FI68371C - Anordning foer kontinuerlig gjutning av metallstaenger - Google Patents

Description

68371

Laite metallitangon jatkuvaksi valamiseksi Tämän keksinnön kohteena on laite metallitankojen jatkuvaksi valamiseksi, jossa laitteessa on nestejäähdytteinen 5 muottiasennelma, joka on yhteydessä metallisulatteen kanssa valutangon jatkuvaksi muodostamiseksi sulatteesta, liikkuva tukiasennelma muottiasennelman kannattamiseksi, joka tukiaen-nelma on rajoitettu liikkumaan samaan ja vastakkaiseen suuntaan kuin jatkuvasti valettava tanko, välineet tukiasennelman saat-10 tamiseksi heilahtelemaan ja siten muottiasennelman saattamiseksi hei lajitelemaan samaan suuntaan ja vastakkaiseen suuntaan kuin valettava tanko, välineet metallisulatteen vetämiseksi muottiasennelman läpi tangon jatkuvaksi tuottamiseksi ja välineet jäähdytysaineen tuomiseksi muottiasennelmaan muottiasennelman 15 heilahdellessa.

Alalla on hyvin tunnettua valaa sulatteesta määräämättömän pituisia metallinauhoja vetämällä sulate jäähdytetyn muotin läpi. Muotissa on yleensä tulenkestävää ainetta kuten grafiittia oleva suutin, jota jäähdyttää ympäröivä vesivaippa. Esimerkiksi 20 US-patentti 3 354 936 kuvailee jäähdytetyn muottilaitteiston, joka on kiinnitetty sulatesäiliön pohjaseinään suurten kankien valamiseksi. Painovoima syöttää sulatteen muotin läpi. Alaspäin tapahtuvassa valussa on kuitenkin sulateuunin murtuman vaara, ja sulatesäiliö täytyy tyhjentää tai kallistaa muottia tai 25 valusuutinta korjattaessa tai vaihdettaessa.

Vaakasuoraa valamista jäähdytetyn muotin läpi on myös sovellettu käytäntöön. Paitsi sulatusuunin murtumista ja vaihta-misongelmia alaspäin valussa, painovoima voi aiheuttaa epätasaisen jähmettymisen, jonka tuloksena on valu, joka ei ole poikki-30 leikkaukseltaan yhtenäinen tai jolla on huonompi pinnan laatu.

Useita järjestelyjä on käytetty ylöspäin valamisessa. Varhaisia yrityksiä kuvaillaan US-patenttijulkaisuissa 2 553 921 (Jordan) ja 2 171 132 (Simons). Jordan käyttää vedellä jäähdytettyä, metallista muottiputkea, jossa on ulkoinen keraaminen ver-35 hous ja joka on upotettu sulatteeseen. Käytännössä ei ole löydetty mitään sopivaa metallia muottiputkeen, valu kärsii epätasaisesta jäähdytyksestä ja tiivistyneet metallihöyryt voivat 68371 kerääntyä muottiputken ja verhouksen väliin niiden lämpölaaje-nemiskertoimien erilaisuuden vuoksi. Simons käytti myös vedellä jäähdytettyä valuputkea, mutta se on asennettu sulatteen yläpuolelle ja vaaditaan tyhjiö vetämään sulate ylös putkeen.

5 Putken sama-akselinen tulenkestävä uloke ulottuu sulatteeseen. Tulenkestävä uloke on välttämätön estämään "sienettymistä", ts. metallin sellaisen jähmeän massan muodostumista, jolla on suurempi halkaisija kuin jäähdytetyllä putkella. Kuten Jordanillakin, lämpötilan vaikutuksesta kehittyneet välit, tässä tapauk-10 sessa putken ja ulokkeen välissä, voivat kerätä tiivistyneitä metallihöyryjä, josta on tuloksena valun huono pinnan laatu tai katkeaminen.

US-patenttijulkaisut 3 746 077 ja 3 872 913 kuvailevat viime aikaisempia valulaitteita ja tekniikkaa. Patentissa 15 3 872 913 vältetään lämpölaajenemiseen liittyvät ongelmat aset tamalla vain suuttimen kärki sulatteeseen. Vesijäähdytysvaippa ympäröi suuttimen yläpäätä. Koska sulatteen pinta on jäähdytys-vyöhykkeen alapuolella, tyhjiökammio suuttimen yläpäässä on välttämätön sulatteen vetämiseksi ylöspäin jäähdytysvyöhykkeel-20 le. Tyjiökammion käyttö kuitenkin rajoittaa nauhan vetonopeutta ja vaatii kiinnityksen.

US-patentissa 3 746 077 vältetään tyhjiökammio upottamalla jäähdytysvaippa ja osa sillä ympäröidystä suuttimesta sulatteeseen. Upotussyvyys on riittävä syöttämään sulatetta 25 jähmettymisvyöhykkeelle, mutta sitä ei upoteta syvälle. Vaippa ja vaipan ja suuttimen välinen sisäpinta on suojattu sulatteelta ympäröivällä eristävällä verhouksella. Verhouksen alapää rajoittuu suuttimen alempaan ulkopintaan estääkseen sulatteen suoran virtauksen jäähdytysvaippaan.

30 Edellä kuvantunlaiset systeemit tunnetaan yleensä "suljettuna" muottina, jossa nestemäinen metalli on suoraan kosketuksissa jähmettymisvyöhykkeen kanssa. Jäähdytettyyn muottiin syötetään tyypillisesti mukana olevasta sulatteella täytetystä säiliöstä. Vastakohtana "avoin" 35 68371 muottisysteemi syöttää sulatetta tyypillisesti jakelu-putken kautta suoraan muottiin/ missä se jäähtyy hyvin nopeasti. Avoin muotti-systeemiä käytetään yleisesti valettaessa alaspäin laajoja terästankoja, ja satunnai-5 sesti alumiini-, kupari- tai messinkitankoja. Kuitenkaan avoimella muotilla valamista ei käytetä muodostettaessa tuotteita, joilla on pieni poikkileikkaus, koska on hyvin vaikeaa säätää nestepinnan ja siis jähmettymisrinta-man paikkaa.

10 Suljetussa muottivalussa nousee ongelmaksi valu- suuttimen sisäläpimitan lämpölaajeneminen jähmettymisrin-taman alun ja täydellisen jähmettymisen pisteen välillä (jota kutsutaan putkensuun laajenemiseksi). Tämä tila aiheuttaa valun poikkileikkauspinnan laajenemien muodostu-15 misen, jotka kiilautuvat suuttimen kapeampaa osaa vasten. Kiilautunut osa voi murtua ja muodostaa liikkumattoman valu jätekappaleen . Valujätekappaleet voivat joko aiheuttaa nauhan katkeamisen tai kiinnittyä suuttimeen ja tuottaa valuun pintavikoja. Sen vuoksi on tärkeää säilyttää suut-2Q timen sisähalkaisijän dimensionaalinen tasaisuus valuvyö-hykkeessä. Patenttien 38 72 913 ja 37 46 077 mukaisissa systeemeissä näitä ongelmia säädellään pitkin suutinta suhteellisen loivan pystysuoran lämpötilagradientin avulla, joka osaksi johtuu pienestä jäähdytysnopeudesta yleisesti 25 laajenemattoman jähmettymisvyöhykkeen pinnan aikaansaamiseksi. Tämän pienen gradientin kanssa voidaan tuottaa hy-väksyttävänlaatuisia valuja vain suhteellisen pienellä nopeudella, tyypillisesti viidestä neljäänkymmeneen tuumaan minuutissa.

3Q Toinen merkitsevä ongelma jäähdytetyn muotin läpi valettaessa on metallihöyryjen tiivistyminen. Tiivistyminen on erikoisen ongelmallista valettaessa messinkiä, jossa on sinkkiä, tai muita seoksia, joissa on aineita, jotka kiehuvat lämpötiloissa, jotka ovat seoksen sulatusläm-35 pötilan alapuolella. Sinkkihöyry tunkeutuu heti aineisiin, joita tavallisesti käytetään valusuuttimien muodostamiseen, 4 68371 ja tavallisiin eristysaineisiin, ja se voi tiivistyä nesteeksi kriittisillä alueilla. Nestemäinen sinkki suut-timessa lähellä jähmettymisrintamaa voi kiehua valun pinnalla aiheuttaen kaasumaisena pinnan vikoja. Näiden on-5 gelmien vuoksi nykyisiä valulaitteita ja tekniikkaa ei voida käyttää hyvälaatuisten messinkinauhojen suurilla nopeuksilla tapahtuvassa kaupallisessa tuotannossa.

Tapa, jolla valu vedetään jäähdytetyn muotin läpi, on myös tärkeä näkökohta valuprosessissa. Jaksotettavaa 10 mallia, jossa eteenpäin vetävää iskua seuraa paikallaan-olojakso, käytetään kaupallisesti edellämainitussa US-pa-tenttijulkaisussa 38 72 913 kuvatun valuyksikön yhteydessä. US-patenttijulkaisu 39 08 747 esittää säädellyn vastaiskun valupinnan muodostamiseksi, valun katkeamisen es-15 tämiseksi ja valun supistumisen kompensoimiseksi sen jäähtyessä suuttimessa. GB-patenttijulkaisu 10 87 026 esittää myös vastaiskun valun osittaiseksi uudelleensulattamiseksi. US-patenttijulkaisu 33 54 936 esittää mallia, jossa on suhteellisen pitkät eteenpäiniskut, joita seuraavat jaksot, 20 jolloin valuliike on pysähtynyt, ja suhteellisen lyhyt vastaisku. Tätä mallia käytetään valettaessa laajoja tankoja estämään käänteistä sulatusta. Kaikissa näissä systeemeissä kuitenkin iskunopeudet ja nettovalunopeus ovat hitaita. US-patentin 33 54 936 systeemissä esimerkiksi eteen-25 päiniskut kestävät kolmesta kahteenkymmeneen sekuntiin ja vastaiskut kestävät yhden sekunnin, ja nettonopeus on kolmestatoista viiteentoista tuumaa minuutissa.

On tunnettua saattaa jatkuvassa valamisessa muotti värähtelemään, jotta saataisiin valun irtautuminen ja au-30 tettaisiin vastavaletun tangon liikkumista muotin läpi ja, tärkeämmin, kun muotin etenemisnopeus työjakson osan aikana on suurempi kuin valettavan tangon, jotta estettäisiin jännitysrepeämät jähmettyvällä pinnalla. Lisäksi, valuisku-jen aikaansaaminen muotin värähtelyllä sallii tangon vetä-35 misen muotista vakionopeudella siten auttaen valun jälkei- li 68371 siä jatkotoimenpiteitä, esimerkiksi tangon muuttamista viimeistellyksi pinnaltaan.

Muotin liike tuo kuitenkin mukaan ongelmia, joita ei liity paikallaanoleviin muottivalukoneisiin. Esimer-5 kiksi, tangon jähmettyrniseksi täytyy jäähdytysainetta jatkuvasti kierrättää muottilaitteiston läpi. Kuitenkin värähtelevässä muotissa jäähdytysaineen kierron täytyy tapahtua muotin värähdellessä. Edelleen, korkealaatuisen tangon tuottamiseksi on välttämätöntä, että muotin liik-10 keet ovat olennaisesti yhdensuuntaisia kuin tangon liikesuunta muotin läpi. Ylöspäinvalussa tämä lähtökohta vaatii, että muotin värähtely nauhan jähmettymisen aikana on lineaarista ja pystysuorassa suunnassa ja myöhempiä liikkeitä on vähän tai ei lainkaan. Edelleen, korkeaan tuotantoon, 15 valulaitteistojen täytyy kulkea edestakaisin suurilla nopeuksilla ja kiihtyvyyksillä. Koska muottilaitteistot ovat suhteellisen painavia, mekaaniset rasitukset saavat aikaan, että on vaikeaa saada aikaan olennaisesti pystysuoraa muotin liikettä. Lisäksi, muottilaitteiston värähtelyn reso-20 noiva kytkentä muotin kannatinrakenteen värähtelylajien kanssa ja hydraulisen systeemin luonnolliset taajuudet on vaikea eliminoida liikkuvissa muottivalukoneissa.

Toisin kuin paikoillaanpysyvissä muottivalukoneissa, joissa eteenpäin- ja vastakkaiset iskut saadaan aikaan 25 vaihtamalla tartuinrullien pyörimissuuntaa, jotka liikuttavat valunauhaa, värähtelevä muottivalukone kulkee edestakaisin. Siten muottilaitteisto on jatkuvasti hydrodynaamisen kuormituksen alaisena, kun se kulkee edestakaisin uunin sulatteessa. Edelleen, kiihtyvyysvoima (G), joka tuo-30 tetaan värähtelyn aikana, on kuormitusta lisäävä pääasiallinen tekijä. Tietenkin kuormitus pahentaa rakenteellisia kehysongelmia.

Tämän keksinnön tarkoituksena on sen vuoksi saada aikaan värähtelevä muottivalukone korkealaatuisen tangon 35 tuotantoon, jota jatkuvasti jäähdytetään ja joka liikkuu 68371 6 olennaisesti samaan suuntaan kuin valettava tanko, ja joka liikkuu vähän tai ei lainkaan jälkeenpäin.

Keksinnön toisena tarkoituksena on saada aikaan värähtelevä muottilaitteistomuoto, joka minimoi kuormi-5 tuksen värähtelyn aikana.

Vielä on keksinnön tarkoituksena saada aikaan uudenlaisen muotoilun omaava muottilaitteisto, joka kompensoi sulatteessa edestakaisinkulkemiseen liittyviä sisäisiä kuormituksia.

1Q Keksinnön toinen tarkoitus on saada aikaan muotti- laitteisto ja menetelmä korkealaatuisen metallinauhan jatkuvaksi valamiseksi, ja erikoisesti sellaisten, jotka ovat kuparia ja kupariseoksia, jotka sisältävät messinkiä, tuotannossa, jossa nopeudet ovat monin kerroin suurempia kuin 15 tähän saakka on ollut saavutettavissa suljetuissa muotti-systeemeissä.

Keksinnön toinen tarkoitus on saada aikaan sellainen jäähdytetty muottilaitteisto ylöspäin tapahtuvaa valua varten, jossa muottilaitteisto värähtelee ja on upotettu 2Q sulatteeseen.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen muottilaitteisto, joka kompensoi jyrkän lämpö-tilagradientin valusuutinta pitkin, erityisesti jähmetty-misvyöhykkeen alemmassa päässä, ilman että muodostuu valu-25 jätekappaleita tai menetetään dimensionaalinen yhtenäisyys valuvyöhykkeellä.

Vielä on keksinnön tarkoituksena saada aikaan valun vetotapahtuma käytettäväksi sellaisessa muotti laitteistossa tuottamaan korkealaatuisia nauhoja poikkeuksellisen suu-3Q rilla nopeuksilla.

Edelleen on keksinnön tarkoituksena saada aikaan muottilaitteisto, jossa on edelläkuvatut edut, jonka valmistuskustannukset ovat suhteellisen pienet, joka on mukava käytössä sekä kestävä.

35 Keksinnön mukaiselle laitteelle metallitangon tai 68371 nauhan jatkuvaa valua varten on ominaista, että liikkuva tu-kiasennelma on liikkuva vaunuasennelma ja että laitteeseen kuuluu lisäksi vaunun kannatinrakenne, jonka ominaisvärähte-lytaajuudet ovat oleellisesti suuremmat kuin muottiasennel-5 man heilahtelutaajuus ja johon kuuluu rakenneosia, jotka on valittu niin, että koko tukiasennelman ominaisvärähtelytaa-juudet ovat selvästi pienemmät kuin vaunuasennelman ja hydraulisen käyttöjärjestelmän heilahtelutaajuus, niin että muotin heilahtelu ei aiheuta suuriamplitudisia värähtelyjä kan-10 natinrakenteessa, iskunvaimennusjärjestelmä, jolla liikkuva massa on pysäytettävissä rikkoutumattomasti ennen kuin hydraulinen käyttölaite saavuttaa ääriasemansa iskunsa kummassa tahansa päässä, ja joka käsittää iskulevyn, joka on asennettu vaunuun kannatinrakenteeseen asennetun hydraulisen iskun-15 vaimentimen vastaanottamiseksi, ja elastomeerisiä puskureita, jotka on asennettu kannatinrakenteeseen vaunun kanssa tapahtuvaa kosketusta varten.

Keksinnön suositussa suoritusmuodossa muottilaitteisto käsittää 20 muotin; jäähdyttimen vaipan joka ympäröi muottia; jäähdytysaineputkiston laajennusasennelman, joka on yhteydessä jäähdyttimen vaippaan ja syöttää siihen jäähdytysai-netta; ja 25 kannatinvälineet, jotka on järjestetty kannattamaan put kiston laajennusasennelmaa kannatinvälineiden ollessa tarkoitettu syöttämään jäähdytysainetta putkiston laajennusasennel-maan. Eristävä hattu ympäröi jäähdytintä ja putkiston laajen-nusasennelmaa, eristäen ne termisesti metallisulatteesta. Put-30 kistonlaajennusasennelma käsittää kolme saman keskistä putkea, jotka muodostavat kaksi renkaan muotoista pitkänomaista kanavaa niiden väliin, yhden renkaan muotoisista kanavista ollessa tarkoitettu syöttämään jäähdytysainetta jäähdyttimen vaippaan ja toisen renkaan muotoisista kanavista ollessa tarkoitettu 35 ottamaan vastaan jäähdytysaine jäähdyttimen vaipasta.

Välineet valuvärähtelyn täydentämiseksi käsittävät ainakin yhden hydraulisen toimilaitteen. Tässä suoritusmuodossa 68371 muottilaitteiston kannatinvälineissä värähtelyä varten on kannatinrakenne, jolla on olennaisesti korkeampi luonnollinen värähtelytaajuus kuin hydraulisysteemin luonnollinen taajuus. Hydraulisen systeemin häiriöiden kompensoimiseksi 5 on välineet muottilaitteiston pysäyttämiseksi rikkomattomas-ti. Suositaan hydraulisen iskun vaimentimia elastomeeristen puskurien yhteydessä käytettäväksi pysäyttämään muottilait-teisto hydraulisysteemin häiriön sattuessa.

Hydraulisylinterin ja muotin liikkeitä säätää servo- 10 venttiili ja tietokone. Muottivärähtelyn aallonmuodot voidaan muodostaa saamaan aikaan rajoittamaton vaihtelu valun irtau-tumisnopeuteen, takaisiniskunopeuteen ja paikallaanoloaikaan. Tämä on äärimmäisen hyödyllistä määritettäessä optimaalisia muottiliikeohjelmia eri valuseoksille.

15 Tässä kuvattu keksintö ymmärretään paremmin viit taamalla seuraaviin kuviin, joissa kuvio 1 on osittain leikattu sivukuva värähtelevästä muotista ja kannatinrakenteesta keksinnön mukaisesti yhteydessä sulateuunin kanssa; 20 kuvio 2 on erillinen tasokuva kannatinlaitteistosta kuvion 1 mukaan värähtelevän uunin kannattimista ja liikuttamista varten; kuvio 3 on kuvion 2 kannatinlaitteiston korkeussuuntainen sivukuva; 25 kuvio 4 on kuvion 1 mukaisen kannatinputkiston laajen- nuslaitteiston ja jäähdytinmuotin erillinen poikkileikkaus-kuva; kuviot 5-7 ovat kaavamaisia esityksiä muotin asemasta sulatteessa muottivärähtelyn eri jaksojen aikana; 30 kuvio 8 on perspektiivikuva värähtelevän muotin kanna tinrakenteesta ; kuvio 9 on perspektiivikuva kannattimesta joka kannattaa värähtelevää muottia; kuvio 10 on tässä kuvatun valulaitteen korkeussuuntai- 35 nen kuva esittäen iskunvaimenninlaitteistoa; 68371 kuvio 11 on perspektiivikuva pohjan iskunvaimennin-laitteistosta; ja kuvio 12 on perspektiivikuva yläosan iskunvaimennin-laitteistosta.

5 Alussa keksintöä on kuvattu laajempine yleisnäkö- kohtineen, yksityiskohtaisemman kuvauksen seuratessa. Vas-tinosia on merkitty kaikissa kuvissa samoilla numeroilla. Kuten kuviossa 1 näytetään, muottilaitteisto 10 on upotettu sulatteeseen 11, jota uuni 12 sisältää. Kuviossa 1 näytetään 10 suojaava kartio 13, joka sulaa pois sen jälkeen kun laitteisto 10 on upotettu sulatteeseen 11. Suojaava kartio 13 on normaalisti muodostettu kuparista ja se sulaa täydellisesti alle minuutissa. Suojaavan kartion tarkoituksena on estää me-tallikuonan tai muiden epäpuhtauksien pääsy suuttimeen 15 15 upotuksen aikana. Kun laitteisto on upotettu sulatteeseen ja kartio on hävinnyt, sulanut metalli vedetään laitteiston 10 läpi. Alussa prosessi aloitetaan panemalla yksittäinen aloitustanko (jonka päässä on pultti) suuttimen 15 läpi laitteiston yläpuolelta sulatteeseen. Sulanut metalli 20 jähmettyy pultin ympärille ja, kun tanko vedetään suuttimen 15 läpi, sulanut metalli seuraa, jähmettyen matkallaan. Sen jälkeen kun jähmettynyt nauha tai tanko 23 on mennyt puristusrullien 25 läpi, aloitustanko (ja pieni pala tankoa 23) erotetaan tangon tai nauhan 23 jäännösosasta. Pro-25 sessi jatkuvan tangon tai nauhan tuottamiseksi esitetään US-patenttihakemuksessa nro 928 881 nimeltä "Mold Assembly and Method of Continuous Casting of Metallic Strands at Exceptionally High Speed", jätetty 28.7.1978, jonka oppeihin tässä yhteydessä viitataan. Kun tanko tai nauha 23 on 30 muodostunut sulatteesta 11, se vedetään jatkuvasti vakio- nopeuksisena yhden tai useamman puristusrullaparin 25 avulla. Siten tanko 23 jatkuvasti etenee pois sulatteesta vakionopeudella kuten nuoli 27 osoittaa. Kun tanko 23 etenee, koko laitteisto 10 värähtelee pystysuorassa suunnassa. Poh-35 j immiltaan laitteisto 10 on yhdistetty vaunulaitteistoon 68371 10 14 säädettyä värähtelyä varten.

Kun jäähdytetty muottilaitteisto 10 värähtelee, sitä jäähdytetään jäähdytysväliaineella jota syötetään putkistoon 24 taipuisten putkien 26 läpi. Jäähdytysaineen 5 jakelusysteemiä selitetään yksityiskohtaisesti kuvion 4 yhteydessä.

Koska muottilaitteisto 10 värähtelee valuprosessin aikana, suuria dynaamisia kuormituksia kehittyy, jotka kan-natinrakenteen täytyy kompensoida. Uusi rakennekehys, jo-10 ka vastustaa näitä kuormituksia minitaipumilla, kuvataan nyt yksityiskohtaisesti kuvien 1 ja 8 yhteydessä. Viitaten ensin kuvaan 8, koko kannatinrakenne on jäykkä teräs-laatikko. Pystysuoria kuormia kannattavat pylväsrakenne-osat 21, 22, 80, 81, jotka ovat teräksisiä I-palkkeja.

15 Pylväsosat 21, 22, 80 ja 81 on liitetty yhteen vaakasuorilla teräksisillä I-palkeilla 17, 82, 83 ja 84. Vaakasuorat osat 17, 82, 83 ja 84 ovat mieluummin hitsatut pylväsosiin 21, 22, 80 ja 81. Vaakasuorat I-palkit on siten asennettu, että niiden laippapäädyt ulottuvat pystysuunnassa suurim-20 man mahdollisen jäykkyyden saavuttamiseksi kannatettaessa värähtelyn aiheuttamia kuormia. Palkki 84 on edelleen jäykistetty kulmapalalla 84a, joka on hitsattu palkkiin 84. Palkit 17 ja 83 on jäykistetty pystysuunnassa vinotukipal-keilla 18, 19, 85 ja 86, jotka myös on tehty teräksestä.

25 Teräspalkit 87 ja 88 edelleen vahvistavat rakenteen pohjaa.

Vaunurakenne on asennettu palkeille 96a ja 84a, jotka täydelleen kannattavat vaunua palkkien 84 ja 96 kautta. Vaunun kuormitukset tulevat kehysperustalle palkkien 20, 97, 85, 86 ja 19 kautta. Teräksiset I-palkit 89 ja 90 on 30 hitsattu vaakasuorien palkkien 82 ja 84 väliin. Nämä palkit 89 ja 90 kannattavat värähtelevää vaunua kannattavaa päällysrakennetta, jossa on pystysuorat I-palkit 91 ja 92 ja vaakasuorat I-palkit 93, 94 ja 95. Palkit 93 ja 95 on hitsattu teräksiseen I-palkkiin 96, joka yhdistää pylväs-35 palkit 81 ja 22 niiden yläpäistä. Palkki 96 on jäykistet- 68371 ty kulmapalalla 96a, joka on kiinnitetty palkin 96 etuosaan. Rakenne on tehty jäykeramäksi jäykistävien teräksisten I-palkkien 20 ja 97 avulla.

Tämän suoritusmuodon rakenneosat on valittu niin, 5 että koko kannatinlaitteistolla on luonnollinen värähtelytaajuus, joka on huomattavasti korkeampi kuin sekä vau-nulaitteiston 14 värähtelytaajuus että hydraulisen toimi-laitesysteemin värähtelytaajuus, niin että muottivärähte-ly ei aiheuta suuriamplitudisia värähtelyjä kannatinraken-10 teeseen. Sellaiset värähtelyt huonontaisivat valettavan tangon 23 laatua.

Vaunulaitteisto 14 (kuvio 1) on näytetty yksityiskohtaisemmin kuviossa 9. Tämä laitteisto 14 on rakennettu teräksisistä kulmalaatoista 100 ja 101, jotka on hitsattu 15 pohjalaattaan 102 ja takalaattaan 103. Ylälaatta 104 on hitsattu takalaattaan 103 ja kulmalaattoihin 100 ja 101 täydentämään rakenteen. Laatat 100 ja 101, jotka ovat noin yhden tuuman paksuiset, on kevennetty reikien 105 ja 106 avulla, jotka ovat kulmalaatoissa 100 ja 101 siinä jär-20 jestyksessä.

Vaunulaitteisto 14 kannattaa putkistoa 24 (kuvio 1) pulteilla, jotka on pantu pultinreikien 106a läpi, jotka ympäröivät pohjalaatan 102 reikää 107. Reikä 107 sallii valutangon kulun puristusrullille 25 (kuvio 1).

25 Viitaten nyt kuviin 2 ja 9, vaunulaitteisto 14 on rajoitettu kulkemaan pystysuorassa suunnassa raiteita 40 pitkin. Nämä raiteet 40 on erotettu kulmalaatoista 100 ja 101 välikappaleilla 108 ja sitten raiteet 40 ja välikappaleet 108 on kiinnitetty pulteilla ja vaarnattu yhteen 30 laattoihin 100 ja 101.

Raiteilla 40 on vaistotut päät, jotka tiiviisti kiinnittyvät viistottuihin siirtimen kantorulliin 16. Rullat 16 on kiinnitetty pulteilla kannatinlaitteistoon 109. Raken-nelaitteisto 109 käsittää hitsattuja laatikkorakenteita 42 35 jäykkyyden lisäämiseksi. Rakennelaitteisto 109 on kiinnitetty jäykästi pulteilla edelläkuvattuun päällysrakentee- 12 68371 seen kuvion 8 mukaisesti.

Ylälaattaan 104 (kuvio 9) on kiinnitetty lukitus-laatta 110, joka kannattaa puskuria 111, joka on mieluummin tehty kovasta elastomeerisesta materiaalista. Puskuri 5 111 kiinnittyy hydraulista energiaa absorboivaan mäntä/sy- linterilaitteistoon (jota kuvataan jäljempänä kuvien 10, 11 ja 12 yhteydessä) siinä tapauksessa, että toimintahäiriö saa vaunun 14 kulkemaan kauemmaksi kuin sen tarkoitettu kulkumatka.

10 Viitaten nyt kuviin 2 ja 3, vaunulaitteistoa kan nattaa pystysuuntaista värähtelyä varten hydraulisylin-teri 30. Mäntä hydraulisylinterissä 30 kiinnittyy ylälaattaan vaunulaitteistossa kannattimen 115 välityksellä, Hyd-raulisylinteriä 30 säätelee servoventtiili 116 putkisto-15 yhteen 117 välityksellä.

Hydraulisylinteriä 30 itseään kannattavat varret 113, (kuvio 2), jotka on kiinnitetty pulteilla rakennelait-teistoon 109. Servoventtiiliä 116 säätää tietokone (ei-esi-tetty), joka määrää halutun suhteellisen liikkeen tangon 2Q ja muotin välillä hyvän jähmettymisen aikaansaamiseksi valettavaan tankoon. Erityisesti muottivärähtely saa aikaan saman vaikutuksen suhteessa tankoon tai nauhaan 23 kuin itse tangon tai nauhan eteenpäin- ja taaksepäiniskujen mal li.

25 Kuvat 5-7 selittävät muottivärähtelyn vaikutuksen valupinnan muodostumiseen ja selittävät termejä "eteenpäin"- ja "taaksepäin" isku. Kuvio 5 esittää muottilait-teistoa 10 alimmassa kohdassaan sulatteessa 11. Tällä ajan hetkellä muottilaitteisto on juuri aloittamassa kiihdytty-30 misen ylöspäin, kuten pienellä nuolella 41 on esitetty. Tällä hetkellä nauhan nopeus ylöspäin on suurempi kuin muotin liike ylöspäin tai eteenpäin. On huomattava, että nauhan 23 jähmettymispinta 28 on hyvin ohut. Kuvio 6 näyttää muottilaitteiston 10 suunnilleen keskiasennossa sen 35 kulkiessa ylös ja alas sulatteessa. Hetkellä, jolloin muot- 68371 13 tilaitteisto on saavuttanut keskiaseman, sen yiöspäin-menonopeus on suurempi kuin tangon nopeus ylöspäin. Tämä johtuu muottilaitteiston kiihtyvyydestä ylöspäin, joka on noin 2 g useimmille sovellutuksille. Korostetaan 5 jälleen, että nauhan nopeus on vakio ja vain muottilaitteiston nopeus vaihtelee. Kuviossa 6 jähmettymisrintama 29 on liikkunut lähelle sulatteen yläosaa. Pinta 28 on paksumpi kuin vertauspinta kuviossa 5.

Kuvio 7 esittää muotin sen yläasennossa. Kuviossa 10 7 kuvatulla erityisellä hetkellä muotin nopeus ylös- tai eteenpäin on nolla ja se on aloittamaisillaan kulun takaisin kuviossa 5 esitettyyn asemaan. Tässä asemassa jähmet-tymispinta 28 on paksuin. Eteenpäinmenon ja vastakkainen nopeus ovat erikseen asetettavissa tietokoneessa parhaan 15 mahdollisen pinnan laadun ja materiaalirakenteen saavuttamiseksi. Kuvioiden 5-7 valossa pitäisi olla ilmeistä, että termi "eteenpäinisku" viittaa muottilaitteiston liikkeeseen poispäin sulatteesta, kun taas termi "takaisinisku" viittaa muottilaitteiston liikkeeseen syvemmälle sulatteeseen. 20 Kuvio 4 näyttää, kuinka jäähdytysainetta jatkuvas ti syötetään jäähdytettyyn muottilaitteistoon 10. Jäähdy-tysaine, mieluummin vesi, tulee putkistoon 45 tuloputkes-ta 46 ja kulkee alaspäin renkaanmuotoista kanavaa 47 putkiston laajennuslaitteistossa 48 ja jatkaa jäähdyttimeen 25 49 jäähdyttämään muottia 50. Jäähdytysaine palaa renkaan muotoista putkea 51 myöten ja poistuu poistoputkea 52. Kanavat 47 ja 51 ovat kolmen samankeskisen putken 53, 54 ja 55 muodostamat renkaanmuotoiset välit, jotka putket on kukin valmistettu teräksestä. Uloin putki 53 on liitetty 30 putkistoon 45 laippaliitoksella. Kaksi sisempää putkea 54 ja 55 liukuu O-rengastiivistekiinnityksiin 56 putkistossa 45. Tällä järjestelyllä kompensoidaan dimensionaaliset muutokset, joita lämpötilagradientit aiheuttavat.

Samankeskisten putkien muotoilu putkistonlaajennus-35 laitteistoa 48 varten sallii suurten jäähdytysaineen vir- 14 68371 tausnopeuksien käytön samalla kun laitteiston, jonka täytyy värähdellä uunin sulatteessa, poikkileikkauspinta-ala tulee mahdollisimman pieneksi. Poikkileikkauspinta-alan pitäminen mahdollisimman pienenä on tärkeää pidettäessä 5 värähtelevän muottilaitteiston hydrodynaaminen kuormitus alhaisena.

Keraaminen hattu 57 ympäröi jäähdytintä 49 ja put-kistonlaajennuslaitteistoa 48 ja eristää ne termisesti me-tallisulatteesta niin että jäähdytin saa suorittaa teh-10 täväänsä jäähdyttämällä muottia niin että tangon jähmettyminen voi tapahtua. Hattu 57 kiinnittyy kannattamaan putkistoa 45 renkaan 60 välityksellä, joka on jousivaikut-teisesti putkistoa 45 vastaan jousen 61 välityksellä. Tällä kiinnitystavalla hattu 57 tulee tiukasti jäähdytintä 15 49 vasten sallien kuitenkin erilaisista lämpölaajenemisis ta johtuvat dimensionaaliset muutokset. Jousi 61 on esikuormitettu saamaan aikaan suuremman kokonaisvoiman kuin suurin G kuormitus, joka esiintyy värähtelyn aikana, säilyttäen siten tiukan liitoksen hatun 57 ja jäähdyttimen 20 49 välillä.

Jäähdyttimellä 49 on suuri jäähdytysnopeus, joka saa aikaan jähmettymisrintaman suuttimen 15 valuvyöhyk-keelle joka on välin päässä suuttimen sulatteessa olevasta päästä. Eristävän hatun 57 suojaama jäähdytin on aina-25 kin osittain upotettu sulatteeseen. Mieluummin se on upotettu syvälle sulatteen pinnan ollessa valuvyöhykkeen yläpuolella.

Eristävä osa 62, joka ulottuu sulatteeseen päin paikasta, joka on juuri valuvyöhykkeen alapuolella, säätää 30 suuttimen radiaalista lämpölaajenemista sen varmistamiseksi, että valu tapahtuu dimensionaalisesti yhdenmukaisessa suuttimen alueessa ja suuttimen laajenemisen .säätämiseksi suuttimen lähellä sulatetta olevassa päässä. Toiminnassa sulate 11 alkaa jähmettyä tangoksi 23 suuttimen 15 35 alueella joka on eristävän osan 62 takana. Eristävä osa 62 68371 15 saa myös aikaan jyrkän lämpötilagradientin valuvyöhyk-keen matalammassa päässä mikä johtaa nopeaan jäähdytykseen lyhyellä suuttimen matkalla. Kuviossa 4 jähmet-tymisrintama on näytetty rintamana 63. Suositussa muo-5 dossa suutin 15 ulkonee sulatteeseen jäähdyttimen alemmasta päästä sen välttämiseksi, että vieraita aineita joutuisi valuvyöhykkeelle. Eristävä osa on holkki, jolla on pieni lämpölaajeneminen, pieni huokoisuus, joka on tehty tulenkestävästä aineesta kuten kvartsista, ja jota pide-10 tään suuttimen ympärillä jäähdyttimeen muodostetussa ta-soupotuksessa. Suutin 15 on mieluummin tehty grafiitista tai boorinitridistä.

Suuttimella 15 on mieluummin pitkittäin yhtenäinen poikkileikkaus. Suuttimen sisäpinnalla voi olla hieman 15 ylöspäin kapeneva kartiomuoto tai porrastettu ulkomuoto.

Suutin 15 on mieluummin liukuvasti sovitettu jäähdyttimeen 49 auttamaan paikoilleenasennusta. Ennenkuin suutin laajenee termisesti jäähdytintä vasten, sen aksiaalinen liike estyy pienellä tyssäyksellä yhdistyneessä jäähdyttimen 20 seinässä ja porrastetulla ulkopinnalla, joka kiinnittyy jäähdyttimen alapäähän. Myös suositussa suoritusmuodossa metallikalvo on asetettu ulkopuolta eristävän osan 62 ja tasoupotuksen väliin eristimen 62 poiston helpottamiseksi.

Jäähdyttimessä on mieluummin kaksinkertainen sei-25 närakenne jonka seinien välissä on renkaanmuotoinen tila. Sisäseinä 64, joka on suuttimen vieressä, on mieluummin muodostettu vanhenemiskovetettua kromikupariseosta olevasta lujasta valanteesta; ulompi kalvo 65 on mieluummin tehty ruostumattomasta teräksestä. Sisempi ja ulompi seinä on 30 mieluummin liitetty alapäistään kupari/kultajuotosliitok-sella 66. Vettä kierrätetään tyypillisesti lämpötila-alueella ja virtausnopeudella, joka antaa suuren jäähtymisnopeuden suuttimen läpi kulkevalla sulatteella, kun taas vesihöyryn tiivistyminen muottilaitteistoon tai valuun väl-35 tetään. Vesihöyrysuoja ja tiivisteet asetetaan mieluummin 68371 16 jäähdyttimen upotetun pään ja ympäröivän eristävän hatun väliin.

Tässä kuvattu suhteellisen massiivinen, servo-venttiilin säätämän hydraulisen toimilaitteen käyttämä 5 värähtelevä muotti on herkkä säätelemättömille rajaolo-suhteille jotka voivat saada liikkuvan massan yli sille suunniteltujen kulkurajojen, siten vakavasti vahingoittaen konetta. Sellainen tapaus voi esimerkiksi sattua jos servoventtiili takertuu kiinni saasteiden vuoksi tai jos 1Q virheellinen käsky tulee servoventtiilille. Tämän keksinnön tärkeä osa on sen vuoksi uusi iskunvaimennussysteemi, joka pystyy pysäyttämään liikkuvan massan rikkomattomasti, ennenkuin hydraulinen toimilaite saapuu matkansa päähän iskun kummassakaan päässä.

15 Tässä kuvattua iskunvaimennussysteemiä selostetaan viittaamalla kuviin 1, 8, 9, 10, 11 ja 12. Viitaten ensin kuvioon 9, ylälaatta 104 vaunulaitteistossa 15 kannattaa lukituslaattaa 110. Lukituslaattaan 110 on asennettu puskuri 111, joka on valmistettu kovasta elastomeerisestä ai-20 neesta kuten polyuretaanista. On asennettu vastaavat luki-tuslaatta ja puskuri pohjalaatan 102 alapuolelle (kumpaakaan ei näytetä kuviossa 9). Puskuri 111 on asetettu kiinnittymään ylempään hydrauli-iskunvaimentimeen 130 (kuvio 10) joka on asennettu ylempään iskunvaimennuslaitteistoon 25 133. Samoin pohjapuskuri 131 on asetettu kiinnittymään alempaan hydrauli-iskunvaimentimeen 132. Hydrauli-iskun-vaimentimet 130 ja 132 on asennettu iskunvaimennuslaitteis-toihin 133 ja 134 siinä järjestyksessä. Kuten kuvioista 1, 8 ja 10 voidaan nähdä, nämä. iskunvaimennuslaitteistot 30 133 ja 134 on asennettu pääkannatinrakenteeseen. Viitaten erityisesti kuvioon 8, ylempi iskunvaimennuslaitteisto 133 on asennettu teräksisten I-palkkien 93 ja 95 väliin, ja alempi iskunvaimennuslaitteisto 134 on asennettu palkkien 89 ja 90 väliin.

35 Viitaten nyt kuvioihin 11 ja 12, esitetään iskun- 68371 17 vairaennuslaitteistot 133 ja 134. Alempi iskunvaimennus-laitteisto 134 (kuvio 11) käsittää välin päähän asennetut teräslevyt 140 ja 141, jotka yläreunoillaan kannattavat lukituslaattoja 142 ja 143. Lukituslaattoihin 142 5 ja 143 on asennettu elastomeeriset puskurit 144 ja 145.

Laattojen 140 ja 141 väliin on asetettu hydrauli-iskunvai-mentimen asennuslaatta 146, jossa on syvennys hydrauli-iskunvaimenninta 132 varten.

Ylempi iskunvaimennuslaitteisto 133 (kuvio 12) on 10 samalla tavoin rakennettu kahdesta välin päähän asetetusta teräslaatasta 150 ja 151, joissa on lukituslaatat 152, 153 ja hydrauli-iskunvaimentimen asennuslaatta 154, jota kannatetaan laattojen 150 ja 151 välissä. Lukituslaatat 152 ja 153 ottavat vastaan elastomeeriset puskurit 155 ja 15 156. Laattojen 150 ja 151 päät ovat lovetut sopiakseen kannattavien palkkien 93 ja 95 laippoihin kuten kuviossa 8 näytetään. On huomattava, että alemman iskunvaimennus-laitteiston 134 (kuvio 11) laattojen 140 ja 141 päät eivät ole lovetut, koska palkeissa 89 ja 90 (kuvio 8), jot-20 ka kannattavat alempaa iskunvaimenninlaitteistoa 134 on riittävän suuret laipat loveamattornien palkkien sovittamiseksi.

Hydrauli-iskunvaimentimet 130 ja 132 liikkuvat noin tuuman (kuvio 10). Ensimmäisen puolen tuuman liikkeen aika-25 na hydraulineste pakotetaan erikokoisten aukkojen (ei-esi-tetty) kautta absorboimaan kaikki käyttöenergia ja suurin osa värähtelevän muottilaitteiston kineettisestä energiasta. Iskiin jäännökselle tehollinen aukkopinta-ala on vakio. Lisäksi jälkimmäisen puolen tuuman liikkeen aikana kaikki 30 jäljellä oleva kineettinen energia absorboidaan elastomee-risten puskurien 144 ja 145 (kuviot 10 ja 11) alemmassa is-kunvaimenninlaitteistossa 134 ja ylemmän iskunvaimenninlait-teiston 133 vastaavien puskurien 155 ja 156 avulla (kuviot 10 ja 12). Hydrauli-iskunvaimentimien 130 ja 132 ja elasto-35 meeristen puskurien 144, 145, 155 ja 156 energianabsorp- tio-ominaisuudet valitaan siten, että iskunvaimennussystee- 18 68371 miin aiheutuvat huippukuormitukset ovat sen tason alapuolella, joka halkaisisi keraamisen eristävän hatun 57 (kuvio 4) .

Sulate 11 tuotetaan (kuvio 1) yhdessä tai useam-5 massa sulatusuunissa (ei-esitetty) tai yhdessä yhdistetyssä sulatus- ja säilytysuunissa (ei-esitetty). Koska tämä keksintö on sopiva jatkuvien nauhojen tuottamiseksi, jotka on valmistettu erilaisista metalleista ja seoksista, se on erikoisesti suunnattu kupariseoksesta tehtävien 10 nauhojen, erityisesti messinkinauhojen tuottamiseen, viitaten taas kuvioon 1, yläpuolisen nosturin kannattama va-lukauha (ei-esitetty) siirtää sulatteen sulateuunista valu-uuniin 12. Valukauhalla on mieluummin teekuppityyppinen nokka, joka antaa sulatetta, jossa on mahdollisimman vähän 15 vieraita aineita kuten kuorta tai kuonaa. Siirron helpottamiseksi valukauha on kääntyvästä asetettu kannatinnostu-riin valuasemalla. Keraaminen kaatokuppisuppilo johtaa sulatteen valukauhasta valu-uunin 12 sisään. Kaatokupin ulos-tulopää on asetettu valu-uuni n kannen alapuolelle ja välin 20 päähän valulaitteistoista. Jatkuvassa tuotannossa, vastakohtana erissä tapahtuvalle valulle, lisää sulatetta lisätään valu-uuniin kun se on noin puolillaan sulatteen sekoittamiseksi sekä kemiallisesti että termisesti.

Valu-uunia 12 (kuvio 1) kannattaa hydraulinen, sak-25 sityyppinen nosto- ja siirtolavalaitteisto 125, jossa on kuormituslaite (ei-esitetty) valu-uunin ja sen sisällön painon tunnustelemiseksi. Kuormituslokeroiden lähtösignaa-lit on järjestetty säätelemään uunin nousua; tämä sallii sulatteen pinnan suhteessa jäähdyttimeen automaattisen sää-30 dön. Valu-uuni liikkuu alemman raja-asennon, jossa muotti-laitteisto on välin päässä sulatteen ylemmän pinnan yläpuolella valu-uunin ollessa täynnä, ja ylemmän raja-asennon, jossa muottilaitteistot ovat valu-uunin pohjan vieressä, välillä. Valu-uunin korkeus säädetään jatkuvasti valun 35 aikana valitun upotussyvyyden säilyttämiseksi muottilait- 68371 19 teistolle sulatteessa. Alemmassa asemassa muottilaitteis-toja voidaan helposti korjata tai huoltaa, sen jälkeen kun uuni on rullattu pois tieltä.

On huomattava, että tuotantolaitteet tavallisesti 5 käsittävät tason tukisäätimiä kuten koettimia, uimureita ja ajoittaisia manuaalisia mittauksia upotetulla rautalangalla. Näitä tai muita käytettyjä tasonmittauksia ja säätösysteemejä voidaan myös käyttää kuormituslokeroiden sijasta pääasiallisena systeeminä sopivan uunin korkeuden 1Q säilyttämiseksi. Myös, koska tämä keksintö kuvataan viitaten värähtelevään muottilaitteistoon ja liikkuvaan valu-uuniin, muita järjestelyjä voidaan käyttää. Uunia voidaan pitää samalla tasolla ja sulatetta lisätä ajoittain tai jatkuvasti saman tason säilyttämiseksi. Toinen vaihtoehto 15 sisältää hyvin syvän upotuksen, niin että pinnan tason tarkkailu ei ole välttämätöntä. Merkittävä tämän keksinnön etu on, että se sallii syvän upotuksen. Kullakin näistä järjestelyistä on etuja ja haittoja, jotka ovat alaan perehtyneille ilmeisiä.

20 Valu-uuni 12 on 38-tuumainen keernaton induktiouuni, jossa on sullottu alumiinioksidivuoraus ja jota lämmittää voimanlähde. Tämänkokoinen ja tyyppinen uuni voi sisältää noin viisi tonnia sulatetta. Uunissa 12 on kuorenpoisto-putki, joka johtaa ylitäyttöputkeen ja kuorenpoistokauhaan. 25 Vetokoneessa on vastakkainen pari vetorullia 25, jot ka tarttuvat nauhaan 23 kitkavoimalla. Rullat on kiinnitetty yhteiseen varteen ja niitä käyttää servosäädetty, reversiibeli hydraulimoottori. Tavallinen, tilavuudeltaan vaihteleva, vakiopaineinen hydraulinen pumppausyksikkö jo-30 ka kehittää paineita 21 MPa:iin asti käyttää moottoria.

On huomattava, että kun tämä keksintö kuvaillaan mieluiten ylöspäin tapahtuvan valamisen yhteydessä, sitä voidaan myös käyttää vaakasuorassa tai alaspäin tapahtuvassa valamisessa. Siksi on ymmärrettävä, että termi "alem-35 pi" tarkoittaa lähinnä valua olevaa ja termi "ylempi" tarkoittaa erillään valusta olevaa. Alaspäin valettaessa esi- 68371 20 merkiksi valulaitteiston "alempi" pää on itse asiassa "ylempi" pää.

Suutin 15 (kuviot 1 ja 4) on muodostettu tulenkestävästä materiaalista, joka on olennaisesti reaktiokyvy-5 tön metallisten ja muiden höyryjen kanssa, joita on läsnä valuympäristössä erityisesti yli 1100°C olevissa lämpötiloissa. Grafiitti on tavallinen suutinmateriaali, vaikka hyviä tuloksia on saavutettu myös boorinitridillä. Tarkemmin, on huomattu Poco Graphite Companyn kauppanimel-10 le DPF-3 myymällä grafiitilla olevan epätavallisen hyvät termiset ominaisuudet ja kestävyys. Huolimatta suuttimen materiaalivalinnasta ennen asennusta siitä poistetaan kaasu tyhjiöuunissa saasteiden poistamiseksi, jotka voisivat reagoida sulatteen kanssa ja aiheuttaa aloittamisvikoja 15 tai tuottaa pintavikoja valuun. Tyhjiö myös estää grafiitin hapettumisen suurissa kaasunpoistolämpötiloissa, ts. !jro°c 9 0 minuutin ajan raakamuokkauspumpputyhjiössä. Alaan perehtyneet ymmärtävät, että muiden muottilaitteiston osien pitää myös olla puhtaita saasteista, erityisesti aikaisem-20 min käytetystä vedestä. Fiberfraxin tulenkestävistä materiaaleista muodostetut osat kuumennetaan noin 315°Cieen, muut osat kuten kvartsista tehdyt kuumennetaan tyypillisesti 175-200°C:een.

Suuttimella 15 on yleisesti putkimainen ulkomuoto, 25 sekä yhtenäinen sisäläpimitta ja olennaisen yhtenäinen sei-nänpaksuus. Suuttimen sisäpinta on hyvin sileä suuttimen läpi kulkevan valun pitkittäisen tai aksiaalisen liikkeen kitkavastuksen saattamiseksi pieneksi ja kulumisen vähentämiseksi. Suuttimen ulkopinta, joka myös on sileä, on 3Q toiminnan aikana puristuskosketuksessa jäähdyttimen ympäröivän sisäpinnan kanssa. Pinta estää vuorausta kun se pyrkii laajenemaan radiaalisesti sulatteen ja valun lämmittäessä sitä ja saa aikaan hyvin tehokkaan lämmönsiirron suuttimesta jäähdyttimeen aiheutuen puristuskosketuk-35 sesta.

68371

Sovitus suuttimen ja jäähdyttimen välillä on tärkeä, sillä huono sovitus, joka jättää välejä, vakavasti rajoittaa lämmönsiirtoa suuttimesta jäähdyttimeen. Tiukka sovitus on myös tarpeen estämään suuttimen pitkittäistä 5 liikettä jäähdyttimen suhteen kitkan tai "jarrun" vuoksi valun ja suuttimen välillä kun valu vedetään suuttimen läpi. Toisaalta, suuttimen pitäisi olla nopeasti ja mukavasti poistettavissa jäähdyttimestä kun se vaurioituu tai kuluu. On huomattu, että kaikki nämä tavoitteet saavute-10 taan, kun koneistetaan suuttimen ja jäähdyttimen kohtaavat pinnat tarkasti toleransseihin jotka sallivat "liukuvan kosketuksen", ts. suuttimen aksiaalisen liukuvan paikoilleen asetuksen ja poistamisen. Suutinta ja kohtaavaa pintaa muodostettaessa valitaan mitat sellaisiksi, että suut-15 timen lämpölaajeneminen valun aikana luo tiukan liitoksen. Kun suuttimen materiaalilla on tyypillisesti paljon alem-pi lämpölaajenemiskerroin (2,7x10 mm /mm / C) kuin jääh-dyttimellä ( 5,5x10 ^ mm /mm /°C), suutin on paljon kuumempi kuin jäähdytin niin että lämpötilaero enemmän kuin 20 kompensoi lämpölaajenemiskertoimien erot. Keskilämpötilan suuttimella valuvyöhykkeessä sen paksuudesta johtuen uskotaan olevan noin 550°C sulatteelle, jonka lämpötila on 1100°C. Jäähdytin on lähellä jäähdytysaineen lämpötilaa, joka tavallisesti on 25-55°C kiertäessään jäähdyttimen 25 läpi.

Mekaanista rajoitinta käytetään pitämään suutin jäähdyttimessä hidasvauhtisen toiminnan aikana tai asennossa ennen kuin se on termisesti laajentunut sulatteen vaikutuksesta. Yksinkertainen rajoitinosa kuten ruuvi tai rajoi-30 tinlaatta on osoittautunut epäkäytännölliseksi, koska jäähdytin jäähdyttää osaa ja siksi siihen tiivistyy ja kerääntyy metallihöyryjä. Tämä metallikerääntymä voi aiheuttaa pintavikoja valuun ja/tai hitsata rajoittimen paikkaan joka suuresti estää suuttimen vaihtamista.

35 Messinkivalussa läsnäoleva sinkkihöyry on erityi- 68371 22 sen ongelmallinen. Hyväksyttävä ratkaisu on aiheuttaa pieni siirtymä tai epäsäännöllisyys jäähdyttimen sisäpintaan, esimerkiksi aiheuttamalla naulalla ulkoneva särmä. Suuttimen ulkopinnalle tehty pieni porrastus 5 joka liittyy jäähdyttimen alapintaan (tai tarkemmin, "ulkopuolinen" eristävä holkki tai rengas joka on asetettu jäähdyttimen alapäähän tehtyyn tasoupotukseen) osoittaa suuttimen asennuksen ja saa aikaan ylöspäin lisärajoittimen mitä tahansa epäsäännöllisiä suuria voi-10 mia vastaan joita voi esiintyä aloituksessa. On myös huomattava, että suuttimen yhdestä kappaleesta tekeminen poistaa liitokset, erityisesti liitokset eri materiaalien välillä, jotka voisivat kerätä tiivistyneitä höyryjä tai aiheuttaa niiden kulkemista muille pinnoille. Yhdestä kap-15 paleesta tehty suutin on myös helpompi vaihtaa kuin monesta kappaleesta tehty suutin.

Vaihtoehtoiset järjestelyt sopivan tiukkasovittei-sen suhteen luomiseksi suuttimen ja jäähdyttimen välille käsittävät tavallisia puristus- tai termisiä sovituksia.

20 Puristussovituksessa käytetään molybdeenisulfidivoitelu- ainetta suuttimen ulkopinnalla pienentämään murtumisen todennäköisyyttä suuttimessa puristussovituksen aikana. Voiteluaine myös täyttää suuttimessa koneistusnaarmut. Termisessä sovituksessa jäähdytin laajennetaan lämmittämällä, 25 suutin asetetaan sisään ja tiivis kosketus syntyy kun laitteisto jäähtyy. Sekä puristussovitus että terminen sovitus vaativat kuitenkin koko muottilaitteiston poistamisen jääh-dytysvesiputkistosta suuttimen vaihtamiseksi. Tämä on selvästi enemmän aikaavievää, epämukavaa ja kalliimpaa kuin 30 liukusovitus.

Kun keksinnön suositussa suoritusmuodossa käytetään yhdestä kappaleesta tehtyä suutinta jolla on yhtenäinen halkaisija, on myös mahdollista käyttää suutinta jolla on kartionmuotoinen tai porrastettu sisähalkaisija joka kape-35 nee ylöspäin tai moniosaista, kahdesta tai useammasta osas- 68371 ta tehtyä suutinta, jossa osat liittyvät päistään toisiinsa. Ylöspäin kapeneminen on toivottavaa valun kutistumisen kompensoimiseksi sen jäähtyessä. Läheinen kosketus valun kanssa koko suuttimen pituudella lisää muottilaitteiston 5 jäähtymistehokkuutta. Lisääntynyt jäähdytys on merkityk sellistä koska se auttaa välttämään valun sulaneen sisuksen kutistumisen aiheuttamia halkeamia keskellä valua.

Nähdään siis, että tämän keksinnön päämäärät on saavutettu siten, että on saatu aikaan uusi värähtelevä muot-10 tilaitteistovalukone korkealaatuisen tangon tuottamiseksi, jota jäähdytetään jatkuvasti muotin värähdellessä ja joka liikkuu olennaisesti samaan suuntaan kuin valettava tanko, joka liikkuu jälkeenpäin vähän tai ei ollenkaan ja jossa on mahdollisimman vähän värähtelylajiherkkyyttä. Edelleen, 15 ainutlaatuinen jäähdytysaineen syöttösysteemin muoto pitää hydrodynaamisen kuormituksen alhaisena muottilaitteiston värähtelyn aikana ja termiset ja sisäiset kuormitukset jotka liittyvät sulatteessa tapahtuvaan värähtelyyn kompensoituvat.

20 Keksintöä kuvataan edelleen seuraavan esimerkin avulla, joka ei rajoita sitä.

Käytettäessä piirustusten kuvion 1 mukaista konetta valettiin tankoa 23 jatkuvasti sulatteesta 11 joka oli help-potyöstöistä messinkilajia, CDA 360, 2000 kg sulatettua 25 seosta täytettiin uuniin 12 ja säilytettiin sulassa tilassa. Seoksen CDA 360 kokoonpano on:

Paino-%

Lyijy 2,5-3,7

Kupari 60,0-63,0 30 Rauta 0-0,35

Epäpuhtaudet 0-0,5

Sinkki tasapaino

Tangon 23 valamisen aloittamisen jälkeen, jolloin upotettiin sulatteeseen 12 suuttimen 15 läpi putki, jon-35 ka päässä oli ruuvi, jota seurasi putken nosto tunnetulla tavalla, jähmettynyt tanko 23 vedettiin rullien 25 avulla 68371 24 5080 mmm minuuttinopeudella. Tangon jatkuvan vetämisen alkaessa värähtelevän muotin runko 10 upotettiin sulatteeseen noin 125 mm:n syvyyteen. Valun aikana kappaleen 10 upotussyvyys vaihteli noin 180 mm:sta 75 mm:iin upotukseen.

5 Muottivärähtelyn aikana sulatteen 11 lämpötila pidettiin noin 1010°C:na, ja sulatettua seosta syötettiin uuniin 12 tarvittaessa valun aikana kappaleen 10 upotussyvyyden säilyttämiseksi . Suuttimen läpimitta oli 45 mm tangon 23 tuottamiseksi, jonka halkaisija on noin 45 mm. Muotin liike 10 eteen- ja taaksepäin värähtelyn aikana saavutti huippuarvon 100 mm sekunnissa muotin kiihtyvyyden 1 g johdosta. Muotin kulkema välimatka ylimmän asennon ja alimman asennon sulatteessa välillä oli noin 45 mm. Tangon 23 lämpötila sen lähtiessä suuttimesta 15 oli noin 815°C.

15 Valun jälkeen tanko jälkikäsiteltiin kuumana onnistu neesti. Valuraekoko oli pylväsmäinen, 1 mm. Takomiskelpoinen rakenne toistokiteytyi hienoksi läpi koko kappaleen (0,025-0,050 mm).

Vaikka tässä kuvattu keksintö on selitetty viittaamalla 20 suosittuihin suoritusmuotoihin, on ymmärrettävä, että muunnokset ja variaatiot ovat alaan perehtyneille ilmeisiä. Sellaisten muutosten ja variaatioiden on katsottava kuuluvan seuraavissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön piiriin.

Claims (9)

68371

1. Laite metallitankojen jatkuvaksi valamiseksi, jossa laitteessa on nestejäähdytteinen muottiasennelma 5 (10), joka on yhteydessä metallisulatteen (11) kanssa valutangon (23) jatkuvaksi muodostamiseksi sulatteesta (11), liikkuva tukiasennelma (14) muottiasennelman (10) kannattamiseksi, joka tukiasennelma (14) on rajoitettu liikkumaan samaan ja vastakkaiseen suuntaan kuin jatkuvas-10 ti valettava tanko (23) , välineet tukiasennelman saattamiseksi heilahtelemaan ja siten muottiasennelman (10) saattamiseksi heilahtelemaan samaan suuntaan ja vastakkaiseen suuntaan kuin valettava tanko (23) , välineet metallisulatteen (11) vetämiseksi muottiasennelman (10) läpi tangon 15 (23) jatkuvaksi tuottamiseksi ja välineet jäähdytysaineen tuomiseksi muottiasennelmaan (10) muottiasennelman (10) heilahdellessa, tunnettu siitä, että liikkuva tukiasennelma (14) on liikkuva vaunuasennelma (14) ja että laitteeseen kuuluu lisäksi vaunun (14) kannatinrakenne, 20 jonka ominaisvärähtelytaajuudet ovat oleellisesti suuremmat kuin muottiasennelman (10) heilahtelutaajuus ja johon kuuluu rakenneosia, jotka on valittu niin, että koko tukiasennelman ominaisvärähtelytaajuudet ovat selvästi pienemmät kuin vaunuasennelman (14) ja hydraulisen käyttöjär-25 jestelmän heilahtelutaajuus, niin että muotin heilahtelu ei aiheuta suuriamplitudisia värähtelyjä kannatinrakentees-sa, iskunvaimennusjärjestelmä, jolla liikkuva massa on pysäytettävissä rikkoutumattomasti ennen kuin hydraulinen käyttölaite saavuttaa ääriasemansa iskunsa kummassa tahan-30 sa päässä, ja joka käsittää iskulevyn (110), joka on asennettu vaunuun (14) kannatinrakenteeseen asennetun hydraulisen iskunvaimentimen (130) vastaanottamiseksi, ja elas-tomeerisiä puskureita (111), jotka on asennettu kannatinrakenteeseen vaunun (14) kanssa tapahtuvaa kosketusta var-35 ten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että muottiasennelma käsittää: 68371 muotin (15); jäähdyttimen vaipan (49) joka ympäröi muottia (15); jäähdytysaineputkiston laajennusasennelma (48), joka on yhteydessä jäähdyttimen vaippaan (49) ja syöttää 5 siihen jäähdytysainetta; ja kannatinvälineet, jotka on järjestetty kannattamaan putkiston laajennusasennelmaa (48) kannatinvälineiden ollessa tarkoitettu syöttämään jäähdytysainetta putkiston laajennusasennelmaan (48).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tun nettu siitä, että putkiston laajennusasennelma (48) käsittää kolme saman keskistä putkea (53,54,55), jotka muodostavat kaksi renkaan muotoista pitkänomaista kanavaa (47,51) niiden väliin, yhden renkaan muotoisista kanavis- 15 ta (47) ollessa tarkoitettu syöttämään jäähdytysainetta jäähdyttimen vaippaan (49) ja toisen renkaan muotoisista kanavista (51) ollessa tarkoitettu ottamaan vastaan jääh-dytysaine jäähdyttimen vaipasta (49).

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, t u n - 20. e t t u siitä, että eristävä hattu (57) ympäröi jäähdyttimen vaippaa (49) ja putkiston laajennusasennelmaa (48) .

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaunuasennelman (14) liike on ra- 25 joitettu ainakin yhdellä raiteella (40), joka on kiinnitetty vaunuasennelmaan (14) , ja joka liittyy rulliin (16).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu myös vaunun (14) tukirakenne, jonka ominaisvärähtelytaajuus on olennaisesti kor- 30 keampi kuin muottiasennelman (10) värähtelytaajuus.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että tukirakenne sisältää pylväsmäisiä rakenneosia (21,22,80,81) jotka ovat teräksisiä I-palkkeja, jotka on liitetty yhteen vaakasuorilla teräksisillä I-pal-- 35 keillä (17,82,83,84), jotka on asennettu niin, että niiden laipan päädyt ulottuvat pystysuorassa suunnassa suurimman 68371 mahdollisen jäykkyyden saavuttamiseksi heilahtelun aiheuttamia kuormituksia kannatettaessa, rakenneosien ollessa siten valittuja, että koko tukiasennelman ominaisvärähte-lytaajuudet ovat paljon sekä vaunuasennelman että hydrau-5 lisen toimilaitesysteemin värähtelytaajuuden yläpuolella, niin että muotin heilahtelu ei aiheuta suuriamplitudista värähtelyjä tukirakenteeseen.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että se sisältää iskunvaimennussysteemin, 10 jolla liikkuva massa on pysäytettävissä rikkoutumattomas-ti ennen kuin hydraulinen toimilaite saapuu iskun pituutensa kumpaankaan päähän, ja joka sisältää iskulaatan (110), joka on asennettu vaunuun (14) kannatinrakenteeseen asennettua hydraulista iskunvaimenninta varten.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tun nettu siitä, että se myös sisältää elastomeerisiä puskureita (111), jotka on asennettu kannatinrakenteeseen vaunun (14) kanssa tapahtuvaa kosketusta varten. 68371