BG61184B1 - Метод и устройство за производство на формовани фасонни изделия - Google Patents

Abstract

Метод за производство на формовани фасонни изделия, който включва подаване на непре- къснат поток разтопен материал към форма, имаща две срещулежащи движещи се повърхности и формоващи средства, поставени в място между срещулежащите повърхности на искани интервали така, че разделят разтопения материал на отделни сегменти, при което формоващите средства се задържат в разтопения материал по време на неговото преминаване в твърдо състояние, като се оформят формовани фасонни изделия от материала, който кристализира по същество. След това кристализиралият материал се отстранява под формата на фасонни изделия. Срещулежащите движещи се повърхности са плоски, а формоващите средства са прикрепени към едната или двете движещи се повърхности.

Description

Настоящото изобретение се отнася до машини и методи за леене на отделни плътни фасонни изделия от течлив, формируем или стопен материал, по-специално до непрекъснато леене на отделни фасонни изделия чрез използването на леярска машина с неподвижна форма или, за предпочитане, леярска машина с подвижна форма. При тази форма фасонните изделия например са формовани между раздалечени участъци на двойка безкрайни гъвкави леярски ленти, които се движат по дължина на противоположните повърхности на отливания метал.

Въпреки че съгласно принципите на изобретението може да се лее всякакъв материал - течлив, формируем или стопен, например пластмаси, изобретението е описано от гледна точка на непрекъснатото леене на стопен метал във формата на отделни и променливи фасонни изделия като слитъци, аноди, полуфабрикати за тел или отливки в леярни.

Отделните метални фасонни изделия обикновено се отливат в индивидуални форми чрез използването на непрекъснат поток от стопен метал. Последователно се подават голям брой леярски форми като желаното количество от металната струя за всяка от тях се контролира или ръчно от оператор, или по автоматичен начин. Непрекъснато отлети отливки с различни форми се използват за намаляване производствените разходи и повишаване качеството на изделията при преработването на цветни и черни метали и в други промишлености. Две основни системи, познати като методите на неподвижната и подвижната форма, се използват при непрекъснатото леене на фасонни заготовки като блуми или непрекъснати ленти. При машините за леене с неподвижни форми стените на формата са неподвижни, докато отливаните изделия се движат към и кристализират в тях. При леярските машини с подвижни форми се използват ленти, вериги, барабани, колела или други повърхности, които се движат с приблизително същата скорост както и кристализиращия метал.

Непрекъснатото леене на метал в леярски машини с подвижни форми, включващи поне една движеща се лента и съответстваща неподвижна или подвижна повърхност, които заедно образуват форма от две срещулежащи повърхности, в които отливаният материал кристализира, е описано в следващите патенти на USA: 2 631 343, 2 904 860, 3 036 348, 3 123 873, 3 123 874, 3 167 830, 3 533 463, 3 864 973, 3 878 883, 3 921 697, 3 937 274, 3 949 805, 3 955 615, 4 002 197 и 4 854 371.

При двулентовата машина за леене, при която две подвижни ленти при работа образуват формата, се подава непрекъснат поток стопен метал на входа на машината в кухина, образувана от двойка подвижни гъвкави леярски ленти, разположени обикновено една над друга, и от странични опорни стени, след което потокът метал излиза в другия край на кухината /изход на машината/ като кристализирала лента или прът от метал. Лентата или прътът се подава последователно в друго устройство за механична обработка или за нарязване, и/или заваряване, където се променят нейните размери в напречното сечение. Например, двулентови леярски машини от описания тип се използват за преобразуване на стопена мед в приблизително правоъгълен прътов материал, който след това се подава непрекъснато във валцовъчна машина с няколко степени на валцуване, с цел превръщане на правоъгълния прът в кръгъл прът. Обикновено кръглият прът евентуално се изтегля на тел с различни номера /дебелини/.

При един известен опит в тази област за непрекъснато производство на фасонни изделия известна двулентова машина за леене беше модифицирана чрез изработването на помалки опорни стени на известни интервали, с цел осигуряване на отливан материал с формата на анод, т.е. плоска правоъгълна форма с носещи рамене. След отливане заготовката обаче трябва да се нареже, за да се получат отделни изделия - аноди.

При друг метод за непрекъснато леене с подвижни форми се използва леярско колело с периферен канал. Част от канала е затворена от непрекъсната /безкрайна/ лента за образуване на форма, в която се излива стопеният метал, за да кристализира в отливка и да се извади от нея. Такива конструкции са описани в US NN 3 279 000 и 23 496 620.

Непрекъснато леене чрез използване на неподвижна форма е описано и в патенти US №№ 2 938 251, 2 946 100, 3 066 364, 3 089

209, 3 098 269 и 3 115 686. Основното е, че стопен метал се подава непрекъснато във формата, а втвърденото изделие непрекъснато се отстранява от нея. Обикновено формата е във вертикално положение, а стопеният метал се излива в горната й част.

Известно е AC SU № 262 331, в което са описани метод и устройство за производство на формовани фасонни изделия, по-специално втулки. Известният метод се състои в подаване към форма на непрекъснат поток от разтопен материал. Формоващи средства, изпълнени като пръстени се поставят във формата за разпределяне на разтопения материал на отделни сегменти и се задържат в нея, докато материалът кристализира, след което се отделят като отделни втулки. Формата е образувана от формоващи валци и плъзгач, който се движи между валците. В патент US № 4 276 921 е описано двулентово устройство за леене за производство на непрекъсната поредица от отделни фасонни отливки чрез форми, образувани от двойка ленти.

Въпреки, че леярските машини, които са описани, са много сполучливи и се използват широко в промишлеността, има необходимост от такъв тип машини за непрекъснато леене, които произвеждат отделни изделия. Задачата на изобретението е да се създаде устройство и методи за непрекъснато леене на такива отделни фасонни изделия.

Съгласно изобретението се предвижда метод за производство на фасонни изделия, при който се подава непрекъснат поток разтопен материал към форма, която има две срещулежащи движещи се повърхности и формоващи средства, поставени между тези повърхности на желани интервали, така че разделят разтопения материал на отделни сегменти. Формоващите средства се задържат в разтопения материал по време на неговото преминаване в твърдо състояние, при което се оформят формовани фасонни изделия, като материалът кристализира, след което се отстранява под формата на тези изделия. Срещулежащите движещи се повърхности са плоски, а формоващите средства са прикрепени към едната или двете от тях. Освен това изобретението предвижда устройство за непрекъснато леене на формовани фасонни изделия, включващо форма, имаща две срещуположни подвижни повърхности, средство за подаване на непрекъснат поток раз топен материал към формата, едно или повече формоващи средства, образуващи в нея отделни камери за формоване на разтопения материал в отливан материал с конфигурация на отделни сегменти, охлаждащ блок за охлаждане на споменатите сегменти до твърдо състояние и разделящи средства за делене на отделните твърди сегменти като отделни формовани фасонни изделия от отливания материал. Срещулежащите подвижни повърхности предимно са плоски, а формоващите средства са закрепени към едната или двете подвижни повърхности.

Настоящото изобретение предвижда устройство за непрекъснато леене за отливане на отделни фасонни отливки като полуфабрикати за тел, слитъци, блуми, брикети, ленти и фасонни отливки-профили от поток разтопен материал. Съгласно изобретението могат да се използват различни типове машини за непрекъснато леене, но за удобство е описано леене на олово на блокове чрез използването на двулентова леярска машина, при която една двойка движещи се ленти образуват движеща се /подвижна/ форма за стопен метал.

Устройството и методът на изобретението могат да се използват за всякакъв течлив, формируем или разтопен материал, например пластмаси и черни и цветни метали, които включват, но не се ограничават до стомана, чугун, мед, олово, бисмут и алуминий. Изобретението е особено полезно за непрекъснато леене на крехки или чупливи материали, които обикновено не могат да бъдат валцувани, листоогьвани с ролки, изтегляни или пробивани в твърдо състояние.

Методът съгласно изобретението включва следните етапи: подаване на непрекъснат поток разтопен материал в неподвижна или движеща се форма; формоване на непрекъснатия поток разтопен материал в отделни сегменти с предварително определени обем и форма; кристализиране на този разтопен материал и разделяне на сегментите на отделни фасонни заготовки, като формоването протича преди каквото и да е значително кристализиране на разтопения метал. Етапът на формоване може да се осъществи чрез използването на формоващи средства като вложки, отделители, разпънки и подобни, които ще бъдат описани.

Устройството съгласно изобретението включва машина за непрекъснато леене с едно първо средство за създаване на форма, което първо средство включва движеща се или неподвижна повърхност в зависимост от използваната форма, второ средство за подаване на непрекъснат поток разтопен материал към формата, едно или повече формоващи средства, които образуват отделни камери във формата и формоват разтопения метал във формата като отливка, имаща конфигурацията на отделни сегменти и средства за кристализиране и отделящи средства за разделяне на отделните сегменти в отделни фасонни заготовки от отливания материал. При двулентовата леярска машина движещата се повърхност е плоска, докато при дисковата леярска машина движещата се повърхност е криволинейна. При неподвижна форма последната по същество е неподвижна по отношение на разтопения и на кристализиралия материал, преминаващ през формата. По време на леенето при неподвижните форми често се използват възвратно-постъпателни или други вибриращи движения.

Изобретението се пояснява с приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява схематично изображение на двулентова леярска машина, показващо усъвършенствано формоващо средство за формоване на отделни фасонни изделия;

фигура 2 - страничен изглед в разрез, направен по равнина, перпендикулярна на входните ролки и представящ междинния резервоар, опорната стена и разтопения метал;

фигура 3 - изглед отгоре на долната леярска лента, показващ фасонен слитък, формован чрез използването на специално формоващо средство;

фигура 4 - изглед отстрани на долната леярска лента, показващ фасонен слитък, формован чрез използването на специално формоващо средство.

На фиг.1 е дадено примерно изпълнение на машина за непрекъснато леене на метал, съоръжена с едно решение на настоящото изобретение. При тази леярска машина 10 разтопеният метал 11 се подава от разливно приспособление или кофа /не е показано/ в междинен резервоар 12. От резервоара 12 металът 11 се подава във входен участък 13, образуван между раздалечените успоредни повърхности на горната и на долната безкрайна гъв кава леярска лента, съответно 14 и 15. Кухината, образувана между лентите 14 и 15 и преградните елементи 16, може да бъде определена като зона на леене 17, в която разтопеният метал се отлива в желаната форма и се втвърдява. За предпочитане леярските ленти са изработени от стомана или други сплави, които имат жилавост и устойчивост на абразия и физическо увреждане и устойчивост на термични удари и напрежения вследствие температурната разлика, наблюдавани по време на леене.

Леярските ленти 14 и 15 се носят и задвижват от горна и долна ходова част, обикновено съответно 18 и 19. Двете ходови части са монтирани към тялото на машината /не е показано/. Всяка ходова част включва два главни барабана, които носят, задвижват и направляват леярските ленти и се състоят от горен и долен входен барабан, съответно 20 и 21, и горен и долен изходен барабан, съответно 22 и 23.

Гъвкава безкрайна странична металозадържаща преграда 16 е разположена от всяка страна на леярските ленти, за да образува страничните краища на областта на леене за ограничаване на разтопения метал. Страничните прегради 16 се направляват в началния край на леярското устройство 10 от сърповидни елементи 24, които са монтирани върху долната ходова част 19.

По време на операцията на леене двете леярски ленти 14 и 15 се задвижват с приблизително една и съща линейна скорост от двигателен механизъм, като за предпочитане горната и долната ходова част са наклонени по посоката на потока, така че областта на леене 17 между леярските ленти е наклонена. Този понижаващ се наклон улеснява протичането на разтопен метал вътре в зоната на леене.

След като отливките се втвърдят и напуснат устройството, както е обозначено с 25, може да се използва вторично охлаждащо средство 26 за цялостно кристализиране и/или охлаждане на отливката. Използването на този метод, наречен “вторично охлаждане”, се прилага при получаването на по-високи скорости на леене. Употребата на вторичното охлаждане улеснява също отстраняването на формоващото средство 27 от отливания метал чрез механизъм на термичен удар, предизвикан от съществуването на различни коефициенти на разширение между средството и метала, които по-големи разлики между коефициентите ще доведат до по-голям термичен удар и ефект на отделяне. Първичното охлаждащо средство /не е показано/ обикновено се изпълнява с използването на високоскоростно движещо се течно охлаждащо вещество, преминаващо по срещулежащите страни на лентите 14 и 15, които образуват формата.

Усъвършенстваните устройство и метод съгласно изобретението използват формоващи средства 27 върху леярските ленти за осигуряване на отделна фасонна заготовка във формата и областта на леене 17. Формоващите средства 27 са закрепени, за предпочитане към горната леярска лента 14 и могат да се променят по форма и разстояние, за да определят желаната конфигурация на формата в областта на леене 17. Примерни конструкции на формоващи средства са описани по-долу.

При едно предпочитано решение на изобретението се използват допълнителна ходова част 28 и лента 29, за да позволят на формоващите средства 27 да се отделят от лентата 14, управлявани от синхронизаторно устройство 30 и разположени върху лентата 14, като са поставени на предварително определеното желано разстояние. Чрез използването на тази система за отделяне теглото /и размера/ на отделните фасонни отливки, които се получават по време на леенето, може да се променя чрез регулиране на синхронизаторното устройство 30. Ходовата част 28 може да използва, както е посочено, два барабана 31 и 32.

Отделните фасонни изделия 33 се изваждат от леярското устройство и се извозват до желаното място.

За предпочитане машина 10 и междинният резервоар 12 са от “открит” тип, като изходът /изпускателя/ на резервоара 12 е специално видоизменен, за да допусне формоващите средства 27 да влизат в областта на леене 17. Ваната разтопен метал при входа 13 на леярската машина за предпочитане го запълва така, че формоващите средства 27 влизат в контакт с разтопения метал 11 при входа 13.

За предпочитане горната част на междинния резервоар 12 е изработена от графит или друг мек, отмиващ се материал, което също подпомага леенето и смазването на долната лента 15. Чертеж на предложената конструкция е показан на фиг.2. Тъй като металът, лентата и формоващите средства се събират приблизително в една точка, никакъв газ или пара след формоващото средство 27 не може да излезе в атмосферата и не може да предизвика образуването на мехурчета /шупли/ след средството в металната отливка. Преградните елементи 16 имат за предпочитане много леко изразена конусна форма от вътрешната повърхност /широката част е при дъното/ за предотвратяване или друго движение на формоващото средство във формата.

Тъй като металът преминава през леярската машина процесът ще бъде еднакъв с този на стандартна леярска машина. Но скоростта на леене обикновено ще се ускорява или забавя чрез използването на формоващите средства 27, които действат като топлоотвеждащи радиатори или изолатори в зависимост от материала, използван за тях.

При едно предпочитано решение формоващите средства 27 са закрепени отстранимо, например магнитно, към лентите 14 и 29. При работа средствата 27 ще бъдат отдалечени от лентата 14 и тъй като тя се върти, ще бъде формована желаната фасонна заготовка-отливка. След кристализация отделната отливка ще се отдели от непрекъснатата леярска лента /включваща формоващите средства 27/, с формоващите средства, които са магнитно захванати и отведени към лентата 29. След това средствата ще се отведат до синхронизиращото устройство 30, където те ще бъдат подредени и подведени отново към лентата 14 с желаното разстояние между тях.

Едно устройство за отделяне на отделните отливки от лентата с отливки, изработени в леярската машина, може да се използва в позиция 34. Например, може да се приложи огъващо движение към отливката е формоващите средства 27, свалена от лентата 29 и пренесена към леярската лента 14, както е описано.

Конструкциите на формоващите средства 27 могат да бъдат твърде различни. Както е показано на фиг.З, U-образно формоващо средство 27 произвежда фасонен слитък 33. По подобен начин фиг.4 представлява формоващо средство с формата на обърнато Т, което също произвежда фасонен слитък 33. Ако се изисква, с помощта на подходящо формоващо средство на отливката могат да се направят отвори, празнини, означения, фабрич6 ни знаци или други маркировки.

Формоващото средство 27 може да бъде изработено от множество материали. Колкото по-мощна е неговата магнитна сила, при магнитни отделители, толкова по-малък ще е вътрешният конус или ще е необходимо подреждане, за да се притегнат средствата в пространството на формата. При някои приложения може също да е желателно да се изработят формоващите средства частично или изцяло от леярски пясък, или от огнеупор, или метални топчета като пълнител за сложно отнети или пробити отвори и форми в отливката, или като разделители.

Отстраняването на формоващите средства 27 от лентата 14 и/или отливката може да се улесни с използването на формоващи средства, които са горими /такива като дърво/ или отстраними. Друго решение е да се използва тънко гъвкаво преградообразуващо средство, съдържащо вещество като вода, което се разширява при контакт с разтопения метал /поради създаването на пара или изпарения във формоващото средство/ и което се свива при охлаждане. Тъй като формоващото средство контактува с разтопения метал 11 ,то се разширява и отливката се формова с разширеното средство. След кристализация и охлаждане формоващото средство се свива, като се улеснява отстраняването му. Средството от тънка неръждаема стомана може да се използва за леене на олово на блокове.

При устройството, използващо колело за леене, формоващото средство 27 може да се постави върху колелото или лентата за задаване на желаната отделна конфигурация във формата, формована от периферния канал в леярското колело и безкрайната лента, както е посочено. При непрекъснатото леене, при което се използва неподвижна форма, формоващото средство 27 може да се вкара в кухината на формата на желани интервали, за да осигури разделянето на разтопения метал /разделяне на отделни фасонни изделия/. Подходящо могат да се използват топчета, които се подават в кухината на формата, образувайки разделянето на отливания разтопен метал. След това разтопеният метал може лесно да се разделя на отделни фасонни заготовки след кристализация.

Claims (8)

1. Метод за производство на формовани фасонни изделия, при който се подава непрекъснат поток разтопен материал към форма, имаща две срещулежащи движещи се повърхности и формоващи средства, поставени в място между срещулежащите повърхности на желани интервали така, че разделят разтопения материал на отделни сегменти, при което формоващите средства се задържат в разтопения материал по време на неговото преминаване в твърдо състояние, като се оформят формовани фасонни изделия от материала, който кристализира по същество, след което кристализиралия материал се отстранява под формата на фасонни изделия, характеризиращ се с това, че срещулежащите движещи се повърхности са срещулежащи движещи се плоски повърхности, а формоващите средства са прикрепени към едната или към двете движещи се повърхности.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че срещулежащите движещи се повърхности представляват двулентово устройство за леене.

3. Устройство за непрекъснато леене на формовани фасонни изделия, включващо форма, имаща две срещулежащи подвижни повърхности, средство (12) за подаване на непрекъснат поток разтопен материал към формата, едно или повече формоващи средства (27), образуващи във формата отделни камери за формоване на разтопения материал в отливан материал с конфигурация на отделни сегменти, охлаждащ блок за охлаждане на сегментите до твърдо състояние и разделящи средства (34) за делене на отделните твърди сегменти като отделни формовани фасонни изделия (33) от отливания материал, характеризиращо се с това, че срещулежащите подвижни повърхности (14, 15) са предимно плоски, а формоващите средства (27) са закрепени към една или към двете подвижни повърхности (14, 15).

4. Устройство съгласно претенция 3, характеризиращо се с това, че формата има две ι срещуположни една над друга, предимно плоски, повърхности (14, 15), които заедно образуват формата.

5. Устройство съгласно претенция 4, ха7 рактеризиращо се с това, че формоващите средства (27) са разположени на горната плоска повърхност (14).

5. Устройство съгласно претенции 4 или

5, характеризиращо се с това, че двете под- 5 вижни плоски повърхности (14, 15) са ленти.

7. Устройство съгласно която и да е от претенциите от 4 до 6, характеризиращо се с това, че формоващите средства (27) са закрепени отстранимо към подвижната плоска по- 10 върхност (14).

8. Устройство съгласно претенция 7, характеризиращо се с това, че включва средства (28, 29, 31, 32) за отстраняване на формова щите средства (27) от плоската повърхност (14), за събиране на формоващите средства (27) и за повторното им разполагане по подвижната плоска повърхност (14).

9. Устройство съгласно която и да е от претенциите от 3 до 8, характеризиращо се с това, че има напречно ограничаващи прегради (16), закрепени поне към една от плоските повърхности (14, 15) за определяне областта на леене между преградите (16) и повърхностите (14, 15).