ES2222006T3 - Instalacion de fundicion en coquilla a baja presion. - Google Patents

Abstract

EL EQUIPO DE FUNDICION DE COQUILLAS DE BAJA PRESION MUESTRA UN ARMAZON (10) QUE FIJA EL EJE DE GIRO (20). EN AMBAS MESAS DE GIRO (16,18) APOYADAS EN EL ARMAZON (10) SE DISPONE RESPECTIVAMENTE DE UN MANIPULADOR (46). CADA UNA DE LAS MESAS DE GIRO (16,18) ESTA COORDINADA CON UN ACCIONAMIENTO DE GIRO (30,32) PROPIO, CON LO CUAL LOS MANIPULADORES (46) PUEDEN SER GIRADOS INDEPENDIENTEMENTE UNO DE OTRO, ALREDEDOR DEL EJE DE GIRO (20) HACIA LAS ESTACIONES DE TRABAJO (70).

Description

Instalación de fundición en coquilla a baja presión.

La presente invención se refiere a una instalación de fundición en coquilla a baja presión según el preámbulo de la reivindicación 1.

Una instalación de fundición de este tipo se publica en el documento EP-A-0 398 168. Presenta un bastidor en forma de pórtico, en el que está montada una mesa giratoria de forma libremente giratoria. En él está montado un saliente de dos brazos, en cuyos extremos libres está dispuesto, respectivamente, un manipulador para la manipulación de las coquillas. A lo largo de la trayectoria común de movimiento de los dos manipuladores, alrededor del eje de giro determinado por la mesa giratoria, están dispuestos de una manera consecutiva, vistos en el sentido de giro de la mesa giratoria, una estalación de inserción del núcleo, una estación de fundición con un horno de fundición, una estación de extracción así como una estación de acabado. La estación de inserción del núcleo y la estación de extracción se encuentran diametralmente opuestas entre sí, lo mismo que la estación de fundición y la estación de acabado. Un accionamiento, que colabora con la mesa giratoria a través de un engranaje de indexación, mueve durante un ciclo de trabajo los manipuladores diametralmente opuestos de la serie hacia cada una de las estaciones de trabajo mencionadas, siendo idénticos los ciclos de trabajo de los dos manipuladores, pero estando desplazados medio ciclo entre sí.

La inserción de los núcleos y el proceso de fundición son operaciones de larga duración con relación a la extracción de las piezas fundidas y con relación a la inmersión de las coquillas en un baño de acabado. El manipulador que se encuentra, respectivamente, en la estación de extracción o en la estación de acabado, solamente se puede girar adicionalmente hacia la siguiente estación de trabajo cuando ha terminado la operación de inserción del núcleo o bien el proceso de fundición. Esto conduce a tiempos de ciclo considerables.

En la instalación de fundición conocida, a la estación de extracción está asociada una estación de servicio para la limpieza por chorreado de las partes de la coquilla. Si debe limpiarse ahora una coquilla después de un número determinado de ciclos de trabajo, entonces el otro manipulador permanece parado durante el tiempo de limpieza en la estación de inserción del núcleo. Durante este tiempo no se lleva a cabo ninguna producción.

Se conoce por el documento US-A-5.205.341 una instalación de fundición en coquilla a baja presión, en la que en una columna vertical están montados de forma giratoria dos brazos que llevan, respectivamente, un manipulador para las coquillas. Cada brazo presenta un accionamiento giratorio propio, para mover los dos manipuladores de una manera independiente entre sí alrededor de la columna vertical.

Por lo tanto, un cometido de la presente invención es crear una instalación de función en coquilla a baja presión, que posibilita una producción elevada.

Este cometido se soluciona con una instalación de fundición en coquilla a baja presión del tipo indicado al principio, que presenta las características de la parte de caracterización de la reivindicación 1.

La instalación de fundición en coquilla a baja presión según la invención posibilita tiempos de ciclo cortos, puesto que las operaciones de larga duración pueden ser realizadas al mismo tiempo en dos estaciones de trabajo.

En una forma de configuración especialmente preferida de la instalación de fundición según la invención de acuerdo con la reivindicación 2, se puede continuar la producción con uno de los manipuladores, mientras que el otro manipulador se encuentra en la estación de servicio.

Otras formas de realización especialmente preferidas del objeto de la invención están indicadas en las reivindicaciones dependientes.

A continuación se explica la invención en detalle con la ayuda de un ejemplo de realización mostrado en la figura. Se muestra esquemáticamente lo siguiente:

La figura 1 muestra una instalación de fundición en coquilla a baja presión en una vista según la flecha I de la figura 2, donde no se muestra para mayor claridad la estación de servicio.

La figura 2 muestra en una vista en planta superior la instalación de fundición mostrada en la figura 1.

La figura 3 muestra en una sección axial una parte de la instalación de fundición mostrada en las figuras 1 y 2.

La figura 4 muestra una parte de la instalación de fundición mostrada en las figuras 1 a 3 con uno de los manipuladores en la posición de fundición sobre el horno de fundición.

La figura 5 muestra una parte de la instalación de fundición mostrada en las figuras 1 a 3 con uno de los manipuladores en la estación de extracción.

La figura 6 muestra una parte de la instalación de fundición mostrada en las figuras 1 a 3 con uno de los manipuladores en la estación de acabado.

La figura 7 muestra una parte de la instalación de fundición mostrada en las figuras 1 a 3 con uno de los manipuladores en la estación de inserción del núcleo; y

La figura 8 muestra una parte de la instalación de fundición mostrada en las figuras 1 a 3 con uno de los manipuladores en la estación de servicio.

La instalación de fundición en coquilla a baja presión mostrada en las figuras presenta un bastidor 10 en forma de pórtico con cuatro columnas verticales 11, apoyadas en el fondo de la instalación de fundición, que están unidas entre sí en el extremo superior por medio de soportes longitudinales y de traviesas 12, 12'. En los soportes longitudinales 12 está fijada una placa de soporte horizontal 14, sobre la que están dispuestas dos mesas giratorias 16, 18. El eje de giro común, que se extiende en la dirección vertical, de las dos mesas giratorias 16, 18 colocadas superpuestas está designado con el número 20.

Coaxialmente al eje de giro 20 se asienta sobre la placa de soporte 14, sobre su lado frontal, un primer cojinete de bolas axiales 22, sobre el que está dispuesta, por otra parte, la mesa giratoria inferior 16 en forma de anillo -ver especialmente la figura 3. Sobre éste se asienta igualmente coaxial al eje de giro 20 un segundo cojinete de bolas axiales 24 configurado de la misma manera, sobre el que está dispuesta la mesa giratoria superior 18. El anillo 22' radialmente exterior, conectado fijamente con la mesa giratoria inferior 16, del primer cojinete de bolas axiales así como el anillo 24' radialmente exterior, conectado fijamente con la mesa giratoria superior 18, del segundo cojinete de bolas axiales 24 están provistos con un dentado frontal circundante 26, con el que engrana un piñón 28 de un accionamiento giratorio 30 y 32 asociado. Cada uno de los accionamientos giratorios 30, 32 presenta un motor eléctrico fijado en el bastidor 10, accionado por una instalación de control 34, con un engranaje de indexación, sobre cuyo árbol de salida se asienta el piñón 28 respectivo.

La placa de soporte 14 presenta un paso 36 de forma circular, que está atravesado con juego por un tubo de soporte 38', coaxial al eje de giro 20, de un primer elemento de soporte 38. Este tubo de soporte 38' está fijado por el extremo superior en la mesa giratoria inferior 16 en su borde radialmente interior. Dentro de este tubo de soporte 38' está dispuesto coaxialmente, igualmente con juego, otro tubo de soporte 40' de otro elemento de soporte 40. Éste está fijado con su lado frontal superior en la mesa giratoria superior 18. Los dos tubos de soporte 38', 40' terminan en un plano horizontal debajo de los soportes longitudinales 12 y presentan, respectivamente, una escotadura desplazada hacia atrás en dirección hacia arriba. En el lado frontal de los segmentos de tubo 38'' y 40'' está fijado, respectivamente, un saliente 44 que se distancia hacia fuera en dirección radial y que presenta dos perfiles de soporte paralelos. En la zona extrema radial de cada uno de estos dos salientes 44 está dispuesto un manipulador 46 de la misma estructura, ver especialmente la figura 1. Las escotaduras están configuradas de tal forma que los dos manipuladores 46 pueden girar alrededor del eje de giro 20 relativamente entre sí de aproximadamente 80º a aproximadamente 280º.

Como se puede deducir adicionalmente a partir de la figura 3, sobre la mesa giratoria superior 18 se asienta un orificio de paso giratorio 48 para la conexión de los conductos de control y de alimentación, que proceden desde la instalación de control 34, con los manipuladores 46. Para la conexión entre la parte fija en el plato giratorio del orificio de paso giratorio 48 con el manipulador 66 dispuesto en el tubo de soporte interior 40' se pueden utilizar conductos rígidos, en cambio para la conexión con el otro manipulador se pueden prever conductos flexibles, que pueden recibir la posición giratoria diferente recíproca.

A la misma distancia del eje de giro 20 está dispuesto de manera ascendente y descendente en sentido vertical en cada uno de los salientes 44 un perfil de soporte 50 del manipulador 46, que se extiende en sentido vertical. En el extremo inferior del perfil de soporte 50 está montado un perfil de carril 52 de forma giratoria alrededor de un eje 54, que se extiende en la dirección tangencial con respecto al eje de giro 20. El perfil de carril 52 es giratorio por medio de un accionamiento correspondiente alrededor del eje 54 desde una posición, que se extiende en la dirección horizontal, a una posición que se extiende en sentido vertical y de nuevo de retorno. En el perfil de carril 52 está dispuesto fijamente, por una parte, un órgano de soporte 56 del tipo de saliente y, por otra parte, un carro 58 está montado sobre el órgano de soporte 56 de manera que se puede desplazar hacia y desde éste. En el órgano de soporte 56 y en el carro 58 están montados soportes 62 de forma giratoria alrededor de ejes de giro 60 paralelos al eje 54, que llevan en sus extremos libres, respectivamente, una parte 64, 64' de una coquilla 66. En la posición de trabajo, los soportes 62 están alineados entre sí con sus extremos libres y se extienden paralelamente al perfil de carril 52. En la posición cerrada, en este caso, las partes 64, 64' de la coquilla se apoyan entre sí en el lado delantero, como sucede en la figura 1 en el manipulador 46 mostrado a la izquierda. En el manipulador mostrado a la derecha, las partes 64, 64' de la coquilla se encuentran en una posición abierta distanciada entre sí; esta posición se conseguiría a través del movimiento del carro 58 fuera del perfil de soporte 50.

La distancia de los ejes 54 con respecto al eje de giro 20 es de la misma magnitud y se designa con R en la figura 1. Por lo tanto, los manipuladores 46 se pueden mover a lo largo de un eje de giro 68 -ver la figura 2- alrededor del eje de giro 20 hacia estaciones de trabajo 70. Se entiende por sí mismo que estas estaciones de trabajo 70 están dispuestas a lo largo del circuito de giro 68 unas detrás de otras en el sentido circunferencial.

En la parte derecha de la figura 1 se representa una estación de inserción del núcleo 72 y a la izquierda una estación de fundición 74. Como se deduce a partir de la figura 2, estas dos estaciones 72, 74 están dispuestas en un ángulo de aproximadamente 160º con respecto al eje de giro 20. La estación de fundición 74 presenta un horno de fundición 76 de tipo de construcción conocido con un tubo ascendente 80 que desemboca en una boca de fundición 78 que está dispuesta por encima del horno de fundición 76.

Vista en el sentido de giro D, a la estación de fundición 74 sigue una estación de extracción 82 con un transportador de desplazamiento 84 para las piezas fundidas que son expulsadas desde la coquilla 66 y luego una estación de acabado 86 con un baño de acabado 88. La estación de extracción 82 está dispuesta en un ángulo de aproximadamente 80º con respecto a la estación de fundición 74 y la estación de acabado 86 está dispuesta en un ángulo de aproximadamente 80º con respecto a la estación de inserción del núcleo 72.

Entre la estación de inserción del núcleo 72 y la estación de fundición 74 está dispuesta en el centro una estación de servicio 90 sobre el lado alejado de la estación de extracción y la estación de acabado 82, 86. Esta estación de servicio presenta una instalación de chorreado 94, que se puede desplazar sobre carriles 92 que se extienden en ángulo recto con respecto a una radial 90', para la limpieza por chorreado de las partes 64, 64' de la coquilla. En la figura 2, la instalación de chorreado 94 se encuentra en la posición de trabajo. Si se desplaza desde esta posición en la dirección de la flecha A a una posición de reposo, se crea acceso en todos los casos para un cambio de la coquilla. El cambio de la coquilla se puede realizar manualmente o también por medio de una instalación de cambio de coquilla no mostrado.

Con relación a la estructura y al modo de funcionamiento de los manipuladores 46 y de las estaciones de trabajo se remite al documento EP-A-0 398 168.

Puesto que, como se describe anteriormente con relación a la figura 3, los dos manipuladores 46 se pueden girar relativamente entre sí entre aproximadamente 80 y 280º alrededor del eje de giro 20, se pueden encontrar al mismo tiempo en estaciones de trabajo 70 adyacentes, con la excepción de la estación de extracción 82 y la estación de acabado 86.

A continuación se explica en detalle el modo de funcionamiento de la instalación de fundición en coquilla a baja presión mostrada en las figuras 1 a 3 con la ayuda de las figuras 4 a 8. En la figura 4, uno de los manipuladores 64 se encuentra en la posición de fundición, donde las partes 64, 64' de la coquilla, llevadas a la posición cerrada, están rebajadas sobre la boca de fundición 78, como se muestra en la parte izquierda de la figura 3. El perfil de carril 52 se encuentra en este caso en posición radial. A través de la elevación de la presión en el volumen de gas en el interior del horno de fundición 76 por encima de la colada, ésta es transportada a través del tubo vertical 80 y a través de la boca de fundición 78 hasta la coquilla 68. Al término del proceso de fundición se levanta la coquilla fuera de la boca de fundición 78 a través de la elevación del perfil de soporte 50 y se lleva hacia la estación de extracción 82 a través del accionamiento de la mesa giratoria 16 y 18, respectivamente, asociada. Como se muestra en la figura 5, las dos partes 64, 64' de la coquilla son separadas una de la otra a través del desplazamiento del carro 58 a la posición abierta. A través de la activación de elementos de expulsión 96, se expulsan las piezas de fundición desde la parte 64, 64' respectiva de la coquilla, que caen sobre el transportador de desplazamiento 84, por ejemplo una cinta transportadora.

A continuación se gira el manipulador 46 sobre el baño de acabado 88 y se baja. En este caso, cuando el carro 58 se encuentra en la posición abierta, se giran los soportes 62 alrededor de los ejes de giro 60 90º a una posición, en la que apuntan fuera del perfil de carril 52, con lo que las partes 64, 64' de la coquilla se sumergen en el baño de acabado 88, evitando la formación de un colchón de aire en las escotaduras de las partes 64, 64' de la coquilla, como se muestra en la figura 6. Después de la inmersión de corta duración, se eleva de nuevo el manipulador y se giran los soportes 62 de retorno a la posición de trabajo alineada entre sí.

A través de un nuevo giro del manipulador 46 alrededor del eje de giro 20, llega a la estación de inserción del núcleo 72. Para posibilitar una inserción sencilla y limpia de los núcleos, se gira el perfil de carril 52 alrededor del eje 54 a una posición vertical, apoyándose el extremo anteriormente interior del perfil de carril 52 ahora hacia abajo. Las partes 64, 64' ahora horizontales de la coquilla se colocan de esta manera, vistas en la dirección radial, fuera del perfil de carril 52 y están libremente accesibles. Tan pronto como el núcleo está insertado a través de una persona de manejo o a través de un aparato automático de inserción del núcleo en la parte inferior 64 de la coquilla, se cierra la coquilla a través del desplazamiento del carro 58 sobre el órgano de soporte 56. Por medio del giro opuesto del perfil de carril 52 alrededor del eje 54 y del giro del manipulador 64 hacia la estación de fundición 74 se termina un ciclo de trabajo.

Puesto que los dos manipuladores 46 se pueden mover de una manera independiente entre sí alrededor del eje de giro 20, éstos se pueden encontrar al mismo tiempo en la estación de inserción del núcleo y en la estación de fundición 74. Los procesos en estas dos estaciones de trabajo 70 necesitan un tiempo esencialmente más largo que la expulsión de las piezas de fundición en la estación de extracción 82 y que la inmersión de las partes 64, 64' de la coquilla en el baño de acabado 88. Si uno de los manipuladores se encuentra en la estación de inserción del núcleo 72, el otro manipulador 46 se puede mover, después de la terminación del proceso de fundición, desde la estación de fundición 74 hacia la estación de extracción 82 y luego hacia la estación de acabado 86. Este manipulador 46 se puede girar entonces a la estación de inserción del núcleo 72, cuando el otro manipulador 46 ha abandonado la estación de inserción del núcleo 72 en la dirección de la estación de fundición 74.

Después de un número determinado de ciclos de trabajo, las partes 64, 64' de la coquilla se pueden limpiar, respectivamente, a través de chorreado, por ejemplo con chatarra de latón. Con este fin, se gira el manipulador 46 respectivo a la estación de servicio 90. Mientras las partes 64, 64' de la coquilla son tratadas por medio de la instalación de chorreado 94, continúa la producción por medio del otro manipulador 46 a través de la rotación en el sentido de giro D y en el sentido opuesto al sentido de giro D. Después de la inserción de un núcleo en la coquilla 66 se mueve este manipulador 46 desde la estación de inserción del núcleo 72 en contra del sentido de giro D hacia la estación de fundición 74 y se basa sobre la boca de fundición 78. Al término del proceso de fundición, se gira el manipulador 46 en el sentido de giro D hacia la estación de extracción 82, donde la pieza fundida es expulsada fuera de la coquilla 66 y es alimentada al transportador de desplazamiento 84. Luego se lleva el manipulador 46 hacia la estación de acabado 86 y se desplaza después de la inmersión breve de las partes 64, 64' de la coquilla en el baño de acabado 88 en la estación de inserción del núcleo 72. La coquilla 66 está ahora preparada para otro ciclo de trabajo.

También durante un cambio de las partes 64, 64' de la coquilla se gira el manipulador 46 respectivo a la estación de servicio 90, pudiendo mantenerse la producción de piezas fundidas, durante el desmontaje de las piezas 64, 64' antiguas de la coquilla y durante el montaje de las piezas nuevas de la coquilla, con el otro manipulador 46.

La forma de realización representada de forma esquemática en el dibujo de la instalación de fundición en coquilla a baja presión presenta un tipo de construcción extraordinariamente compacto. Pero la imposibilidad de la colocación simultánea en este caso de los dos manipuladores 46 en la estación de extracción 82 y en la estación de acabado 86 no conduce a una prolongación o sólo a una prolongación poco importante de un ciclo de trabajo, puesto que en estas dos estaciones de trabajo 70, el periodo de tiempo necesario es mucho más corto que en la estación de inserción del núcleo 72 y en la estación de fundición 74.

A través de los engranajes indexados de los dos accionamientos giratorios 30 y 32, la instalación de control 34 conoce la posición de los dos manipuladores 46. De esta manera, se garantiza un control óptimo de tiempo de los ciclos de trabajo evitando el choque de los dos manipuladores 46 o bien sus suspensiones.

Evidentemente, también es concebible distribuir las estaciones de trabajo 70 de una manera uniforme a lo largo del círculo de giro 68 y/o configurar los elementos de soporte 38, 40 de los manipuladores de tal forma que los dos manipuladores 46 se pueden disponer siempre en estaciones de trabajo adyacentes 70.

Evidentemente, también es concebible que el bastidor 10 presente un eje de soporte que se distancia del fondo de la instalación de fundición, en el que están dispuestos de forma giratoria 46 los dos manipuladores. No obstante, esta forma de configuración necesita más espacio que en la configuración del bastidor 10 del tipo de pórtico.

La previsión de una estación de servicio 90, separada de las restantes estaciones de trabajo 70 proporciona, como se ha descrito más arriba, la ventaja de que también mientras uno de los manipuladores 46 se encuentra en la estación de servicio 90, se puede continuar con la producción con el otro manipulador 46. Si se prescinde de esta ventaja, entonces se puede asociar evidentemente la estación de servicio 90, por ejemplo, a la estación de extracción 82.

Claims (5)

1. Instalación de fundición en coquilla a baja presión con un bastidor (10) en forma de pórtico, con al menos una mesa giratoria (16, 18) dispuesta en el bastidor (10) y que define un eje de giro (20), con dos manipuladores (46) dispuestos a la misma distancia (R) del eje de giro (20) en al menos un elemento de soporte (38, 40) para la manipulación de coquillas (66) y con una instalación de accionamiento, que presenta un accionamiento giratorio (30, 32) conectado con la mesa giratoria (16, 18), para el movimiento de los manipuladores (46) a lo largo de su trayectoria de movimiento (68) alrededor del eje de giro (20) hacia estaciones de trabajo (70) que están dispuestas alrededor del eje de giro (20), caracterizada porque el bastidor (10) lleva dos mesas giratorias (16, 18) montadas de forma libremente giratoria, colocadas superpuestas, en las que está fijado, respectivamente, un elemento de soporte (38, 40), asociado a uno de los manipuladores (46), estando configurada de forma anular la inferior de las dos mesas giratorias (16, 18) y estando atravesada de forma libremente giratoria por el elemento de soporte (40) que está fijado en la mesa giratoria superior (18), y el dispositivo de accionamiento presenta dos accionamientos giratorios (30, 32) conectados con un respectiva de las mesas giratorias (16, 18) para el movimiento independiente entre sí de los manipuladores (46) alrededor del eje de giro (20).

2. Instalación de fundición según la reivindicación 1 con una estación de inserción del núcleo (72), una estación de fundición (74) que presenta un horno de fundición (76), una estación de extracción (82) y una estación de acabado (86), que están dispuestas a lo largo de la trayectoria de movimiento (68), y con una estación de servicio (90) para la limpieza por chorreado o substitución de las coquillas (66), caracterizada porque la estación de servicio (90) está dispuesta entre la estación de inserción del núcleo (72) y la estación de fundición (74), sobre el lado alejado de la estación de extracción (82) y de la estación de acabado (86).

3. Instalación de fundición según la reivindicación 2, caracterizada porque la zona giratoria de los manipuladores (46) relativamente entre sí es al menos tan grande que uno de los manipuladores (46) se puede mover en vaivén entre la estación de inserción del núcleo (72) y la estación de fundición (74), mientras que el otro manipulador (46) se encuentra en la estación de servicio (90).

4. Instalación de fundición según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los elementos de soporte (38, 40) presentan tubos (38', 40') dispuestos coaxialmente, fijados en la mesa giratoria (16, 18) asociada, desde los que se distancian salientes (44) con preferencia en el lado frontal y al menos aproximadamente en dirección radial, en cuya zona extrema libre está dispuesto el manipulador (46) respectivo.

5. Instalación de fundición según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la inferior de las mesas giratorias (16) está montada en el bastidor (10) y la superior de las mesas giratorias (18) está montada en la mesa giratoria inferior (16).