FI112448B

FI112448B - Casting vessel for molten treatment and casting method

Info

Publication number: FI112448B
Application number: FI20011066A
Authority: FI
Inventors: Jarkko Laine; Markku Eljaala; Arto Muikku
Original assignee: Jarkko Laine; Markku Eljaala; Arto Muikku
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2003-12-15
Also published as: WO2002094481A1; US20040112563A1; FI20011066A; ATE383919T1; DE60224674D1; EP1409181A1; EP1409181B1; FI20011066A0; DE60224674T2

Abstract

A casting receptable for processing melt. The receptable comprises a lid, a shell, the bottom part of which is in the shape of a downwards convergent cut cone, a filling opening at the bottom of the casting receptable, and further a shutter plug that is movable in the vertical direction by means of an actuator and arranged to close and open the filling opening to allow melt to enter and correspondingly exit the casting receptable. The bottom end of the shutter plug is a sharp cone in shape, and the bottom end of the shutter plug extends in its closed position a distance further than the conical part of the shell, thus forming a sharp point at the bottom of the casting receptable. Further, the invention relates to a casting method that utilizes the casting receptable of the invention.

Description

112448112448

Valuastia sulan käsittelyyn ja valumenetelmäCasting vessel for molten treatment and casting method

Keksinnön kohteena on valuastia sulan käsittelyyn, joka valuastia käsittää kannen, vaipan, jonka vaipan alaosa on olennaisesti katkaistun karti-5 on muotoinen ja suppenee alaspäin, sekä täyttöaukon valuastian pohjassa ja edelleen suljintapin, joka on liikutettavissa vertikaalisuunnassa toimilaitteen avulla, ja joka suljintappi on sovitettu sulkemaan ja avaamaan täyttöaukon sulan päästämiseksi valuastian sisään ja vastaavasti valuastiasta pois.The present invention relates to a casting vessel for molten treatment comprising a lid, a jacket having a substantially truncated Karti-5 shaped and tapering bottom, a filling opening at the bottom of a casting vessel, and further a stopper movable vertically by means of an actuator and opening the filling opening to allow the molten vessel to enter and exit the casting vessel, respectively.

Edelleen keksinnön kohteena on valumenetelmä, joka käsittää seulo raavat vaiheet: sulatetaan valettava metalli sulatusuunissa; käytetään sulan siirtämiseen sulatusuunilta valupaikkaan suljettua valuastiaa, jonka valuastian vaipan alaosa on muodoltaan suppeneva olennaisesti kartiomainen osa, ja jonka valuastian pohjassa on täyttöaukko, joka avataan ja suljetaan vertikaali-suunnassa liikuteltavan suljintapin avulla; eliminoidaan haitalliset kaasut valu-15 astian sisältä ennen valuastian täyttämistä; upotetaan valuastia sulatusuunissa olevaan sulaan ennalta määriteltyyn syvyyteen ja avataan täyttöaukko sul-jintappia liikuttamalla, jolloin sulatusuunissa oleva sula pääsee virtaamaan valuastian sisään; suljetaan täyttöaukko suljintapin avulla ja siirretään valuastia valupaikkaan; kytketään valuastian täyttöaukko valukohteen syöttökanavaan ja 20 avataan täyttöaukko suljintapin avulla, jolloin valuastian sisällä oleva sula virtaa syöttökanavaan ja sieltä edelleen valumuottiin.A further object of the invention is a casting method comprising screening the fresh steps: melting the metal to be cast in a melting furnace; for use in moving the melt from the melting furnace to the casting, a closed casting vessel having a tapering substantially conical portion with a bottom opening having a filling opening which is opened and closed by a vertically movable closure pin; eliminating harmful gases from inside the casting vessel before filling the casting vessel; immersing the casting vessel in the melt in the melting furnace to a predetermined depth and opening the filling opening by moving the closure pin to allow the melt in the melting furnace to flow into the casting vessel; closing the filling opening by means of a closure pin and moving the casting vessel to the casting site; connecting the filler opening of the casting vessel to the injection channel of the casting object and opening the filling opening by means of a closure pin, whereby the molten material inside the casting vessel flows into and out of the supply channel.

Metallisia valukappaleita valmistetaan valutekniikalla, jossa muotin ; muottiontelo täytetään sulalla metallilla. Jähmettyessään sula metalli muodos- . taa muottiontelon mukaisen valukappaleen. Metalli sulatetaan sulatusuunissa, • 25 josta se siirretään valuastiassa valettavan muotin kohdalle ja kaadetaan muo- : : tin syöttökanavaan. Vaihtoehtoisesti sula viedään valukoneen kohdalle ja kaa- ; · detaan valukoneessa olevaan syöttökanavaan, josta valukoneen syöttösylinte- ri työntää sulan muottionteloon. Nykyisin käytettävät valuastiat ovat yleensä yläosastaan avoimia, ja ne täytetään siten, että valuastia upotetaan uunissa 30 kuumennettuun sulaan, jolloin sula metalli pääsee virtaamaan valuastian yläreunan yli valuastian sisään. Ongelmana on se, että sulan pinnassa on yleensä erilaisia kuona-aineita ja oksideja, jotka valuastiaa täytettäessä pääsevät virtaamaan sulan mukana valuastiaan ja sitä kautta edelleen valun yhteydessä muottiontelon sisään. Tällaiset epäpuhtaudet aiheuttavat valettavaan kappa-35 leeseen valuvikoja, jotka heikentävät kappaleen mekaanisia ominaisuuksia ja 2 112448 ulkonäköä. Lisäksi on havaittu, että kuona- ja oksidipartikkelit kuluttavat valu-koneen syöttölaitteistoa ja valumuottia.Metal castings are made by casting technology with a mold; the mold cavity is filled with molten metal. When solidified, molten metal forms. the casting according to the mold cavity. The metal is melted in a melting furnace, from where it is moved to a mold to be cast in a casting vessel and poured into a molding feed channel. Alternatively, the melt is introduced into a casting machine and poured; · Is placed in a feed channel in the casting machine, from which the feed cylinder of the casting machine pushes the molten into the mold cavity. The casting vessels currently in use are generally open at the top and are filled by immersing the casting vessel in a furnace heated to furnace 30 to allow molten metal to flow over the top of the casting vessel into the casting vessel. The problem is that the molten surface usually contains various slags and oxides which, when filling the casting vessel, are able to flow with the melt into the casting vessel and hence during casting into the mold cavity. Such impurities cause molding defects in the molded kappa-35 sheet, which impairs the mechanical properties of the piece and 2,124,448 in appearance. In addition, it has been found that the slag and oxide particles consume the casting machine feed equipment and the casting mold.

Reunan yli täytettäviä valuastioita käytettäessä uunissa olevaa sulaa ei voida suojata suojakuonalla, minkä vuoksi sula on ennen valamista käsi-5 teltävä sulanpuhdistusaineilla oksidien poistamiseksi sulasta. Sulanpuhdistus-käsittelyn haittana on, että se hidastaa valuprosessia. Edelleen puhdistuksessa käytetyt aineet ovat ympäristölle ja työntekijöiden terveydelle haitallisia.When using over-the-edge casting vessels, the melt in the furnace cannot be protected by a slag, so the molten must be treated with molten cleaners prior to casting to remove oxides from the melt. The disadvantage of the purification treatment is that it slows down the casting process. Further, the substances used in the cleaning process are harmful to the environment and the health of workers.

US-julkaisussa 4,121,651 on esitetty suljettu valuastia, jonka pohjassa on avattava ja suljettava täyttöaukko. Valuastia täytetään upottamalla se 10 uunissa olevaan sulaan, jolloin sula pääsee virtaamaan avatun täyttöaukon kautta valuastian sisään. Tämän jälkeen täyttöaukko suljetaan liikuttamalla va-luastian läpi sovitettua onttoa suljintankoa vertikaalisuunnassa. Onton tangon sisällä on sisempi tanko niin, että mainittujen tankojen väliin jää rengasmainen kanava kaasun johtamista varten. Edelleen on onton tangon sisään sovitetun 15 sisemmän tangon uloimpaan päähän sovitettu venttiili, joka asettuu onton tangon alapäätä vasten ja tarvittaessa sulkee yhteyden rengasmaiseen kanavaan. US-julkaisussa esitettyä valuastiaa ei voida menestyksellä soveltaa silloin, kun uunissa oleva sula metalli on suojattu suojakuonalla, vaan mikäli kyseinen valuastia upotetaan suojakuonan läpi, työntää suljintangon alapäässä 20 oleva venttiili suojakuonaa sulan pinnalta mukanaan. Kun täyttöaukko sitten avataan, pääsee venttiiliä vasten oleva suojakuona virtaamaan sulan mukana valuastian sisään. Myös silloin, kun suojakuonaa ei käytetä, työntää venttiili v sulan pinnassa olevia oksidikalvoja ja muita epäpuhtauksia mukanaan, jolloin : vastaavasti epäpuhtaudet pääsevät valuastian sisään, kun täyttöaukko ava- : -: 25 taan. Näin ollen julkaisun mukaista valuastiaa käyttämällä ei voida taata hyvää •: · · sulan puhtautta.U.S. Patent 4,121,651 discloses a closed casting vessel with a bottom opening and closure filling. The casting vessel is filled by immersing it in the melt in the furnace 10 to allow the melt to flow through the opened filling opening into the casting vessel. The filler opening is then closed by moving the hollow shutter bar fitted vertically through the light container. Within the hollow bar is an inner bar such that an annular passage is provided between said bars for conducting gas. Further, there is a valve disposed at the outermost end of the inner rod 15 disposed within the hollow bar, which locates against the lower end of the hollow bar and, if necessary, closes the connection to the annular channel. The casting vessel disclosed in the US application cannot be successfully applied when the molten metal in the furnace is protected by a protective slag, but if the casting vessel is immersed through the protective slag, the valve at the lower end 20 of the shutter rod pushes the protective slag away from the molten surface. When the filling opening is then opened, the protective sleeve against the valve can flow with the melt into the casting vessel. Even when the protective slag is not in use, the valve v pushes oxide films and other impurities on the molten surface, whereby: impurities enter the molding vessel when the filling opening is opened: -: 25. Therefore, using a casting vessel as per the publication does not guarantee good •: · · melt purity.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja parannettu valuastia ja valumenetelmä, jotka välttävät sulan pinnassa olevien : ·, . epäpuhtauksien pääsyn valuastian sisään täytön aikana.It is an object of the present invention to provide a novel and improved casting vessel and casting process which avoids: ingress of impurities into the casting vessel during filling.

30 Keksinnön mukaiselle valuastialle on tunnusomaista se, että suljin- ; ’' tapin alapää on muodoltaan olennaisesti terävä kartio, ja että suljintapin ala pää ulottuu suljetussa asennossaan etäisyyden verran ulommaksi kuin vaipan olennaisesti kartiomainen alaosa muodostaen siten valuastian pohjaan olennaisesti terävän kärjen, jolloin vaipan alaosa ja suljintapin alapää muodostavat ' : 35 olennaisesti yhtenäisen kartiomaisen ulkopinnan.The casting vessel according to the invention is characterized in that the closure; The lower end of the spigot has a substantially sharp cone shape and the lower end of the closure pin in its closed position extends beyond the substantially conical lower part of the mantle, thereby forming a substantially sharp tip at the bottom of the casting vessel, the lower end and the lower end of the closure pin forming:

3 1124483, 112448

Edelleen on keksinnön mukaiselle valumenetelmälle tunnusomaista se, että käytetään sulatusuunissa olevan sulan pinnassa suojakuonaa, joka suojaa sulaa sulatusuunin ulkopuolella olevien kaasujen vaikutuksilta; että käytetään valuastiaa, jossa suljintappi on muotoiltu kärjestään olennaisesti te-5 räväksi niin, että suljintappi kiinni ollessaan muodostaa yhdessä valuastian vaipan olennaisesti kartiomaisen alaosan kanssa valuastian pohjaan olennaisesti yhtenäisen kartiomaisen ulkopinnan; että työnnetään valuastia suojakuo-nan läpi, jolloin valuastian olennaisesti teräväkärkinen pohja siirtää valuastian liikesuunnassa olevan suojakuonan sekä sulan pinnassa mahdollisesti olevat 10 epäpuhtaudet valuastian sivuille, pois valuastian pohjan alueelta; että kytketään valuastia syöttökanavaan niin, että valupaikan ilmatilassa olevat kaasut eivät pääse syöttökanavaan; ja että poistetaan syöttökanavasta ja valumuotista sulan kanssa haitallisesti reagoivat kaasut ennen täyttöaukon avaamista.Further, the casting method according to the invention is characterized in that a protective slag is used on the surface of the melt in the melting furnace, which protects the melt from the effects of gases outside the melting furnace; that a casting vessel is used wherein the closure pin is shaped substantially sharp at its tip so that, when closed, the closure pin, together with the substantially conical lower portion of the housing of the casting vessel, forms a substantially conical outer surface at the bottom of the casting vessel; pushing the casting vessel through a shroud, whereby the substantially pointed tip of the casting vessel moves the protective slag in the movement direction of the casting vessel and any impurities in the molten surface to the sides of the casting vessel, away from the region of the casting vessel bottom; connecting the casting vessel to the feed duct so that gases in the air in the duct do not enter the feed duct; and removing gases which are reactive with the molten material from the feed duct and the mold before opening the filling opening.

Keksinnön olennainen ajatus on, että valuastian yläpää on suljettu 15 ja että vaipan alaosa on suppenevan kartion muotoinen. Valuastian pohjassa on syöttöaukko, joka avataan ja suljetaan vertikaalisuunnassa liikuteltavan sul-jintapin avulla. Suljintappi kulkee valuastian läpi ja sitä liikutetaan sopivilla toimilaitteilla. Suljintapin alapäässä on kärki, joka on olennaisesti terävän kartion muotoinen. Kun suljintappi on kiinni-asennossa, se muodostaa yhdessä valu-20 astian vaipan alaosan kanssa olennaisesti yhtenäisen kartiomaisen ulkopinnan. Tällaisen rakenteen etuna on se, että kun valuastia upotetaan täyttöä varten sulatusuunissa olevaan sulaan, työntää valuastian olennaisesti teräväkär-.: kinen alaosa sulan pinnalla olevat epäpuhtaudet ja suojakuonan sujuvasti tiel tään pois valuastian sivuille, jolloin varmistetaan se, että ne eivät missään vai-: i 25 heessa täytön aikana pääse valuastian sisään.The essential idea of the invention is that the upper end of the casting vessel is closed 15 and that the lower part of the mantle is in the form of a tapering cone. The bottom of the casting vessel has an inlet which is opened and closed by means of a vertically movable stopper. The stopper pin passes through the casting vessel and is moved by suitable actuators. The lower end of the closure pin has a tip that is substantially sharply conical. When the closure pin is in the closed position, it forms, together with the lower part of the shell of the casting vessel, a substantially conical outer surface. The advantage of such a construction is that when the casting vessel is immersed in the melt in the melting furnace for filling, the substantially pointed tip of the casting vessel pushes the impurities on the molten surface and smoothly slides off the sides of the casting vessel, thereby ensuring that they do not During the 25 refills, enter the casting pan.

: · Edelleen on keksinnön mukaisen valumenetelmän olennaisena aja tuksena se, että käytetään sulatuksen aikana uunin pinnalla suojakuonaa, joka suojaa sulaa metallia oksidoitumiselta. Valettava metalli siirretään sulatusuunista valupaikkaan suljetussa valuastiassa, jonka valuastian vaipan ala-30 osa on kartiomainen ja jonka alapäässä on olennaisesti teräväkärkisen suljintapin avulla avattavissa ja suljettavissa oleva täyttöaukko. Valuastia täytetään upottamalla astian kartiomainen alapää ennalta määrättyyn syvyyteen sulatusuunissa olevaan metallisulaa. Työnnettäessä valuastiaa sulaan, valuastian olennaisesti terävä alapää läpäisee sulan pinnalla olevan suojakuonan ja työn-35 tää suojakuonan sivuun, jonka jälkeen suljintappi voidaan avata, jolloin suoja-kuonan alapuolella oleva puhdas sula metalli pääsee virtaamaan valuastian 4 112448 sisään. Kun valuastiassa on ennalta määrätty määrä sulaa metallia, täyttöauk-ko suljetaan suljintapilla. Edelleen valuastian sisällä vaikuttaa tyhjiö tai inertti kaasu niin, ettei sula metalli pääse kosketuksiin ympäröivän ilman kanssa. Täytön jälkeen valuastia siirretään valupaikkaan, jossa valuastia kytketään va-5 lukohteen syöttökanavaan niin, että valupaikkaa ympäröivän ilmatilan kaasujen pääsy syöttökanavaan estyy. Ennen valamista poistetaan syöttökanavasta ja valumuotin sisältä sulan metallin kanssa haitallisesti reagoivat kaasut. Tämä voidaan tehdä imemällä alipaine muotin sisään ja/tai huuhtelemalla muotti inertillä kaasulla. Lopuksi suoritetaan valu avaamalla valuastian suljintappi, jol-10 loin sula metalli pääsee valuastiasta virtaamaan syöttökanavaan ja edelleen valumuottiin.It is still an essential idea of the casting method according to the invention to use a slag on the surface of the furnace during melting which protects the molten metal from oxidation. The metal to be cast is moved from the melting furnace to the casting in a closed casting vessel having a conical bottom part of the casting mantle and having at its lower end a filling opening which can be opened and closed by means of a substantially pointed stopper. The pouring vessel is filled by immersing the conical lower end of the vessel to a predetermined depth in the metal melt in the melting furnace. When the casting vessel is pushed into the molten, the substantially sharp lower end of the casting vessel passes through the protective slag on the molten surface and slides into the side of the protective slag, whereupon the closure pin can be opened to allow pure molten metal under the protective slag. When the casting vessel has a predetermined amount of molten metal, the filling opening is closed with a stopper. Further, a vacuum or an inert gas acts within the casting vessel so that the molten metal does not come into contact with the ambient air. After filling, the casting vessel is moved to a casting site, where the casting vessel is connected to the casting inlet duct so that the air space surrounding the casting site is prevented from entering the inlet duct. Prior to casting, gases that react adversely with molten metal are removed from the feed duct and from the inside of the mold. This can be done by suctioning the vacuum into the mold and / or flushing the mold with an inert gas. Finally, casting is accomplished by opening the closure pin of the casting vessel, whereby molten metal from the casting vessel is allowed to flow from the casting vessel into the feed channel and further into the casting mold.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on se, että sula metalli on koko valuprosessin ajan suojattuna ilman haitallisilta vaikutuksilta. Edelleen keksintö mahdollistaa suojakuonan käytön, jolloin ympäristölle ja työntekijöi-15 den terveydelle vaarallisten sulanpuhdistusaineiden käytöltä vältytään.An advantage of the process according to the invention is that the molten metal is protected from the adverse effects of air throughout the casting process. Furthermore, the invention allows the use of protective slag, thereby avoiding the use of detergents which are hazardous to the environment and to the health of workers.

Huomautettakoon, että tässä hakemuksessa valuastian alaosan sekä suljintapin alapään yhteydessä käytettävällä termillä suppeneva/terävä kartio tarkoitetaan muotoa, jonka poikkileikkauspinta-ala pienenee alaspäin. Tällöin kartiolla tarkoitetaan myös paraboloidia, pyramidimuotoa, puolipalloa 20 sekä muita vastaavia geometrioita.It should be noted that in this application, the term tapered / sharp cone used in connection with the lower part of the casting vessel and the lower end of the closure pin refers to a shape with a reduced cross-sectional area. In this case, cone also means paraboloid, pyramid shape, hemisphere 20 and other similar geometries.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa •: kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista valuastiaa ,: sivultapäin nähtynä ja aukileikattuna, •, ., · kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaisen va- ; : 25 luastian sovellutusmuotoa sivultapäin nähtynä ja osittain aukileikattuna, ·;·: kuvio 3 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista valuastiaa valu- prosessin eri vaiheissa, kuvio 4 esittää kaavamaisesti keksinnön soveltamista valukoneen : · t yhteydessä, ja 30 kuviot 5-7 esittävät kaavamaisesti vielä eräitä suljintapin alapään : muotoja.The invention will be explained in more detail in the accompanying drawings, in which: Fig. 1 schematically shows a casting vessel according to the invention, viewed from the side and in section, Fig. 2 schematically shows another casting vessel according to the invention; Fig. 3 schematically shows a casting vessel according to the invention at various stages of the casting process, Fig. 4 schematically shows the application of the invention in connection with a casting machine: t, and Figs. 5-7 schematically show some further closure pins. lower head: shapes.

Kuvioissa keksintö on selvyyden vuoksi esitetty yksinkertaistettuna.In the figures, the invention is illustrated in simplified form.

: Saman kaltaisista osista käytetään samoja viitenumerolta.: For like parts, the same reference numerals are used.

Kuviossa 1 esitetty valuastia 1 käsittää sylinterimäisen vaipan 2, 35 jonka poikkileikkaus on edullisesti olennaisesti pyöreä, mutta myös muut sopivat poikkileikkausmuodot, kuten esimerkiksi ellipsi ja nelikulmio, voivat tulla 5 112448 kyseeseen. Valuastian 1 yläpää on suljettu kannella 3 tai vastaavalla, jolloin valuastia on olennaisesti kaasutiivis. Suljetussa valuastiassa sula ei pääse kuljetuksen aikana kosketuksiin ympäröivän ilman kanssa. Lisäksi sulan jäähtyminen kuljetuksen aikana on selvästi vähäisempää kuin avoimissa valuastiois-5 sa. Valuastian 1 vaipan alaosa on muotoiltu katkaistun kartion 2a muotoiseksi. Valuastian 1 pohjassa on täyttöaukko 4, jonka kautta sula metalli 5 syötetään valuastian sisään ja vastaavasti sieltä pois. Valuastian 1 läpi on sovitettu pitkänomainen suljintappi 6, jonka alapää on muotoiltu teräväksi kartioksi. Suljin-tappi 6 avaa ja sulkee täyttöaukon 4, kun sitä liikutellaan vertikaalisuunnassa 10 Y toimilaitteen 7 avulla. Toimilaite 7 on edullisesti paineväliainesylinteri, mutta mitä tahansa muutakin voimalaitetta ja mekanismia voidaan käyttää tarvittavan lineaariliikkeen aikaansaamiseksi. Suljintapin paluuliike voi olla järjestetty jousen 8 avulla. Kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa suljintappi 6 on esitetty kiinni-asennossa. Vastaavasti suljintapin 6 auki-asento on esitetty kuviossa 1 katko-15 viivalla. Suljintapin 6 alimman osuuden pystysuuntainen poikkileikkaus on olennaisesti kärjellään olevan nelikulmion muotoinen, jolloin se käsittää tiivis-tyspinnat 6a ja 6b, jotka on kiinni-asennossa sovitettu painautumaan tiiviisti täyttöaukon 4 reunoja vasten. Jousi 8 puristaa tällöin suljintappia 6 vaipan 2 alapäätä vasten, jolloin vaippaan kohdistuu jousivoiman vaikutuksesta puris-20 tusjännitys, mikä edullisesti vähentää metallisten valuastioiden virumistaipu-musta ja edelleen parantaa hauraiden keraamisten valuastioiden kestävyyttä.The casting vessel 1 shown in Fig. 1 comprises a cylindrical jacket 2, 35 preferably having a substantially circular cross-section, but other suitable cross-sectional shapes, such as an ellipse and a rectangle, may also be used. The upper end of the casting vessel 1 is closed by a lid 3 or the like, wherein the casting vessel is substantially gas-tight. In a closed casting vessel, the melt does not come into contact with the ambient air during transport. In addition, the cooling of the molten during transport is significantly less than in open casting vessels. The lower part of the mantle of the casting vessel 1 is shaped as a truncated cone 2a. The bottom of the casting vessel 1 has a filling opening 4 through which molten metal 5 is fed into and out of the casting vessel, respectively. An elongated closure pin 6 is provided through the casting vessel 1, the lower end of which is shaped as a sharp cone. The shut-off pin 6 opens and closes the filling opening 4 when it is moved vertically 10 Y by means of the actuator 7. The actuator 7 is preferably a pressure medium cylinder, but any other power unit and mechanism may be used to provide the necessary linear motion. The return movement of the closure pin may be arranged by means of a spring 8. In the arrangement of Figure 1, the closure pin 6 is shown in the closed position. Correspondingly, the open position of the closure pin 6 is shown in Figure 1 by a dash-15 line. The lower portion of the closure pin 6 has a vertical cross-section substantially in the shape of a rectangle at its tip, whereby it comprises sealing surfaces 6a and 6b which, in the closed position, are arranged to press tightly against the edges of the filling opening 4. The spring 8 then presses the closure pin 6 against the lower end of the shell 2, whereby the spring is subjected to a compressive stress under the action of the spring which advantageously reduces the creep tendency of the metal casting vessels and further improves the durability of the brittle ceramic casting vessels.

: Suljintapin 6 alapään ulkopinnat 6c ja 6d muodostavat valuastian alapäähän :terävän kärjen. Edullisesti ulkopintojen 6c ja 6d kaltevuuskulma on sama kuin , vaipan 2 kartion muotoisella alapäällä 2a, jolloin valuastian 1 alapää on muo- : : 25 doltaan virtaviivainen.: The outer surfaces 6c and 6d of the lower end of the closure pin 6 form the lower end of the casting vessel: a sharp tip. Preferably, the angles of inclination of the outer surfaces 6c and 6d are the same as, at the conical lower end 2a of the mantle 2, the lower end of the casting vessel 1 being shaped: $ 25 streamlined.

: · · I Sen jälkeen, kun valuastia 1 on työnnetty ennalta määrättyyn syvyy- : · teen uunissa olevaa sulaa 5, avataan suljintappi 6 työntämällä sitä toimilait teen 7 avulla alaspäin, jolloin sula metalli 5 pääsee virtaamaan täyttöaukon 4 reunojen ja suljintapin 6 tiivistyspintojen 6a, 6b väliin muodostuvasta raosta ' . 30 valuastian 1 sisään. Koska suljintapin 6 alapää on terävä, ja edelleen koska valuastian alaosa on muotoiltu kartioksi, siirtyvät sulan 5 pinnalla oleva suoja-kuona 9 ja sulan 5 pintaan nousseet epäpuhtauspartikkelit sujuvasti sivuun, kun valuastia 1 upotetaan terävä kärki edellä sulatusuunissa olevaan sulaan 5. Koska suljintappi 6 muodostaa olennaisesti yhtenäisen ulkopinnan vaipan 2 35 kanssa, ei valuastian pohjaan jää mitään epäpuhtauksia, jotka voisivat täyttö-aukon 4 avauduttua päästä valuastian sisään.After the casting vessel 1 has been pushed to a predetermined depth: · the melt 5 in the tea furnace is opened by pushing it down by means of the actuator 7, allowing the molten metal 5 to flow through the edges of the filling opening 4 and the sealing surfaces 6a of the stopper 6; 6b '. 30 casting vessels 1 inside. Because the lower end of the closure pin 6 is sharp, and further because the lower part of the casting vessel is shaped like a cone, the protective slag 9 on the surface of the melt 5 and the impurity particles raised on the surface of the melt 5 are smoothly displaced substantially uniform with the outer surface of the jacket 2 35, no impurities remain at the bottom of the casting vessel which, once the filling opening 4 has been opened, could enter the casting vessel.

_ 112448 b_ 112448 b

Valuastian 1 ulkopinnan puolella on ensimmäinen anturi 10, joka ilmaisee valuastian 1 upotussyvyyden sulaan 5. Edelleen valuastian 1 sisällä on toinen anturi 11, joka ilmaisee valuastian sisällä olevan sulan 5a pinnankor-keuden eli valuastian 1 täyttötilavuuden. Anturit 10 ja 11 on kytketty ohjausyk-5 sikköön 12, joka ohjaa valuastian toimintoja, kuten esimerkiksi valuastian upottamista sulaan, valuastian siirtoja sulatusuunilta valupaikalle sekä suljintapin avaamista ja sulkemista.On the outside of the casting vessel 1 is a first sensor 10 which detects the immersion depth of the casting vessel 1 into the molten 5. Further, within the casting vessel 1 is a second sensor 11 which indicates the surface height of the molten vessel 5a inside the casting vessel. The sensors 10 and 11 are coupled to a control unit 5 which controls the functions of the casting vessel, such as immersing the casting vessel, moving the casting vessel from the melting furnace to the casting site and opening and closing the closure pin.

Kuviossa 1 on vielä esitetty kanava 13 suojakaasun syöttämiseksi valuastian 1 sisään. Suojakaasuna voidaan käyttää jotain sopivaa inerttiä kaa-10 sua kuten typpeä, joka ei reagoi sulan metallin kanssa haitallisesti. Syöttämällä valuastiassa 1 olevan sulan 5a yläpuolelle suurella paineella kanavasta 13 suojakaasua, voidaan tarvittaessa nopeuttaa sulan tyhjentymistä valuastiasta.Figure 1 further shows a channel 13 for supplying a shielding gas into the casting vessel 1. A suitable inert gas such as nitrogen which does not adversely react with the molten metal may be used as the shielding gas. By supplying shielding gas at high pressure from the duct 13 above the melt 5a in the casting vessel 1, the discharge of the melt from the casting vessel can be accelerated if necessary.

Kuviossa 2 esitetty valuastia poikkeaa kuviossa 1 esitetystä konstruktiosta mm. suljintapin 6 osalta. Tässä ratkaisussa suljintappi 6 on sovitet-15 tu valuastian sisään päin aukeavaksi eli päinvastoin kuin kuviossa 1. Ala-asennossa poikkileikkaukseltaan pyöreän suljintapin 6 tiivistepinta 6a on tiiviisti täyttöaukon 4 sisäpuolen reunoja vasten. Suljintapin 6 alin osa on muotoiltu teräväksi kärjeksi 6d niin, että suljintappi 6 kiinni ollessaan muodostaa yhdessä vaipan 2 suppenevan alaosan 2a kanssa pohjastaan teräväkärkisen valu-20 astian 1. Kuvion mukaisessa ratkaisussa valuastian 1 sisällä olevan sulan 5a pinnan korkeutta tarkkailevan toisen anturin 11 korkeutta voidaan säätää. Yk- ' sinkertaisimmillaan toisen anturin 11 varsi 11a on varustettu kierteillä ja vas- : taavasti kannessa 3 on kierteellä varustettu vastinosa, jolloin anturin korkeus- asema voidaan säätää portaattomasti kiertämällä anturia 11 pituusakselinsa . ; 25 ympäri. Vaihtoehtoisesti kannen 3 yhteydessä on sopivat pikalukituselimet an- , : turin lukitsemiseksi haluttuun korkeusasemaan. Sekä ensimmäinen anturi 10 : ; että toinen anturi 11 ovat yksinkertaisimmillaan tankoja, jotka on valmistettu sähköä johtavasta ja kuumia olosuhteita kestävästä materiaalista, kuten teräksestä. Anturit 10 ja 11 ovat eräänlaisia elektrodeja, joille johdetaan sähkövirta. 30 Myös valuastia 1 voi olla sähköä johtavaa materiaalia, jolloin valuastia on sovi-; tettu toimimaan toisena elektrodina. Kun sulan 5 tai 5a pinta ulottuu anturin 10 tai 11 uloimpaan päähän, toimii metallisula sähköä johtavana väliaineena an-; ’ * *: turin ja valuastian välillä. Virtapiirin muodostuminen anturin 10 alapään ja va luastian 1 välille ilmaisee sen, että valuastia 1 on upotettu sulaan 5 oikeaan 35 syvyyteen. Vastaavasti virtapiirin syntyminen anturin 11 alapään ja valuastian 1 välille ilmaisee sen, että valuastiassa 1 on riittävä määrä sulaa 5a. Mikäli va- 7 112448 luastia 1 on sähköä johtamatonta materiaalia, voi anturi käsittää kaksi etäisyyden päässä toisistaan olevaa elektrodia.The casting vessel shown in Figure 2 differs from the construction shown in Figure 1, e.g. for closure pin 6. In this solution, the shutter plug 6 being configured TU-15 in casting vessel that is open towards the opposite cross-section as in Figure 1. In the lower position of the shutter plug 6 the circular sealing surface 6a is closely filling the opening 4 of the inner side against the edges. The lower part of the closure pin 6 is shaped as a sharp point 6d so that the closure pin 6 when closed together with the converging lower part 2a forms the bottom of a pointed pointing vessel 20 1. The height of the second sensor 11 monitoring the height of the molten surface 5a inside the casting vessel 1 . In its simplest form, the shaft 11a of the second sensor 11 is threaded, and the cover 3 has a threaded counterpart, respectively, whereby the height of the sensor can be infinitely adjusted by rotating the sensor 11 along its longitudinal axis. ; 25 around. Alternatively, the lid 3 is provided with suitable quick release means for locking the turin to the desired height position. As well as the first sensor 10:; that the second sensor 11 is, at its simplest, rods made of an electrically conductive and heat-resistant material such as steel. The sensors 10 and 11 are a kind of electrode to which an electric current is applied. Also, the casting vessel 1 may be an electrically conductive material, whereby the casting vessel is suitable; made to act as a second electrode. When the surface of the melt 5 or 5a extends to the outermost end of the sensor 10 or 11, the metal melt acts as an electrically conductive medium; '* *: Between Turin and the casting pan. The formation of a circuit between the lower end of the sensor 10 and the mold 1 indicates that the mold 1 is embedded in the molten 5 to the proper depth 35. Correspondingly, the generation of a circuit between the lower end of the sensor 11 and the casting vessel 1 indicates that the casting vessel 1 has a sufficient amount of melt 5a. If the louvre 1 112448 is of non-conductive material, the sensor may comprise two electrodes spaced apart.

Kuviossa 3 on esitetty eräs kuljetuslaitteisto 14 valuastian 1 siirtämiseksi sulatusuunilta 15 valupaikalle 16. Kuljetuslaitteistoon 14 kuuluu käsit-5 telyvarsi 17, johon valuastia 1 on kiinnitetty. Käsittelyvarren 17 avulla valuas-tiaa 1 voidaan liikuttaa vertikaalisuunnassa A esimerkiksi silloin, kun valuastia upotetaan sulaan 5. Edullisesti käsittelyvartta 17 voidaan pidentää ja lyhentää teleskooppisesti. Käsittelyvarsi 17 on ripustettu rullien 21 tai vastaavien elimien avulla johteeseen 18, jota pitkin sitä voidaan liikuttaa horisontaalisuunnas-10 sa B sulatusuunilta 15 valupaikalle 16. Ohjausyksikkö 12 on järjestetty ohjaamaan myös kuljetuslaitteiston 14 toimintaa. Valupaikalla 16 käsittelyvarsi 17 laskee valuastian 1 (esitetty katkoviivalla) valumuotin 19 syöttökanavan 20 kohdalle. Valuastian 1 kartiomainen alapää tiivistyy syöttökanavan 20 reunoja vasten, jolloin ympäröivä ilma ei pääse enää sen jälkeen syöttökanavasta 20 15 valumuotin 19 sisään.Fig. 3 shows a conveying apparatus 14 for moving the casting vessel 1 from the melting furnace 15 to the casting site 16. The conveying apparatus 14 includes a handling arm 17 to which the casting vessel 1 is attached. By means of the treatment arm 17, the casting vessel 1 can be moved in the vertical direction A, for example, when the casting vessel is immersed in the melt 5. Preferably, the treatment arm 17 can be telescopically extended and shortened. The handling arm 17 is suspended by rollers 21 or the like on a guide 18 along which it can be moved in horizontal direction B from the melting furnace 15 to the casting station 16. The control unit 12 is also arranged to control the operation of the conveying apparatus 14. At the casting site 16, the treatment arm 17 lowers the casting vessel 1 (indicated by a dashed line) to the feed channel 20 of the casting mold 19. The conical lower end of the casting vessel 1 is sealed against the edges of the supply passage 20, whereby the surrounding air is no longer able to pass from the supply passage 20 into the mold 19.

Kuviossa 4 valuastia 1 on tuotu käsittelyvarren 17 avulla valuko-neen 22 syöttökanavan 20 kohdalle. Syöttökanava 20 käsittää tiivisteen 23, jota vasten valuastian kartiomainen vaippa 2a painautuu kaasutiiviisti. Vaihtoehtoisesti voidaan valuastian 1 ja syöttökanavan 20 välisen liitoskohdan ympäril-20 le sovitettuun kaulukseen 24 syöttää kanavasta 25 paineistettua suojakaasua, kuten typpeä, joka estää ympäröivän ilman pääsyn syöttökanavaan 20. Kun ·' valuastia 1 on asetettu syöttökanavan 20 kohdalle siten, että ulkoilman pääsy : ; syöttökanavaan on estynyt, syötetään kanavasta 26 suojakaasua valukoneen 22 syöttösylinteriin 27. Suojakaasu huuhtelee valukoneessa 22 ja muotissa 19 i 25 olevat kaasut pois. Vaihtoehtoisesti muotti 19 on kytketty vakuumipumppuun i 28, jolla imetään alipaine muottiin 19 ja valukoneeseen 22. Näin varmistetaan : : se, että metallisula ei joudu valun aikana kosketuksiin ei-toivottujen kaasujen kanssa. Valaminen tapahtuu niin, että suljintappi 6 avaa valuastian 1 täyttöau-kon 4, jolloin sula 5a pääsee valukoneen 22 syöttökanavaan 20 ja sieltä edel-’ 30 leen syöttösylinteriin 27. Kun riittävä määrä sulaa on syöttösylinterissä 27, ; suorittaa syöttömäntä 29 iskun ja työntää sulaa muotin 19 muottionteloon 19a.In Figure 4, the casting vessel 1 is brought by the treatment arm 17 to the feed channel 20 of the casting machine 22. The feed passage 20 comprises a seal 23 against which the conical shell 2a of the casting vessel is gas-tightly pressed. Alternatively, a collar 24 disposed around the junction 20 between the casting vessel 1 and the supply channel 20 may be fed from channel 25 with a pressurized shielding gas, such as nitrogen, that prevents ambient air from entering the supply channel 20. the shielding gas is flushed out of the gases in the casting machine 22 and the mold 19 i 25. Alternatively, the mold 19 is coupled to a vacuum pump i 28, which sucks the vacuum into the mold 19 and the casting machine 22. This ensures: that the metal melt does not come into contact with unwanted gases during casting. Casting is effected such that the closure pin 6 opens the filling opening 4 of the casting vessel 1, whereby the melt 5a enters the feed channel 20 of the casting machine 22 and from there into the feed cylinder 27. When a sufficient amount of melt is in the feed cylinder 27; performs a stroke on the feed piston 29 and pushes the molten mold 19 into the mold cavity 19a.

Tämän jälkeen syöttömäntä 29 tekee paluuliikkeen, muotti 19 avataan ja muodostunut kappale poistetaan, sekä suoritetaan uusi kaasuhuuhte-lu/alipaine ennen syöttömännän 29 seuraavaa iskua.Thereafter, the feed piston 29 makes a return movement, the mold 19 is opened and the formed body is removed, and a new gas purge / vacuum is applied before the next stroke of the feed piston 29.

35 Kuviossa 5 on esitetty suljintappi 6, jonka alapää on paraboloidin muotoinen. Myös tällöin suljintappi on alapäästään siinä määrin terävä, että se 8 112448 kykenee työntämään suojakuonan ja epäpuhtaudet valuastian sivuille, kuten edellä on esitetty. Kuviossa 6 esitetyn suljintapin 6 alapää on pyramidin muotoinen. Edelleen kuviossa 7 esitetyssä erikoistapauksessa on suljintapin 6 alapää puolipallon muotoinen. Myös viimeksi mainittu muoto kykenee tunkeutu-5 maan sujuvasti suojakuonan läpi. Valuastian alaosa 2a muotoillaan edullisesti niin, että se vastaa olennaisesti suljintapin 6 alapään muotoilua.Figure 5 shows a closure pin 6 with a paraboloid bottom end. Here too, the closure pin is sharp at its lower end so that it can insert the slag and impurities into the sides of the casting vessel as described above. The lower end of the closure pin 6 shown in Figure 6 is pyramidal. Further, in the special case shown in Fig. 7, the lower end of the closure pin 6 is hemispherical. The latter form is also capable of penetrating smoothly through the protective slag. The lower part 2a of the casting vessel is preferably shaped such that it substantially corresponds to the bottom end of the closure pin 6.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.The drawings and the description related thereto are intended only to illustrate the idea of the invention. The details of the invention may vary within the scope of the claims.

1010

Claims

A casting vessel for molten treatment, comprising a casting vessel (1) having a lid (3), a diaper (2) having a lower portion (2a) of the mantle having a substantially truncated cone and tapering downward, and a filling opening (4) at the bottom of the casting vessel (6) movable in a vertical direction (Y) by means of an actuator (7), and which closure pin (6) is arranged to close and open the filling opening (4) to allow the molten (5) inside the casting vessel (1) and the casting vessel (1) away, characterized in that the lower end of the closure pin (6) has a substantially sharp cone shape, and that the lower end of the closure pin (6) extends a distance distal than the substantially conical lower portion (2a) of the jacket a tip, wherein the lower portion (2a) of the jacket and the lower end of the closure pin form a substantially uniform conical outer surface.

Casting vessel according to Claim 1, characterized in that the closure pin (6) comprises a sealing surface (6a, 6b) facing the inside of the casting vessel (1), which is arranged in a closed position against the edge of the filling opening (4). 7) when opening the filling opening (4) is arranged to push the closure pin (6) downwardly with respect to the filling opening (4) so that a gap is formed between the sealing surface (6a, 6b) and the filling opening (4) from which molten (5) can flow (1) in or out.

Casting vessel according to Claim 2, characterized in that the casting vessel (1) comprises at least one spring (8), and in that the closure pin (6) is arranged in the closed position to be pressed by the spring force of the spring (8). against the lower end of the jacket (2) and thereby to provide compression tension in the casting vessel (1).

Casting vessel according to Claim 1, characterized in that the closure pin (6) comprises a sealing surface (6a) arranged to rest against the edges of the filling opening (9) on the inside of the casting vessel (1), and that the actuator (7) is the closure pin (6) upwards with respect to the filling opening (4) so that a gap is formed between the sealing surface (6a) and the filling opening (4), from which the melt (5) can '. flow in or out of the casting bowl (1).

Casting vessel according to one of the preceding claims, characterized in that, outside the casting vessel (1), there is a first sensor (10) adapted to indicate the immersion depth of the casting vessel (1) into the molten (5). 10,114,448

Casting vessel according to one of the preceding claims, characterized in that the inside of the casting vessel (1) has a second sensor (11) adapted to detect the height of the molten (5a) inside the casting vessel (1).

Casting vessel according to claim 6, characterized in that the height position of the second sensor (11) is adjustable.

A casting method comprising the steps of: - melting a molten metal in a melting furnace (15), - moving a melt (5) from a melting furnace (15) to a casting vessel (1) closed with a substantially conical portion 10 having a filling opening (4) at the bottom of the casting vessel (1) which is opened and closed by means of a vertically movable closure pin (6), - eliminating harmful gases from inside the casting vessel before filling the casting vessel, 15. immersing the casting vessel (1) melting (5) to a predetermined depth and opening the filling opening (4) by moving the closure pin (6), allowing the melt (5) in the melting furnace to flow into the casting vessel (1), - closing the filling opening (4) by the closure pin (6); tia (1) to the casting site, - connect the filling opening (4) of the casting vessel to the inlet of the casting. (20) and opening the filling opening (4) by means of a closure pin (6), whereby inside the casting vessel. . ·. the melt (5a) flowing into the feed channel (20) and from there to the casting mold (19), characterized in that 25. a protective slag (9) is used on the surface of the melt (5) in the melting furnace (15) 5) the effects of gases outside the smelting furnace:; that a casting vessel (1) is used in which the closure pin (6) is substantially sharpened at its tip so that, when closed, the closure pin (6) forms, together with the substantially conical lower part (2a) of the casting mantle; - pushing the casting vessel (1) through the protective slag (9), whereby the substantially sharp-pointed base of the casting moves the impurities in the movement direction of the casting vessel (9) and the molten surface to the sides of the casting vessel V, 35 ,, 1,12448 - that the casting vessel (1) is connected to the feed duct (20) so that gases in the casting air space cannot enter the feed duct (20), and - that it is adversely removed from the feed duct (20) and the mold (19) reacting gases before opening the filling opening (4).

Method according to Claim 8, characterized in that a protective gas is introduced into the collar (24) arranged around the supply channel (20), which prevents the gases in the air space of the casting from entering the supply channel (20) after the casting vessel (1) (20).

A method according to claim 8 or 9, characterized in that the casting vessel (1) is fitted to the feed channel (20) of the casting machine (22) and that the feed channel (20), casting machine feed cylinder (27) and mold (19) opening the filling opening (4). * 1 · · 12 112448