CS223471B1 - Způsob výroby chladičů ke krystalizátorům pro poloplynulé a plynulé lití - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu výroby chladičů ke krystalizátorům pro poloplynulé lití, ve kterých se tavenina formuje do odlitku požadovaného tvaru. Vynález řeší problém vytvoření vhodného systému rozvodu chladícího media po celém povrchu odlévaného polotovaru a tím zajištuje intenzivní a rovnoměrný odvod tepla z tohoto povrchu. Vynález spočívá v tom, že základní díl, vytvořený z hliníku nebo z mědi, příp. z nízkolegované slitiny mědi, se opatří frézováním, lisováním nebo jinými postupy kanálkovými vybráními ve tvaru, v rozměrech a v rozmístění optimálního rozvodu chladicího media, tato vybrání se vyplní nízkotavným materiálem a k takto připravenému základnímu dílu se ze strany vybrání přivaří výbuchem po celé styčné ploše krycí díl. Vybráními může být případně opatřen krycí díl, který se k základnímu dílu výbuchem přivaří. Svařenec se ohřeje na teplotu tání nízkotavné výplně, která se z vybrání odstraní sklopením chaldiče a vylitím. Vynález lze využít pro výrobu chladičů ke krystalizátorům ve všech velikostech a s jakýmkoliv systémem rozvodu chladicího media,' příp. může být využit i pro výrobu zařízení s opačným teplotním režimem, tedy ohřívačů, kde ve vytvořených kanálkových vybráníeh proudí médium o takové teplotě, na jakou má být prostředí ohřívače otepleno. Využití vynálezu přichází v úvahu především při odlévání Železných a neželezných kovů.

Description

Vynález se týká způsobu výroby chladičů ke krystalizátorům pro poloplynulé lití, ve kterých se tavenina formuje do odlitku požadovaného tvaru. Vynález řeší problém vytvoření vhodného systému rozvodu chladícího media po celém povrchu odlévaného polotovaru a tím zajištuje intenzivní a rovnoměrný odvod tepla z tohoto povrchu. Vynález spočívá v tom, že základní díl, vytvořený z hliníku nebo z mědi, příp. z nízkolegované slitiny mědi, se opatří frézováním, lisováním nebo jinými postupy kanálkovými vybráními ve tvaru, v rozměrech a v rozmístění optimálního rozvodu chladicího media, tato vybrání se vyplní nízkotavným materiálem a k takto připravenému základnímu dílu se ze strany vybrání přivaří výbuchem po celé styčné ploše krycí díl. Vybráními může být případně opatřen krycí díl, který se k základnímu dílu výbuchem přivaří. Svařenec se ohřeje na teplotu tání nízkotavné výplně, která se z vybrání odstraní sklopením chaldiče a vylitím. Vynález lze využít pro výrobu chladičů ke krystalizátorům ve všech velikostech a s jakýmkoliv systémem rozvodu chladicího media,' příp. může být využit i pro výrobu zařízení s opačným teplotním režimem, tedy ohřívačů, kde ve vytvořených kanálkových vybráníeh proudí médium o takové teplotě, na jakou má být prostředí ohřívače otepleno. Využití vynálezu přichází v úvahu především při odlévání Železných a neželezných kovů.

223 471

- 1 223 471

Vynález se týká způsobu výroby chladičů ke krystalizátorům, používaným při poloplynulém a plynulém liti a řeší problém vytvořeni vhodného systému rozvodu chladícího média po celém povrchu ochlazovaného polotovaru a který zároveň zajištuje intenzivní a rovnoměrný odvod tepla z tohoto povrchu·

Nejdůležitějši součástí každého licího zařízeni používaného pro poloplynulé a plynulé liti polotovarů z železných i neželezných kovů Je krystalizátor, který formuje odlitek do požadovaného tvaru. Krystalizátor v podstatě sestává z chladiče s přívodem, rozvodem a odvodem chladicího média, z upínacího a opěrného zařízeni. Osou známy krystalizátory rozličných konstrukci, které jsou však podřízeny hlavnímu funkčnímu požadavku a to dosaženi maximálně intenzivního a rovnoměrného odvodu tepla z tuhnoucího materiálu, který je nepřetržitě dopravován do funkční dutiny krystalizátoru. Tato funkční dutina je u agregátů, kde je krystalizátor přímo spojen s licí resp. udržovací pecí, vytvářena grafitovou vložkou, na kterou dosedá chladič. U agregátů, kde je krystalizátor oddělen od pece, může tvořit funkční dutinu přímo vnitřní část chladiče. Vysoká intenzita chlazeni je zajišťována jednak volbou vhodného vysode vodivého materiálu, z nějž je chladič vyroben, jednak systémem, tedy kanálky, jimiž proud! chladicí médium, která zprostředkuje odvod tepla. Proto pro odléváni polotovarů ze slitin s relativně nízkou teplotou tavení, kupř. ze slitin hliníku, hořčíku, zinku a pod., se chladiče obvykle vyrábějí z hliníku, pro odléváni oceli, slitin mědi a niklu se vyrábějí z mědi. Konstrukční úprava chladicího systému, tj. tver a rozmístěni kanálků pro průtok chladícího média, kterým je obvykle měkčena čistá voda, je závislá hlavně na tvaru odlévaných polotovarů. Pro liti polotovarů kruhového průřezu, kupř. tyčí, trubek a čepů, se většinou používá dělených

223 471 chladičů, u kterých díl, který formuje odlitek bud přimo nebo přes zalisovanou grafitovou kokilu, je vyroben z materiálu o vysoké tepelné vodivosti a je mechanicky spojen s vnějším dilem vyrobeným z běžných nizkolegovaných slitin železa. Vzájemné utěš něni obou dílů je zajiátováno vhodně konstruovanými těsnícími prstenci, obvykle z azbestové grafitizovaná šňůry. Takové úprava umožňuje uspořádat tvar chladicího prostoru tak, aby mohlo být dosaženo vysokého součinitele přestupu tepla ve všech mlatech e bylo zabráněno vznikáni nebezpečných parních pytlů** a lokálního přehříváni. V technická praxi je používána řada konstrukčních variant od vedeni chladicího média kanálky nebo štěrbinami až ke sprchovému uspořádáni. Dělených chladičů nelze však obvykle použit při ódláváni čtvercových nebo obdélníkových průřezů a zejména při plynulém liti tenkostěnných širokých pasů, kde problémem zůstává bezpečné zajištěni vodotěsnosti spoje. Kdyby' totiž během provozu účinkem mechanických nebo tepelných pnuti došlo k poruše těsnosti stykových ploch a chladicí médium by proniklo do taveniny, došlo by k vážné havárii přip. k výbuchu. Proto se běžné používají chladiče nedělené, ve kterých je vytvořen samostatný průtočný chladicí okruh a to buč vrtáním nebo odléváním. Obě varianty jsou v praxi spojeny s problémy. U vrtaných kanálků jde o problémy především výrobního rázu. Rovnoměrnost chlazeni totiž vyžaduje vytvořeni velkého počtu.kanálků v minimálních rozestupech, maximální intenzita vyžaduje jejich minimální průměr, aby byla docila vysoká rychlost prouděni chladicího média. Vyvrtáni takových otvorů ve špatně obrobitelnám materiálu, kterým je kupř. čistý hliník nebo měň a zvláště při někdy značných rozměrech chladičů, je za současného stavu techniky těžko realizovatelná. Proto se čistá měň nahrazuje lépe obrobitelnou nizkolegovanou slitinou mědi se stříbrem, chromém, zirkonem, železem, činem nebo zinkem, což však v podstatě zhoršuje intenzitu chlazeni a v některých případech vede k neúnosnému zvýšeni nákladů. Oe možno též vyvrtat podstatně větší otvory ve větších rozestupech a jejich průtočný průřez zmenšit rozdšlovacími vložkami. Tento způsob však vede k výraznému zhoršeni rovnoměrnosti odvodu tepla. Nevýhodou vrtaných kanálků je dále to, že se omezuje možnost volby různého uspořádání chladicích rozvodů, chladiči systém je v podstatě omezen na pravoúhlé křižováni příčných a podélných vybrání a to z hydrodyna3

223 471 míckého hlediska vytváří nevhodné podmínky pro rovnoměrný a lamí nární průtok chladicí vody· U odlévaných chladičů je velmi obtížná doeici z čisté mědi hutný a bezporézni odlitek, nehledě k tomu, že problémem je rovněž výroba relativně dlouhých a tffnkostěnných jader, která musí být na jedné straně dostatečně mechanicky pevná, avšak na druhé straně enadno odstranitelná z odlitku· Povrchová kvalita litých rozvodů neni tak dokonalá jako u rozvodů vrtaných, což se promítá nepříznivě do podmínek pro laminárnl prouděni vody· U všech typů vrtaných i odlévaných chladičů nelze v žádném případě doeici štěrbinových rozvodů pod určitou světlost proto, že neni možno je bu3 vyvrtat nebo u odlévaných chladičů vyrobit tak tenkoštěnná nebo dlouhá jádra·

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby.chladičů ka kryetelizátorům pro poloplynulá a plynulá liti podle vynálezu, který spočívá v tom, že na vrchní ploše základního dilu chladiče vyrobeného z hliníku nebo mědi, přip« z nizkolegovaná slitiny mědi, vytvoří frázováním, lisováním nebo jiným postupem kanálková vybráni ve tvaru, v rozměrech a v rozmístění zamýšleného optimálního rozvodu chladicího média· Tato vybráni se výplni nizkotavným materiálem, kupř. olovem nebo zinkem či jejich slitinou· Na takto připravený základní dil se přiloží ze strany těchto vybráni stejný krycí dil bud z téhož materiálu, nebo z ocele či z nizkolegovaného železa a přivaři se výbuchem po celé styčné ploše· V takto naplátovaném krycím dilu se vyvrtají otvory pro připojeni přívodu a odvodu chladicího mádla, celý 8vařenec se ohřeje na teplotu vyěěi než je teplota táni výplně a výplň se z vybráni sklopením vyleje· Tlm se vytvoří dutinové rozvody pro průchod chladicího média·

Může být zvolen i postup obrácený· Krycí dil vyrobený kupř· z oceli či z nizkolegovaného železa, se opatři frézováním vybráními, která ee vyplní nizkotavným materiálem a na takto připravený dil se přilož! základní dil vyrobený z hliníku nebo z mědi, přlp· z nizkolegovaná slitiny mědi a výbuchem se po celé styčné ploše přivaři, V krycím dilu se potom vyvrtají otvory pro připojeni přívodu a odvodu chladicího média, svařenec se ohřeje a výplň se odstraní z kanálkových vybráni sklopením chladiče· I v tomto případě Základní dil zajiětuje vysokou intenzitu odvodu tepla z tuhnoucího odlitku a kanálková vybrání svým uspořá

113 «71 dáním a rozmístěním rovnoměrný odvod tepla z celého povrchu ochla zovené taveniny·

Výhodou tohoto postupu je výroba chladičů ke krystalizétorům pro poloplynulé a plynulé liti ve všech v úvahu přicházejících velikostech, s jakýmkoliv systémem rozvodu chladicího média, se systémem kruhovým, čtvercovým, obdélníkovým i štěrbinovým, v rifeěrech a v rozmístěni, jež umožňuji jak maximální odvod tepla z povrchu odlitků, ták rovnoměrnost tohoto odvodu a zajiětuji nejvyšší intenzitu prouděni chladicího média za podmínek, jež jinak a při jakémkoliv jiném postupu výroby nejsou splnitelné· Vhodným vybráním může být docílen pro zesíleni chladicího účinku dlfueorový tvar kanálkových štěrbin při absolutní bezpečnosti provozu* Umožňuje vyrábět chladiče deskové, kruhové a v jakýchkoliv jiných tvarech a konstrukčních úpravách· Mechanické energie vyvolané výbuchem, působícím na malé ploše chladící desky, zaručuje vysokou pevnost spoje a tím spolehlivost a provozní bezpečnost·

Způsob výroby dle vynálezu může být déle využit i pro výrobu zařízeni pracujících s opačným teplotním režimem, kupř· ohřívačů· V tom případě je médium proudící ve vytvořených kanálcích bud ohříváno na požadovanou teplotu, nebo proudioi médium o vysoké teplotě předává teplo jinému prostředí, které ohřívač obklopuje·

Claims (2)

1« Způsob výroby chladičů ke krystalizátorům pro poloplynulé a plynulé liti železných a neželezných kovů, vyznačený tim, že se základní díl chladiče, vyrobený z hliníku nebo z mědi, přip, z nizkolegovaných slitin těchto kovů, opatři frézováním, lisováním nebo jinými postupy vybráními ve tvaru, v rozměrech a v rozmístěni optimálního rozvodu chladicího mádla, tato vybráni ae výplni nlzkotavným materiálem, kupř, olovem nebo zinkem či jejich slitinou, na takto připravený základní dil ae přiloží za strany těchto vybráni stejný krycí dli bud z táhož materiálu, přip, z ocele či z nízkolegovenáho železa a výbuchem se po celé styčné ploše k základnímu dílu přivaří, v takto přivařenám krycím dilu ea vyvrtají ptvory pro připojeni přívodů a odvodů chladicího mádla k vytvořeným vybráním a evařenec ee ohřeje na teplotu vyěěi než je teplota táni výplně, která ea odstraní za evařence sklopením a vylitím,

2, Způsob výroby chladičů dle bodu 1/vyznačený tím, že vybráními sa opatři krycí dil, tato vybráni se výplni nlzkotavným materiálem a kry.ci dil s vybráními se výbuchem přlvaři po celá styčná ploše k základnímu dílu.