FI72663C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av metallgoet. - Google Patents

Description

72663

Menetelmä ja laite metallivalanteiden valmistamiseksi

Keksintö koskee menetelmää metallivalanteiden valmistamiseksi, johon kuuluu metallin syöttäminen horison-5 taalisesti sijoitettuun kokilliin ja kahden valanteen vetäminen horisontaalisessa tasossa kokillin molemmista päistä vastakkaisiin suuntiin.

Keksintö koskee myös laitetta menetelmän toteuttamiseksi, jolloin laitteeseen kuuluu horisontaalisesti sovi-10 tettu kokilli, joka liikkuu edestakaisin sopivan mekanismin avulla, valuallas, jossa on metallikanava metallin syöttämiseksi kokilliin, mekanismit valanteiden vetämiseksi horisontaalisessa tasossa vastakkaisiin suuntiin.

Esillä oleva keksintö sopii hyvin rauta- ja ei-rau-15 tametallien metallurgiaan.

Nykyään metallivalanteiden valmistusmenetelmä ja -laitteet ovat laajalti käytössä. Olemassa on pysty- ja kaarityyppisiä laitteita.

Erään tunnetun metallivalanteen valmistustekniikan 20 mukaisesti seuraa metallin syöttämistä pystysuoraan asennettuun pohjasta avoimeen muottiin osittain kiinteytyneen valanteen vetäminen pystysuoraan muotin toisesta päästä.

Menetelmän suorittavaan laitteeseen kuuluu kokilli, kokillin liikutusmekanismi, ohjaus- ja tuentalaitteet, va-25 lanteen leikkaamiseksi ja pois kuljettamiseksi, jotka kaikki on järjestetty laitteen teknisen pystysuuntaisen keskilinjan suuntaisiksi (viite M.S. Boichenki, "Continuous Casting", Metallurgizdat Publishers, Moskova, 1957).

Johtuen koneen alajärjestelmien pystysuuntaisesta 30 järjestelystä ja tarpeesta pitää yllä korkeata ferrostaat-tista painetta, joka kohdistuu muotin kuoreen on näiden koneiden työskentelykorkeus (30-40 m) ja paino melko suuri ja siten aiheuttaa huomattavat kulut näiden pystytykseen. Lisäksi valanteiden vedon taajuutta rajoittaa koneen metal-35 lurginen korkeus (etäisyys muotin metallilinssin pinnasta 2 72663 vetolaitteisiin), mikä tekee mahdottomaksi näiden koneiden tuotantokapasiteetin lisäämisen.

Tunnetaan myöskin menetelmä ja laite metallivalan-teiden valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää metallin 5 syöttämisen kaarevaan kokilliin ja valanteen vetämisen kaarevaa rataa pitkin sekä sen oikaisemisen vaakasuuntaiseksi (viite V.T. Sladkoshteyev et ai. "Continuous Casting of Steel in Radial Machines", Metallurgiya Publishers, 1974, pp. 5-50).

10 Menetelmän suorittavaan koneeseen kuuluu kokilli, kokillin liikutusmekanismi, ohjaus- ja tukilaitteet, valanteen veto- ja oikaisumekanismit, laitteet valanteiden leikkaamiseksi ja poistamiseksi, jotka kaikki on järjestetty koneen kaarevan akselin suuntaisiksi.

15 Kyseinen koneen alajärjestelmien järjestely pienen tää koneen kokonaiskorkeutta, jolloin ferrostaattinen paine ja sen laitteiden paino pienenee. Kuitenkin kone on monimutkainen rakenteeltaan ja toiminnaltaan, sen laitteiden asennus ja säätö tuo tullessaan huomattavia vaikeuksia.

20 Nykyään edistyksellisimmissä menetelmissä metalli- valanteiden valmistamiseksi käytetään horisontaalisia va-lukoneita.

Eräs tunnettu menetelmä metallivalanteiden valmistamiseksi käsittää metallin syöttämisen valualtaasta, jo-25 ka sijaitsee vaakasuoran kokillin toisessa päässä ja valanteen vetämisen jatkuvasti sen vastakkaisesta päästä (viite ranskalainen patentti nro 1 269 929 (B 22d) "Menetelmä ja laite metallin jatkuvaksi valamiseksi vesijäähdytettyyn kokilliin, jonka akseli on vaakasuora ja kalteva" julkais-30 tu 1961).

Tämän menetelmän suorittavaan koneeseen kuuluu kokilli, valuallas, jossa metallikanava, mekanismi kokillin liikuttamiseksi ja viimemainitun pyörittämiseksi yhdessä valun ja valanteen poistomekanismin kanssa, jotka kaikki 35 laitteet on järjestetty koneen horisontaalisen teknisen 3 72663 akselin varalle. Tällainen laiteratkaisu mahdollistaa näiden koneiden korkeuden ja painon pienentämisen. Kuitenkin pyöritettäessä kokillia valun aikana valanteen laadun parantamiseksi on olemassa vaara, että kokillin ja valual-5 taan välinen tiiviste rikkoutuu.

Menetelmän tehokkuuden parantamiseksi pienentämällä nestemäisen teräksen hukkaa voidaan koneen alajärjestelmät järjestää pitkin sen kaltevaa teknistä akselia.

Tunnetaan myöskin menetelmä metallivalanteiden valio mistamiseksi, jossa sulatettu metalli syötetään valualtaa-seen yhdistettyyn vaakasuoraan tai kaltevaan kokilliin ja jossa valanne jaksottaisesti vedetään kiinteästi kokillis-ta (viite V.T. Sladkoshteyet et ai. "Horisontaaliset jat-kuvavalukoneet Neuvostoliitossa ja muualla", Metallurgiya 15 Publishers, 1970, ss. 3-30).

Edellä mainitun menetelmän suorittavaan koneeseen kuuluu kokilli, valuallas metallikanavineen, ohjaimet valannetta varten ja valanteen vetomekanismi, jotka kaikki on järjestetty horisontaalisesti tekniselle akselille tai 20 pieneen kulmaan (aina 20° saakka) vaakasuoraan nähden.

Kuitenkaan tämä menetelmä ei pysty tuottamaan valanteita, joilla on korkealaatuinen pinta johtuen rengasmaisten katkosten muodostumisesta valanteen kuoreen. Tämän tyyppisten vaurioiden muodostuminen valanteen pintaan 25 johtuu siitä, että nestemäinen metalli koskettaessaan me-tallikanavan keramiikkaa alkaa kiinteytyä metallikanavan tyvestä muodostaen valanteeseen kuoren, jonka paksuus riippuu vetovaiheen kokonaiskestoajasta, lämpötilasta ja metallin fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksista. Tangon pin-30 tavaurioiden koon pienentämiseksi valitaan valanteen vedon tekniset parametrit (taajuus, lämpötila, kestoaika ja veto- ja paikoillaanolotoimintojen välinen suhde) kokeellisesti niin, että varmistetaan menetelmän suuri luotetta-vus ja valanteiden laatu, mikä ei ole aina mahdollista 35 tässä tapauksessa. Siten eräs päätekijöistä, jotka vai- 4 72663 kuttavat epäedullisesti menetelmän luotettavuuteen ja valanteiden laatuun on katkosten muodostuminen niiden pintaan, jotka liittyvät aina valanteiden vedon jaksottaiseen tapahtumaan.

5 Toinen tunnettu menetelmä metallivalanteiden val mistamiseksi on metallin syöttäminen grafiittikokilliin, jossa on kuumennettu vastaanottava osa ja jäähdytetty tila ja johon kuuluu valanteen jatkuva veto. Menetelmän jatkuvuus saadaan aikaan tässä tapauksessa valualtaan kokil-10 Iin ja ohjainten liikuttamisella ja kiertämisellä koneessa, joka suorittaa kyseisen menetelmän (NL:n Keksijöiden Todistus nro 140 176, lk 31 c 21, julkaistu 1961).

Yllä kuvattu menetelmä ja kone saa aikaan pinnaltaan korkealaatuisia valanteita johtuen metallin syötön 15 ja valanteiden valmistumisen keskeytymättömyydestä ja mahdollistaen siten katkosten muodostumisen estämisen niiden pinnalle.

Kuitenkin grafiittikokillin heikko kestävyys valmistettaessa teräsvalanteita vaikeuttaa tämän menetelmän 20 käyttöä metallivalanteiden massatuotannossa.

Tunnetaan menetelmä ja kone metallivalanteiden valmistamiseksi prototyyppinä, jonka mukaisesti metallisula vaakasuoraan asetettuun kokilliin nähden sijaitsee sen yläpuolella samalla kun valanteiden veto suoritetaan vuorotel-25 Ien tai jatkuvasti vastakkaisiin suuntiin kokillin päistä.

Kone, joka suorittaa ylläkuvatun menetelmän, käsittää horisontaalisesti asetetun kokillin, kokillin liiku-tusmekanismin, valualtaan metallikanavineen, valanteen ve-tolaitteet ja ohjaimet (viite Neuvostoliiton Keksijöiden 30 Todistus nro 869 946, lk. B 22 D 11/14, julkaistu 1981). Tässä tapauksessa kokilli voi olla rakenteeltaan kaareva, suora tai se voi koostua kahdesta toisiinsa nähden kulmittain sijoitetusta osasta ja kokillin liikutusmekanismi ja valanteen vetolaitteet voivat olla hydraulitoimisia.

35 Tunnetussa koneessa valuallas on liitetty kokilliin 5 72663 metallikanavilla, joka on kiinteästi kiinnitetty vaakasuoraan tasoon ja joka ulottuu kokillitilaan siinä olevan aukon läpi, jonka koko on huomattavasti suurempi kuin metal-likanavan poikkileikkauspinta-ala.

5 Tällainen koneen rakennejärjestely mahdollistaa me tallin syöttämisen kiinteästä valualtaasta sopivalla mekanismilla liikutettavaan kokilliin. Tässä tapauksessa metalli syötetään kokilliin siinä olevan linssin pinnan alapuolelle.

10 Tunnettu menetelmä ja sen toteuttava kone ei pysty tuottamaan yläreunaltaan korkealaatuisia valanteita, joka reuna muodostuu kokillissa olevan metallin pintaan kohdistuvien aaltojen vaikutuksesta ja olosuhteissa, joissa lämmön siirtyminen valanteesta kokilliin pitkin sen kehää ja 15 pituutta on epätasaista. Lisäksi valanteen kuoren epäsäännölliseen muodostumiseen liittyy valanteen poikkileikkaus-pinnan vääristyminen, laajentumakuplien muodostuminen ja muut pintaviat.

Kokillissa oleva metallilinssi saa aikaan poimujen 20 muodostumisen yläreunan pinnalle, etenkin, kun käytetään kaarevaa kokillia, johon kuuluu suoria osia, joiden ylempi seinämä muodostaa metallilinssin kanssa terävän kulman, joka aiheuttaa linssin jäähtymistä ja kuonasulkeumien muodostumista valanteen yläreunaan sen kuoren muodostuessa.

25 Siten näin valmistettujen valanteiden riittämätön laatu rajoittaa tämän menetelmän ja koneen käyttöä metalliteollisuudessa.

Se mitä halutaan metallivalanteiden valmistusmenetelmältä ja -koneelta on se, että ne mahdollistavat kor-30 kealaatuisten metallivalanteiden valmistamisen, vetämisen yksinkertaisen kokillin päistä vastakkaisiin suuntiin, jotka vaatimukset täytetään rakenteeltaan yksinkertaisella koneella ja menetelmän suuremmalla tehokkuudella.

Keksintö esittää metallivalanteiden valmistusmene-35 telmän, jolle on tunnusomaista, että metallia syötetään β 72663 kokilliin, jolla on olennaisesti sama poikkileikkaus pitkin koko sen pituutta, onton vesijäähdytetyn kokillin seinämään ja samalle etäisyydelle kokillin päistä sovitetun aukon kautta; valanne muodostetaan kokillin keskelle va-5 lanteen valmistusprosessin aikana; valanne erotetaan kahdeksi aloituspäihin yhdistetyksi osaksi siten, että muodostuu valanteiden alkumuodostusvyöhyke; tämän vyöhykkeen asema stabiloidaan valtaosin kokillin keskelle; ja metallin syöttöä jatketaan valanteiden väliin, joiden vetoa jatke-10 taan vakaissa olosuhteissa kokillin vastakkaisilta puolilta siten, että sulan metallin linssi sijoittuu kokillin ulkopuolelle stabilisaatio- ja poistovetovaiheiden aikana.

Keksintö koskee myös laitetta menetelmän toteuttamiseksi, jolloin laitteelle on tunnusomaista, että kokilli, 15 jolla on olennaisesti sama poikkileikkaus pitkin sen koko pituutta, on tiiviisti yhdistetty valualtaaseen onttoon vesijäähdytteiseen kokillin seinämään ja samalle etäisyydelle kokillin päistä sovitetun metallikanavan kautta, ja että erottava elin on sovitettu koaksiaalisesti kokilliin sen 20 varmistamiseksi, että kokilli prosessin alkuvaiheessa on erotettu kahdeksi aloituspäihin yhdistetyksi osaksi siten, että kaksi valannetta voidaan valaa yhdessä muotissa.

On tunnettua, että vedettäessä valannetta kokillin molemmista päistä muodostuu nestemäinen välikerros valan-25 teiden väliin aiheuttamaan kunkin valanteen kuoren muodostumisen. Tätä vyöhykettä kutsutaan tästä lähtien valanteen muodostumisen alkuvyöhykkeeksi.

Tällaisella metallin syöttö- ja valanteen valmistustekniikalla samoin kuin yksinkertaisella koneen rakenteel-30 la tulee mahdolliseksi saada aikaan korkealaatuisia valanteita johtuen kokilliin muodostuvan valanteen tasaisesta lämmönsiirtymisestä ja metallilinssin tuomisesta kokillin ulkopuolelle.

Koska metalli tuodaan kokilliin sen seinämässä ole-35 van aukon kautta, on kokilli tehty suljetuksi, jotta var- 7 72663 niistettäisiin tasainen lämmön siirtyminen valanteesta ko-killissa ja siten mahdollistettaisiin valanteen kuoren tasainen muodostuminen. Johtuen siitä, että kokillin seinämässä oleva aukko sijaitsee olennaisesti yhtä kaukana sen 5 päistä, syntyvät samanlaiset olosuhteet molempien valanteiden valmistumiselle samalla, kun myöhempi valanteen muodostumisen alkyvyöhykkeen stabiloituminen parantaa menetelmän luotettavuutta.

Tuomalla metallilinssi kokillin ulkopuolelle tulee 10 mahdolliseksi parantaa valanteen pinnanlaatua, joka muodostuu hapettavissa olosuhteissa johtuen valanteen pinnan saastumisnopeuden ei-metallisilla sulkeumilla pienentymisestä.

Menetelmän alkuvaiheen luotettavuuden ja tehokkuu-15 den parantamiseksi valanteiden valmistus aloitetaan veto-nopeudella, joka vastaa 1,0 - 0,5 kertaista metallin syöt-tönopeutta ja joka pidetään tällä alueella kunnes valanteen muodostumisen alkuvyöhyke on stabiloitunut paikkaan, jossa metalli tuodaan kokilliin, kun taas valanteen valmis- 20 tusprosessin lopussa vetonopeutta pienennetään aikaan, jo ka vastaa valanteen täydellisen kiinteytymisen aikaa eli 0,1 - 0,2 kertaa metallin syöttönopeus. Tämä mahdollistaa metallilinssin tuomisen kokillin ulkopuolelle ja metallin kaatamisprosessissa muodostuvien kaasujen poistumisen ko--- 25 killista, jolloin lisäksi valanteen kuoret liittyvät luo- : tettavasti valetankoihin.

Valanteen vetonopeuden ollessa alle 0,1 kertaa metallin syöttönopeus, kasvaa valanteen muodostumisprosessin alkuvaiheen kesto johtuen metallikanavan tukkeutumisesta 30 ja prosessin keskeytymisestä.

Jos valanteen vetonopeus on suurempi kuin 0,5 kertaa metallin syöttönopeus ei luotettava kiinnittyminen ole mahdollinen valanteen ja valetankojen välillä ja valanteen muodostumisen alkuvyöhykkeen stabiloituminen tulee moni-35 mutkaiseksi paikassa, jossa metallia syötetään kokilliin.

8 72663

Valanteen valmistusprosessin lopussa valanteen ve-tonopeus on edullisesti alennettu aikaan, joka vastaa valanteen täydellisen kiinteytymisen nopeutta eli 0,1 - 0,2 kertaa se nopeus, jolla metallia syötetään kokilliin.

5 Prosessin lopussa valanteen vetonopeuden pienentä minen alle 0,1 kertaa metallin syöttönopeus johtaisi me-tallikanavan tukkeutumiseen ja ennenaikaiseen metallin syötön katkeamiseen kokilliin. Päätettäessä valanteen muodostuminen valanteen vetonopeudella, joka on suurempi kuin 10 0,2 kertaa metallin syöttönopeus, ei saataisi aikaan mi tään olennaista pienenemistä nestefaasin syvyydessä vedet-täesä valannetta kokillista.

Vedettäessä valannetta on myöskin välttämätöntä stabiloida valanteen muodostumisen alkuvyöhyke paikkaan, jos-15 sa metallia syötetään kokilliin.

Valanteen muodostumisen alkuvyöhyke stabiloidaan valanteen vetonopeuksien suhteellisilla muutoksilla. Stabiloimalla siirtyy valanteen muodostumisen alkuvyöhyke nopeudella, joka vaihtelee verrannollisena vetonopeuksien muu-20 toksiin. Tämä mahdollistaa vyöhykkeen pitämisen ja säätämisen metallin syöttöpaikkaan, mikä johtaa prosessin luotettavuuden ja valanteiden laadun paranemiseen.

Kun kerran valanteen muodostumisen alkuvyöhyke on stabiloitu, suoritetaan valanteiden veto jatkuvana olennai-25 sesti samoilla nopeuksilla. Tässä tapauksessa valanteen muo-dostumisen alkuvyöhyke pidetään paikassa, jossa metallia syötetään, tasaamalla valanteiden vetonopeuksia toisen valanteen vetonopeuden täsmällisellä säädöllä.

Stabiloimalla valanteen muodostumisen alkuvyöhyke 30 voidaan valanteiden veto suorittaa vaihtoehtoisesti olennaisesti samalla nopeudella ja sovittamalla molempien valanteiden vetoaika jaksoksi, joka vastaa 0,1 - 0,2 kertaista valanteen veden kestoa.

Tämä auttaa nestemäisen välikerroksen muodostumises-35 Sa valanteen muodostumisen alkuvyöhykkeeseen johtaen valan- 9 72663 teen pinnanlaadun paranemiseen.

Jos valanteiden vetoaika sovitettaisiin aikaan, joka olisi alle 0,1 kertaa valanteen vedon kestoaika, tulisi vetomekanismin toimielinten säätöjärjestelmä huomattavasti 5 monimutkaisemmaksi ja vaikuttaisi päinvastaisesti niiden toiminnalliseen luotettavuuteen. Lisäys valanteiden vedon sovitusajassa siten, että aika on yli 0,2 kertaa valanteen vedon kesto, johtaa sen ajan huomattavaan pienenemiseen, joka tarvitaan valanteiden kiinteytymisrintamien yhteensu-10 lautumiseen kun ne vedetään yhtäaikaisesti kokillista.

Vuorotteleva valanteiden vetäminen voidaan myöskin suorittaa nopeudella, jota muutellaan sinilain mukaisesti. Sellainen valanteiden vetotekniikka mahdollistaa valanteiden muodostumisen tasaisesti yhdessä jännitysrasitusten 15 asteittaisten muutosten ja valanteiden kuorten minimaalisen liukumisen suhteessa kokilliin kanssa niiden muodostumisen alkuvyöhykkeessä. Lisäksi koska valanteiden vedon suunta vaihtelee jaksollisesta (vetonopeus on nolla vain sillä hetkellä, kun vetosuuntaa muutetaan), on nestemäinen 20 välikerros aina olemassa valanteen muodostumisen alkyvyö-hykkeellä. Siten valanteiden kuorten muodostuminen käytet-: täessä valanteiden vuorottaista vetoa vetonopeuden vaih- | dellessa sinilain mukaisesti auttaa prosessin luotettavuu den ja valanteiden laadun parantamisessa.

25 Jotta luotaisiin samanlaiset olosuhteet molempien valanteiden muodostumiselle ja tasaiselle lämmön siirtymiselle pitkin kunkin valanteen kuorta on välttämätöntä, että kokillin seinämän aukko on yhtä kaukana kokillin päistä.

Jos kuitenkin tämä aukko sijoitetaan toisen kokil-30 Iin pään puolelle pienenee kokillin osien käytännöllinen pituus, jolla molempien valanteiden kuoret muodostuvat, huonontaen prosessin luotettavuutta.

Erottava elin kokillin sisällä on edullisesti sijoitettu sama-akselisesti kokillin seinämässä olevan au-35 kon kanssa. Tällainen erottavan elimen järjestely tekee 10 72663 mahdolliseksi pienentää valanteen kuoren lujuutta, joka muodostuu kokillitilan täyttyessä metallilla prosessin alussa siten avustaen valanteen alkuvyöhykkeen muodostumista vedon alkuhetkellä paikassa, jossa metallia syöte-5 tään kokilliin.

Erottava elin on kappale, joka on valmistettu metallilevyistä tiivistyksineen lämpöä eristävästä materiaalista, joka on asetettu mainittujen levyjen väliin (esim. asbesti, tulenkestävä pahvi, lasivilla).

10 Koska kokillin seinämä on suojattu nestemäisen me tallin vaikutusta vastaan, on saatu aikaan luotettavampi kiinnittyminen valanteen kuoren ja valetankojen välille pienentämällä valanteen kuoren jännityksiä paikassa, jossa metallia syötetään.

15 On välttämätöntä, että kokillin seinämän aukko ja metallikanava on järjestetty sama-akselisesti toistensa suhteen ja tavallisesti koneen tekniselle akselille. Tällainen yksikön rakennejärjestely mahdollistaa koneen rakenteen yksinkertaistamisen, helpottaa sen huoltoa ja paran-20 taa kyseisen yksikön samoin kuin koko koneen luotettavuutta .

Metallikanava on edullisesti sovitettu kokillin aukkoon niin, että toinen kanavan päistä ulottuu kokillitilaan : pituudelta 0,001 - 0,01 kertaa seinämän paksuus.

• 25 Tällöin saadaan aikaan metallikanavan suuri stabili- : teetti ja korkealaatuisten valanteiden valmistuminen.

Jos metallikanava ulottuu kokillitilaan pidemmälle kuin 0,01 kertaa sen seinämän paksuus, heikkenee metalli-kanavan kestävyys johtuen suuremmasta kulumisnopeudesta va-30 lanteita vedettäessä, jolloin valanteiden pinnan laatu huononee .

Jos metallikanava ulottuu kokillitilaan vähemmän kuin 0,001 kertaa kokillin seinämän paksuus, heikkenee prosessin luotettavuus, koska ulkoneman koko on yhteismital-35 linen kokillin seinämään liitetyn metallikanavan reunan vikojen kanssa.

n 72663

Metallikanavan poikkileikkauksen suhde kokillin vastaavaan pitäisi olla alueella 0,01 - 0,4.

Kun tämä suhde on pienempi kuin 0,01 metallikana-valla on taipumus tukkeutua johtuen valanteen pienestä ve-5 tonopeudesta valanteen muodostumisprosessin alkuvaiheessa ja lopussa. Lisäksi vakaissa valanteen muodostumisolosuh-teissa on huuhtoutumisefektin vaara, jonka voi saada aikaan nopeasti virtaava metallivirta muodostuvan valanteen päälle ja kokilliin.

10 Jos metallikanavan ja kokillin poikkileikkausten suhde on suurempi kuin 0,4 heikkenee kokillin seinämän jäykkyys aukon paikkeilta johtaen kokillin toiminnan luotettavuuden pienenemiseen, koska seinämän on mahdollista pullistua aukon läheisyydestä.

15 Vuorottaisen valanteiden vedon suorittamiseksi sini- lain mukaisesti muuttuvalla nopeudella on välttämätöntä konstruoida valanteen vetomekanismi kiinteiden ja liikkuvien pidikkeiden muodossa, joista jälkimmäiset on asennettu kokillin liikutusmekanismiin. Kiinteät ja liikkuvat pi- 20 dikkeet toimivat vuorottain riippuen kokillin ja toiselta puolelta kiinteiden pidikkeiden kiinnipitämän valanteen liikkeen suunnasta.

: Prosessin suorittavan koneen kokilli samoin kuin ko- : kiliin liikutusmekanismi ja molemmin puolin kokillin päätä 25 sijaitsevat ohjaimet on edullisesti asennettu vaakasuoraan pitkin koneen teknistä akselia.

Tämä saa aikaan koneen yksiköiden nopean säädön ja yksinkertaistaa kunnossapitoa toiminnan ja korjausten aikana.

30 Keksintöä kuvataan seuraavassa esimerkkien valossa viitaten liitteenä oleviin kuvioihin, joista; kuvio 1 on kaavamainen yleiskuva, pitkittäisleikkauksena, keksinnön mukaisen prosessin suorittavasta koneesta; 35 kuvio 2 on pitkittäisleikkaus kokillista valetankoi- 12 72663 neen ja erotuselimineen ennen nestemäisen metallin syöttämistä kokilliin; kuvio 3 on leikkaus pitkin kuvion 2 linjaa III-III; kuviossa 4 esitetään vuorottaisen valanteiden vedon 5 vaihepiirros yhtä suurilla (a) nopeuksilla ja nopeudella (b), joka muuttuu sinilain mukaisesti; kuviossa 5 on eräs suoritusmuoto koneesta valanteiden vuorottaiseksi vetämiseksi sinilain mukaisesti muuttuvalla nopeudella.

10 Keksinnön mukainen prosessi suoritetaan yllä maini tuissa kuvioissa esitetyllä koneella.

Kone käsittää vaakasuuntaisen kokillin 1, jonka seinämässä on aukko 2 päästämään sisään nestemäinen metalli 5, joka syötetään valualtaasta 3 metallikanavaa 4 pitkin 15 muodostamaan valanteita 6, jotka vedetään pitkin ohjaimia 7 valetankojen 8 ja vetomekanismin 9 avulla. Kokilli on asennettu liikuteltavaksi edestakaisin vaakasuorassa tasossa mekanismin 10 vaikutuksesta (kuvio 1).

Asetettuna kokillin 1 sisäpuolelle sama-akselisesti 20 aukon 2 kanssa on erottava elin 11 (kuvio 2), joka muodostuu kappaleesta, joka koostuu kahdesta metallilevystä, joiden väliin on sijoitettu lämmöneristävää materiaalia.

Aukko 2 kokillin 1 seinämässä ja metallikanava 4 on järjestetty sama-akselisesti toistensa suhteen ja ta-25 vallisesti koneen tekniselle akselille. Toinen metallika-navan 4 päistä (kuvio 3) ulottuu kokillitilaan pituudella (h), joka vastaa 0,001 - 0,01 kertaa kokillin seinämän paksuutta.

Metallikanavan 4 ja kokillin 1 poikkileikkauksien 30 suhde on 0,01 - 0,40.

Mekanismi 9 valanteiden 6 vetämiseksi voi olla tyypiltään vaihteleva (rulla- tai hammastankotyyppi, pidik-kein, jne.). Ohjaimet 7 valanteita 6 varten voivat olla mitä tahansa perinteistä tyyppiä (rulla, tanko jne.).

35 Keksinnön mukaisessa koneessa kokilli 1, kokillin 13 72663 liikutusmekanismi 10, vetomekanismi 9 ja ohjaimet 7 on järjestetty vaakasuuntaisesti pitkin koneen teknistä akselia .

Vuorottainen valanteiden 6 veto voidaan myös suo-5 rittaa keksinnön mukaisella koneella olennaisesti samoin nopeuksin (a) (kuvio 4) ja sovittamalla valanteiden 6 veto aikaan, joka vastaa 0,1 - 0,2 kertaa valanteen vedon kestoaikaa i't^) f ja nopeudella (b) , joka muuttuu sinilain mukaisesti.

10 Jotta voitaisiin suorittaa prosessi valanteiden 6 vetämiseksi vuorottain sinilain mukaisesti muuttuvalla nopeudella, on vetomekanismi 9 (kuvio 5) tehty liikkuvien 12 ja kiinteiden 13 pidikkeiden muotoon, joista liikkuvat pidäkkeet 12 on asennettu kokillin liikuttelumekanismiin 10. 15 Liikkuvat 12 ja kiinteät 13 pidäkkeet toimivat vuorottain riippuen kokillin 1 ja kiinteiden pidikkeiden 13 vastakkaiselta puolelta kiinnipitämän valanteen 6 liikkeen suunnasta.

Keksinnön mukainen prosessi metallivalanteiden val-20 mistamiseksi toimii seuraavasti. Ennen metallin syöttämistä kokilliin 1 tuodaan valetangot 8 sen sisätilaan vastakkaisista päistä erottavan elimen ollessa niiden välissä luomassa prosessin alussa valanteen muodostumisen aikavyöhykettä.

25 Nestemäinen metalli 5 valualtaasta 3 syötetään me- tallikanavaa 4 pitkin koko ympärykseltään suljetun kokillin seinämään tehdystä aukosta 2 kokillitilaan valetanko-jen 8 väliin. Täytettäessä kokillin 1 tilaa tuodaan metal-lilinssi ulkopuolelle samalla, kun tänä aikana muodostuneen 30 ja valetankoihin liittyneen valanteen 6 kuori murtuu kahdeksi kuoreksi muodostaen valanteen muodostumisen aikavyöhykkeen vedettäessä valannetta vetomekanismi11a 9 ja liikuttamalla liikutusmekanismia 4.

Valanteiden 6 valmistusprosessi aloitetaan vetono-35 peudella 0,1 - 0,5 kertaa metallin syöttönopeus, joka pide- 14 72663 tään tällä alueella kunnes valanteiden 6 muodostumisen alkuvyöhyke on stabiloitunut paikkaan, jossa metallia syötetään kokilliin 1. Kun näin tehdään, metallin 5 pinta va-lualtaassa 3 tuodaan ennaltamäärätylle tasolle prosessin 5 olosuhteista riippuen.

Valanteiden 6 muodostumisen alkuvyöhyke on stabiloitu muuttelemalla valanteiden vetonopeuksia vyöhykkeen siirtyessä nopeudella, joka muuttuu verrannollisena valanteiden vetonopeuksien muutoksiin.

10 Kun kerran valanteiden muodostumisen alkuvyöhyke on stabiloitunut, vedetään valanteet kokillista jatkuvasti olennaisesti samoin nopeuksin. Tällä tavoin tulee mahdolliseksi säilyttää stabiili tilanne valanteen muodostumisen alkuvyöhykkeellä.

15 Kuitenkin erään toisen suoritusmuodon mukaisesti valanteita voidaan vetää vuorottaisesti samoin nopeuksin tai nopeudella, joka muuttuu sinilain mukaisesti (kuvio 4).

Vuorottainen valanteiden 6 veto samoin nopeuksin mahdollistaa metallin 5 jatkuvan syöttämisen, mikä saavu-20 tetaan sovittamalla valanteiden 6 veto aikaan, joka vastaa 0,1 - 0,2 kertaista valanteen vedon kestoa. Tässä tapauksessa valanteiden 6 muodostumisen alkuvyöhyke siirtyy vuorottain kohti valannetta, jota vedetään nopeudella, joka muuttuu verrannollisena vetonopeuteen samalla, kun mo-25 lempien valanteiden 6 samanaikaisen vetämisen aikana näiden muodostumisen alkuvyöhykkeet erottaa välivyöhyke, joka liittyy paikallaan pysyvän valanteen kuoreen. Mikäli valanteiden vuorottainen veto suoritetaan tasaisilla nopeuksilla, niiden muodostumisen alkuvyöhyke siirtyy eteen-30 päin ja taaksepäin samoille etäisyyksille suhteessa metal-likanavan 3 akseliin. Tämä keksinnön suoritusmuoto tekee mahdolliseksi prosessin suorittavan koneen rakenteen yk-sinkertaistamisen prosessin luotettavuuden ja metallin laadun parantamiseksi, vaikkakin ajo- ja valanteen siirtome-35 kanismit ovat hieman monimutkaisia.

15 72663

Valanteiden 6 vuorottainen veto voidaan myöskin suorittaa sinilain mukaisesti muuttuvalla nopeudella, jolloin koneen rakenne yksinkertaistuu ja metallin laatu paranee .

5 Valanteiden valmistusprosessin lopussa pienennetään valanteiden vetonopeutta asteittain kunnes aika vastaa valanteiden täydellisen kiinteytymisen aikaa eli 0,1 - 0,2 kertaa metallin syöttönopeus. Tämä aiheuttaa asteittaisen pienenemisen nestefaasin syvyydessä, joka ulkonee valan-10 teista 6 ja joka muodostaa valanteille kolmikulmaiset päät, jotka muodostavat yhdessä valanteiden 6 onttojen päiden kanssa prosessin ylijäämäosan.

Keksinnön mukainen prosessi ja kone metallivalantei-den valmistamiseksi varmistaa, että valanteen muodostumis-15 olosuhteet ovat identtiset niihin tunnettuihin prosesseihin nähden, jotka vastaavat valanteiden myöhemmän käsittelyn vaatimuksia.

Lisäksi koska valanteiden kuoren muodostuminen tapahtuu hapettavassa ilmapiirissä ja kuonan läsnäollessa, 20 metallin saastuminen ei-metallisilla aineilla ja sen kaa- supitoisuus on olennaisesti pienempi kuin niissä tunnetuissa prosesseissa, jotka suoritetaan tavanomaisilla vertikaalisilla ja säteittäisillä jatkuvavalukoneilla.

Valanteiden 6 veto kahteen vastakkaiseen suuntaan 25 kokillin 1 päissä parantaa koneen tehokkuutta, koska käytetyn sulan metallin 5 määrä aikayksikköä kohti kasvaa 1,5-2-kertaiseksi, ts. yksi tanko tästä koneesta vastaa kahta tankoa koneesta, jossa valanteet vedetään yhteen suuntaan (esim. vertikaaliset, kaarevat koneet jne.).

30 Keksinnön mukaista prosessia ja konetta voidaan käyt tää poikkileikkaukseltaan neliömäisten ja suorakulmaisten valanteiden valmistamiseen, mukaanluettuna ne, joissa sivu-: jen suhde on vaihteleva ja jotka on tehty mitä moninaisim- : mistä teräksistä ja seoksista.

35 Keksinnön mukaista prosessia kuvataan nyt seuraavan 16 72663 kuvaavan esimerkin valossa. Se suoritettiin teollisuuskäyttöön tarkoitetulla horisontaalisella koekoneella, jossa on 5:n tonnin valukauha, ja jota käytetään 150 x 150 ja 150 x 210 mm:n valanteiden valmistamiseen matala- ja 5 keskihiilisestä teräksestä mukaanluettuna seosteräkset, joissa on kromia, nikkeliä, molybdeeniä ja muita lisäaineita aina 2,0 %:n pitoisuuksiin saakka.

Ennen metallin syöttämistä kokilliin työnnetään ko-killin molemmista päistä valetangot erottavan elimen jää-10 dessä niiden väliin.

Metallia syötettiin kokilliin valualtaasta metalli-kanavan kautta metallilinssin jäädessä kokillin ulkopuolelle valualtaan suuntaan.

Kone käynnistettiin sen jälkeen, kun kokillitila 15 oli täytetty metallilla ennaltamäärättyyn tasoon saakka. Valanteen kuori, joka muodostui sinä aikana metallin syötön aloituksen jälkeen ja ennen koneen käynnistämistä, murtuu heikoimmasta poikkileikkauksesta (erottavan elimen paikkeilta) muodostaen kaksi kuorta ja valanteen muodos-20 tumisen alkuvyöhykkeen.

Jos jostakin syystä kuori murtuisi jostakin muusta paikasta, silloin vähentämällä valanteen vetonopeutta, siirtyisi valanteen muodostumisen alkuvyöhyke paikkaan, jossa metallia syötetään kokilliin.

25 Aloitettaessa ja valanteiden muodostumisprosessin aikana tämä vyöhyke stabiloidaan automaattisesti muuttamalla valanteen vetonopeutta automaattisesti.

Kun toisen valanteen vetonopeutta muutettiin 5, 10, 20 %, jne. vyöhyke siirtyy nopeudella, joka muuttuu verran-30 nollisena 0,05, 0,1, 0,2:een jne. edellyttäen, että vastakkainen valanne pidetään vakiona. Valanteiden vetonopeuksia voidaan muuttaa siten, että toisen valanteen vetonopeus lisääntyy 5, 10, 15 % jne. samalla, kun toisen valanteen nopeus pienenee 5, 10, 15 % jne. vastaavasti. Tässä tapa-35 uksessa valanteen muodostumisen alkuvyöhykkeen siirtymä- 17 72663 nopeus muuttuu verrannollisena 0,1, 0,2, 0,3 reen jne. Verrannollisuuskerroin riippuu tässä tapauksessa pienessä määrin valanteiden vetonopeuden absoluuttisesta arvosta.

5 Valanteen valmistusprosessi käynnistetään nopeu della, joka vastaa 0,1 - 0,5-kertaista metallin syöttöno-peutta ja joka pidetään tällä alueella kunnes valanteen muodostumisen alkuvyöhyke on stabiloitunut metallin syöt-töpaikkaan. Metallin taso valualtaassa olisi tuotava ta-10 solle, jonka määräävät prosessin olosuhteet, valanteen muodostumisen alkuvyöhyke sijoitetaan suunnilleen yhtä kauas kokillin päistä.

Kun nämä vaatimukset on täytetty lisätään valanteen vetonopeutta asteittain, jotta saavutetaan tavallinen va-15 kaan valanteen valmistusprosessin nopeus.

Valanteen valmistusprosessin lopussa pienennetään valanteen vetonopeutta asteittain aikaan, joka vastaa valanteiden täydellisen kiinteytymisen aikaa eli 0,1 - 0,2 kertaa se nopeus, jolla metallia syötetään kokilliin. Täs-20 sä tapauksessa nestefaasin pituus valanteessa pienenee 0,1 - 0,2-kertaiseksi steady-state prosessin tilanteesta. Tämä mahdollistaa kupumaisten päiden pienenemisen ja si-: ten keksinnön mukaisen prosessin suorittavan koneen hyöty- *' suhteen paranemisen.

Claims (13)

18 72663

1. Menetelmä metallivalanteiden valmistamiseki, johon kuuluu metallin (5) syöttäminen horisontaalisesti si- 5 joitettuun kokilliin (1) ja kahden valanteen (6) vetäminen horisontaalisessa tasossa kokillin molemmista päistä vastakkaisiin suuntiin, tunnettu siitä, että - metallia (5) syötetään kokilliin (1), jolla on olennaisesti sama poikkileikkaus pitkin koko sen pituutta, 10 onton vesijäähdytetyn kokillin seinämään ja samalle etäisyydelle kokillin päistä sovitetun aukon (2) kautta, - valanne (6) muodostetaan kokillin keskelle valanteen valmistusprosessin alkuvaiheen aikana, - valanne erotetaan kahdeksi aloituspäihin (8) yh-15 distetyksi osaksi siten, että muodostuu valanteiden alku- muodostusvyöhyke, - tämän vyöhykkeen asema stabiloidaan valtaosin kokillin keskelle, - metallin (5) syöttöä jatketaan valanteiden (6) 20 väliin, joiden vetoa jatketaan vakaissa olosuhteissa kokillin vastakkaisilta puolilta siten, että sulan metallin (5) linssi sijoittuu kokillin ulkopuolelle stabilisaatio-ja poisvetovaiheiden aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-25 n e t t u siitä, että prosessi valanteiden (6) valmistamiseksi aloitetaan vetonopeudella, joka vastaa 0,1 - 0,5-kertaista metallin syöttönopeutta ja joka nopeus pidetään tällä alueella, kunnes valanteen muodostumisen alkuvyöhyke on stabiloitunut paikkaan, jossa metallia (5) syötetään ko- 30 killiin (1), kun taas valanteen valmistusprosessin lopussa pienennetään valanteen vetonopeutta asteittain valanteen (6) täydelliseen kiinteytymiseen tarvittavan ajan puitteissa eli 0,1 - 0,2 kertaa metallin syöttönopeus kokilliin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-35 n e t t u siitä, että valanteiden (6) muodostumisen alku- 19 72663 vyöhyke stabiloidaan muuttamalla valanteen vetonopeuksia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valanteiden (6)1 muodostumisen alku-vyöhyke siirtyy nopeudella, joka on verrannollinen valan- 5 teen vetonopeuksien eroihin.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valanteiden (6) veto suoritetaan samanaikaisesti olennaisesti samoin nopeuksin sen jälkeen, kun valanteen muodostumisen alkuvyöhyke on stabiloitunut.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että valanteen muodostumisen alkuvyöhyk-keen stabiloitumisen jälkeen suoritetaan valanteiden (5) veto vuorotellen olennaisesti samoilla nopeuksilla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että vuorottainen valanteiden (6) veto suoritetaan jaksoissa sovittamalla valanteiden (6) veto aikaan, joka vastaa 0,1 - 0,2-kertaista valanteen vetoaikaa.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valanteiden (6) vuorottainen veto 20 suoritetaan nopeudella, joka vaihtelee sinilain mukaisesti.

9. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, johon kuuluu horisontaalisesti sovitettu kokilli (1), joka liikkuu edestakaisin sopivan mekanismin (10) avulla, valuallas (3), jossa on metallikanava (4) me- 25 tallin (5) syöttämiseksi kokilliin, mekanismit (9) valanteiden (6) vetämiseksi horisontaalisessa tasossa vastakkaisiin suuntiin, tunnettu siitä, että kokilli (1), jolla on olennaisesti sama poikkileikkaus pitkin sen koko pituutta, on tiiviisti yhdistetty valualtaaseen (3) ont-30 toon vesijäähdytteiseen kokillin seinämään ja samalle etäisyydelle kokillin päistä sovitetun metallikanavan (4) kautta, ja että erottava elin (11) on sovitettu koaksiaalises-ti kokilliin (1) sen varmistamiseksi, että kokilli prosessin alkuvaiheessa on erotettu kahdeksi aloituspäihin (8) 35 yhdistetyksi osaksi siten, että kaksi valannetta (6) voi- 72663 20 daan valaa yhdessä muotissa.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että erottava elin (11) on kappale, joka on valmistettu kahdesta metallilevystä, joiden väliin 5 on asetettu lämpöä eristävää materiaalia.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että aukko (2) ja metallikanava (4) on järjestetty sama-akselisesti ja tavallisesti koneen tekniselle akselille.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tun nettu siitä, että metallikanavan (4) toinen pää ulottuu kokillitilaan (1) pituudelta, joka vastaa 0,001 - 0,01-kertaista kokillin (1) seinämän paksuutta metallikanavan poikkipinta-alan suhteen ollessa kokillin vastaavaan välil-15 lä 0,01 - 0,4.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen laite patenttivaatimuksen 8 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että kumpikin mekanismi (9) valanteiden (6) vuorottaiseksi vetämiseksi on tehty liikkuvien 20 (12) ja kiinteiden (13) pitimien muotoon, joista jälkim mäiset on asennettu kokillin liikuttelumekanismiin (10), ja että kummankin mekanismin (9) liikkuvat pidikkeet toimivat vuorottain riippuen siitä suunnasta, johon kokilli (1) liikkuu yhdessä valanteen (6) kanssa, jota kiinteät pi-25 dikkeet (13) pitelevät. 2i 72 66 3