DK150888B - Stoebemaskine og fremgangsmaade til stoebning af strenge af metal - Google Patents

Description

150888 o

Opfindelsen angår en fremgangsmåde af den i indledningen til krav 1 angivne art til støbning af en metalstreng og en støbemaskine af den i indledningen til krav 3 nævnte art til udøvelse af fremgangsmåden.

5 Det er kendt at støbe ubestemte længder af metal strenge fra en smelte ved at trække smelten gennem en afkølet form. Formen har sædvanligvis en trækdyse af ildfast materiale såsom grafit afkølet af en omgivende vandkappe. I USA--patentskrift nr. 3.354.936 er f.eks. beskrevet en afkølet form, 10 der slutter tæt til bunden af en smeltebeholder til støbning af store barrer i nedadgående retning. Smelten fødes gennem formen under påvirkning af tyngdekraften. Ved støbning i nedadgående retning er der imidlertid en risiko for, at smelten "bryder ud", og at beholderen med smelte må tømmes eller hældes 15 for reparation eller udskiftning af formen eller trækdysen.

Man har også forsøgt at udføre støbningen horisontalt gennem en afkølet form. Foruden problemer med udbrydning og udskiftningsproblemer som ved støbning nedad kan tyngdekraften bevirke en uensartet størkning med det re-20 sultat, at det støbte emne ikke har et ensartet tværsnit eller har en dårlig overfladekvalitet.

Man har også benyttet flere forskellige arrangementer til støbning i opadgående retning - f.eks. som omtalt i beskrivelsen til USA-patent nr. 2.553.921 - under 25 anvendelse af et vandkølet, metallisk "formerør" med en udvendig keramisk beklædning, som er neddykket i en smeltemasse. I praksis har man ikke fundet noget egnet metal til formerøret, og støbeemnet udsættes for ujævn afkøling, og kondenserede metaldampe samler sig i et mellemrum 30 mellem formerøret og beklædningen på grund af forskelle i deres varmeudvidelseskoefficienter. Fra beskrivelsen til USA-patent nr. 2.171.132 er det endvidere kendt at anvende et vandkølet hus monteret over smeltemassen og at benytte et vakuum til at trække smeltemassen op 35 til huset. En koaksial ildfast forlængelse af huset 2

O

150888 strækker sig ind i smeItemassen. Denne ildfaste forlængelse er nødvendig for at forhindre "paddehatsdannelse", dvs. dannelse af en massiv masse af metallet med en større diameter end diameteren af det afkølede hus. Termisk 5 fremkaldte mellemrum, som i dette tilfælde forekommer mellem huset og forlængelsen, kan imidlertid bevirke samling af kondenserede metaldampe, hvilket resulterer i dårlige overfladeegenskaber eller afbrydelse af støbningen.

USA-patentskrifterne nr. 3.746.077 og 3.872.913 angår 10 nogle nyere apparater og fremgangsmåder til opadgående støbning. Ifølge det sidstnævnte patentskrift har man forsøgt at undgå problemerne med forskelle i termisk ekspansion ved kun at anbringe spidsen af en "dyse" i smeltemassen.

En vandkølet kappe omgiver den øverste ende af dysen. Da 15 overfladen af smeltemassen ligger under kølezonen, er et vakuumkammer ved den øverste ende af dysen nødvendigt for at trække smelten opad til kølezonen. Tilstedeværelsen af vakuumkammeret begrænser imidlertid hastigheden af strengtrækningen og nødvendiggør anvendelsen af en pakning.

20 I apparatet ifølge USA-patentskrift nr. 3.746.077 har man forsøgt at undgå vakuumkammeret ved at neddykke en kølekappe og en del af en omsluttet dyse i smeltemassen. Neddykningsdybden er tilstrækkelig til at føde smeltemassen til størkningszonen, men der er ingen dyb neddykning.

25 Kappen såvel som overgangsfladerne mellem kappen og dysen er beskyttet mod smelten ved en omgivende isolerende beklæd-' ning. Den nederste ende af beklædningen ligger an mod den nederste yderside af dysen for at spærre for en direkte strøm af smeltemasse til kølekappen.

30 De foregående systemer karakteriseres sædvanligvis som "lukkede", idet det flydende metal står i direkte forbindelse med størkningsfronten. Den afkølede form fødes typisk fra en tilsluttet beholder fyldt med smelten.

I modsætning hertil fødes i et "åbent" formsystem smelten 35 sædvanligvis gennem et tilførselsrør direkte til en form, hvor den afkøles meget hurtigt. Åbne formsystemer anvendes 3

O

150888 sædvanligvis til nedadgående støbning af store barrer af stål og undertiden af aluminium, kobber eller messing.

Åben formstøbning benyttes imidlertid ikke til fremstilling af emner med et lille tværsnit, fordi det 5 er meget vanskeligt at styre væskeniveauet og dermed placeringen af størkningsfronten.

Et problem, som optræder ved støbning i lukket form, er termisk ekspansion af udboringen i støbematricen mellem begyndelsen af størkningsfronten og det punkt, 10 hvor der sker fuldstændig størkning, og som benævnes "trompetformning" (bell-mouthing). Denne tilstand bevirker dannelse af udvidelser af støbeemnets tværsnit, som derved fastkiles mod et snævrere parti af støbeformen. Den fastkilede sektion kan brække af og danne et ubevægeligt 15 "hoved".

Disse hoveder kan enten forårsage, at strengen standser, eller de kan indlejres i formen og fremkalde over-fladefejl på støbeemnet. Det er derfor vigtigt at opretholde ensartede dimensioner i boringen i støbezonen. If øl-.' 20 ge USA-patentskrifterne nr. 3.872.913 og 3.746.077 kan disse problemer styres ved hjælp af en forholdsvis jævn vertikal temperaturgradient hen langs dysen, som til dels skyldes en beskeden afkølingshastighed, hvorved der frembringes en i hovedsagen flad størkningsfront. Med denne 25 jævne gradient kan der kun opnås støbning med acceptabel kvalitet ved en forholdsvis langsom hastighed typisk mellem 12,5 og 100 cm pr. minut.

Et andet væsentligt problem ved støbning gennem en afkølet form er kondensationen af metaldampe. Kondensation 30 er særlig generende ved støbning af messing indeholdende zink eller andre legeringer, der indeholder grundstoffer, som koger ved temperaturer under legeringens smeltepunkt. Zinkdampe gennemtrænger let de materialer, som sædvanligvis benyttes til støbematricer såvel som de sædvanlige isole-35 ringsmaterialer, og det kan kondenseres til væske på kritiske steder. Flydende zink på formen nær størknings-

O

150888 4 fronten kan koge ved overfladen af støbeemnet og bevirke en opblæring af overfladen. På grund af disse problemer kan man ikke med de hidtil anvendte støbeapparater og den hidtil kendte teknik kommercielt producere messing-5 strenge af god kvalitet ved stor hastighed.

Den måde, hvorpå støbegodset trækkes gennem den afkølede form, er også vigtig ved støbeprocessen. Et cyklisk mønster med et fremadgående trækningsslag efterfulgt af en hvileperiode benyttes industrielt i forbin-10 delse med den form, som er omtalt i beskrivelsen til USA-patent nr. 3.872.747. I beskrivelsen til USA-patent nr. 3.908.747 er beskrevet anvendelse af et styret returslag til at danne støbehuden, forhindre afslutning af støbningen og kompensere for sammentrækning af støbe-15 godset i formen, når den afkøles. I beskrivelsen til britisk patent nr. 1.087.026 er også omtalt anvendelsen af et returslag til delvis gensmeltning af smelten.

Ifølge USA-patentskrift nr. 3.354.936 kan der anvendes et mønster med relativt lange fremadgående slag efterfulgt 20 af perioder, hvor støbebevægelsen stoppes eller vendes for et relativt kort slag. Dette mønster benyttes ved nedadgående støbning af store barrer for at hindre omvendt udskilning. I alle disse systemer er slaghastighederne og nettostøbehastigheden imidlertid lille. I ét system varer 25 de fremadgående arbejdsslag f.eks. fra 3 til 20 sekunder, og returslagene har en varighed på 1 sekund, og netto-hastigheden er mellem ca. 32 og 38 cm pr. minut.

Det er formålet med opfindelsen at overvinde de nævnte ulemper ved de kendte fremgangsmåder og apparater 30 og derved muliggøre kontinuerlig støbning af metalstrenge med god kvalitet, især af kobber og kobberlegeringer indbefattet messing, med en produktionshastighed, som er flere gange større end de hidtil opnåelige hastigheder i lukkede formsystemer.

35 Dette er ifølge opfindelsen opnået ved den i krav l's kendetegnende del anviste fremgangsmåde og ved brug af den i krav 3's kendetegnende del karakteriserede støbemaskine.

O

150888 5

Ved at anvende isoleringsbøsningen, der er anbragt som beskrevet mellem kølelegemet og matricen, og ved at neddyppe kølelegemet i smelten over en længde, som er større end længden af isoleringsbøsningen, og optrække 5 metalstrengen i et cyklisk mønster af frem- og tilbagegående slag opnås en stejl temperaturgradient langs matricen, især ved den nederste ende af en størkningszone, uden at der dannes såkaldte "hoveder" eller fremkommer uensartede dimensioner i støbezonen, hvorved det er blevet muligt 10 kontinuerligt at støbe metalstrenge med god kvalitet og gode overfladeegenskaber, specielt af kobber og kobberle-geringer inklusive messing, med en produktionshastighed, som er flere gange større end de hidtil opnåelige hastigheder i lukkede formsystemer.

15 Den forøgede produktionshastighed skyldes bl.a., at det er unødvendigt at anvende vakuum til at trække det smeltede metal op gennem matricen. Den opnåede stejle temperaturgradient skyldes anvendelsen af isoleringsbøsningen, der er anbragt mellem matricen og kølelegemet ved deres 2.0 i smelten neddyppede nederste ender. Ved at cirkulere et kølemedium gennem kølelegemet som beskrevet i krav 2 er det muligt at styre afkølingshastigheden optimalt i forhold til trækkehastigheden og støbematerialet.

Ved at anvende en bøsning af et materiale som 25 beskrevet i krav 4, begrænses matricens udvidelse umiddelbart under støbezonen. Desuden er en sådan bøsning let udskiftelig ved opvarmning af det omgivende kølelegeme.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende i forbindelse med tegningen, hvor 30 fig. 1 skematisk og i perspektiv viser et streng fremstillingsanlæg med en støbemaskine ifølge opfindelsen med en matrice eller form til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 viser et vertikalt snit gennem en foretrukken 35 udførelsesform for formen i fig. 1, 6

O

150888 fig. 3 den i fig. 2 viste form set ovenfra, fig. 4 et sprængt billede af formen i fig. 2 og 3 og en udvendig isoleringshætte, fig. 5 et vertikalt snit i formen i fig. 1, 5 fig. 6 et vertikalt snit efter linien 6-6 i fig. 5, fig. 7 skematisk et vertikalt snit gennem en smelteovn i fig. 1 og visende dens øverste og nederste stillinger i forhold til formen, fig. 8 en kurve, som viser den resulterende fremad-10 gående bevægelse (nettobevægelsen) af strengen som funktion af tiden, og fig. 9 og 10 forenklede vertikale snit gennem alternative udførelsesformer til styring af ekspansionen af matricen under støbezonen.

15 Fig. 1 viser et anlæg til kontinuerlig fremstilling af metalstrenge i ubestemte længder ved opadgående støbning gennem afkølede forme ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Fire strenge 12 støbes samtidig fra en smelte 14, der befinder sig i en støbeovn 16. Strengene, 20 som kan have mange forskellige tværsnitsformer, f.eks.

kvadratiske eller rektangulære, beskrives i det følgende som stænger med et i hovedsagen cirkulært tværsnit og med en diameter af en størrelsesorden på mellem 6 og 50 mm.

Som det fremgår af fig. 1-7, støbes strengene ΛΓ 12 i fire afkølede forme 18, der er monterede på en isoleret vand-samletank 20. En trækkemaskine 22 trækker strengene gennem formene og leder dem til et par bomme 24,24', som styrer strengene hen til fire opspolings- apparater 26, hvor de opvikles i spoler. Hver bom 24 30 er hul for tilførsel af køleluft hen langs bommen gennem kanaler 28.

Smelten 14 fremstilles i en eller flere ikke viste smelteovne eller en kombineret smelte- og opbevaringsovn.

Selv om opfindelsen er egnet til fremstilling af 35 kontinuerlige strenge af mange forskellige metaller og legeringer, er den særlig tænkt anvendt i forbindelse 7 150888

O

med fremstilling af strenge af kobberlegering, især messing. En støbeske 30, der bæres af en ikke vist kran, overfører smelten fra smelteovnene til støbeovnen 16.

Støbeskeen 30 har fortrinsvis en sifontud, som af-5 giver smelten med et minimum af fremmedmateriale såsom afdækningsmiddel og skum. For at lette overføringen af smelten er støbeskeen lejret vippeligt i en bøjle 32 på en støbeplatform 34. En keramisk tragt 36 leder smelten fra støbeskeen 30 til det indre af støbeovnen 16. Af-10 gangsenden af tragten 36 er anbragt under støbeovnens topvæg og i afstand fra formene 18. Ved kontinuerlig fremstilling tilsættes i modsætning til, hvad der er tilfældet ved chargevis støbning, ekstra smelte til støbeovnen, når den er omtrent halvt fuld, til blanding af 15 smelten både kemisk og termisk.

Støbeovnen bæres af en hydraulisk elevator af sakse-type og en platform 38 (fig. 7), som har et sæt belastningsfølere 38a til føling af vægten af støbeovnen med indhold. Udgangssignaler fra belastningscellerne 38a 20 behandles til styring af ovnens løftning. Herved er det muligt at få automatisk styring af smeltens overfladeniveau i forhold til kølelegemet. Som det bedst ses i fig. 7, er støbeovnen bevægelig mellem en nederste stilling, hvori formen 18 står i afstand oven over overfladen af smelten 25 14, når støbeovnen fyldes, og en øverste stilling (vist med stiplede linier), hvor formen står i nærheden af bunden med støbeovnen. Højdestillingen af støbeovnen justeres kontinuerligt under støbningen til opretholdelse af den valgte neddypningsdybde af formen 18 i smelten.

30 I den nederste stilling er der adgang til formen for udskiftning og vedligeholdelse, efter at ovnen er kørt ud til siden på ruller.

Det bemærkes, at støbeanlægget sædvanligvis har reserve-niveaukontrolorganer såsom sonder, flydere og 35 organer til periodisk manuel måling, f.eks. pejling, ved hjælp af en neddykket wire. Disse eller andre kon- 8

O

150888 ventionelle niveaumåle- og reguleringsmetoder kan også bruges som primært system i stedet for belastningsfølerne. Ligeledes kan der, selv om opfindelsen er beskrevet i forbindelse med faste forme og en bevægelig 5 støbeovn, også anvendes andre arrangementer end dette.

Ovnen kan holdes i samme niveau, og smelte tilføres periodisk eller kontinuerligt til opretholdelse af samme overfladeniveau. Andre alternative udførelsesformer indbefatter meget dyb neddypning, således at niveauregu-10 lering ikke er nødvendig. En vigtig fordel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er, at den tillader denne dybde neddypning. Ethvert af disse arrangementer har sine fordele og ulemper, som vil være indlysende for en fagmand.

Støbeovnen 16 er en 95 cm, kerneløs induktionsovn med 15 en indpresset aluminiumoxidforing opvarmet fra en strømforsyningskilde 40. En ovn af denne størrelse og type kan indeholde ca. 5 tons smelte. Ovnen 16 har en hældetud 16a, hvorfra smelten løber ud i en overløbs-støbeske 42.

Trækkemaskinen 22 har fire par over for hinanden 20 liggende drivruller 44, som hver med friktion griber ind i en af strengene 12. Rullerne er fastgjort på en fælles aksel, som trækkes af en servostyret reversibel hydraulisk motor 46. En konventionel hydraulisk pumpeenhed med variabelt volumen og konstant tryk, som kan 2 25 frembringe tryk op til 210 kg/cm , trækker motoren 46. En kraft af denne størrelse tillader acceleration i fremad- og tilbagegående retning af strengene på op til fem gange tyngdekraftens acceleration (5 g) for strenge af gennemsnitsstørrelse. Et konventionelt 30 elektronisk programmeringsanlæg (ikke vist) frembringer et nøjagtigt styret program af signaler, der styrer driften af motoren 46 over et konventionelt servo-styreanlæg. Programmet tillader variation med hensyn til varighed, hastighed og acceleration af såvel fremad-35 gående som tilbagegående bevægelser eller "slag" af strengen såvel som hvileperioder uden relativ bevægelse 9 150888

O

mellem strengen og formen efter de fremadgående slag og returslagene. Programmet indbefatter også en programmeret opstartningsproces, som gradvis sætter trækningshastigheden i vejret. Drivrullerne 44 kan 5 individuelt udkobles fra en given streng 12 uden at afbryde fremføringen af de andre strenge.

Fig. 2-4 viser en foretrukken udførelsesform for formen 18 med en rørformet matrice 48, der er omgivet af et kølelegeme 50. Røret, der danner foring, 10 har en nederste ende 48a, som strækker sig ud forbi undersiden 50a af kølelegemet. Den udragende ende 48a af matricen og i det mindste en del af kølelegemet er neddykket i en smelte 14 under støbningen. Flydende smelte under tryk presses derfor ind i matricen imod 15 kølelegemet. Ved start indføres en lige længde stang i matricen og anbringes med sin nederste ende, som typisk bærer en bolt, noget over en normal størknings- eller støbezone 52. Neddypningsdybden vælges således, at den flydende smelte når støbezonen 52, hvor en hurtig varme-20 overføring fra smelten til kølelegemet bevirker størkning af smelten til dannelse af et massivt støbeemne, uden at smelten løber forbi stangen, der benyttes ved opstart. Smelten nærmest matricen vil afkøles hurtigere end smelten i midten, således at der dannes en ringformet 25 hud rundt om en flydende kerne. Overgangsfladen mellem flydende og fast stof danner en størkningsfront 52a på tværs af støbezonen 52. Et væsentligt træk ved opfindelsen er, at støbezonen karakteriseres af en høj afkølingshastighed og en stejl vertikal temperaturgradient ved sin neder-30 ste ende, således at den strækker sig over en forholdsvis kort længde af matricen 48.

Det bemærkes, at selv om opfindelsen er beskrevet i forbindelse med en foretrukket støbning i opadgående retning, kan den også anvendes til horisontal støbning 35 og nedadgående støbning. Det vil derfor forstås, at betegnelsen "nederste" betyder nærmest smelten, og be-

O

150888 10 tegneisen "øverste" skal forstås som længst borte fra smelten. Ved nedadgående støbning vil f.eks. den "nederste" ende af formen i virkeligheden ligge oven over den "øverste" ende.

5 Matricen 48 består af ildfast materiale, som stort set ikke kan reagere med metaldampe og andre dampe som forekommer ved støbningen, især ved temperaturer over 1100°C. Som materiale til matricen benyttes sædvanligvis grafit, selv om der også er opnået gode resultater 10 med bornitrid. Mere specielt kan det nævnes, at en grafit solgt af Poco Graphite Company med betegnelsen DFP-3 har vist sig at have usædvanligt gode termiske egenskaber og stor holdbarhed. Uanset valget af materiale til matricen afgasses den fortrinsvis før monteringen i 15 en vakuumovn for at fjerne flygtige stoffer, som kan reagere med smelten og bevirke fejl under starten eller frembringe overfladedefekter på det støbte emne. Vakuum forhindrer også oxidation af grafitten ved den høje afgas-ningstemperatur, f.eks. 400°C, i 90 minutter i et 20 rugørende pumpevakuum. Det vil forstås, at andre komponenter af formen også må befries for flygtige stoffer, især vand, før brugen. Komponenter dannede af Fiberfrax®-ildfast materiale opvarmes til ca. 815°C. Andre komponenter såsom dele fremstillet af kiselsyre opvarmes i reglen til 25 175-205°C.

Matricen 48 er i hovedsagen rørformet og har en indvendig boring med konstant diameter og en i hovedsagen konstant vægtykkelse. Indersiden af matricen er glat, så den yder ringe friktionsmodstand mod aksial eller 30 langsgående bevægelse af støbeemnet gennem matricen, således at sliddet reduceres. Ydersiden af matricen, som også er glat, trykkes ind i berøring med den omgivende indervæg 50b i kølelegemet 50 under arbejdet. Indervæggen 50b trykker mod foringen, når den forsøger at ekspandere ΛΡ radialt, på grund af varmen fra smelten og støbeemnet, og der opnås en meget effektiv varmeoverføring fra matricen til kølelegemet ved hjælp af det resulterende kontakttryk.

O

150888 11

Pasningen mellem matricen og kølelegemet er vigtig, idet en dårlig pasning, som giver mellemrum mellem delene, i høj grad nedsætter vameoverføringen fra matricen til kølelegemet. Et tæt pasning er også 5 vigtig for at begrænse langsgående bevægelse af matricen i forhold til kølelegemet som følge af friktion eller "træk" mellem støbeemnet og matricen, når emnet trækkes gennem matricen. På den anden side skal matricen kunne udtages hurtigt og let fra kølelegemet, når det beskadiges 10 eller slides. Det har vist sig, at disse fordringer opfyldes ved bearbejdning af de samvirkende overflader på matricen og kølelegemet til snævre tolerancer, som tillader glidepasning (slip fit), dvs. at matricen kan indsættes og fjernes ved aksial forskydning. Dimensionerne 15 af matricen og den dermed samvirkende indervæg 50b vælges således, at der ved termisk ekspansion af matricen under støbning opstår en tæt pasning. Selv om matricematerialet i reglen har en meget mindre varmeudvidelseskoefficient (9x10 ^°C "*) end kølelegemet (lSxlO ^°C ^), er 20 matricen så meget varmere end kølelegemet, at temperaturforskellen mere end kompenserer for forskellene i varme-udvidelseskoefficienter. Gennemsnitstemperaturen i matricen i støbezonen over dens tykkelse er antagelig ca. 540°C ved en smelte med en temperatur på 1100°C. Kølelegemets tempe-25 ratur ligger nær ved temperaturen af kølemediet, som cirkulerer gennem det, og som sædvanligvis har en temperatur mellem 26 og 38°C.

Mekaniske holdeorganer benyttes til at holde matricen i kølelegemet under arbejdsoperationer med lav 30 hastighed eller under opstart, før den udvider sig under varmepåvirkning fra smelten. Et simpelt holdeorgan såsom en skrue eller holdeplade har vist sig at være upraktisk, fordi det afkøles af kølelegemet og derfor bevirker kondensation og ansamling af metaldampe. Sådanne 35 metalaflejringer kan fremkalde overfladefejl i støbeemnet og/eller bevirke, at holdeorganet fastloddes 12 150888

O

på stedet, således at matricen er vanskelig at udskifte. Zinkdampe, som forekommer ved støbning af messing, giver især vanskeligheder. En acceptabel løsning består i, at man frembringer en lille opstukning eller uregelmæssighed 5 50c på kølelegemets indervæg 50b, f.eks. ved at frembringe en finne med en punsel. Et lille trin 54, som er dannet på ydersiden af matricen, ligger an mod undersiden 50a af kølelegemet (nærmere betegnet mod en ydre isolerende bøsning eller ring 56, der er lejret i en neddrejning 50d i den nederste 10 ende af kølelegemet) og tjener til at indstille matricen ved opstilling og til at frembringe en ekstra begrænsning opad mod alle uregelmæssige store kræfter, som kan forekomme f.eks. under start. Det bemærkes også, at konstruktionen af formen ud i ét stykke bevirker, at man undgår sam-15 linger specielt mellem forskellige materialer, hvilke samlinger ville kunne opsamle kondenserede dampe eller lette deres gennemstrømning til andre overflader. En matrice, der er dannet som en enhed, kan også lettere udskiftes og fastholdes end en matrice af flere dele..

20 Alternative metoder til at etablere en egnet tæt pasning mellem matricen og kølelegemet indbefatter anvendelsen af konventionelle prespasninger eller termiske pasninger.

I en prespasning anvendes et molybdænsulfidsmøremiddel på ydersiden for at formindske risikoen for brud på matricen 25 under indpresningen. Smøremidlet udfylder også bearbejdningsridser på matricen. Ved termisk pasning ekspanderes kølelegemet ved opvarmning, og matricen indsættes, hvorefter tæt pasning fremkommer, når delene afkøles. Både prespasning og termisk pasning kræver imidlertid, at hele formen 18 30 fjernes fra vandsamletanken 20, for at matricen kan udskiftes.

Det er indlysende, at dette kræver mere tid og er besværligere og dyrere, end når der anvendes glidepasning.

Selv om der i den foretrukne udførelsesform anvendes en enhedsmatrice med en ensartet udboringsdiameter, er det 35 dog også muligt at benytte en matrice med en konisk eller trindelt indervæg, som bliver smallere i opadgående retning,

O

150888 13 eller en flerdelt matrice dannet af to eller flere stykker, som ligger an mod hinanden ende mod ende. Indsnævring af matricen i opadgående retning er ønskelig for at kompensere for s ammen traskn ing af støbegodset, efterhånden 5 som det afkøles. En tæt berøring med støbegodset over hele matricens længde fremmer formens afkølende virkning.

Bedst mulig afkøling er af betydning, fordi den medvirker til at undgå et midterhulrum fremkaldt ved, at støbeemnets smeltede midterparti krymper, uden at der tilføres 10 ekstra materiale.

For at formindske udgifterne kan en modsat tilspidsning frembringes ved bearbejdning af matricens yderside i stedet for på dens inderside eller på indervæggen 50b i kølelegemet. Termisk ekspansion af matricen inden i 15 kølelegemets boring under støbning frembringer den ønskede opad indsnævrede tilspidsning på matricens meget glatte inderside. Matricer opbygget af flere sektioner kan enten have samme boringsdiameter eller forskellige boringsdiametre til frembringelse af en trinvis indsnævring 20 opad. For at undgå generende ansamlinger af metal mellem matricesektionerne bør samlingerne mellem sektionerne kun forekomme over støbezonen. Den eller de øverste sektioner oven over støbezonen kan også presses ind med prespasning, idet den nederste sektion er den, der er mest udsat for 25 at blive beskadiget og behøve udskiftning.

Eksempelvis kan en matrice dannet ud i ét stykke af grafit af førnævnte Poco-type egnet til støbning af 19 mm tykke stænger have en længde på ca. 262 mm og en konstant vægttykkelse på ca. 3-5 mm. Vægtykkelsen vil 30 i reglen variere med diameteren af støbeemnet. Den fremspringende matriceenhed 48a har typisk en længde på 5 cm.

Kølelegemet 50 har i hovedsagen cylindrisk form og en central, langsgående åbning, som begrænses af indervæggen 50b. I det indre af kølelegemet findes en passage 58, 35 hvori kølemediet, fortrinsvis vand, cirkulerer gennem kølelegemet. I den øverste ende af kølelegemet findes et

O

150888 14 antal tilgangsåbninger 58a og afgangsåbninger 58b for kølemediet. Som det ses af fig. 3 og 4 er disse åbninger anbragt i k&hcentriske cirkler, og de har tilstrækkelig størrelse til, at kølemediet kan strøm-5 me med stor hastighed, typisk i en mængde på ca. 8 liter pr. kg støbegods pr. minut. Et par O-ringe 60 og 62, fortrinsvis af en slidbestandig fluor-elastomer, danner tætning ved vandsamlekammerets 20 forbindelse med tilgangs- og afgangsåbningerne. En monteringsflan-10 ge 64 på kølelegemet har huller 64a, som optager ikke viste bolte til fastspænding af formen til vandsamle-kammeret. Denne flange har også et ikke vist hul til udluftning af luftarter fra det ringformede rum mellem kølelegemet og undersiden af vandsamletanken 20 til atmos-15 færen gennem et ikke vist rør i vandsamletanken.

Kølelegemet består af fire hovedkomponenter, nemlig et indre legeme 66, et ydre legeme 68, en kappelukkering 70 og monteringsflangen 64. Det indre legeme består af en legering, som har udmærkede varmeoverførende egenska-20 ber, og som har god dimensionsstabilitet og er hård og slidbestandig. Det ydre legeme 68, lukkeringen 70 og monteringsflangen 64 er fortrinsvis fremstillet af rustfast stål.

' Rustfast stål har tilstrækkelig modstandsevne mod mekaniske påvirkninger og har termiske ekspansionsegenskaber sva-25 rende til chrom, kobber og holder sig godt i forbindelse med støbning. Ved anvendelse af rustfast stål kræves ikke meget store emner af ældet, hærdet kobber, hvorfor fremstillingen af kølelegemet kan udføres bekvemt.

Det indre legeme er fremstillet af en enkelt 30 cylindrisk barre af god (revnefri) chromkobber. Foruden fordele med hensyn til billighed og holdbarhed under funktion er det sammensatte kølelegeme dikteret af vanske- 35 15 150888

O

lighederne ved at fremstille en ubeskadiget barre af chromkobber, som er stor nok til at danne hele kølelegemet. Langsgående huller 58c udbores i det indre legeme til dannelse af tilgangsåbningerne 58a. Hullerne 5 58c strækker sig i det mindste ned til støbezonen og fortrinsvis forbi denne som vist i fig. 2. Tværgående huller 58d bores ind til bunden af de langsgående huller 58c. De øverste og nederste ender af det indre legeme er gevindskårne ved 66a og 66b, således at monterings-10 flangen 64 og lukkeringen 70 kan påskrues og fastholdes sikkert. Lukkeringen har en indre opadvendende reces 70a, som ligger an mod et tilsvarende trin, der er drejet i det indre legeme til opnåelse af forøget tætning ved lodning for at forhindre strømmen af koldt vand i at trænge 15 ind i samlingen og for at bringe ringen til at flugte med det indre legeme. En ydre opadvendende skulder 70b ligger an mod den nederste ende af det ydre legeme 68 i væsketæt forbindelse med dette.

Da gevindforbindelsen ved 66b vil lække, hvis den 20 ikke tættes godt, og da den skal kunne modstå angreb fra genopløst blødgjort materiale ved kølelegemets boringer, er samlingen også kobber/guldloddet. Da kobber/guldlodning er kendt teknik, giver følgende fremgangsmåde en pålidelig binding, som holder godt i støberiomgivelser. Først 25 belægges de samvirkende overflader på lukkeringen og det indre legeme med kobber. Kobberpletteringen er fortrinsvis 0,025 til 0,050 mm tyk og omfatter gevindene, recessen 70a og rillen 70c. Derefter påføres loddematerialet f.eks. ved at vikle en tråd af materiale rundt om det indre 30 legeme i et loddemellemrum 66c oven over gevindet og i rillen 70c foroven på lukkeringen 70. I mellemrummet 66c anbefales det at bruge to vindinger af en tråd med 60% kobber og 40% guld og med en diameter på 1,6 mm, og i rillen 70c benyttes hensigtsmæssigt tre vindinger af 35 samme type tråd. En loddepasta af samme legering fordeles

O

16 150888 så hen over overfladerne, der skal loddes. Lukkeringen skrues tæt på det indre legeme, og den samlede enhed anbringes i en ovn med enden, der skal loddes, nedad og fortrinsvis hvilende på et understøttet lag af ildfast 5 aluminiumsilicat-papirmateriale som f.eks. det produkt, der sælges af Carborundum Co. under varemærkebetegnelsen Fiberfrax. Loddetemperaturen måles med et termoelement, der hviler på bunden af det ene af de langsgående huller 58c. I ovnen bringes emnet op på en temperatur lige under 10 smeltepunktet for loddelegeringen i en kort periode, f.eks. op til en temperatur på 960-980°C i 10 minutter. Ovnatmosfæren er en sådan, at den hindrer oxidering (inert eller vakuum). Emnet opvarmes så hurtigt til en temperatur, hvor loddemetallet bliver flydende (1020°C-1040°C) og 15 bringes derefter straks til afkøling til rumtemperatur, og dette sker også i en beskyttet atmosfære. Opløsningsbehandlingen af chromkobber sker bedst i et særskilt andet trin ved opvarmning af delen til 932-955°C i en beskyttet atmosfære og efterfølgende afkøling med væske.

20 Efter at lukkeringen er forbundet med det indre legeme, indbefatter den resterende montering af kølelegemet TIG-svejsning af rustfast stål af type 303 til type 304 under anvendelse af en stang af ståltype 308 efter forvarmning af delene til 205°C. Det ydre 25 legeme 68, som har i hovedsagen cylindrisk form, svejses ved 74 til lukkeringen. Den øverste ende af det ydre legeme har en indre reces 68a, som er i indgreb med monteringsflangen 64 lige uden for vandafgangsåbningerne 58b. En svejsning 76 holder delene sammen. Lukkeringen og 30 monteringsflangen holder det ydre legeme i afstand fra det indre legeme, så der er dannet en ringformet vandgennemstrømningspassage 58e, der strækker sig mellem de tværgående huller 58d og afgangsåbningerne 58b.

Et skrueformet afstandsstykke 78 er anbragt i passagen 35 58e til frembringelse af en hvirvlende vandstrømning, som fremmer en ensartet og effektiv varmeoverføring til vandet.

O

17 150888

Afstandsstykket 78 er fortrinsvis dannet af en kobberstang med en diameter på 6 mm. Spiralen, der danner afstandsstykket, er filet flad på steder 78a, så der er plads til holdeklemmer 80, som er fastgjort 5 til det indre legeme. En kombineret ældningsbehandling (hærdning) af chromkobberet og spændingsudløsning i det svejsede rustfaste stål sker ved en temperatur på 480°C i mindst 2 timer i en beskyttet atmosfære.

Kølelegemet maskinbearbejdes derefter og trykprøves.

10 Kølevand ledes gennem tilgangsåbningerne 58a, hullerne 58c og 58d og den spiralformede strømningsvej, som dannes af passagen 58e og afstandsstykket 78, til afgangsåbningerne 58b. Vandet har typisk en temperatur mellem 27 og 32°C ved tilgangsåbningerne, og det opvarmes 15 ca. 6 til 11°C under dets passage gennem kølelegemet. Den gennemstrømmende vandmængde er typisk ca. 8,4 liter pr. kg størknet strengmateriale i støbezonen pr. minut. En typisk strømningsmængde er 95 liter pr. minut. Den korrekte vandtemperatur begrænses ved den 20 nederste ende af kondensation af vanddamp. På fugtige dage kan kondensation optræde ved 21°C eller mindre, men sædvanligvis ikke ved temperaturer over 27°C. Vandtemperaturer over 50°C foretrækkes i reglen ikke. Det bemærkes, at tilgangs- og afgangsåbningerne kan vendes, dvs. at 25 vandet kan tilføres til den ydre ring af huller 58b og bortledes fra den indre ring af huller 58a uden nogen nævneværdig nedsættelse af kølelegemets ydelse. Afstanden mellem foringen og den inderste ring af huller er imidlertid en faktor, som påvirker effektiviteten af 30 varmeoverføringen fra støbeemnet til vandet. For en streng 12 med en tykkelse på 19 mm er afstanden typisk ca. 16 mm. Herved kan det indre legeme 66 udbores til støbning af en 25 mm tyk streng, og der kan anvendes en passende dimensioneret udvendig isolator 56. Generelt 35 kan det siges, at den foran beskrevne form har en afkølingshastighed, som er høj i forhold til afkølingshastigheden ved konventionelle vandkappekølere ved støbning i afkølede forme i lukkede systemer.

O

150888 18

Den udvendige isoleringsbøsning 56 i apparatet ifølge opfindelsen sikrer, at matricen har ensartede dimensioner i støbezonen og hindrer en for stor udadgående ekspansion af matricen under zonen (paddehat-5 dannelse), som kan føre til afbrydelse af støbningen, igangsætningsfejl eller overfladefejl. Bøsningen 56 er også vigtig derved, at den skaber en stejl aksial matrice-temperaturgradient umiddelbart under støbezonen. Uden bøsningen 56 ville der f.eks. forekomme en skarp tempe-10 raturgradient, hvor matricen går ind i kølelegemet, hvilket ville bevirke, at den nederste del 48a af matricen danner en paddehatformet støbehud. Det udvidede parti kan ikke trækkes ind i kølelegemet forbi støbezonen. Det kiler sig fast, brækkes af fra støbeemnet og kan forblive på 15 stedet, medens støbningen fortsætter. Et sådant fastkilet stykke kan resultere i, at strengen får en overflade af dårlig kvalitet, eller at den afbrydes. Bøsningen 56 eliminerer dette problem ved mekanisk at begrænse matricens udadgående ekspansion umiddelbart under støbezonen 20 52. Den isolerer også i vid udstrækning matricen fra køle legemet, så der fremkommer en jævn termisk gradient i matricen over det område, som strækker sig fra undersiden 50a af kølelegemet til noget under den nederste kant af støbezonen 52.

25 Bøsningen 56 består af et ildfast materiale, som har en forholdsvis lille varmeudvidelseskoefficient, forholdsvis lav porøsitet og god modstandsevne mod termiske chok. Den lave varmeudvidelseskoefficient begrænser det udadgående radiale tryk, som bøsningen frembringer 30 på kølelegemet, og kølelegemet indespærrer grafitmatricen, således at der opretholdes en i hovedsagen ensartet indvendig diameter i den. Den lave varmeudvidelseskoeff icient bevirker også, at bøsningen 56 let kan aftages fra kølelegemet ved ensartet opvarmning af formen 35 til 120°C. Et egnet materiale til bøsningen 56 er støbt siliciumglas (SiC^)/ som kan maskinbearbejdes.

150888

O

19 Bøsningen 56 strækker sig vertikalt fra en nederste endeflade 56a, som flugter med undersiden 50a af kølelegemet/ og op til en øvre endeflade 56b, der ligger noget over den underste kant af støbezonen. Ved 5 fremstilling af en 19 mm tyk messingstang har en bøsning med en vægtykkelse på ca. 6 mm og en længde på 35 mm vist sig at give tilfredsstillende resultater.

I praksis har det vist sig, at metaldampe trænger ind mellem den indvendige isoleringsbøsning 56 og ned-10 drejningen 50d og kondenserer og binder ringen til kølelegemet, således at den er vanskelig at fjerne. En tynd mellemlægsfolie 82 af stål, som er anbragt mellem ringen og boringen, løser dette problem. Bøsningen og folien holdes i neddrejningen ved hjælp af en speciel 15 termisk pasning, dvs. en pasning, som tillader let samling og adskillelse, når bøsningen og kølelegemet opvarmes til 205°C.

Fig. 9 og 10 viser alternative arrangementer, som sikrer, at støbningen sker i en del af matricen, hvor 20 dimensionerne er konstante, og at ekspansion af matricen under støbezonen er under kontrol. Fig. 9 viser en matrice 48", som er udformet identisk med matricen 48, bortset fra at dens fremspringende nederste ende 48a' har en konisk indervæg, som udvider sig 25 opad. Koniciteten er valgt således, at der fås en i hovedsagen konstant indvendig diameter, når matricedelen udvider sig i smelten. Denne konstruktion er imidlertid vanskelig at fremstille. I praksis er det desuden også nødvendigt at anvende bøsningen 56 (vist med stiplede linier) 30 sammen med matricen 48' for at opnå en høj produktionshastighed og en støbning af god kvalitet.

Fig. 10 viser en indvendig isolator 84, som er indskudt i en matrice 48", som er udformet som matricen 48, bortset fra at den ender i flugt med 35 kølelegemets underside 50a. Den indvendige isolator 84 er fremstillet af ildfast materiale, som ikke reagerer 20 150888

O

med smeltet metal, og som har en forholdsvis lav varmeudvidelseskoefficient, så den ikke deformerer kølelegemet. Den nederste ende af isolatoren 84 strækker sig lidt ud forbi den nederste ende af matricen 48” 5 og kølelegemet, og den har her en større udvendig diameter, således at der er dannet en skulder 84', der har samme funktion som skulderen eller trinnet 54 på matricen 48. Den øverste ende skal være anbragt nær ved den nederste ende af støbezonen, sædvan-10 ligvis 12 mm under den øverste kant af bøsningen 56.

Hvis den øverste ende af isolatoren strækker sig for højt op i forhold til den udvendige isolator, vil strengen støbes ind mod isolatoren, så der fremkommer indhak i den. Lysningsdiameteren af den indvendige isolator er 15 også afgørende, især ved start, under et ophold i støbningen eller under standsning, fordi smelten begynder at størkne på indersiden af isolatoren 84. For at hindre afbrydelse af støbningen må indersiden af isolatoren 84 være glat og konisk, så den udvider sig opad.

20 'Ligesom ved matricen 48' benyttes den udvendige isolator eller bøsning 56 i forbindelse med den indvendige isolator 84 for at formindske de foran nævnte vanskeligheder.

Som det bedst ses i fig. 4-6, omslutter en isoleringshætte 88 kølelegemet for at beskytte det mod 25 smelten. Undersiden af hætten har i hovedsagen samme udstrækning som undersiden 50a af kølelegemet og monteringsflangen 64. Hætten 88 kan bestå af et passende ildfast materiale såsom støbt silica. Hætten tillader neddypning af formen i smelten til en ønsket forud valgt dybde.

30 Selvom neddypning til et niveau under støbezonen er anvendelig, er den ekstremt høje produktionshastighed til dels resultatet af en relativ dyb neddypning, i det mindste til støbezonens niveau og fortrinsvis til midten af kølelegemet. En fordel ved denne dybe neddypning er, 35 at tilførslen af smelte til støbeemnets flydende kerne i støbezonen herved lettes.

21

O

150888

Et dampskjold 89 og pakninger 90 er anbragt i mellemrummene mellem hætten og kølelegemet nær matricen for at hindre smelten og dampe i at trænge ind i mellemrummet og for yderligere at varmeisolere køle-5 legemet. Pakningerne er fortrinsvis tre eller fire ringformede lag af det førnævnte ildfaste fiberraateriale "Fiberfrax", medens dampskjoldet fortrinsvis er en skive af molybdænfolie indskudt mellem pakningerne 90. Skjoldet 89 og pakningerne 90 strækker sig fra matricens forlængelse 10 48a ud til omkredsen af kølelegemet. Den samlede tykkelse af disse lag er tilstrækkelig til at sammenpresse kølelegemets underside 50a og endefladen af hætten 88 fast mod hinanden. I reglen er den samlede tykkelse ca. 6 mm.

Strengtrækningen kan hensigtsmæssigt udføres med 15 trækkemaskinen 22. Strenge af høj kvalitet kan støbes med exceptionelt store hastigheder ved anvendelse af formeii 18 i forbindelse med et cyclisk program af frem- og tilbagegående arbejdsslag. Fremadslagene er karakteristiske ved en høj fremadgående hastighed og en lang slaglængde 20 (fig. 8). Returslagene er karakteristiske ved forholdsvis korte slaglængder. Både de fremadgående slag og returslagene er karakteristiske ved høje accelerationer, typisk større end tyngdekraftens acceleration (1 g). Ved en foretrukken udførelsesform for fremgangsmåden fore-25 kommer en hvileperiode (ingen bevægelse af drivhjulene) efter returslaget. Returslaget og hvileperioden bevirker, at der opnås en "helingstid" for den nye hud af størknet metal, som dannes nærmest matricen. Fremadslagene fremfører støbeemnet og tilfører matricens størkningszone 30 frisk smeltet metal. Undertiden benyttes en hvileperiode efter fremadslaget for at hindre foldning i størkningszonen under returslaget.

Frekvensen af denne cyklus er forholdsvis lav, mindre end 200 cykler pr. minut og fortrinsvis i området 35 mellem 60 og 300 cykler pr. minut. Højere frekvenser har ført til brud på strengen. En vigtig fordel ved opfindelsen

O

22 150888 er, at det er muligt at opnå trækkehastigheder, som er mere end 10 gange større end i konventionelle lukkede formsystemer til støbning af legeringer. Udtrykt i en nettotrækkehastighed er det ved opfindelsen 5 blevet muligt ved industriel fremstilling at opnå produktionshastigheder på mellem 200 og 1000 cm pr. minut afhængigt af legeringen, strengdimensionen og andre variable størrelser.

Eksempelvis kan anføres, at typiske kontrollable 10 parametre for trækkeprocessen kan have følgende værdier ved fremstilling af en 19 mm tyk messingstang med en nettotrækkehastighed større end 250 cm pr. minut.

Varigheden af fremadslag er typisk ca. 0,3 sekunder. Fremadslaget har følgelig en længde på mellem 2,5 og 15 3,7 cm. Sædvanligvis er lange fremadgående slag ønskelige.

Hastigheden af returslaget er typisk 15 mm pr. sekund med en varighed på 0,15 sekund, hvilket giver et returslag på ca. 2,25 mm. Accelerationen i fremadgående retning er mellem 1 til 2 g, og accelerationen under retur-20 slaget ligger mellem 1 1/2 og 5 g. Hvileperioden under fremadslaget udelades ofte. Hvileperioden under returslag er typisk 0,2 sekunder. Tidligere ville denne høje fremadgående hastighed og det lange fremadgående arbejds-slag sandsynligvis medføre brud på strengen. En vigtig 25 fordel ved opfindelsen er, at formen 18 tillader lange fremadgående arbejdsslag.med stor hastighed, uden at der sker brud på støbeemnet. Endvidere viser det sig, at den høje fremadgående hastighed har betydning ved at hindre zink i at "løbe ned" langs matricen, hvilket vil 30 kunne forårsage overfladefejl på emnet.

I en typisk arbejdsoperation fyldes støbeovnen 14 med en smeltet legering. En stiv stang af rustfast stål benyttes til start af støbningen. En stålbolt skrues ind i den nederste ende af stangen. Stangen har samme dimen-35 sioner som strengen, der skal støbes, f.eks. en diameter på 19 mm, således at stangen kan føres ned gennem formen og kan bringes i indgreb med trækkemaskinen 22.

23 150888

O

Når formen føres ind i smelten, dækker en kegle 92 af materiale, som ikke forurener smelten, der skal udstøbes, fortrinsvis massiv grafit, matricedelen 48a (eller en ildfast forlængelse af matricen såsom den 5 indvendige isolator 84). Endnu en kegle 94 af en legering, som ikke forurener smelten, i reglen kobber, dækker den nederste ende af hætten 88. Keglerne gennemtrænger belægningen og skummet på overfladen af smelten og nedsætter mængden af fremmede partikler, som opfanges under køle-10 legemet og i matricen. Smelten opløser keglen 94, og bolten i stangen, der benyttes til start, skubber den mindste grafitkegle 92 bort fra matricen, og den flyder til side.

En fordel ved den foretrukne udførelsesform for opfindelsen, hvor der anvendes en fremspringende matricedel 48a, er, 15 at den kan bære og lokalisere den mindre grafitkegle 92 ved indsætningen i smelten. For at fungere rigtigt skal overfladen på den største kegle 94 danne en vinkel på 45° eller mindre med lodret retning.

Efter at grafitkeglen 92 er skudt bort, befinder 20 bolten sig i smelten, og denne størkner på bolten. Under start og efter at strengene er ført tilstrækkelig langt op over drivhjulene 44, afskæres strengen under bolten, og strengene styres hen på bommene 24,24'. Før stængerne, der benyttes til start, anbringes i en lagerreol, så de 25 kan genbruges, fjernes den korte længde af støbemateriale og stålbolten. I en alternativ udførelsesform for stangen, der benyttes til start af støbningen, bruges en kort længde af en stiv stang af rustfast stål, som er fastgjort til et bøjeligt kabel, der på grund af sin 30 bøjelighed kan føres direkte ind på bommen 24. Udtrækningsmaskinen bringes så op på en hastighed, hvor støbningen kan begynde. Mellem udskiftninger eller under midlertidig afbrydelser, f.eks. for udskiftning af en spole, standses og fastklemmes strengen. Støbningen genoptages simpelt hen 35 ved, at tilspændingen af strengen udløses, og maskinen bringes op på fuld hastighed.

150888 0 24

Under udtrækningen af strengen 12 trækker de fremadgående arbejdsslag det størknede sfcøbeemne, som er dannet i støbe- eller størkningszonen, opad, så smelten kommer ud for den afkølede matrice, som hurtigt 5 danner en hud på denne sidst frilagte matriceoverflade. Returslagene og hvileperioderne tillader den nye hud at hærdne og at binde til det tidligere dannede støbeemne.

Som følge af den store afkølingshastighed i kølelegemet og den stejle temperaturgradient, som frembringes ved yder-10 siden af isolatoren 56, sker størkningen meget hurtigt over en forholdsvis kort længde af matricen. Som tidligere anført er typiske smeltetemperaturer for oxygenfri kobber og kobberlegeringer af størrelsesordenen 1065 til 1250°C. Isolatorerne 56 og/eller 84 isolerer smelten fra køle-15 legemet og holder smelten under støbezonen på en temperatur i nærheden af temperaturen af smelten i ovnen, og i nærheden af den øverste kant af isolatoren falder temperaturen i smelten hurtigt. Ved støbning af en stang med en tykkelse på 19 mm med en hastighed over 250 cm/minut har støbezonen 20 en udstrækning i længderetning på mellem 2,5 og 3,7 cm.

Ved toppen af støbezonen er strengen fast. Skønnede gennemsnitstemperaturer i størkningszonen er for støbninger af messing mellem 900 og 950°C. En typisk temperatur, når messingstøbningen forlader formen, er 815°C.

25 Ved den øverste ende af formen er der et spillerum rundt om strengen, som sikrer tilstedeværelsen af oxygen eller en vanddampmættet atmosfære til afbrænding af zinkdampe, før de kondenserer og strømmer ned i støbezonen. Strengen, som fremstilles på denne måde, er af usædvanlig god kvalitet.

30 Strengen er karakteristisk ved fin kornstørrelse og dendrit-struktur, god trækstyrke og god sejhed.

I det foregående er beskrevet en form af simpel og billig konstruktion og en trækkeproces til anvendelse i forbindelse med formen, som kan anvendes til kontinuer-35 lig fremstilling med stor hastighed af metalstrenge af høj kvalitet, især messing, ved usædvanligt store hastig-

O

25 150888 heder. Apparatet og fremgangsmåden ifølge opfindelsen løser de mange alvorlige problemer i forbindelse med støbningen såsom ekstreme temperaturer og temperaturforskelle, metaldampe og vanddampe, fremmede par-5 tikler i støbeovnen og forskelle i varmeudvidelses- koefficienter for materialerne, som danner formen.

Selv om opfindelsen er beskrevet i forbindelse med foretrukne udførelsesformer, vil det forstås, at der kan udføres forskellige modifikationer og variationer.

10 F.eks. kan matricen 48 i stedet for som beskrevet at strække sig over hele længden af kølelegemet 50 ved mange anvendelser strække sig blot et kort stykke op over støbezonen. Kølelegemet kan ligeledes antage mange forskellige former og have forskellige dimensioner.

Claims (4)

1. Fremgangsmåde til støbning af en metalstreng (12) fra en metalsmelte (14), hvor det smeltede metal ved cykliske frem- og tilhagegående bevægelser af den størknede 5 streng udtrækkes trinvis fra smelten (14) gennem en delvis i smelten nedsænket matrice (48) , som i det mindste delvis er omgivet af et kølelegeme (50) til i hvert fald partiel afkøling af matricen (48) til dannelse af en størkningsfront (52a) inde i matricen, kendetegnet 10 ved, at en del af matricen (48) isoleres mod kølevirkningen fra kølelegemet (50) ved hjælp af en ildfast isoleringsbøsning (56), der strækker sig fra endefladen (50a) af kølelegemet til støbezonens (52) nederste kantparti, idet kølelegemet (50) nedsænkes således i smelten (14), at isoleringsbøsningen 15 (56) kommer ned under smeltens (14) overflade.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et kølemedium cirkuleres således gennem kølelegemet (50) til et sted lige over toppen af isoleringsbøsningen (56), at størkning af smelten (14) til en streng (12) igang- 20 sættes i den del af matricen (48), som dækkes af isoleringsbøs ningen (56), og smelten størkner fuldstændigt i en streng i en del af matricen (48) oven.over isoleringsbøsningen (56).

3. Støbemaskine til kontinuerlig hurtigstøbning af metalstrenge (12) fra en smelte (14) ved fremgangsmåden 25 ifølge krav 1, og med en i hovedsagen rørformet matrice (48), hvis ene ende (48a) er beregnet til at nedsænkes i smelten (14), samt med et kølelegeme (50), som omgiver og afkøler matricen (48) til dannelse af en størkningsfront (52a) i en støbezone (52) i matricen (48) i afstand 30 fra den i smelten nedsænkelige ende (48a), kendetegnet ved, at en ildfast, isolerende bøsning (56) er anbragt i en fordybning (50d) i kølelegemets (50) ene endeflade (50a) og omgiver matricen (48) over en strækning fra den nævnte ende (50a) af kølelegemet (50) og i hovedsagen QC hen til den nederste kant af støbezonen (52). O 150888

4. Støbemaskine ifølge krav 3, kendetegnet ved, at isoleringsbøsningens (56) ildfaste materiale har en lav varmeudvidelseskoefficient, lav porøsitet og stor modstand mod termiske chok.