CS252642B1 - Kokila z oceli pro odléváni kovářských ingotů - Google Patents

Abstract

Očelem navrženého řešení je dosažení požadovaných podmínek tuhnutí kovářských ingotů při optimální hmotnosti kokily, její tvarové stálosti a vysoké životnosti v provozu. Uvedeného účelu se dosáhne tím,že tlouštka (Š) stěny po obvodu a výšce /H/ kokily Siní 13,5 až 16,5 % z průměru /D^/ vepsané kružnice do vnitřního prostoru u horního okraje kokily. U horního okraje kokily je vytvořena vnější kruhová bandáž, jejíž vnější průměr /Djj,/ 7e roven součtu průměru /Dyy/ opsané kružnice do vnitřního prostoru u horního okraje kokily a hodnoty dvojnásobné tlouštky <S) stěny až součtu průměru /Dyy/ opsané kružnice do vnitřního prostoru u horního okraje kokily, dále hodnoty dvojnásobné tlouštky (sj stěny a hodnoty 60 mm. U spodního okrage kokily je vytvořena vnější kruhová bandáž jejíž vnější průměr /Djb^ 3e roven součtu průměru /D22/ opsané kružnice do vnitřního prostoru u spodního okraje kokily a hodnoty dvojnásobné tlouštky (S) stěny až součtu průměru IB^I opsané kružnice do vnitřního prostoru u spodního okraje kokily, dálef hodnoty dvojnásobné

Description

Vynález se týká konstrukce kokily pro odlévání kovářských Ingotů a řeší dosažení požadovaných podmínek tuhnutí při optimální hmotnosti kokily, její tvarové stálosti a vysoké životnosti v provozu.

Vnitřní tvar kokily odpovídá tvaru ingotu_f danému technologickými požadavky kování. Základní požadavky ingotu jsou: výška těla, horní a spodní průřez a tím konicita ingotů a počet hran. Vzhledem k těmto předpokladům a rozdílné velikosti ingotů existuje řada kokil rozdílné konstrukce z hematitové litiny, ze surového ocelárenského železa a z nízkouhlíkaté oceli. Tvarová a funkční nejednotnost kokil je způsobená dosud nezavedeným obecným postupem výpočtu kokil pro kovářské ingoty.

Dosud jsou používané kokily s klínovou tlouštkou stěny po její výšce, v obráceném poměru k masivnosti ingotu, s větší tlouštkou u spodního okraje a naopak. Takový typ kokily je řešen za účelem dosažení většího stupně usměrněnosti tuhnutí ingotu od spodní části směrem nahoru. Tato konstrukce je však vzhledem k vlastní trvanlivosti kokily nevýhodná. Proti velkému průřezu ingotu v horní části je tenčí stěna značně tepelně namáhána, měrné napětí v kokile je vysoké, což vede ke vzniku podélných trhlin.

Také jsou známy kokily pro těžké kovářské ingoty s vnějšími ocelovými výztužemi - bandážemi. Jejich nevýhodou je to, že u nich není možno docílit počáteční dokonalou těsnost masivní bandáže s kokilou a vyvinout potřebné předpětí v bandáži. Z tohoto důvodu je tento způsob ochrany kokily proti trhlinám málo účinný, nebot bandáž začne působit až při radiálním rozšíření kokily, kdy je v mnohých případech její stěna již porušena.

Při navrhování tvaru kokil se rovněž neuvažují odlišné vlastnosi používaných materiálů, např. oceli vůči tradičně užívané litině a to nejen pokud jde o vyšší pevnost, ale také lineárně dilatační vlastnosti a stálost při vyšších teplotách.

Uvedené nedostatky odstraňuje kokila z oceli pro odlévání kovářských ingotů podle vynálezu, jehož podstatou je, že tlouštka stěny po obvodu a výšce kokily činí 13,5 až 16,5 % z průměru vepsané kružnice do vnitřního prostoru u horního kraje kokily. U horního kraje kokily je vytvořena vnější kruhová bandáž, jejíž vnější průměr je roven součtu průměru opsané kružnice do vnitřního prostoru u horního okraje kokily a hodnoty dvojnásobné tloušťky stěny až součtu průměru opsané kružnice do vnitřního prostoru u horního okraje kokily, dále hodnoty dvojnásobné tloušťky stěny a hodnoty 60 mm, metematicky vyjádřeno ^Dlb ^{= D}11 ^{+ 2S až D}11 + 2S + 60 mm.

u spodního okraje kokily je vytvořena vnější kruhová bandáž, jejíž vnější průměr je roven součtu průměru opsané kružnice do vnitřního prostoru u spodního okraje kokily a hodnoty dvojnásobné tlouštky stěny až součtu průměru opsané kružnice do vnitřního prostoru u spodního okraje kokily, dále hodnoty dvojnásobné tlouštky stěny a hodnoty 60 mm, matematicky vyjádřeno °2b ^{= d}22 ^{+ 2S d}22 ⁺ 2S + 60 mm, a šířka bandáže u horního okraje kokily činí, vyjádřeno matematicky ^hlb ⁼ °<^{15 H až} °'^{20 H} a šířka bandáže u spodního okraje kokily činí, vyjádřeno matematicky ^h2b ^{= 0,10 H až 0,15 H}

Výhodou kokily podle vynálezu je, že zvolenému průřezu ingotů odpovídá vždy optimální tlouštka stěny kokily, jež je schopna akumulovat a do okolního prostředí sáláním předat nutné množství tepla a přitom odolávat tepelným pnutím, vzniklým z nerovnoměrného prohřátí jejích stěn. Stěna kokily takto vykazuje menší trvalé deformace vnitřních stěn v podélném směru, což se projeví nižšími náklady na opravu frézováním a navařováním horního okraje kokily z oceli.

Jde tedy o kokilu s optimální hmotností k hmotnosti ingotu, vykazující poměrně vysoké parametry životnosti a tím úspory materiálu na tunu odlité oceli.

Výhodou vnějši přirozené bandáže, tvořené na obou koncích kokily, je snížení měrného napětí a zvýšení tvarové stability. Tímto řešením se zpevní stěna především v oblasti vnitřnich rádiusů, které jsou od ingotu nejvíce tepelně namáhány a zabrání se tím vzniku podélných trhlin.

Na přiloženém výkrese je znázorněno příkladné provedení kokily podle vynálezu, kde na obr. 1 je její nárys v řezu, na obr. 2 je příčný řez v její horní části a na obr.3 příčný řez v její dolní části.

Kokila, v příkladném provedení podle vynálezu je určena k odlévání kovářských osmihranných ingotů o hmotnosti 43 tun, má průměr D_b kružnice vepsané do vnitřního prostoruu horního okraje kokily D|= 1 518 mm a kružnice p₂ u dolního okraje p₂ = 1 330 mm. Tlouštka S stěny po obvodu a výšce kokily činí 14,8 % z průměru D^. To je:

S = 0,148 . D_x = 0,148 . 1 518 = 225 mm

Ochlazující účinek stěny kokily je větší u spodního konce ingotu, což kladně působí na usměrněné tuhnutí a vnitřní homogenitu u ingotu. Vnější průměr D_lb bandáže u horního okraje kokily byl:

^Dlb ^{= D}11 + 2S = 1 756 + 2 . 225 = 2 206 mm

Vnější průměr D_2b bandáže u spodního okraje kokily byl:

^D2b ^{= D}22 + ^2S = ^{1 539 + 2} · ²²⁵ = ¹ θ

Šířka hj_b bandáže u horního okraje kokily byla:

h_lb = 0,15 H = 0,15 . 2 540 = 380 mm šířka h_2b bandáže u spodního okraje kokily byla:

h_2b = 0,10 H = 0,10 . 2 540 = 225 mm

Výška H kokily byla 2 540 mm.

Kokila je opatřena třemi dvojicemi protilehle umístěných nosných čepů 2 ve třech úrovních po výšce kokily.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Kokila z oceli pro odlévání kovářských ingotů, vyznačená tím, že tlouštka (S) stěny po obvodu a výšce (H) kokily činí 13,5 až 16,5 % z průměru (D^) vepsané kružnice do vnitřního prostoru u horního okraje kokily, u horního okraje kokily je vytvořena vnější kruhová bandáž (1), jejíž vnější průměr (D|_b) je roven součtu průměru (Djj) opsané kružnice do vnitřního prostoru u horního okraje kokily a hodnoty dvojnásobné tlouštky (S) stěny až součtu průměru (Djj) opsané kružnice do.vnitřního prostoru u horního okraje kokily, dále hodnoty dvojnásobné tlouštky (S) stěny a hodnoty 60 mm, matematicky vyjádřeno ^Dlb ^{= D}11 ^{+ 2S D}11 + ^{2S +} 60 mm a u spodního okraje kokily je vytvořena vnější kruhová bandáž (2), jejíž vnější průměr (D_2b) je roven součtu průměru (D₂₂) opsané kružnice do vnitřního prostoru u spodního okraje kokily a hodnoty dvojnásobné tlouštky (S) stěny až součtu průměru (D₂₂) opsané kružnice do vnitřního prostoru u spodního okraje kokily, dále hodnoty dvojnásobné tlouštky (S) stěny a hodnoty 60 mm, matematicky vyjádřeno

   D_2b — D₂₂ + až ^22 + + ®0 mm, a šířka (h_lb) bandáže u horního okraje kokily činí, vyjádřeno matematicky h_lb = 0,15 H až 0,20 H a šířka (h_2b) bandáže u spodního okraje kokily čini, vyjádřeno matematicky h_2b = 0,10 H až 0,15 H.