ES2238465T3 - Cierre corredizo para colar un baño de metal fundido. - Google Patents

Cierre corredizo para colar un baño de metal fundido.

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ES2238465T3 ES01957934T ES01957934T ES2238465T3 ES 2238465 T3 ES2238465 T3 ES 2238465T3 ES 01957934 T ES01957934 T ES 01957934T ES 01957934 T ES01957934 T ES 01957934T ES 2238465 T3 ES2238465 T3 ES 2238465T3
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Harry Amsler
Wolfgang Muller
Ralf Bock
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Stopinc AG
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
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Abstract

Cierre corredizo para colar un baño de metal fundido para un dispositivo de fundición a presión, con al menos una parte de cierre estacionaria (21, 42, 53) que puede acoplarse a un molde de fundición (15) o similar del dispositivo de fundición a presión, y una placa corrediza (24, 54) móvil respecto a la parte de cierre (21, 42, 53) estacionaria, que puede acoplarse a un tubo de alimentación (11, 12, 62) de un horno de fundición (61) del dispositivo de fundición a presión, estando arriostradas la placa corrediza (24, 54) y la al menos una parte de cierre estacionaria una respecto a otra mediante órganos de resorte (25, 45, 55) u otros medios, caracterizado porque, en el estado acabado de montar en el dispositivo de fundición a presión, los órganos de resorte (25, 45, 55) previstos para el arriostramiento entre la al menos una parte de cierre (21, 42, 53) y la placa corrediza están dispuestos en el cierre corredizo entre el molde de fundición y el tubo de alimentación (11, 12, 62) del hornode fundición (61).

Description

Cierre corredizo para colar un baño de metal fundido.
La invención se refiere a un cierre corredizo para colar un baño de metal fundido, con al menos una parte de cierre estacionaria en un molde de fundición o similar, así como con una placa corrediza móvil respecto a ésta y una unidad de placa refractaria correspondiente.
En un cierre corredizo conocido para un dispositivo de fundición a presión según el documento CH-A-415 972, el tubo de alimentación de un horno de fundición está provisto en el extremo superior de una placa de cubierta que estanqueiza el horno de fundición. En esta placa de cubierta está dispuesto un cierre corredizo con una placa fija, por encima de la misma una placa corrediza y una parte de bloqueo prevista por encima de ésta, en la cual puede colocarse el molde de fundición.
En otro cierre corredizo según el documento DE-A-12 93 962, éste está montado en el lado inferior del molde de fundición. El cierre corredizo consta aquí de una parte de cierre inferior, la placa corrediza y una placa estacionaria que se encuentra por encima de dicha placa corrediza.
En estos cierres corredizos conocidos, la desventaja principal está en que no está garantizada una estanqueidad entre la placa corrediza y la parte que se encuentra por debajo o por encima de la misma, con la que está en contacto por deslizamiento al abrir o cerrar. Por ello, es fácil que entre las mismas entre parte del baño de metal fundido, que generalmente presenta una viscosidad reducida. El baño de metal fundido que entra entre estas placas se solidifica, por regla general, rápidamente, lo cual puede conducir a un bloqueo de la placa corrediza después de pocos movimientos de desplazamiento.
Por el documento DE-A-33 22 542 se conoce también un cierre corredizo con dos placas. En este cierre corredizo, las placas se unen a presión entre sí mediante un cilindro de presión, que actúa mediante el molde de fundición. Esta forma de arriostramiento de las placas corredizas mediante el molde de fundición supone una desventaja, puesto que sobre todo en el caso de moldes de fundición grandes, como se usan, por ejemplo, para la fabricación de bloques de motor, es indeseable un acoplamiento de este tipo del cilindro de medio de presión al molde de fundición, entre otras cosas por el peso difícil de dominar y el tamaño del molde. Además, no puede garantizarse una estanqueización segura entre las placas.
En el documento US-A-5.400.930 está descrito, finalmente, un cierre corredizo, en el que dos placas desplazables una respecto a la otra están dispuestas en una carcasa. Las placas están unidas a presión mediante resortes de una forma representada no detalladamente. La carcasa está dispuesta, a su vez, en otra carcasa, ejerciendo unos resortes una presión hacia arriba de tal forma que la placa superior apriete un manguito de forma estanca contra el recipiente. El recipiente está dispuesto de forma convencional en el lado superior del cierre corredizo. El baño de metal fundido fluye a través del cierre hacia abajo.
La presente invención tiene el objetivo de crear un cierre corredizo que esté configurado de tal forma que resulte un servicio fiable y económico de un dispositivo de fundición a presión o similar en su conjunto, debiendo presentar la placa corrediza o las partes de cierre del mismo una larga vida útil.
Este objetivo se consigue según la invención mediante un cierre corredizo con las características de la reivindicación 1. Unas configuraciones ventajosas de un cierre corredizo según la invención se indican en las reivindicaciones subordinadas.
Con este cierre corredizo según la invención se han creado los requisitos óptimos para un uso económico de un cierre corredizo en un dispositivo de fundición a presión o similar de este tipo. La placa corrediza y las partes de cierre pueden usarse sin intercambio de las mismas para hasta más de cien coladas de baño de metal fundido en el molde de fundición o similar.
En una realización muy ventajosa está previsto un bastidor de carcasa que puede fijarse en el molde de fundición o similar, en el que está fijada una parte de carcasa desmontable, en la que están montados los órganos de resorte y pueden alojarse la parte de cierre estacionaria, así como la placa corrediza. Con esta posibilidad de retirada de la parte de carcasa del bastidor de carcasa puede conseguirse un desmontaje o montaje muy sencillo y rápido del cierre en el molde de fundición.
Para una vida útil máxima posible, la placa corrediza refractaria y la al menos una parte de cierre presentan como componente principal grafito, titanato de aluminio o circón.
Los ejemplos de realización, así como otras ventajas de la invención se explicarán más detalladamente con ayuda del dibujo. Muestra:
la fig. 1, un corte transversal de un cierre corredizo de un dispositivo de fundición a presión según la invención representado en parte;
la fig. 2, una vista en planta desde arriba del cierre corredizo según la fig. 1;
la fig. 3, un corte longitudinal del cierre corredizo según la fig. 1;
la fig. 4, un corte transversal parcial de un cierre corredizo, y
la fig. 5, un corte longitudinal de otra variante de un cierre corredizo.
Las fig. 1 a fig. 3 muestran un cierre corredizo 20, que sirve para abrir y cerrar un orificio pasante 13, 14. El cierre corredizo 20 presenta una parte de cierre 21, 22 estacionaria superior e inferior, así como una placa corrediza 24 móvil entre éstas, estando hechas estas partes, que entran en contacto con el baño de metal fundido, de un material refractario.
De un dispositivo de fundición a presión, que sirve preferiblemente para la colada en sifón de una aleación de metal ligero, está representado en parte el extremo superior de un tubo de alimentación 11, 12 de un horno de fundición, a través del cual el baño de metal fundido se transporta hacia arriba a un molde de fundición 15 representado en parte, estando previsto para ello un orificio pasante 13, 14, respectivamente, y estando dispuesto entre el tubo de alimentación 11, 12 y el molde de fundición 15 el cierre corredizo 20 con la parte de cierre 21 y la placa corrediza 24.
Mediante los órganos de resorte 25, la placa corrediza 24 puede apretarse contra la parte de cierre 21 estacionaria superior o puede apretarse mediante otros medios contra la parte de cierre 22 inferior. La parte de cierre 21 superior y la placa corrediza 24 que se desliza por debajo de la misma se unen a presión mediante los órganos de resorte 25 y están asignadas al molde de fundición 15, mientras que la parte de cierre 22 inferior está asignada al tubo de alimentación 11, 12. Al colocar el molde de fundición 15 en el horno de fundición, la placa corrediza 24 se aprieta de forma estanca contra la superficie de deslizamiento 22' superior de la parte de cierre 22, pudiendo estar previstos los medios para este apriete por el peso propio del molde de fundición 15 y/o por un medio de arriostramiento adicional no detalladamente representado. Este medio de arriostramiento puede ser, por ejemplo, un mecanismo de acoplamiento, mediante el cual el molde de fundición se posiciona y sujeta en el horno.
La parte de cierre 22 inferior presenta un collar 22'' que sobresale hacia el lado superior 16' del tubo de alimentación, que presenta una altura y anchura tal que los órganos de resorte 25 puedan engranar con sus palancas basculantes 26 a los dos lados por debajo de la placa corrediza 24. En principio, también la placa corrediza 24 podría presentar en su lado inferior un collar correspondiente.
En una realización muy ventajosa en el marco a de la invención está previsto un bastidor 32, que puede ser fijado en el molde de fundición 15 o similar, en el que está fijada una parte de carcasa 35 desmontable, en la que están sujetados los órganos de resorte 25 y pueden alojarse la parte de cierre 21 estacionaria, así como la placa corrediza 24.
El bastidor de carcasa 32 y la parte de carcasa 35 desmontable montada en el mismo presentan a los dos lados superficies guía 33, 34 que se corresponden, estando sujetada una de las superficies guía del bastidor de carcasa 32 de forma desplazable aproximadamente en su extensión longitudinal de modo que la parte de carcasa 35 pueda arriostrarse en el mismo o soltarse del mismo.
Para ello, la superficie guía 33 del bastidor de carcasa 32 está formada por una cuña 33' que sobresale de un vástago guía 36. Este vástago guía 36 está sujetado de forma desplazable en la dirección longitudinal en el bastidor de carcasa 32 y puede ser desplazado desde el exterior del bastidor 32 a una posición 36.2 para arriostrar la parte de carcasa 35, tal y como está representado, o a una posición 36.1 para soltarla, en la que la parte de carcasa 35 puede retirarse del bastidor 32, en particular para un intercambio de las placas 21, 24, mientras que el bastidor 32 permanece en el molde de fundición o similar. Las superficies guía 33 de la cuña 33' y de la parte de carcasa 35 están dispuestas en un ángulo de algunos grados respecto a la dirección de desplazamiento de la cuña 33', de modo que en la posición 36.2 resulte un arriostramiento a cuña que no se suelta.
En el lado opuesto, las superficies guía 34 están provistas de un chaflán paralelo a la dirección de desplazamiento del vástago guía 36 y visto en corte transversal, para que la parte de carcasa 35 pueda engancharse, por así decirlo, en el bastidor 32, quedando posteriormente fijada en el mismo por desplazamiento de la cuña 33'.
El tubo de alimentación presenta un tubo de colada 11 refractario y un tubo metálico 12 que lo sujeta, con una brida superior 12', que está fijada en un fuelle 17. Este fuelle 17, que está hecho preferiblemente de una chapa metálica, está provisto de una rigidez tal que con la parte de cierre 22 inferior quede formado un alojamiento flotante limitado, para que esté garantizado un contacto de toda la superficie al apretar la placa corrediza 24 contra esta parte de cierre 22 y, por lo tanto, una estanqueización óptima entre las dos. En el lado inferior, la parte de cierre 22 tiene, además, un contacto estanco con un tubo de colada 11 refractario sujetado en el tubo metálico, que se asoma con su extremo inferior al baño de metal fundido.
Los órganos de resorte 25 presentan, como puede verse también en la fig. 2, a los dos lados de la placa 24 una palanca basculante 26, respectivamente, que está alojada de forma articulada en orejas de fijación 28 y que está solicitada por elementos tensores 29 en el lado no orientado hacia la placa 24, de tal forma que los extremos delanteros de las palancas basculantes 26 aprieten la placa corrediza hacia arriba contra la parte de cierre 21, que está sujetada en un bastidor de carcasa 32. El bastidor de carcasa 32 está fijado, a su vez, en el lado inferior del molde de fundición 15. Además, está representada en parte una biela motriz 33 acoplada en el lado frontal a la placa corrediza, que pertenece a un órgano de accionamiento no detalladamente representado.
Este dispositivo de fundición a presión se caracteriza porque los moldes de fundición que han de llenarse sucesivamente con el baño de metal fundido pueden posicionarse fácil y rápidamente en el horno de fundición, llenarse y sustituirse por el siguiente molde de fundición.
Según la fig. 3, el bastidor de carcasa 32 está dispuesto con su lado inferior 32' en el lado no orientado hacia el órgano de accionamiento, preferiblemente por encima de la superficie de deslizamiento 24' inferior de la placa corrediza 24. De esta forma, el molde de fundición 15 puede acercarse junto con el cierre corredizo 20 fijado en su lado inferior en la dirección longitudinal de la placa corrediza 24 de tal forma que el collar 22'' de la parte de cierre 22 que pertenece al horno de fundición quede situado entre las palancas basculantes 26, pudiendo bajarse el molde de fundición 15 una vez alcanzada la posición de colada colocándose en esta parte de cierre 22.
La fig. 4 muestra una variante de un dispositivo de fundición a presión que tiene en principio la misma estructura que el dispositivo según la fig. 1, por lo que se remite a las explicaciones anteriormente expuestas. La única diferencia está en que la parte de cierre 42 estacionaria inferior no está asignada al tubo de alimentación 41 sino al molde de fundición. Por consiguiente, la parte de cierre 21, 42 superior e inferior, así como la placa corrediza 24 están arriostradas unas respecto a otras en el bastidor de carcasa 32 por las palancas basculantes 46 de los órganos de resorte 45. Al acercar el molde de fundición, dicha parte de cierre 42 inferior queda situada en el collar 41' saliente del tubo de alimentación 41. Esto es ventajoso porque no tiene lugar un desplazamiento entre estos dos y porque entre la placa corrediza 24 y la parte de cierre 21, 42 superior o inferior existe una fuerza de arriostramiento definida.
La fig. 5 muestra un cierre corredizo 50 que, a diferencia del cierre según la fig. 1, no está fijado en el molde de fundición 65 sino en el horno de fundición 61 representado en parte. El molde de fundición 65 representado de forma simplificado se fija, por consiguiente, en el cierre corredizo 50 que permanece en el molde de fundición para volver a soltarse después.
Recomendablemente el cierre corredizo 50 tiene un bastidor de carcasa 52 fijado en el horno de fundición 61, en el que está fijada una parte de cierre 63 refractaria estacionaria inferior en el lado frontal mediante un tornillo tensor 66 o similar. La placa corrediza 54 dispuesta de forma deslizante por encima de la parte de cierre 63 está fijada en un bastidor corredizo 56, que es arrastrado a su vez por una corredera 57 ajustable por un órgano de accionamiento 69. Esta corredera 57 es guiada en guías de deslizamiento 58, que están fijadas en la parte superior del bastidor de carcasa 52. Entre la placa corrediza 54 y el molde de fundición 65, así como entre la parte de cierre 53 y el tubo de alimentación están previstos, además, cierres estancos 63, 64.
Según la invención, entre el molde de fundición 65 y el horno de fundición 61 están dispuestos órganos de resorte 55, que en el presente caso están integrados en la corredera 57 y que provocan un arriostramiento entre la placa corrediza 54 y la parte de cierre 53. Con esta disposición pueden realizarse varios cientos llenados de los moldes de fundición, sin que haya que intercambiar la placa corrediza 54 o la parte de cierre 53.
Además, está representado en parte el baño de metal fundido 68 durante el proceso de llenado. En cuanto el molde de fundición 65 esté lleno, éste es desplazado por el órgano de accionamiento 69 controlado junto con la placa corrediza 54 a la posición de cierre. Una tubería de alimentación 67 para un medio refrigerante por encima de la placa corrediza 54 que llega a una ranura anular 67' que rodea la abertura del molde de fundición 65 permite un enfriamiento acelerado y, por lo tanto, una solidificación rápida del baño de metal fundido 68, de modo que el molde de fundición pueda retirarse del cierre corredizo 50 y colocarse un nuevo molde de fundición vacío en la placa corrediza.
La placa corrediza 54 o la parte de cierre 53 colindante, que forman la superficie de cierre, están provistas de orificios pasantes 53', 54' realizados de tal forma que presenten un diámetro que, partiendo de la superficie de cierre, se ensancha hacia arriba o hacia abajo. Gracias a ello, el baño de metal fundido solidificado en el orificio pasante 54' de la placa corrediza 54 puede retirarse sin problemas al retirarse el molde de fundición 65.
Para contribuir aún más a la rentabilidad del dispositivo de fundición a presión según la invención, está prevista una unidad de placa refractaria, que consta de al menos una parte de cierre 21, 22, 42, 53 estacionaria y una placa corrediza 24, 54, en cuya fabricación se usan las siguientes combinaciones de materiales:
En la placa corrediza 24, 54 se usa como componente principal grafito y en la al menos una parte de cierre 21, 22, 42, 53 estacionaria colindante se usa como componente principal grafito, titanato de aluminio o circón. Por supuesto, esto también puede estar previsto en el sentido inverso, es decir, se usa grafito para la parte de cierre y grafito, titanato de aluminio o circón para la placa corrediza.
Con los ejemplos de realización arriba explicados, la invención queda suficientemente descrita. La construcción del horno de fundición con el tubo de alimentación puede presentar naturalmente también otra estructura que la que se representa aquí. En principio, el propio tubo de alimentación podría formar una superficie frontal plana superior formando, por lo tanto, la parte de cierre, en la que la placa corrediza estaría dispuesta de forma deslizante.

Claims (12)

1. Cierre corredizo para colar un baño de metal fundido para un dispositivo de fundición a presión, con al menos una parte de cierre estacionaria (21, 42, 53) que puede acoplarse a un molde de fundición (15) o similar del dispositivo de fundición a presión, y una placa corrediza (24, 54) móvil respecto a la parte de cierre (21, 42, 53) estacionaria, que puede acoplarse a un tubo de alimentación (11, 12, 62) de un horno de fundición (61) del dispositivo de fundición a presión, estando arriostradas la placa corrediza (24, 54) y la al menos una parte de cierre estacionaria una respecto a otra mediante órganos de resorte (25, 45, 55) u otros medios, caracterizado porque, en el estado acabado de montar en el dispositivo de fundición a presión, los órganos de resorte (25, 45, 55) previstos para el arriostramiento entre la al menos una parte de cierre (21, 42, 53) y la placa corrediza están dispuestos en el cierre corredizo entre el molde de fundición y el tubo de alimentación (11, 12, 62) del horno de fundición (61).
2. Cierre corredizo según la reivindicación 1, caracterizado porque está previsto un bastidor de carcasa (32) que puede ser fijado en el molde de fundición (15) o similar, en el que está fijada una parte de carcasa (35) desmontable, en la que están montados los órganos de resorte (25) y en la que pueden alojarse la parte de cierre (21) estacionaria, así como la placa corrediza (24).
3. Cierre corredizo según la reivindicación 2, caracterizado porque el bastidor de carcasa (32) y la parte de carcasa (35) montada de forma desmontable en el mismo presentan a los dos lados superficies guía (33, 34) que se corresponden, estando montada una de las superficies guía del bastidor de carcasa (32) de forma desplazable aproximadamente en su extensión longitudinal, de modo que la parte de carcasa (35) puede arriostrarse en el mismo o soltarse del mismo.
4. Cierre corredizo según la reivindicación 3, caracterizado porque la superficie guía del bastidor de carcasa (32) está formada en una cuña (33') que sobresale de un vástago guía (36), siendo desplazable el vástago guía (36) con la cuña (33') en la dirección longitudinal en el bastidor de carcasa (32) a una posición (36.2) para arriostrar la parte de carcasa (35) o a una posición (36.1) para soltar la parte de carcasa (35).
5. Cierre corredizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la parte de cierre (22) inferior presenta un collar (22'') que sobresale hacia el lado superior (16) de un horno de fundición o similar, que presenta una altura y anchura tal que los órganos de resorte (25) pueden engranar con sus palancas basculantes (26) a los dos lados por debajo de la placa corrediza (24).
6. Cierre corredizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el bastidor de carcasa (32) está dispuesto con su lado inferior (32') en el lado no orientado hacia el órgano de accionamiento de la placa corrediza (24), preferiblemente por encima de la superficie de deslizamiento (24') inferior de la placa corrediza (24).
7. Cierre corredizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la parte de cierre (21, 42) superior e inferior, así como la placa corrediza (24) están arriostradas unas respecto a otras por los órganos de resorte (45) en el bastidor de carcasa (32) fijado en el molde de fundición (15).
8. Cierre corredizo según la reivindicación 1, caracterizado porque está previsto un bastidor de carcasa (52) fijado en el horno de fundición (61) o similar, en el que está fijada una parte de cierre (63) refractaria estacionaria inferior, mientras que la placa corrediza (54) dispuesta de forma deslizante por encima de la parte de cierre (63) está fijada en un bastidor corredizo (56), que es arrastrado a su vez por una corredera (57), estando arriostrada la placa corrediza (54) por órganos de resorte (55) integrados en la corredera (57) respecto a la parte de cierre (63).
9. Cierre corredizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una tubería de alimentación (67) y una ranura anular (67') conectada con la misma, que rodea la abertura del molde de fundición (65) o similar, para un medio refrigerante está dispuesta por encima de la placa corrediza (54).
10. Cierre corredizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la placa corrediza (24, 54) y la al menos una parte de cierre (21, 22, 42, 53) colindante presentan como componente principal grafito, titanato de aluminio o circón.
11. Cierre corredizo según la reivindicación 10, caracterizado porque la placa corrediza (54) o la parte de cierre (53) colindante, que forman la superficie de cierre, están provistos de orificios pasantes (53', 54') realizados de tal forma que presentan un diámetro que, partiendo de la superficie de cierre, se ensancha hacia arriba o hacia abajo.
12. Cierre corredizo según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque la placa corrediza (24, 54) presenta como componente principal grafito y la al menos una parte de cierre (21, 22, 42, 53) colindante presenta como componente principal grafito, titanato de aluminio o circón o viceversa.
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