DK142156B - Undertryksstøbeovn. - Google Patents

Description

14215 G

Den foreliggende opfindelse angår en undertryksstøbeovn, der er tæt indkapslet og varmeisoleret, og som er forsynet med elektriske varmeelementer samt med en påfyldningsåbning og et nedadrettet aftapningsrør, som hver er forsynet med 5 tætninger, hvilken undertryksstøbeovn er indrettet til smeltning af metal og til udstøbning af det smeltede metal under tryk under samtidig opretholdelse af et undertryk i støbeovnens rum oven over det smeltede metal.

Ved støbeovne af den nævnte art, hvor fast metal føres ind 10 gennem påfyldningsåbningen og smeltes i støbeovnen ved hjælp af elektriske varmeelementer, og hvor det smeltede metal ud-støbes under tryk i en form tilknyttet aftapningsrøret, har man ikke tidligere kunnet indføre fast metal i støbeovnen samtidig med aftapningen af smeltet metal gennem aftapnings-15 røret på grund af det nævnte undertryk, som ønskes opretholdt i støbeovnen oven over det smeltede metal til fra metallet at fjerne uønskede gasser eller eventuelt luft, der er bragt ind i smelten via det indførte faste metal, som skal smeltes.

Almindeligvis er det nævnte undertryk hidtil frembragt ved 20 hjælp af store vakuumpumper, og undertrykket har måttet genopbygges for hver gang påfyldningsåbningen åbnes for indføring af en ny forsyning fast metal, scan skal smeltes. Brugen af den nævnte store vakuumpumpe samt stadig genoprettelse af nævnte undertryk i støbeovnen er økonomisk og urationel 25 i forbindelse med smeltning og udstøbning af en del metaller, som f.eks. metaller med lavt smeltepunkt, og i tilfælde, hvor det smeltede metal skal udstøbes under tryk i forme forbundet direkte med aftapningsrøret for fremstilling af f.eks. lejeforinger og andre genstande til brug i industrien eller 30 smykkegenstande. Metallet eller metallegeringen, som skal bruges til udstøbningen, vælges naturligvis i afhængighed af de genstande, som skal fremstilles.

Det er selvsagt muligt at bygge sluser i forbindelse med påfyldningsåbningen for at kunne opretholde undertrykket i 35 støbeovnen under indføring af fast metal i denne, men man vil 2 142156 få indført uønsket luft, som befinder sig i slusekammeret sammen med det faste metal, hvilken luft derefter må fjernes ved hjælp af den nævnte vakuumpumpe.Desuden er en sådan sluseanordning i påfyldningsåbningen til ovnen relativt 5 kompliceret og kostbar.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at afhjælpe ovennævnte ulemper og tilvejebringe en støbeovn hvori det herskende undertryk forbliver konstant under volumenvariationer, og hvorfra eventuelle uønskede gasser fjernes på 10 energibesparende måde under opretholdelse af en kontrolleret atmosfære over smeltebadet.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Ved væskens fordampning og fortætning opretholdes en konstant gastilstand over metalsmelten 15 til beskyttelse af denne mod uønskede gasforureninger.

Ved fortætning fjernes uønskede gasser på energibesparende måde. Den konstante gastilstand opretholder undertrykket over smelten ved volumenvariationer i denne under ovnens påfyldning og/eller aftapning, der derved også kan ske sam-20 tidigt.

Ved det i krav 2 angivne opnås sikkerhed for, at væskelåsen ved indløbsrøret indeholder flydende metal under ovnens drift, således at nedsmeltning af fast metal samt udstrømning af det smeltede sker kontinuerligt fra væskelåsen uden 25 pludselige trykvariationer i ovnatmosfæren.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere med henvisning til en på tegningen skematisk vist udførelsesform for en støbeovn ifølge opfindelsen.

Tegningen viser en indkapslet støbeovn 1, hvor indføringen 30 af materialet til ovnrummet sker gennem et indføringsrør 2 forsynet med et tætningsarrangement i form af samvirkende rør, som danner en væskelås 3, hvor væskesøjlen udgøres af U21B6 3 flydende metal 4. Ved støbeovnens bund er der anbragt et aftapningsrør 5 med en betjenbar afspærringsventil 6 ved aftapningsrørets nedre ombøjede og opadrettede ende. Aftapning af flydende metal kan ske ved tyngdens tryk, idet 5 det flydende metal presses ind i en lukket form 7 ved enden af aftapningsrøret 5. Støbeformen er forsynet med små lufthuller ved sin øvre kant 8 og en indføringsåbning for flydende metal under tryk er anbragt ved formens underkant 9.

Det frie rum 10 oven over smeltebadet 11' i ovnrummet 11 10 er via et rør fra kammerets øverste parti forbundet til en beholder 12 med væske 13, som ved et bestemt undertryk fordamper, således at gas eller damp 14, som fylder nævnte forbindelsesrør og rummet oven over smeltebadet 11, beskytter metallet i smeltebadet og holder undertrykket i rummet 15 10 konstant uafhængigt af volumenvariationer af smelteba det i ovnkammeret 11 under henholdsvis påfyldning og aftapning fra ovnen.

For at forhindre den omgivende luft i at trænge ind i ovnkammeret 11 gennem indføringsrøret 2, er højden på et væske-20 søjlerør 3' af væskelåsen 3 og dermed den flydende metalsøjle 4 afpasset således, at trykket af denne metalsøjle er mindst lig med eller større end undertrykket i rummet 10 oven over metalsmelten 11'.

Ved nævnte undertryk dvs. ved fortynding af gasatmosfæren 25 10, skal væsken 13 i beholderen 12, som er forbundet med den øvre del af ovnkammeret 11, begynde at danne damp, som fylder rummet 10 over smeltebadet 11'. Dette forekommer ved aftapning af flydende metal gennem aftapningsrøret 5 ind i formen 7.

30 Ved trykstigning i dampatmosfæren i rummet 10 ved f.eks. tilførsel af faste metalmaterialer gennem påfyldningsrøret 2, hvori materialerne smelter på grund af et omkring påfyldningsrøret 2 anbragt elektrisk varmeelement 16, vil

14 21 5 G

4 dampen 14 strømme tilbage til beholderen 12 og kondensere til væske 13 i denne, fordi beholderen 12 er således anbragt, at den holdes på en lavere temperatur i støbeovnens kammer 11.

5 Højden på smelteovnens aftapningsrør 5 er afpasset således, at metalsøjlen i røret samt i smeltebadet 11' får en samlet højde, som foruden at kompensere undertrykket i rummet 10 oven over metalsmelten 11' giver det ønskede udstøbnings-tryk i støbeformen 7.

10 Den eventuelt indkapslede gasmængde, som påfyldningsmetallet, der udgøres af metalsøjlen 4, kan føre med sig ind i ovnen, og som ikke fortsættes, ledes til væsketanken 12 og kan pumpes ud af systemet ved hjælp af en lille vakuumpumpe 15, som er tilsluttet ovnanlægget.

15 støbeovnen 1 og væskelåsen 3 er opvarmet ved hjælp af elektriske varmeelementer, der er anbragt omkring påfyldningsrøret 2, og aftapningsrøret 5 er opvarmet ved hjælp af elektriske varmeelementer 161 selve smelteovnen 1 samt aftapningsrøret 5 er forsynet med varmeisolation 17.

20 En støbeovn af ovennævnte type kan bygges for forskellige metaller ved under konstruktionen at tage hensyn til det anvendte metals egenvægt, det ønskede undertryk i ovnkammeret, udstøbningstrykket og kogepunktet samt kemiske egenskaber for beholderens 12 væske 13, hvis damp er beregnet 25 til at beskytte smeltebadet 11'.

Ved at udføre væskelåsens udløbsrør 3' teleskopisk forlængeligt, kan dette indstilles i forhold til de forskellige metallers egenvægt for at danne den ønskede søjlehøjde og dermed det ønskede undertryk i rummet 10. Ved en tilsvaren- 30 cle teleskopisk forlængelighed at endedelen af aftapningsrøret 5, kan også udstøbningstrykket reguleres.

5

14215G

Støbeovnen er afprøvet med en 50/50% metallegering bestående af Sn og Pb, idet der som væske 13 i beholderen 12 til beskyttelsesgas blev anvendt kulbrinten CgH^-med kogepunkt på 35°C. Omgivelsestemperaturen af beholderen 12 var 18°C 5 og undertrykket i rummet 10 var 52% (53,3 kPa). Støbeovnen fungerede helt helt som beskrevet.