CS224927B1 - Licí zátka ke krystalizátoru při poloplynulém lití kovů - Google Patents

Description

Vynález se týká licí zátky ke krystalizátoru při poloplynulém lití kovů a řeší problém plynulého odtahu odlévaného ingotu z výstupu krystalizátoru.

Pro průtlačné lisování a válcováni kovových materiálů se jako výchozí materiál používají odlitky, které se připravují metodou poloplynulého lití. Při tom tavenina kovů vtéká do vertikálního krystalizátoru, který je ve výstupu při zahájení odlévání uzavřen licí zátkou, umístěnou na licím stole a to bu3 volně loženou nebo s licím stolem pevně spojenou. Krystalizátor je chlazen vodou. Po ztuhnutí části taveniny v prostoru výstupu z krystalizátoru se pozvolna uvádí posuvný licí stůl, a tim i licí zátka v pohyb směrem dolů, přičemž ztuhlá část taveniny kovu zároveň klesá působením vlastni hmotnosti a do uvolněného prosto ru v krystalizátoru přitéká další tavenina. Krystalizátorem je současně dáván odlitku požadovaný tvar a průřez. Tím se vytvoří odlitek se stálým průřezem, v délce, jejiž hranice je dána délkou možného posuvu licího stolu směrem dolů. Při provozu vzniká jí potíže z počátku lití. Mezi., vnitřní stěnou krystalizátoru a kovem vzniká tření, jehož překonání vyžaduje určitou sílu, kterou vyvozuje hmotnost odlitku a která je tím větší, čím větší je ztuhlá část taveniny kovu. Na počátku lití nízká hmotnost ztuhlého kovu často nestačí překonat odpor vznikající tímto třením a odlitek s posuvem licího stolu neklesá, ale zůstává v krys talizátoru. V tom případě si obsluha pomáhá srážením ztuhlého ko vu pomoci kladiva Či jiného nástroje. Nezdaří-li se ztuhlou část kovu srazit z výstupu krystalizátoru, a to zvláště tehdy, když se odlévá více odlitků současně, tavenina přitékající do krystalizátoru přetéká a rozlévá se po rámu nesoucím krystalizátor. Stává se, že ztuhlá část kovu se náhle propadne a mezi odlitkem

224 927 a výstupem z krystalizátoru vznikne mezera, kterou tavenina vytéká na licí stůl. Dojde-li k tomu. je nutno lití přerušit a pracně odstranit vyteklý a ztuhly kov z licího zařízení. Podaří-li se mechanickým srážením odlitku udržet odlévání v chodu. projeví se potíže při zalévání ve zhoršené povrchové kvalitě odlitku. Zvláště výrazně se tím zhoršují podmínky bezpečností práce, protože přetékající nebo volně protékající tavenina ve st yku s chladící vodou může explodovat.

V průmyslové praxi se tyto nedostatky odstraňují různým způsobem. Kupř. krystalizátor se rozšiřuje směrem k výstupu, což má ale nevýhodu v tom, že se nedaří dodržovat požadovaný průřez odlitku. V jiném případě je v licí zátce, která je pevně spojena s licím stolem, vytvořen po vnitřním obvodu kolmo na směr pohybu odlitku hlubší zářez, do kterého kov při zalévání zateče, v zářezu ztuhne a odlitek je potom takto vytvořeným zámkem nucené odtahován směrem dolů podle posuvu licího stolu. Po odlití se ztuhlý kov ze zářezu vylomí. Toto vylamování je však velmi svízelné, zvláště tehdy, jde-li o krátké odlitky, protože při malé délce odlitku je třeba vyvinout mimořádně velkou sílu, aby moment síly postačil pro vylomení odlitku. V některých případech ee posuv odlitku zajištuje pomocí odtahovacích válců, což je velmi komplikované a má nevýhodu v tom, že odtah působí, až když odlitek má určitou délku, takže problémy vznikající při zahájení odlévánítim nejsou řešeny. V některých případech se licí zátka opatřuje uvnitř závitem, do kterého při zahájení odlévání tavenina zatéká a po ztuhnuti se odlitek ze závitu vyšroubuje.

Na vyšroubování je však zapotřebí vyvinout mimořádně velkou silu a je pracné. Pro uvedené nedostatky se žádné z popsaných řešení v praxi běžně neapoužívá»

Uvedené nedostatky odstraňuje licí zátka ke krystalizátoru při poloplynulém lití kovů podle vynálezu í jehož podstata spočívá v tom, že licí zátka je na vnitřním obvodu opatřena vybráním kolmým na směr odlévání, a to o hloubce, která je stejná nebo menší než smrštění odlévaného kovu při ztuhnutí a ochlazování na teplotu okolí.

224 927

Při zahájení odlévání zateče tavenina kovu do hloubky vybrání v licí zátce a po ztuhnutí části na výstupu z krystalizátoru se uvede v pohyb vertikální licí stůl směrem dolů. Odlitek se postupně odtahuje z výstupu krystalizátoru až na plnou délku vertikálního posuvu licího stolu, který zároveň limituje délku odlitku. Chladnoucí kov ve vybrání zátky při postupném ochlazování na teplotu okolí, tedy v každém případě na teplotu pod 100 °C, se smrštuje v opaku roztažnosti až na průřez, jaký má na teplotě okolí a tím vypadne z vybrání v licí zátce a uvolní se. Působí tedy vybrání v licí zátce jako zámek, z nějž však odlitek právě proto, že jeho hloubka odpovídá roztažnosti při vysoké teplotě, se automaticky'vysune a uvolní, anižby bylo nutné víjet jakoukoliv sílu pro vyražení odlitku z vybrání, ježto ke smrštění dojde právě o hloubku vybrání. Dojde-li l< vypadnutí odlitku z vybrání liči zátky před ukončením odtahu, velká hmotnost části odlitku vysunuté již z výstupu krystalizétoru bezpečně zaručuje překonání tření mezi odlitkem a stěnou krystalizátoru, takže dojde k plynulému chodu odlévání až do vytvoření odlitku v požadované délce

Na připojeném výkrese je na obr. 1 znázorněno provedeni zařízení v celku, na obr. 2 provedení licí zátky dle vynálezu, vesměs v příčném řezu.

Na obr. 1 je znázorněna tavenina JL vtékající do krystalizátoru 2, chlazeného vodní sprchou 5. Na výstupu z krystalizátoru 2 je licí zátka 3, pevně spojená s licím stolem 4.

Na obr. 2 je znázorněna licí zátka 3 s vybráním 6 o hloubce 7, odpovídající roztažnosti odlévaného kovu 8.

Příklad

Byly odlévány čepy A 255 mm z hliníkové slitiny obsahující

4,5 % mědi, 1 % hořčíku a 0,7 % olova. Roztažnost tohoto materiálu z teploty okolí až na teplotu lití, tedy 680 až 720 °C při daném průměru činí 3 mm. Proto licí zátka obvyklého tvaru byla po vnitřním obvodu opatřena vybráním o hloubce 3 mm. Při odléváni tavenina zatekla do tohoto vybrání. Oakmile část taveniny při výstupu z krystalizátoru ztuhla, byl uveden licí stůl, s nimž licí zátka byla pevně spojena, ve vertikální posuv. Kov ztuhlý ve vybrání zátky vytvořil zámek a odlitek byl jého pomocí plynule odtahován. Po skončení lití klesla teplota spodní části odlitku na teplotu chladící vody

224 927 tedy na 15 až 35 °C, došlo ke smrštěni kovu na normální stav, tedy při daném průřezu o 3 mm. Tím zateklá část odlitku vypadla z vybrání zátky a odlitek bylo možno vyjmout bez dalšího.

Využití vynálezu přichází v úvahu ve všech slévárnách při poloplynulém liti kovů zejména hliníku a jeho slitin a umožňuje odtaho» vání odlitků bez nezbytnosti jakýchkoliv dalších opatření.

Tím, že při použití liči zátky dle vynálezu nemůže dojít k viseni ingotů v krystalizátorech, které vede k nekvalitnímu povrchu ingotů, k přetečení a k protečení taveniny kovu, se docílí oproti běžně používanému způsobu značných výhod, V prvé řadě se zvýší produktivita práce, protože se sníží neproduktivní časy a vyrobí se více kvalitních ingotů. Dále se odstraní ztráty kovu, které vznikají při přetavování nekvalitních a tím Nepoužitelných ingotů a jiného odpadového materiálu, který vzniká, když se vynález nepoužívá. Odstra nění nutnosti přetavování materiálu přináší také značné úspory na energii. Další úspory pramení z vyšší kvality odlitých ingotů.

Jednak je to dáno možností využívat vyšších tvářecích rychlostí, což zvyšuje produktivitu práce, a dále se zvýší kvalita a tím i užitná hodnota hotových výrobků.

Tím, že použití vynálezu zabrání přetečení a protečení kovu v krystalizátorech, se zamezí vážnému poškození výrobního zařízení a zabrání se dlouhodobým výpadkům výroby. Mimo takto vzniklých úspor je velkou přechostí spolehlivost odlévání, která je významná zvláště vzhledem k návaznosti na další zpracování ingotů ve výrobě.

V neposlední řadě zvyšuje použití vynálezu významným způsobem bezpečnost práce, nebot při protečení taveniny kovu do šachty s chladící vodou nelze vyloučit explozi a tim i nebezpečné úrazy obsluhujících pracovníků.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   224 S27

   Licí zátka ke krystalizátoru při poloplynulém lití kovů, zejména hliníku a jeho slitin, s vybráním na vnitřním obvodě a kolmým na směr odléváni, vyznačená tím, že hloubka vybrání je menší nebo rovná hodnotě smrštění odlévaného kovu z tekuté fáze na teplotu okolí.

   1 výkrí».*

   224 927

   OBR.1