuni valuaukosta rauhoituskaukaloon, josta sula kupari johdetaan rännejä pitkin välikaukaloon. Välikaukalo sta sula kupari kaadetaan annostelukaukaloon. Annostelukaukalosta sulaa kuparia annostellaan valukaukaloon, josta sulaa kuparia valetaan anodivalumuottiin.

Nykyisin monessa valimossa käytössä olevan johtojärjestelyn rauhoituskaukalo+ränniyhdistelmä anodiuunin ja välikaukalon välissä aiheuttaa sen että valua ei voi katkaista pitkäksi aikaa ilman että rauhoituskaukalon kupari ”jämähtää” ja joudutaan tekemään rauhoituskaukaloiden kamien poisto ja uusi muurauspintakerros, jonka kuivumista on odotettava.

Nykyisin monessa valimossa kupari tippuu korkealta anodiuunin valuaukosta rauhoituskaukaloon ja samalla sula kupari hapettuu ja jäähtyy tehokkaasti koko valun ajan, mikä on haitallista. Nykytekniikalla osumiskohdassa, johon sula kupari osuu tippuessaan anodiuunin valuaukosta, on oltava noin 200 - 400 mm kuparikerros jotta kupari ei räisky ympäristöön ja ei poraudu muurauksesta läpi. Tämä toteutetaan tekemällä patoallas eli mainittu ”rauhoituskaukalo” anodiuunin valuaukon alle. Tyypillisesti tätä allasta ei voi nykyisin tyhjentää.

Vanha rauhoituskaukalojärjestelmä imee paljon lämpöä kuparista valun alussa. Rauhoituskaukalo on pinta-alaltaan suuri ja sitä ei voi kattaa eristekannella estämään lämpöhäviöitä.

Jokaisen valun jälkeen kuparisten jäännöskamien poisto rauhoituskaukalosta on kovaa ja vaarallista työtä. Korjausmuuraamiseen menee arvokasta tulenkestävää muurauslaastia. Korjauslaasti on vesisekoitteista ja siksi muuraus on jäähdytettävä esimerkiksi vedellä alle 100 asteen ennen muurausta (ettei muuraus kiehu). Tämä on täysin ristiriidassa siihen että uuden valun alkaessa rauhoituskaukalon pitäisi olla mahdollisimman kuiva ja kuuma. Rauhoituskaukalolle ei tavallisesti suoriteta erillistä kuivausta, eli korjausmuuraus annetaan kuivaa itsekseen perusmuurauksen jälkilämmöllä. Kuivuminen kestää kauan ja kuluttaa rauhoituskaukalon lämpöenergiaa ja lopputulos aiheuttaa että alussa kuparin lämpöä hukkuu muuraukseen.

Keksinnön lyhyt selitys

Keksinnön tavoitteena on ratkaista yllä mainitut ongelmat.

Keksinnön tavoite saavutetaan itsenäisen patenttivaatimuksen 1 mukaisella järjestelyllä.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön mukaisessa järjestelyssä on ränni, jonka ylävirtapää on sovitettu seuraamaan akselin ympäri kallistusliikkeessä kallistettavan anodiuunin valuaukkoa ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla ja jonka alavirtapää on sovitettu olemaan johtojärjestelmään kuuluvan kaukalon kohdalla. Rännin ylävirtapäällä tarkoitetaan rännin sitä päätä, johon sulaa kuparia kaadetaan anodiuunin valuaukosta ja josta sula kupari virtaa rännissä. Rännin alavirtapäällä tarkoitetaan rännin sitä päätä, johon sula kupari virtaa rännin ylävirtapäästä ja josta sulaa kuparia poistuu rännistä. Järjestelyssä on rännin kannatusranko rännin kannattamiseksi ja tukirakenne rännin kannatusrungon kannattamiseksi. Ränni on sovitettu rännin kannatusrunkoon. Rännin kannatusranko on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen. Järjestelyssä rännin kannatusranko on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen ensimmäisellä vipuvarrella, joka on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrankoa siten, että rännin ylävirtapää ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla sijaitsee anodiuunin valuaukon kohdalla, jonka aikana anodiuunin valuaukosta on syötettävissä sulaa kuparia ränniin. Ensimmäinen vipuvarsi on sovitettu rännin kannatusrungon ja tukirakenteen väliin siten, että ensimmäinen vipuvarsi on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen ensimmäisessä nivelpisteessä, ja siten, että rännin kannatusrunko on kääntyvästi yhdistetty ensimmäiseen vipuvarteen toisessa nivelpisteessä, joka sijaitsee etäisyyden päässä ensimmäisestä nivelpisteestä. Järjestelyssä rännin kannatusrunko on lisäksi liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen kannatuskappaleella, joka on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa siten, että rännin alavirtapää ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla sijaitsee sulan kuparin johtojärjestelmään kuuluvan kaukalon kohdalla, jonka aikana rännistä on syötettävissä sulaa kuparia kaukaloon. Toinen kannatuskappale on sovitettu rännin kannatusrungon ja tukirakenteen väliin. Järjestelyssä on lisäksi seurantajärjestely rännin kannatusrungon ohjaamiseksi anodiuunin kallistusliikkeen aikana tukirakenteen suhteen siten, että rännin kannatusrunkoon sovitetun rännin ylävirtapää ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla sijaitsee anodiuunin valuaukon kohdalla, ja siten, että siten, että rännin kannatusrunkoon sovitetun rännin alavirtapää ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla sijaitsee kaukalon kohdalla.

Koska rännin kannatusrunko ja tukirakenne on järjestelyssä esitetyllä tavalla yhdistetty ensimmäisellä vipuvarrella ja kannatuskappaleella, voi rännin ylävirtapää seurantajärjestelyn ansiota ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla seurata anodiuunin valuaukkoa sekä pysty- ja vaakasuunnassa samalla kun rännin alavirtapää voi samanaikaisesti sijaita kaukalon kohdalla.

Sillä, että rännin ylävirtapää on sovitettu seuraamaan anodiuunin valuaukkoa ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla ja että rännin alavirtapää on sovitettu seuraamaan kaukaloa ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla tarkoittaa joko koko anodiuunin kallistusliikkeen aikana tai anodiuunin kallistusliikkeen osalla. On esimerkiksi mahdollista, että rännin ylävirtapää on sovitettu seuraamaan anodiuunin valuaukkoa koko anodiuunin kallistusliikkeen aikana lukuun ottamatta anodiuunin kallistusliikkeen toista ääripäätä, jossa rännin ylävirtapää on sovitettu nousemaan ylös ns. ääriyläasentoon ja rännin alavirtapää on sovitettu laskeutumaan alas, jonka seurauksena ränni tyhjenee rännissä mahdollisesti olevasta sulasta kuparista.

Eräässä ensimmäisessä keksinnön mukaisen järjestelyn edullisessa suoritusmuodossa rännin ylävirtapää on sovitettu seuraamaan anodiuunin sivussa olevaa valuaukkoa. Tässä edullisessa suoritusmuodossa rännin kannatusrunko on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen ensimmäisellä vipuvarrella sekä toisen vipuvarren muodossa olevalla kannatuskappaleella. Ensimmäinen vipuvarsi on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa siten, että rännin ylävirtapää anodiuunin kallistusliikkeen aikana, lukuun ottamatta uunin kallistusliikkeen toista ääriasentoa, sijaitsee anodiuunin valuaukon kohdalla, jonka aikana anodiuunin valuaukosta on syötettävissä sulaa kuparia ränniin. Ensimmäinen vipuvarsi on sovitettu rännin kannatusrungon ja tukirakenteen väliin siten, että ensimmäinen vipuvarsi on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen ensimmäisessä nivelpisteessä, ja siten, että rännin kannatusrunko on kääntyvästi yhdistetty ensimmäiseen vipuvarteen toisessa nivelpisteessä, joka sijaitsee etäisyyden päässä ensimmäisestä nivelpisteestä. Toinen vipuvarsi on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa siten, että rännin alavirtapää anodiuunin kallistusliikkeen aikana sijaitsee kaukalon kohdalla, esimerkiksi kaukalon yläpuolella siten, että rännistä voidaan syöttää sulaa kuparia kaukaloon. Toinen vipuvarsi on sovitettu rännin kannatusrungon ja tukirakenteen väliin siten, että toinen vipuvarsi on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen kolmannessa nivelpisteessä, ja siten, että rännin kannatusrunko on kääntyvästi yhdistetty toiseen vipuvarteen neljännessä nivelpisteessä, joka sijaitsee etäisyyden päässä kolmannesta nivelpisteestä. Rännin kannatusrunko käsittää tässä edullisessa suoritusmuodossa kehdon, johon ränni on sovitettu. Kehto on ripustettu ensimmäisen ripustuselimen ja toisen ripustuselimen avulla rännin kannatusmngosta siten, että ränni roikkuu suorassa maanpintaan nähden siten että rännin symmetriataso on aina kohtisuorassa horisontaaliseen maanpintaan nähden sulan virratessa aina samassa suhteessa ränninprofiiliin nähden estäen näin metallin jähmettymisen kylmälle ränniseinämälle. Ränni pitää kuitenkin olla kallistettu sulan kuparin virtaussuunnassa siten, että rännin ylävirtapää sijaitsee korkeammalla kuin rännin alavirtapää jotta sulaa kuparia voisi virrata rännin ylävirtapäästä rännin alavirtapäähän. Seurantajärjestely käsittää tässä suoritusmuodossa rullan, joka on sovitettu rännin kannatusrunkoon. Seurantajärjestely käsittää tässä suoritusmuodossa lisäksi anodiuuniin sovitetun ohjainkappaleen rännin kannatusrunkoon sovitettua rullaa varten. Seurantajärjestely käsittää lisäksi jousielimen rännin kannatusrunkoon sovitetun rullan pitämiseksi anodiuuniin sovitettua ohjainkappaietta vasten siten, että kun anodiuunia kallistetaan kallistusakselin suhteen, on rännin ylävirtapää sovitettu seuraamaan anodiuunin valuaukkoa lukuun ottamatta anodiuunin kallistusliikkeen toista ääriasentoa, jossa rulla on sovitettu vapautumaan ohjainkappaleen ohjauksesta ja jousielin on sovitettu nostamaan rännin ylävirtapäätä ääriasentoon rännin tyhjentämistä varten rännissä olevasta mahdollisesta sulasta kuparista rännin alavirtapään kohdalla olevaan kaukaloon.

Eräässä toisessa keksinnön mukaisen järjestelyn edullisessa suoritusmuodossa rännin ylävirtapää on sovitettu seuraamaan anodiuunin päädyssä olevaa valuaukkoa. Tässä edullisessa suoritusmuodossa rännin kannatusrunko on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen ensimmäisellä vipuvarrella ja rännin kannatusrunko on lisäksi ripustettu tukirakenteesta pitkänomaisen tangon muodossa olevalla kannatuskappaleella. Rännin kannatusrunko käsittää tässä edullisessa suoritusmuodossa kehdon, johon ränni on sovitettu. Ensimmäinen vipuvarsi on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa siten, että rännin ylävirtapää ainakin anodiuunin kallistusliikkeen osalla sijaitsee anodiuunin valuaukon kohdalla, jonka aikana anodiuunin valuaukosta on syötettävissä sulaa kuparia ränniin. Ensimmäinen vipuvarsi on sovitettu rännin kannatusrungon ja tukirakenteen väliin siten, että ensimmäinen vipuvarsi on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen ensimmäisessä nivelpisteessä, ja siten, että rännin kannatusrunko on kääntyvästi yhdistetty ensimmäiseen vipuvarteen toisessa nivelpisteessä, joka sijaitsee etäisyyden päässä ensimmäisestä nivelpisteestä. Kannatuskappale on tässä suoritusmuodossa pitkänomainen tankokappale, jonka toinen pää on pallonnivelen avulla liikuteltavasti yhdistetty rännin kannatusrunkoon ja jonka vastakkainen pää on pallonivelen avulla liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen. Järjestely käsittää tässä edullisessa suoritusmuodossa lisäksi ohjaimen, joka rajoittaa ja ohjaa pitkänomaisen tankokappaleen mahdollista haitallisia liikkeitä erityistapauksissa painovoiman ja tuentageometrian huolehtiessa normaalisti liikkeen varmistamisesta ja osallistuu sitä kautta rännin alavirtapään liikkeen toteuttamiseen kaukaloon nähden. Järjestelyllä saavutetaan useita etuja.

Koska rännin ylävirtapää voi keksinnön mukaisen järjestelyn johdosta seurata anodiuunin valuaukkoa sekä pysty- että vaakasuunnassa, perinteistä rauhoituskaukaloa, johon sulaa kuparia kaadetaan anodiuunin valuaukosta, ei keksinnön mukaisessa järjestelyssä tarvita. Tämä johtuu siitä, että keksinnön mukaisessa järjestelyssä valuaukon ja rännin etäisyys on pieni verrattuna perinteisiin ratkaisuihin verrattuna.

Koska keksinnön mukainen järjestely tekee rauhoituskaukalon tarpeettomaksi, mahdollistaa järjestely anodivalun aloittamisen ja lopettamisen niin ettei tarvitse nykytavalla normaalia rauhoituskaukalon kamin poistoa. Ratkaisu perustuu siihen että vanha kupari voidaan liikuteltavan rännin ansiosta valuttaa pois rännistä ja mahdollisesta rännikupista, joka korvaa rauhoituskaukalon ja joka on erittäin pieni. Valun aloitukseen ei silloin tarvita ylimääräistä kuparin lämpötilaa, koska ränni on edellisen valun jäljiltä kuuma ja kuiva. Uudelleenmuurauksia ei tarvitse tehdä. Liikkuvan rännin mahdollinen rännikuppi voi olla erittäin pieni verrattuna tunnettujen ratkaisujen rauhoituskaukaloon. Hyöty kansista saadaan tuotantovarmuuden ja energiansäästön kautta, kun anodiuuni käyttölämpötilaa voidaan laskea.

Koska ränni on liikkuva, ränni voidaan tyhjentää valun jälkeen esimerkiksi automaattisesti seurantajärjestelyn ohjauksella eikä erillistä kamin poistoa tarvita. Liikkuva ränni on siis mahdollista tehdä itsestään tyhjeneväksi niin että valun lopetuksen jälkeen se valuu tyhjäksi vanhasta kuparista automaattisesti seurantajärjestelyn ohjauksella. Rännissä virtaavan kuparin määrä pienenee oleellisesti kun rauhoituskaukaloa ei ole. Silloin kaikki rännissä parhaillaan virtaava kupari mahtuu välikaukaloon. Tämä on edullista, koska jos tapahtuu jotain yllättävää ja anodivalukone pysähtyy, niin kuparipinta ei välikaukalossa nouse liian korkeaksi ja sitä ei tarvitse rännien tyhjentämiseksi valaa hukkaan. Rännissä virtaavan sulan kuparin määrä vähäisyys tunnettuun ratkaisuihin verrattuna merkitsee sitä, että anodiuunin kallistuksen automatisointi niin että välikaukalon pinta säilyy tietyllä tasolla, helpottuu oleellisesti, kun nykytekniikan rauhoituskaukalon ”välivarasto” poistuu ja sulan kuparin virtaus reagoi nopeasti anodiuunin valuaukon ylöskääntöön esimerkiksi lopetukseen tai virtauksen säätöön.

Olennaista keksinnölle on myös että edellä kuvatuilla tuentamenetelmillä voidaan toteuttaa mahdollisimman lyhyet johtoreitit anodiuunin ja välikaukalon välille. Tämä auttaa vähentämään rännissä tapahtuvaa lämpöhäviöitä ja auttaa tekemään rännien laskukulmista aikaisempaa jyrkempiä, mikä helpottaa niiden tyhjenemistä seuraavaa valua varten. Kaikissa tunnetuissa nykyratkaisuissa rännireitti on suunniteltava ainakin noin 2-3 metriä kohtisuoraan anodin kiertymisakselia vastaan ennen kuin voidaan suunnitella reitti kohden välikaukaloa. Keksinnön ratkaisujen avulla tämä ongelma poistuu. Päädystä valettaessa tästä on erityistä hyötyä tietyissä anodiuuni layouteissa. Tunnettua ratkaisua anodiuunin päädystä valamiseen ei ole, joten siihen tämä kuvattu ratkaisu tuo ihan uuden mahdollisuuden.

Kuvioluettelo

Seuraavassa keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja esitetään tarkemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää osaa anodivalulaitoksesta, jossa valuaukko on järjestetty anodiuunin sivulle ja jossa ränni on toiminnallisesti yhdistetty anodiuunin sivussa olevaan valuaukkoon, kuvio 2 esittää ylhäältä kuviossa 1 esitettyä järjestelyä, kuvio 3 esittää sivulta kuvioiden 1 ja 2 rännin toimintaa tilassa, jossa ränni on asennossa, jossa se voi vastaanottaa sulaa kuparia anodiuunin valuaukosta ja voi syöttää sulaa kuparia välikaukaloon, kuvio 4 esittää sivulta kuvioiden 1 ja 2 rännin toimintaa tilassa, jossa ränni on maksimi ala-asennossa, kuvio 5 esittää sivulta kuvioiden 1 ja 2 rännin toimintaa tilassa, jossa rännin kannatusrunkoon sovitettu rulla on vapautunut anodiuuniin sovitetun ohjauskappaleen ohjauksesta ja jousielin on nostanut rännin maksimi ylä- eli tyhjennysasentoon, kuvio 6 esittää osaa anodivalulaitoksesta, jossa on kaksi anodiuunia ja jossa anodiuunien valuaukot on järjestetty anodiuunien päätyyn ja jossa rännit on toiminnallisesti yhdistetty anodiuunien päädyssä olevaan valuaukkoon, kuvio 7 esittää ylhäältä kuviossa 6 esitettyä järjestelyä, kuvio 8 esittää kuviossa 6 esitetyn järjestelyn yksityiskohtia, ja kuvio 9 esittää kuviossa 6 esitetyn järjestelyn yksityiskohtia.

Keksinnön yksityiskohtainen selitys

Kuvioissa on esitetty osa anodivalulaitoksesta kuparianodien (ei esitetty kuvioissa) valamiseksi.

Anodivalulaitos käsittää kallistusakselin 1 suhteen kallistettavan anodiuunin 2 kuparin sulattamiseksi. Anodiuuni 2 käsittää valuaukon 3 sulan kuparin 27 syöttämiseksi anodiuunista 2.

Kuvioissa 1-5 esitetty anodivalulaitos käsittää yhden anodiuunin 2 ja kuvioissa 6 - 9 esitetty anodivalulaitos käsittää kaksi anodiuunia 2.

Anodivalulaitos käsittää lisäksi anodivalumuotteja 4 kuparianodien valamiseksi. Kuvioissa 1 ja 2 anodivalumuotit 4 on sijoitettu yhdelle pyörivälle valupöydälle 5. Kuvioissa 6 - 9 anodivalumuotit 4 on sijoitettu kahdelle pyörivälle valupöydälle 5.

Anodivalulaitos käsittää lisäksi johtojärjestelyn 6 sulan kuparin 27 johtamiseksi kuvioissa 1-5 esitetystä yhdestä anodiuunista 2 anodivalumuotteihin 4 ja kuvioissa 6-9 esitetyistä kahdesta anodiuunista 2 anodivalumuotteihin 4.

Johtojärjestely 6 käsittää rännin 7 sulan kuparin 27 johtamiseksi anodiuunin 2 valuaukosta 3 johtojärjestelyyn 6 kuuluvaan johtojärjestelyyn 6 kuuluvaan kaukaloon 8. Ränni 7 käsittää ylävirtapään 29 sulan kuparin 27 vastaanottamiseksi anodiuunin 2 valuaukosta 3 ja alavirtapään 10 sulan kuparin 27 syöttämiseksi rännistä 7 kaukaloon 8.

Kuvioissa 1 - 5 esitetyssä esimerkissä kaukalo on välikaukalo 8a, josta sulaa kuparia 27 syötetään edelleen valukaukaloon 28, josta sula kupari 27 syötetään edelleen anodivalumuottiin 4 kuparianodin valamiseksi.

Kuvioissa 6-9 esitetyssä esimerkissä kaukalo on keruusäiliö 8b, josta sulaa kuparia 27 syötetään edelleen välikaukaloon 8b, josta sulaa kuparia 27 syötetään edelleen valukaukaloon 28, josta sula kupari 27 syötetään edelleen anodivalumuottiin 4 kuparianodin valamiseksi. Järjestelyssä on rännin kannatusrunko 9 rännin 7 kannattamiseksi ja tukirakenne 10 rännin kannatusrungon 9 kannattamiseksi. Tukirakenteita 10 rännin kannatusrungon 9 kannattamiseksi voi olla yksi, kuten kuvioissa 1 - 5 on esitetty, tai useampi, kuten kuvioiden 6 - 9 esimerkissä, jossa tukirakenteita 10 on kaksi. Ränni 7 on sovitettu rännin kannatusrunkoon 9. Rännin kannatusrunko 9 on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen 10 ensimmäisellä vipuvarrella 11, joka on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa 9 siten, että rännin 7 ylävirtapää 29 ainakin anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla sijaitsee anodiuunin 2 valuaukon 3 kohdalla, jonka aikana anodiuunin 2 valuaukosta 3 on syötettävissä sulaa kuparia 27 ränniin 7. Rännin kannatusrunko 9 on lisäksi liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen 10 kannatuskappaleella 12, joka on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa 9 siten, että rännin 7 alavirtapää 30 ainakin anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla sijaitsee kaukalon 8 kohdalla, jonka aikana rännistä 7 on syötettävissä sulaa kuparia 27 kaukaloon 8.

Ensimmäinen vipuvarsi 11 on sovitettu rännin kannatusrungon 9 ja tukirakenteen 10 väliin siten, että ensimmäinen vipuvarsi 11 on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen 10 ensimmäisessä nivelpisteessä 13, ja siten, että rännin kannatusrunko 9 on kääntyvästi yhdistetty ensimmäiseen vipuvarteen 11 toisessa nivelpisteessä 14, joka sijaitsee etäisyyden päässä ensimmäisestä nivelpisteestä 13.

Kannatuskappale 12 on sovitettu rännin kannatusrungon 9 ja tukirakenteen 10 väliin. Järjestelyssä on lisäksi seurantajärjestely 15 rännin kannatusrungon 9 ohjaamiseksi anodiuunin 2 kallistusliikkeen aikana tukirakenteen 10 suhteen siten, että rännin 7 ylävirtapää 29 ainakin anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla sijaitsee anodiuunin 2 valuaukon 3 kohdalla, ja siten, että rännin 7 alavirtapää 30 ainakin anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla sijaitsee kaukalon 8 kohdalla.

Sillä, että rännin 7 ylävirtapää 29 on sovitettu seuraamaan anodiuunin 2 valuaukkoa 3 ainakin anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla ja että rännin 7 alavirtapää 30 on sovitettu seuraamaan kaukaloa 8 ainakin anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla tarkoittaa joko koko anodiuunin 2 kallistusliikkeen aikana tai anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla. On esimerkiksi mahdollista, että rännin 7 ylävirtapää 29 on sovitettu seuraamaan anodiuunin 2 valuaukkoa 3 koko anodiuunin 2 kallistusliikkeen aikana lukuun ottamatta anodiuunin 2 kallistusliikkeen toista ääripäätä, jossa rännin 7 ylävirtapää 29 on sovitettu nousemaan ylös ns. ääriyläasentoon ja rännin 7 alavirtapää 30 on sovitettu laskeutumaan alas anodiuunin 2 kallistusliikkeen toisessa ääriasennossa, jonka seurauksena ränni 7 tyhjenee rännissä 7 mahdollisesti olevasta sulasta kuparista 27 kuten kuviossa 5 on esitetty.

Kuvioissa 1 - 5 on esitetty järjestely, jossa ränni 7 on sovitettu vastaanottamaan sulaa kuparia 27 anodiuunin 2 sivussa olevasta valuaukosta 3.

Kuvioissa 1-5 rännin kannatusrunko 9 on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen 10 ensimmäisellä vipuvarrella 11 ja toisen vipuvarren 12a muodossa olevalla kannatuskappaleella.

Kuvioissa 1-5 ensimmäinen vipuvarsi 11 on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa 9 siten, että rännin 7 ylävirtapää 29 anodiuunin 2 kallistusliikkeen aikana lukuun ottamatta uunin kallistusliikkeen, kuviossa 5 esitettyä, toista ääriasentoa sijaitsee anodiuunin 2 valuaukon 3 kohdalla, jonka aikana anodiuunin 2 valuaukosta 3 on syötettävissä sulaa kuparia 27 ränniin 7.

Kuvioissa 1-5 ensimmäinen vipuvarsi 11 on sovitettu rännin kannatusrungon 9 ja tukirakenteen 10 väliin siten, että ensimmäinen vipuvarsi 11 on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen 10 ensimmäisessä nivelpisteessä 13, ja siten, että rännin kannatusrunko 9 on kääntyvästi yhdistetty ensimmäiseen vipuvarteen 11 toisessa nivelpisteessä 14, joka sijaitsee etäisyyden päässä ensimmäisestä nivelpisteestä 13.

Kuvioissa 1-5 toinen vipuvarsi 12a on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa 9 siten, että rännin 7 alavirtapää 30 anodiuunin 2 kallistusliikkeen aikana sijaitsee kaukalon 8 kohdalla, esimerkiksi kaukalon 8 yläpuolella siten, että rännistä 7 voidaan syöttää sulaa kuparia 27 kaukaloon 8.

Kuvioissa 1-5 toinen vipuvarsi 12a on sovitettu rännin kannatusrungon 9 ja tukirakenteen 10 väliin siten, että toinen vipuvarsi 12a on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen 10 kolmannessa nivelpisteessä 16, ja siten, että rännin kannatusrunko 9 on kääntyvästi yhdistetty toiseen vipuvarteen 12a neljännessä nivelpisteessä 17, joka sijaitsee etäisyyden päässä kolmannesta nivelpisteestä 16.

Kuvioissa 1-5 seurantajärjestely 15 käsittää rullan 18, joka on sovitettu rännin kannatusrunkoon 9. Seurantajärjestely 15 käsittää lisäksi anodiuuniin 2 sovitetun ohjainkapp aleen 19 rännin kannatusrunkoon 9 sovitettua rullaa 18 varten. Seurantajärjestely 15 käsittää lisäksi jousielimen 20 rullan 18 pitämiseksi anodiuuniin 2 sovitettua ohjainkappaletta 19 vasten siten, että kun anodiuunia 2 kallistetaan kallistusakselin 1 suhteen, on rännin 7 ylävirtapää 29 sovitettu seuraamaan anodiuunin 2 valuaukkoa 3 lukuun ottamatta anodiuunin 2 kallistusliikkeen toista ääriasentoa, jossa rulla 18 on sovitettu vapautumaan ohjainkappaleen 19 ohjauksesta ja jousielin 20 on sovitettu nostamaan rännin ylävirtapäätä 29 ääriasentoon rännin 7 tyhjentämistä varten rännissä 7 olevasta mahdollisesta sulasta kuparista 27. Kuvioissa 1-5 jousielin 20 on paineilmajousi. Rännin kannatusrunko 9 käsittää kuviossa 1 - 5 kehdon 21, johon ränni 7 on sovitettu. Kehto 21 on ripustettu ensimmäisen ripustuselimen 22 ja toisen ripustuselimen 23 avulla rännin kannatusmngosta 9 siten, että ränni 7 roikkuu suorassa maanpintaan nähden siten että rännin 7 symmetriataso on aina kohtisuorassa horisontaaliseen maanpintaan nähden sulan kuparin 27 virratessa aina samassa suhteessa ränninprofiiliin nähden estäen näin metallin jähmettymisen kylmälle ränni seinämälle. Rännin 7 pitää kuitenkin olla kallistettu sulan kuparin 27 virtaussuunnassa siten, että rännin 7 ylävirtapää 29 sijaitsee korkeammalla kuin rännin 7 alavirtapää 30 jotta sulaa kuparia 27 voi virrata rännin 7 ylävirtapäästä 29 rännin 7 alavirtapäähän 30. Sekä ensimmäinen ripustuselin 22 että toinen ripustuselin 23 käsittää edullisesti, mutta ei välttämättä, pallonivelen 24 ensimmäisen ripustuselimen 22 ja rännin kannatusrungon 9 ja vastaavasti toisen ripustuselimen 23 ja rännin kannatusrungon välissä.

Kuvioista 1-5 poiketen, ränni 7 voi olla kiinnitetty liikkumattomasti kiinnitetty rännin kannatusrunkoon 9. Ränni 7 voi esimerkiksi olla integroitu rännin kannatusrunkoon 9.

Kuviossa 6 - 9 on esitetty järjestely, jossa ränni 7 on sovitettu ottamaan vastaan sulaa kuparia 27 anodiuunin 2 päädyssä olevasta valuaukosta 3.

Kuvioissa 6 - 9 rännin kannatusrunko 9 on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen 10 ensimmäisellä vipuvarrella 11 ja rännin kannatusmnko 9 on lisäksi ripustettu tukirakenteesta 10 pitkänomaisen tangon 12b muodossa olevalla kannatuskappaleella. Rännin kannatusmnko 9 käsittää kuvioissa 6 ja 7 kehdon 21, johon ränni 7 on sovitettu.

Kuvioissa 6-9 ensimmäinen vipuvarsi 11 on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa 9 siten, että rännin 7 ylävirtapää 29 ainakin anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla sijaitsee anodiuunin 2 valuaukon 3 kohdalla, jonka aikana anodiuunin 2 valuaukosta 3 on syötettävissä sulaa kuparia 27 ränniin 7.

Kuvioissa 6-9 ensimmäinen vipuvarsi 11 on sovitettu rännin kannatusrungon 9 ja tukirakenteen 10 väliin siten, että ensimmäinen vipuvarsi 11 on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen 10 ensimmäisessä nivelpisteessä 13, ja siten, että rännin kannatusmnko 9 on kääntyvästi yhdistetty ensimmäiseen vipuvarteen 11 toisessa nivelpisteessä 14, joka sijaitsee etäisyyden päässä ensimmäisestä nivelpisteestä 13. Ensimmäisen vipuvarren 11 ja rännin kannatusrungon 9 välissä olevassa toisessa nivelpisteessä 14 on edullisesti, mutta ei välttämättä, pallonivel 24 tai vastaavan typpinen nivel tai liitos, joka sallii sekä kääntämisen että kiertymisen

Kuvioissa 6 - 9 kannatuskappale on tässä suoritusmuodossa pitkänomainen tankokappale 12b, jonka toinen pää on pallonnivelen 24 avulla liikuteltavasti yhdistetty rännin kannatusrunkoon 9 ja jonka vastakkainen pää on pallonivelen 24 avulla liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen 10.

Kuvioissa 6-9 järjestely käsittää tässä edullisessa suoritusmuodossa lisäksi ohjaimen 25, joka ohjaa ja rajoittaa pitkänomaisen tankokappaleen 12b liikkeitä ja sitä kautta rännin 7 alavirtapään 30 liikkeitä kaukaloon 8 nähden ja estää rännin 7 alavirtapään 30 mahdollisia epäedullisia liikkeitä kaukaloon 8 nähden. Kuvioissa 6-9 ohjain 25 on levykappale, jossa on pitkänomainen aukko (ei merkitty viitenumerolla), jonka läpi pitkänomainen tankokappale 12b on sovitettu ja jossa pitkänomainen tankokappale 12b on sovitettu kulkemaan kun rännin kannatusrunko 9 liikkuu tukirakenteen 10 suhteen.

Kuvioissa 6-9 kannatuskappale voisi vaihtoehtoisesti olla ketju (ei esitetty kuvioissa) tai vastaava taipuisa kannatuskappale, jolla rännin kannatusrunko 9 on ripustettu tukirakenteesta 10.

Kuvioissa 3 - 5 on tarkemmin esitetty kuvioiden 1 ja 2 järjestelyn seurantajärjestelyn 15 toimintaa.

Kuviossa 3-5 seurantajärjestely 15 käsittää rullan 18, joka on sovitettu rännin kannatusrunkoon 9, ja anodiuuniin 2 sovitetun ohjainkappaleen 19 rullaa 18 varten. Rulla 18 voi vaihtoehtoisesti olla sovitettu ränniin 7.

Kuviossa 3-5 seurantajärjestely 15 käsittää lisäksi jousielimen 20 rullan 18 pitämiseksi anodiuuniin 2 sovitettua ohjainkappaletta 19 vasten siten, että kun anodiuunia 2 kallistetaan kallistusakselin 1 suhteen, on rännin 7 ylävirtapää 29 sovitettu seuraamaan anodiuunin 2 valuaukkoa 3 ainakin anodiuunin 2 kallistusliikkeen osalla.

Rulla 18 on edullisesti, mutta ei välttämättä, sovitettu koskettamaan anodiuuniin 2 sovitettua ohjainkappaletta 19 lukuun ottamatta ainakin uunin kallistusliikkeen toista ääriasentoa, jossa rulla 18 on sovitettu vapautumaan ohjainkappaleen 19 ohjauksesta ja jousielin 20 on sovitettu nostamaan rännin 7 ylävirtapäätä 29 ääriasentoon rännin 7 tyhjentämistä varten rännissä 7 olevasta mahdollisesta sulasta kuparista 27, kuten kuviossa 5 on esitetty.

Kuviossa 3-5 seurantajärjestelyn 15 jousielin 20 on sovitettu rännin kannatusrungon 9 ja tukirakenteen 10 väliin. Jousielin 20 on edullisesti, mutta ei välttämättä, paineilmasylinteri.

Kuvioissa 3 - 5 on esitetty kuinka seurantajärjestely 15 voi ohjata rännin kannatusrunkoa 9 ja siten rännin 7 asentoa.

Kuviossa 3 ränni 7 on asennossa, jossa se voi vastaanottaa sulaa kuparia 27 anodiuunin 2 valuaukosta 3 ja voi syöttää sulaa kuparia 27 välikaukaloon 8a.

Kuviossa 4 ränni 7 on maksimi ala-asennossa.

Kuviossa 5 rännin kannatusrunkoon 9 sovitettu rulla 18 on vapautunut anodiuuniin 2 sovitetun ohjauskappaleen ohjauksesta ja jousielin 20 on nostanut rännin 7 maksimi ylä- eli tyhjennysasentoon, jossa ränni 7 voi tyhjentyä siinä mahdollisesti olevasta sulasta kuparista 27.

Kuvioista 1-6 poiketen voi seurantajärjestely 15 vaihtoehtoisesti olla esimerkiksi elektroninen seurantajärjestely, joka on sovitettu ohjaamaan rännin kannatusrungon 9 asentoa suhteessa tukirakenteeseen 10.

Kuvioissa rännin 7 ylävirtapää 29 käsittää rännikupin 26 sulan kuparin 27 vastaanottamiseksi anodiuunista 2, tarkemmin sanottuna, sulan kuparin 27 vastaanottamiseksi anodiuunin 2 valuaukosta 3. Rännikuppiin 26 kerääntyy ja jää sulan kuparin 27 virratessa rännin 7 ylävirtapäästä 29 rännin 7 alavirtapäähän 30 hieman sulaa kuparia 27. Rännikuppiin 26 jäävä sula kupari estää anodiuunin 2 valuaukosta 3 virtaavaa sulaa kuparia 27 menemästä rännin muurauksen läpi. Ränni 7 käsittää edullisesti, mutta ei välttämättä, lämmitysjärjestelmän (ei esitetty kuvioissa) rännin 7 lämmittämiseksi.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (14)

1. Järjestely anodivalulaitoksessa kuparianodien valamiseksi, joka käsittää kallistusakselin (1) suhteen kallistusliikkeessä kallistettavan anodiuunin (2) kuparin sulattamiseksi, jolloin anodiuuni (2) käsittää valuaukon (3) sulan kuparin (27) syöttämiseksi anodiuunista (2), anodivalumuotin (4) kuparianodin valamiseksi, ja johtojärjestelyn (6) sulan kuparin (27) johtamiseksi anodiuunista (2) anodivalumuottiin (4), jolloin johtojärj este ly (6) käsittää rännin (7) sulan kuparin (27) johtamiseksi anodiuunin (2) valuaukosta (3) johtojärjestelyyn (6) kuuluvaan kaukaloon (8; 8a; 8b), jolloin ränni (7) käsittää ylävirtapään (29) sulan kuparin (27) vastaanottamiseksi anodiuunin (2) valuaukosta (3) ja alavirtapään (30) sulan kuparin (27) syöttämiseksi rännistä (7) kaukaloon (8; 8a; 8b), tunnettu siitä että siinä on rännin kannatusrunko (9) rännin (7) kannattamiseksi ja tukirakenne (10) rännin kannatusrungon (9) kannattamiseksi, että ränni (7) on sovitettu rännin kannatusrunkoon (9), että rännin kannatusrunko (9) on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen (10) ensimmäisellä vipuvarrella (11), joka on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa (9) siten, että rännin (7) ylävirtapää (29) ainakin anodiuunin (2) kallistusliikkeen osalla sijaitsee anodiuunin (2) valuaukon (3) kohdalla, jonka aikana anodiuunin (2) valuaukosta (3) on syötettävissä sulaa kuparia (27) ränniin (7), että rännin kannatusrunko (9) on liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen (10) kannatuskappaleella (12; 12a; 12b), joka on sovitettu kannattamaan rännin kannatusrunkoa (9) siten, että rännin (7) alavirtapää (30) ainakin anodiuunin (2) kallistusliikkeen osalla sijaitsee kaukalon (8; 8a; 8b) kohdalla, jonka aikana rännistä (7) on syötettävissä sulaa kuparia (27) kaukaloon (8), että ensimmäinen vipuvarsi (11) on sovitettu rännin kannatusrungon (9) ja tukirakenteen (10) väliin siten, että ensimmäinen vipuvarsi (11) on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen (10) ensimmäisessä nivelpisteessä (13), ja siten, että rännin kannatusrunko (9) on kääntyvästi yhdistetty ensimmäiseen vipuvarteen (11) toisessa nivelpisteessä (14), joka sijaitsee etäisyyden päässä ensimmäisestä nivelpisteestä (13), että kannatuskappale (12; 12a; 12b) on sovitettu rännin kannatusrungon (9) ja tukirakenteen (10) väliin, ja että siinä on seurantajärjestely (15) rännin kannatusrungon (9) ohjaamiseksi anodiuunin (2) kallistus liikkeen aikana tukirakenteen (10) suhteen siten, että rännin (7) ylävirtapää (29) ainakin anodiuunin (2) kallistusliikkeen osalla sijaitsee anodiuunin (2) valuaukon (3) kohdalla, ja siten, että rännin (7) alavirtapää (30) ainakin anodiuunin (2) kallistusliikkeen osalla sijaitsee kaukalon (8; 8a; 8b) kohdalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kannatuskappale on toinen vipuvarsi (12a), joka on sovitettu rännin kannatusrungon (9) ja tukirakenteen (10) väliin siten, että toinen vipuvarsi (12a) on kääntyvästi yhdistetty tukirakenteeseen (10) kolmannessa nivelpisteessä (16), ja siten, että rännin kannatusrunko (9) on kääntyvästi yhdistetty toiseen vipuvarteen (12a) neljännessä nivelpisteessä (17), joka sijaitsee etäisyyden päässä kolmannesta nivelpisteestä (16).

3. Patenttivaatimuksen2 mukainenjärjestely, tunnettu siitä, että rännin kannatusrunko (9) käsittää kehdon (21), johon ränni (7) on sovitettu, ja että kehto (21) on ensimmäisen ripustuselimen (22) ja toisen ripustuselimen (23) avulla ripustettu rännin kannatusrungossa (9) kahdesta kohdasta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen j ärj estely, tunnettu siitä, että ensimmäinen ripustuselin (22) käsittää pallonivelen (24), ja että toinen ripustuselin (23) käsittää pallonivelen (24).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kannatuskappale on ketju tai vastaava taipuisa kannatuskappale, jolla rännin kannatus-runko (9) on ripustettu tukirakenteesta (10).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kannatuskappale on pitkänomainen tankokappale, jolla rännin kannatusrunko (9) on ainakin yhden pallonivelen (24) tai vastaavan nivelkappaleen avulla liikuteltavasti yhdistetty tukirakenteeseen (10).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että rännin kannatusrunko (9) käsittää kehdon (21), johon ränni (7) on sovitettu.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen j ärj estely, tunnettu siitä, että seurantajärjestely (15) käsittää rullan (18), joka on sovitettu ränniin (7) tai rännin kannatusrunkoon (9), ja anodiuuniin (2) sovitetun ohjainkappaleen (19) rullaa (18) varten, ja että seurantajärjestely (15) käsittää jousielimen (20) rullan (18) pitämiseksi anodiuuniin (2) sovitettua ohjainkappaletta (19) vasten siten, että kun anodiuunia (2) kallistetaan kallistusakselin (1) suhteen, on rännin (7) ylävirtapää (29) sovitettu seuraamaan anodiuunin (2) valuaukkoa (3) ainakin anodiuunin (2) kallistusliikkeen osalla.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että jousielin (20) on sovitettu rännin kannatusrungon (9) ja tukirakenteen (10) väliin.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että jousielin (20) on paineilmasylinteri.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että rulla (18) on sovitettu koskettamaan ohj ainkappaletta (19) lukuun ottamatta ainakin uunin kallistusliikkeen toista ääriasentoa, jossa rulla (18) on sovitettu vapautumaan ohjainkappaleen (19) ohjauksesta ja jousielin (20) on sovitettu nostamaan rännin (7) ylävirtapäätä (29) ääriasentoon rännin (7) tyhjentämistä varten rännissä (7) olevasta mahdollisesta sulasta kuparista (27).

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 11 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että rännin (7) ylävirtapää (29) käsittää rännikupin (26) sulan kuparin (27) vastaanottamiseksi anodiuunista (2).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kaukalo on keruusäiliö (8b), josta sulaa kuparia syötetään välikaukaloon (8a), josta sulaa kuparia syötetään edelleen valukaukaloon (28), josta sula kupari syötetään edelleen anodianodivalumuottiin (4) kuparianodin valamiseksi.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen järjestely, tunnettu siitä, ettäkaukalo on välikaukalo (8a), josta sulaa kuparia syötetään edelleen valukaukaloon (28), josta sula kupari (27) syötetään edelleen anodivalumuottiin (4) kuparianodin valamiseksi.