IT9067832A1 - Procedimento ed apparecchiatura per la colata in controgravita' di metalli, particolarmente metalli reattivi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento ed apparecchiatura per la colata in controgravità di metalli, particolarmente metalli reattivi"

SFONDO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce a procedimenti e apparecchiature per la colata in controgravità di metalli, in particolare di metalli reattivi, come alcune leghe, contenenti elementi che sono reattivi a temperature di colata con aria per formare ossidi e/o nitruri, dannosi per il prodotto colato .

Per una colata di buona qualità di tali metalli reattivi, tutte le operazioni di colata, durante le quali il metallo si trova ad una temperatura a cui è reattivo con aria, devono essere eseguite con l'esclusione di aria, per mezzo di una depressione o per sostituzione di aria con un gas inerte. Un procedimento ed un'apparecchiatura utilizzabili in generale per la colata in controgravità con tale esclusione di aria sono descritti nei brevetti statunitensi nn. 3.863.706 e 3.900.064. Secondo questi brevetti, un compartimento evacuabile a tenuta stagna è montato sopra un involucro a tenuta stagna di un crogiolo di fusione per il metallo; il compartimento ha accesso al crogiolo attraverso un condotto a tenuta stagna che si estende dal compartimento attraverso la sommità dell'involucro del crogiolo, ed il condotto è provvisto di una valvola intermedia di chiusura a saracinesca. Cosi l'involucro del crogiolo non è esposto all'atmosfera ambiente. Una camera sezionabile verticalmente nel compartimento riceve, ed è sigillata intorno ad uno stampo permeabile, con l'estremità inferiore di un tubo di riempimento dello stampo sporgente dal fondo della camera.

Durante l'uso di questa apparecchiatura brevettata, come descritto nei brevetti, una alimentazione di metallo fuso da colare è stata disposta nel crogiolo per fusione di lingotti di tale metallo nel crogiolo, con l'involucro del crogiolo evacuato sotto vuoto spinto. Nella colata, uno stampo è disposto nella camera dello stampo all'interno del compartimento, sia la camera sia il compartimento sono sigillati e messi sotto vuoto, ed essi e l'involucro del crogiolo sono riempiti con gas inerte come argo alla stessa pressione ridotta. Con la valvola del condotto aperta, la camera è calata attraverso il condotto fino a quando l'estremità sporgente del tubo di riempimento dello stampo non si trova sotto la superficie del metallo fuso nel crogiolo. La camera è quindi messa in depressione ad un vuoto sufficientemente spinto per far si che il metallo fuso scorra attraverso il passaggio di riempimento, riempiendo le cavità dello stampo. Dopo un indurimento sufficiente del metallo nelle cavità dello stampo, la pressione è aumentata nella camera e nel compartimento, e la camera è estratta dall'involucro del crogiolo, nel compartimento, per la rimozione dello stampo dalla camera e dal compartimento.

Anche se il procedimento e l'apparecchiatura descritti in questi brevetti hanno avuto successo per la produzione di pezzi colati di qualità fine di metalli reattivi con aria, la disposizione del compartimento esterno intorno alla camera delle stampo e il suo condotto munito di valvole collegato all'involucro del crogiolo sono dispositivi costosichecompiicano il funzionamento ed impongono alcune limitazioni indesiderabili nell'uso. Ad esempio il compartimento esterno richiede sportelli sigillabili per accedere alla camera nel suo interno per l'inserimento e la rimozione dello stampo, ostacolando queste operazioni. Il compartimento è esposto per conduzione al calore dell'involucro del crogiolo attraverso il condotto di connessione, e quando la valvola è aperta, è esposto al calore in tale involucro, rendendo difficile raffreddare in modo adeguato il compartimento. L'inserimento del meccanismo per abbassare e sollevare la camera in parte entro il compartimento comporta una complessità di tenuta del compartimento intorno ad organi mobili che si estendono in questo ultimo, oltre ad impedire l'accesso al meccanismo e allo stampo mentre il compartimento è chiuso a tenuta.

Altre tecniche anteriori, anche se evitano l'apparecchiatura complessa precedentemente descritta, non contengono efficacemente l'atmosfera inerte entro il crogiolo contenente il metallo fuso.

Nella domanda correlata di brevetto statunitense n.

4.791.977 dell'inventore, l'inventore ha tentato di impedire la contaminazione con aria mantenendo la pressione del gas inerte nell'involucro del crogiolo che contiene il bagno fuso sopra la pressione atmosferica mentre l 'involucro del crogiolo è esposto all'atmosfera ambiente. Si è pensato che il gas inerte riscaldato che si innalza attraverso la piccola apertura nell'involucro del crogiolo destinata a ricevere il tubo di riempimento sia sufficiente per impedire il passaggio di aria attraverso l'apertura e il suo contatto con il bagno fuso. Successivamente l'inventore ha tuttavia determinato che la contaminazione con aria avveniva ancora con metalli altamente reattivi. E' risultato dalle prove eseguite che la sorgente del problema era costituita da correnti termiche verticali di aria o vortici che circolavano sopra il metallo fuso che aspiravano aria verso il basso attraverso il gas inerte che si annalza, verso il crogiolo e in contatto con il metallo fuso. Queste correnti d'aria erano precedentemente note nella meccanica dei fluidi come "zone di Brillion".

BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE La presente invenzione rende possibile eliminare il compartimento per la camera dello stampo, e la sua connessione tramite un condotto munito di valvola con l'involucro del crogiolo dell'apparecchiatura, ad esempio come descritto nei brevetti statunitensi precedentemente menzionati, mantenendo una atmosfera inerte efficace sulla superficie del metallo fuso.

Questo perfezionamento sostanziale è stato reso possibile in parte dalla concezione di una nuova apparecchiatura in cui sono previsti mezzi per distanziare la superficie superiore del metallo fuso ad una distanza da una sorgente di atmosfera ambiente oltre l'apertura sufficiente per impedire che le zone di Brillion aspirino aria verso il basso sul metallo e mantenere la superficie del metallo a questa distanza tranne durante il riempimento dello stampo. La distanza preferita tra la superficie metallica superiore e l'atmosfera ambiente è di almeno 8 pollici (200 mm). Si è trovato che questa distanza impedisce la contaminazione dovuta alle zone di Brillion a pressioni pratiche del gas inerte.

La contaminazione del bagno fuso è impedita come segue. L'involucro del crogiolo è provvisto di una primo coperchio avente una apertura destinata a ricevere una carica metallica e l'estremità libera del tubo di riempimento, e di un secondo coperchio mobile lateralmente con una prima ed una seconda apertura distanziate lateralmente l'una dall'altra, ed una parte ininterrotta almeno uguale al diametro dell'apertura nel primo coperchio. La prima apertura del coperchio mobile lateralmente è destinata a ricevere una carica metallica e la seconda apertura è destinata a ricevere l'estremità libera del tubo di riempimento. La prima apertura del coperchio mobile e l'apertura nel primo coperchio sono allineate ed in comunicazione l'una con l'altra e con l'atmosfera ambiente durante il riempimento del crogiolo con metallo, mantenendo un flusso di gas inerte attraverso l'involucro del crogiolo per impedire la contaminazione con aria. Dopo che il crogiolo è stato caricato, il coperchio mobile è disposto in modo da impedire che l'aria entri in contatto con il metallo fuso. Durante la colata, l'estremità inferiore del tubo di riempimento è inserita nella seconda apertura del coperchio mobile ed il coperchio mobile è quindi spostato {spostando il tubo di riempimento) in modo da allineare il tubo di riempimento con l'apertura nel primo coperchio. L'estremità libera del tubo di riempimento è quindi inserita nel metallo fuso, dopo di che il coperchio mobile è disposto in modo da impedire che l'aria entri in contatto con il metallo fuso.

In una forma di attuazione preferita, la contaminazione con aria del bagno fuso è impedita stabilendo un'atmosfera di gas inerte sostanzialmente priva di aria nell'involucro del crogiolo e quindi inserendo, nella prima apertura del coperchio mobile, un tubo destinato a distanziare la superficie superiore del metallo nel crogiolo ad una distanza dall'atmosfera ambiente sufficiente per impedire che correnti di aria circolanti aspirino aria attraverso la prima apertura e l'apertura nel primo coperchio verso il basso sul metallo quando la prima apertura e l'apertura nel primo coperchio sono allineate ed in comunicazione l'una con l'altra e con l'atmosfera ambiente. Il coperchio mobile è quindi spostato in modo da allineare fra loro il tubo, la prima apertura nel coperchio mobile, e l'apertura nel primo coperchio, mantenendo un flusso di gas inerte attraverso l'involucro suddetto del crogiolo. Se lo si desidera, è possibile allora caricare metallo nel crogiolo attraverso il tubo, la prima apertura nel coperchio mobile, e l'apertura nel primo coperchio.

In un'altra forma di attuazione preferita, la contaminazione con aria è impedita disponendo il coperchio mobile in modo che blocchi l 'apertura nel primo coperchio diretta verso il metallo fuso, mantenendo l'involucro del crogiolo sotto un'atmosfera di gas inerte sostanzialmente senza aria.

La camera dello stampo durante l'operazione di inserzione è preferibilmente messa sotto vuoto per creare una pressione inferiore nell'interno dello stampo rispetto alla pressione di gas inerte nell'involucro del crogiolo.

Un vantaggio di questa apparecchiatura e di questo procedimento consiste nel fatto che la colata può essere eseguita senza i complessi involucri a tenuta della tecnica anteriore. Per questo scopo, il tubo di riempimento ha una superficie impermeabile al gas, ed una pressione sufficiente di gas inerte è mantenuta nell'involucro del crogiolo per impedire l'ingresso di aria nell'interno dell'involucro del crogiolo attraverso l'apertura da una sorgente di aria esterna. Preferibilmente la pressione del gas inerte è leggermente maggiore della pressione atmosferica. Le perdite conseguenti di gas inerte nell'atmosfera attraverso l'apertura sono minime se il gas inerte è argo (densità maggiore dell'aria) o azoto (densità leggermente minore dell'aria) o altro gas avente una densità almeno approssimativamente pari a quella dell'azoto nelle stesse condizioni.

Non soltanto si elimina in questo modo la complessità delle apparecchiature secondo la tecnica anteriore, ma diventa anche possibile, con un tubo di riempimento di opportuna lunghezza, mantenere la camera dello stampo distanziata dall'involucro del crogiolo e isolata termicamente da questo ultimo mediante aria atmosferica o gas inerte, permettendo un raffreddamento più efficace e meno costoso della camera. Inoltre il tubo di riempimento è accessibile durante le operazioni di colata per eseguire operazioni su di esso, ad esempio chiudendolo per serraggio in accordo con il brevetto statunitense n. 4.589.466.

Un ulteriore vantaggio, utile nello stampaggio di grandi pezzi, consiste nel fatto che l'intervallo di tempo necessario per evacuare il sistema e riempirlo con gas inerte è minore.

E ' preferibilmente prevista una copertura amovibile in depressione avente un blocco di carica che può essere disposta a tenuta sull'involucro del crogiolo ed in grado di sopportare l'evacuazione dell'involucro sotto vuoto spinto. Per l'alimentazione di metallo fuso al crogiolo, un lingotto metallico è inserito attraverso il blocco di carica nel crogiolo. Dopo la fusione del metallo sotto vuoto, l'involucro è riempito con gas inerte e la copertura in depressione è rimossa in preparazione per la colata.

Gas inerte addizionale rispetto a quello proveniente dall 'involucro del'crogiolo può essere alimentato alla camera dello stampo per contribuire alle operazioni di lavaggio e/o per aumentare successivamente la pressione nella camera. Si utilizzano anche i vantaggi della connessione di evacuazione verso lo stampo secondo il brevetto statunitense precedentemente menzionato n. 4.791.977.

DESCRIZIONE DELLE FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE

Nei disegni:

le figure 1 e 2 rappresentano viste laterali schematiche in sezione di un 'apparecchiatura preferita secondo 1'invenzione, che illustrano fasi operative successive.

La figura 3 rappresenta una vista simile dell'apparecchiatura che illustra la ricarica di metallo nel crogiolo.

Con riferimento alle figure 1 e 2, un crogiolo 62 per metallo fuso avente una superficie superiore 64 è racchiuso in una struttura generalmente scatolare, indicata generalmente con 60. L'interno delle pareti dell'involucro 60 può essere provvisto di uno o più serpentini (non rappresentati) per la circolazione di fluido refrigerante, come acqua, oppure possono essere previste doppie pareti, distanziate, per permettere la circolazione di refrigerante fra loro. Il crogiolo 62 è annegato in un blocco di isolante elettrico refrattario 70, contenente un avvolgimento di riscaldamento ad induzione 72 che circonda il crogiolo.

L ' involucro 60 del crogiolo è provvisto di un coperchio amovibile 96. Il coperchio amovibile 96 comprende un'apertura 98 in cui appoggia un coperchio 100 (che può essere realizzato in un materiale a pannello di fibre refrattarie permeabile ed gas). Il coperchio 100 ha un'apertura 102 dimensionata in modo da ricevere un lingotto metallico con un diametro approssimativamente di 3 pollici (75 mm) e in modo da ricevere liberamente l'estremità inferiore 44 del tubo di riempimento 40 dell'apparecchiatura evacuabile di stampaggio 10, illustrato nelle figure 2 e 3.

Un coperchio mobile 104 appoggia sopra il coperchio 100. Il coperchio 104 comprende aperture 106 e 108. Il diametro dell'apertura 106 è approssimativamente uguale a quello dell'apertura 102 poiché deve anche ricevere un lingotto metallico di 3 pollici (75 mm) durante la carica del crogiolo 62. L’apertura 108 è più piccola poiché (come sarà spiegato in seguito) deve soltanto ricevere l'estremità inferiore 44 del tubo di riempimento 40 dell'apparecchiatura di stampaggio 10 che ha un diametro compreso tra circa 1,5 ed 1,75 pollici (tra circa 38,1 e 44,45 mm). Il coperchio 104, che è realizzato in un opportuno materiale refrattario permeabile al gas o non permeabile al gas, come vetro resistente al calore, può essere spostato lateralmente attraverso il coperchio 100 per bloccare l'apertura 102; così la distanza tra le aperture 106 e 108 è almeno uguale al diametro dell'apertura 102.

Una copertura raffreddata 110 di contenimento di depressione avente un blocco di carica 112 per ricevere un lingotto metallico è disposta sopra il coperchio 96 durante la preparazione del bagno fuso, dopo di che è rimossa per permettere la- colata. Una copertura 114 di tenuta di vuoto è disposta sopra il blocco di carica 112 durante l'operazione di fusione.

L'involucro 60 ha una connessione 86 con una apparecchiatura di pressione differenziale (non rappresentata) in grado di portare l'involucro 60 del crogiolo ad un vuoto spinto quando l'involucro è chiuso a tenuta. E' anche prevista una connessione 88 verso una sorgente di gas inerte (non rappresentata).

Un vantaggio dell'apparecchiatura finora descritta consiste nel fatto che essa è adatta per una colata senza aria in unione con l'apparecchiatura di colata semplificata descritta nel brevetto statunitense n. 4.589.466. Tuttavia si preferisce utilizzare il perfezionamento che forma oggetto del brevetto statunitense correlato precedentemente menzionato n.

4.791.977 e che è illustrato nei disegni. La descrizione di questa domanda, per quanto non espressamente incorporata nella presente, è incorporata per riferimento.

L'apparecchiatura di stampaggio 10 ha una camera di caricamento 12 sezionabile e sigillatile montata su un supporto mobile verticalmente 14. La camera 12 è realizzata in due parti sigillate insieme quando sono chiuse ad esempio mediante un 0-ring (non rappresentato), ed è aperta e chiusa nella direzione verticale mediante un'opportuna apparecchiatura (non rappresentata). La camera 12 presenta, nella sua parete inferiore di supporto dello stampo, un'apertura centrale 18 per supportare uno stampo permeabile al gas, indicato generalmente con 20 ed illustrato nella presente come uno stampo del tipo a conchiglia, avente un passaggio verticale di riempimento 22 con un'estremità inferiore 24 per l'introduzione di metallo fuso in cavità 26 dello stampo. Nella sua parete superiore, la camera 12 ha una connessione 16 verso un'apparecchiatura di pressione differenziale (non rappresentata).

E' previsto un tubo di riempimento impermeabile 40 avente una parte superiore svasata che forma una flangia superiore estendentesi radialmente verso l'esterno 42 con una parte inferiore 44 che si estende verticalmente verso il basso da essa. La flangia superiore 42 è interposta a tenuta tra la parete inferiore di supporto dello stampo della camera 12 e l'estremità inferiore dello stampo 20 intorno alla sua apertura 24 per mezzo di una guarnizione 24a. La parte inferiore 44 si estende attraverso l'apertura centrale 18 della camera 12 e verticalmente verso il basso da essa. Un cilindro idraulico di potenza 34 collegato al supporto mobile 14 è previsto per spostare l'uno rispetto all'altro il crogiolo 62 e la camera 12 con lo stampo 20 avvicinandoli ed allontanandoli l'uno dall'altra mediante sollevamento o abbassamento selettivo della camera 12 con lo stampo 20. Benché non sia illustrato nei disegni, ognuna delle parti sezionabili della camera dello stampo 12 può avere mezzi per raffreddare l'interno, ad -esempio un serpentino circostante, o uno spazio di circolazione tra doppie pareti collegato ad una sorgente di refrigerante che può essere acqua.

L'apparecchiatura di pressione differenziale può essere azionata selettivamente per applicare attraverso una connessione 16a verso l'apparecchiatura di pressione differenziale {non rappresentata) una pressione inferiore all'interno dello stampo 20 di quella che è applicata simultaneamente nella camera 12 attraverso la connessione 16. Preferibilmente un tappo poroso 47, altamente permeabile al gas ma non al metallo, copre una apertura alla sommità dello stampo 20 sopra il passaggio di riempimento 22 e l'imboccatura della connessione 16a è sigillata sulla sommità dello stampo sopra il tappo 47 mediante mezzi di tenuta 46, permettendo che il tappo poroso 47 e l'interno dello stampo sotto quest'ultimo siamo esposti selettivamente ad una pressione inferiore attraverso la connessione 16a di quella prevista nella camera 12. I mezzi di tenuta 48 impediscono fughe tra il condotto 45 e la camera 12. Le connessioni 16 e 16a possono essere dirette verso sistemi di pompaggio di vuoto differenti o verso un unico sistema di questo tipo provvisto di opportuni controlli valvolari per fornire pressioni differenti nelle due connessioni.

Nella colata, una alimentazione di metallo fuso è prevista nel crogiolo 62 sotto un'atmosfera di gas inerte sostanzialmente esente da aria come segue. Con la copertura 110 in depressione in posizione, come illustrata nella figura 1, si introduce un lingotto metallico nel crogiolo 62 attraverso il blocco di carica 112 ed attraverso le aperture 102, 106. La tenuta di vuoto 114 è quindi applicata al blocco 112 e l'involucro è evacuato attraverso la connessione 86 in una condizione sostanzialmente esente da aria. La bobina di induzione 72 è quindi attivata per fondere il lingotto. Se è desiderabile aggiungere altro metallo, l'involucro è riempito con gas inerte ad una pressione di circa 75 μm di Hg e si stabilisce un flusso di gas inerte per mantenere questa pressione ed impedire che l'aria entri nella sommità del blocco di carica 112. Finché l'estremità aperta del blocco 112 è ben distanziata dall'atmosfera ambiente (ad esempio almeno 8 pollici (200 mm)), non si verifica la contaminazione dovuta alle correnti di aria circolanti (zone di Brillion) che aspirano aria attraverso le aperture 102 e 106 in contatto con 11 bagno fuso.

Quando il bagno fuso ha raggiunto la temperatura desiderata, si alimenta gas inerte alla pressione desiderata nell ' involucro attraverso la connessione 88 e la tenuta 114 è rimossa. Il coperchio 104 è quindi spostato lateralmente (mentre l'involucro 62 del crogiolo si trova sotto una atmosfera di gas inerte) per mezzo di un cavo metallico (non rappresentato) per bloccare l'apertura 102, e la copertura in depressione 110 è rimossa.

Con riferimento alla figura 2, nella colata, la camera 12 è spostata azionando il cilindro di potenza 34 realizzando il movimento relativo del tubo di riempimento 40 e dell'involucro 60 del crogiolo per spostare il tubo di riempimento nell'apertura 108 nel coperchio mobile 104 (figura 3). L'apparecchiatura di stampaggio 10 ed il coperchio 104 sono allora spostati lateralmente in modo che l'apertura 108 sia allineata con l'apertura 102 nel coperchio 100 (figura 2). La fase successiva consiste nell'inserire l'estremità 44 del tubo di riempimento attraverso l'apertura 102 sotto la superficie del metallo fuso.

Per riempire lo stampo si applica una pressione differenziale ridotta all'interno dello stampo 20 attraverso il passaggio verticale 22 azionando la connessione 16a in modo da far sì che argo e quindi metallo fuso scorra verso l 'alto attraverso il tubo di riempimento 40 riempiendo il passaggio verticale 22, e la prevalenza metallostatica nel passaggio verticale 22 provoca anche un flusso laterale nelle cavità 20 dello stampo. Simultaneamente una seconda pressione uguale o maggiore della pressione applicata attraverso la connessione 16a, ma inferiore alla pressione sul metallo fuso nel crogiolo 30, è applicata alla camera 12, e quindi all'esterno dello stampo 20, attraverso la connessione 16, per assicurare che le cavità 26 dello stampo si riempiano di metallo fuso. Il valore di questa seconda pressione è appena sufficiente per provocare il riempimento delle cavità 26 dello stampo. Una volta che il riempimento è completo, la pressione che circonda lo stampo 20 può essere aumentata, mantenendo la bassa pressione nell'interno dello stampo, per migliorare la qualità del pezzo e ridurre le tensioni di trazione nello stampo. La pressione sarà aumentata nella camera 12 per ammissione di gas inerte attraverso la connessione 50 finché il metallo colato rimante a temperatura reattiva.

Una volta completato lo stampaggio. le pressioni ottenute attraverso le connessioni 16 e 16a sono riportate al valore della pressione atmosferica. Il tubo di riempimento 40 è quindi perzialmente estratto in modo da essere rimosso dalla apertura 102 rimanendo nell'apertura 108. Successivamente l 'apparecchiatura di stampaggio 10 ed il coperchio 104 sono spostati lateralmente in modo che l'apertura 102 sia nuovamente coperta dal coperchio 104, dopo di che il tubo di riempimento 40 è completamente estratto dall'apertura 108. La camera 12 è quindi aperta e lo stampo riempito 20 ed il tubo di riempimento 40 sono rimossi in preparazione per un altro ciclo di stampaggio

L'uso della connessione 16a e il procedimento per il suo azionamento precedentemente descritti sono preferiti ma non essenziali. Con l'omissione della connessione 16a, il procedimento descritto è modificato soltanto per il fatto che la -bassa pressione per provocare il riempimento delle cavità dello stampo è prodotta interamente nella camera 12 attraverso la connessione 16, e le basse pressioni esterne sullo stampo sono trasmesse nell'interno attraverso il suo corpo poroso. I risultati non sono generalmente soddisfacenti come con le due connessioni di vuoto azionate a pressione differenziale. Le impurezze non sono rimosse dal sistema di stampo altrettanto efficacemente durante il riempimento delle cavità dello stampo, e la pressione esterna sullo stampo per ottenere un riempimento adeguato deve essere inferiore, con un maggiore carico risultante del peso del metallo sullo stampo. Tuttavia il procedimento e l'apparecchiatura sono notevolmente vantaggiosi rispetto alla tecnica anteriore senza la connessione 16a.

Con riferimento alla figura 3, per ricaricare il crogiolo 62 (che si trova ancora sotto un'atmosfera inerte) con metallo addizionale in preparazione per un altro ciclo di stampaggio, non è necessario utilizzare la copertura in depressione 110. Invece un tubo flangiato 116 lungo approssimativamente 12 pollici (300 m ) è inserito nell'apertura 106 del coperchio 104. Il coperchio 104 è quindi spostato lateralmente (utilizzando un cavo metallico (non rappresentato) o reinserendo il tubo di riempimento 40 nell'apertura 108) mantenendo un flusso di argo attraverso l'involucro 62 del crogiolo sufficiente per mantenere una pressione di argo di circa 75 μm di Hg in modo che le aperture 106 e 102 siano allineate. Una carica metallica è quindi inserita attraverso il tubo 116 e le aperture 106 e 102, e fusa sotto un'atmosfera di gas inerte. Poiché il tubo 116 mantiene una distanza sufficientemente grande (ad esempio almeno 8 pollici - 200 mm) tra la superficie del bagno fuso e l'atmosfera ambiente, si evita la contaminazione del bagno fuso dovuta a correnti di aria circolanti (zone di Brillion).

Lo stampo scelto per illustrare 1'invenzione nei disegni è del tipo ceramico legato ad alta temperatura per pezzi multipli. Si comprenderà tuttavia che esso è puramente illustrativo e che è possibile utilizzare altri tipi di stampo, ad esempio stampi di sabbia legati a bassa temperatura, per pezzi singoli o multipli, e di diverse forme e dimensioni; le scelte sono aumentate quando la connessione di bassa pressione 16a è prevista ed utilizzata come descritto.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI Procedimento per la colata in controgravità di metallo fuso con l'esclusione di aria in uno stampo permeabile al gas chiuso a tenuta in una camera evacuabile con un tubo di riempimento per le cavità dello stampo avente una estremità libera sporgente da essa, comprendente le seguenti fasi: disposizione di un'alimentazione di metallo fuso da colare in un crogiolo in un involucro sotto un'atmosfera di gas inerte sostanzialmente esente da aria, in cui l'involucro suddetto è esposto ad una sorgente di atmosfera ambiente, e l'involucro suddetto ha un primo coperchio con un'apertura destinata a ricevere una carica di metallo e l'estremità libera del tubo di riempimento suddetto, ed un secondo coperchio mobile lateralmente disposto sopra il primo coperchio suddetto con una prima ed una seconda apertura distanziate lateralmente l'una dall'altra ed un'area ininterrotta più grande del, o uguale al diametro dell'apertura suddetta nel primo coperchio suddetto, in cui la prima apertura suddetta è destinata a ricevere una carica di metallo e la seconda apertura suddetta è destinata a ricevere l'estremità libera del tubo di riempimento suddetto, in cui l'apertura suddetta nel primo coperchio suddetto e la prima apertura suddetta del coperchio mobile suddetto sono allineate ed in comunicazione l'una con l'altra mentre si dispone l'alimentazione suddetta di metallo fuso nel crogiolo suddetto; disposizione del coperchio mobile suddetto in modo da impedire che l'aria entri in contatto con il metallo fuso nel crogiolo suddetto; inserimento dell'estremità libera del tubo di riempimento suddetto attraverso la seconda apertura suddetta nel coperchio mobile suddetto e quindi spostamento del coperchio mobile suddetto in modo da allineare l'estremità libera suddetta del tubo di riempimento suddetto con l'apertura suddetta nel primo coperchio suddetto; spostamento relativo del tubo di riempimento suddetto e dell'involucro del clogiolo suddetto in modo da far sporgere l'estremità libera del tubo di riempimento suddetto in una posizione sotto la superficie del metallo fuso nel crogiolo suddetto, ed evacuazione della camera suddetta per realizzare nell'interno dello stampo una pressione sufficientemente inferiore alla pressione dell'atmosfera suddetta di gas inerte nell'involucro del crogiolo suddetto per provocare l 'innalzamento del metallo fuso attraverso il tubo di riempimento suddetto per riempire le cavità nello stampo suddetto; spostamento relativo in direzione inversa del tubo di riempimento dello stampo suddetto e dell'involucro del crogiolo suddetto per estrarre il tubo di riempimento suddetto dal metallo fuso suddetto; e disposizione del coperchio mobile suddetto per impedire che l'aria entri in contatto con il metallo fuso suddetto. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui si impedisce il contatto dell'aria con il metallo fuso suddetto: stabilendo un'atmosfera di gas inerte sostanzialmente esente da aria nell'involucro del crogiolo suddetto; inserendo nella prima apertura suddetta nel coperchio mobile suddetto un tubo destinato a distanziare la superficie superiore del metallo contenuto nel crogiolo suddetto ad una distanza dall'atmosfera ambiente sufficiente per impedire che correnti di aria circolanti aspirino aria attraverso la prima apertura suddetta e l'apertura nel primo coperchio suddetto verso il basso sul metallo suddetto quando la prima apertura suddetta e l'apertura nel primo coperchio suddetto sono allineate ed in comunicazione l'una con l'altra e con l'atmosfera ambiente; e spostando il coperchio mobile suddetto in modo da allineare tra loro il tubo suddetto, la prima apertura suddetta nel coperchio mobile suddetto, e l'apertura suddetta nel primo coperchio suddetto, mantenendo un flusso di gas inerte attraverso l'involucro del crogiolo suddetto. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui la distanza suddetta tra la superficie superiore suddetta del metallo suddetto e l'atmosfera ambiente suddetta è maggiore di 8 pollici (200 mm). Procedimento secondo la rivendicazione 2, comprendente inoltre la carica di metallo nel crogiolo suddetto attraverso il tubo suddetto, la prima apertura suddetta nel coperchio mobile suddetto, e l'apertura suddetta nel primo coperchio suddetto. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui si impedisce il contatto dell’aria con il metallo contenuto nel crogiolo suddetto: stabilendo un 'atmosfera di gas inerte sostanzialmente esente da aria nell'involucro del crogiolo suddetto; e posizionando la regione ininterrotta suddetta del coperchio mobile suddetto sopra l'apertura suddetta nel primo coperchio suddetto in modo da bloccare l ' apertura suddetta nel primo coperchio suddetto. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la camera suddetta è evacuata mentre il tubo di riempimento suddetto e l'involucro del crogiolo suddetto sono relativamente spostati l'uno verso l'altro per aspirare gas inerte dall'involucro suddetto nello stampo suddetto. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la parte superiore del tubo di riempimento suddetto è sigillata tra la camera suddetta e lo stampo suddetto. Procedimento secondo la rivendicazione 1, che comprende Procedimento secondo la rivendicazione 11, in cui il gas inerte suddetto è almeno approssimativamente denso come l 'azoto. Procedimento secondo la rivendicazione 12, che comprende l'isolamento termico della camera suddetta dall'involucro del crogiolo suddetto mediante aria atmosferica o gas inerte tranne per la comunicazione termica mediante, e attraverso il tubo di riempimento suddetto. 14. rocedimento secondo la rivendicazione 1, che comprende la. disposizione di una copertura amovibile di vuoto avente un blocco di carica e che può essere disposta a tenuta sull ' involucro del crogiolo suddetto ed in grado di sopportare l'evacuazione dell'involucro suddetto sotto vuoto spinto; l 'inserimento di un lingotto metallico attraverso il blocco di carica suddetto nel crogiolo suddetto e la chiusura a tenuta del blocco suddetto; l 'evacuazione dell'involucro del crogiolo suddetto e della copertura di vuoto ad una bassa pressione sostanzialmente esente da aria ed il riscaldamento del lingotto suddetto nel crogiolo suddetto in modo da ridurre il lingotto suddetto ad una condizione fusa adatta per la colata; la realizzazióne di un flusso di gas inerte nell'involucro del crogiolo suddetto per produrre in esso l'atmosfera di gas inerte suddétta; lo spostamento laterale del coperchio mobile suddetto in la realizzazione di un flusso di gas inerte nella camera all’esterno dello stampo suddetto mentre l'estremità libera suddetta del tubo di riempimento si trova sotto la superficie di metallo fuso nel crogiolo suddetto. Procedimento secondo la rivendicazione 8, che comprende la disposizione di connettori di evacuazione separati verso la camera suddetta e una parte superiore di un passaggio di riempimento dello stampo suddetto mantenendo così nella parte superiore suddetta del passaggio dello stampo una pressione inferiore alla pressione nella camera all'esterno dello stampo suddetto durante almeno parte dell'intervallo di tempo per cui il tubo di riempimento suddetto si trova sotto la superficie di metallo fuso nel crogiolo suddetto. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il tubo di riempimento suddetto è impermeabile, e che comprende: l'esposizione dell'estremità suddetta del tubo di riempimento e dell 'estremità aperta del tubo flangiato all'atmosfera durante tutte le fasi suddette di spostamento relativo mantenendo simultaneamente una pressione sufficiente del gas inerte nell'involucro del crogiolo suddetto per impedire l'accesso di aria atmosferica all'interno dell'involucro suddetto. Procedimento secondo la rivendicazione 10, in cui la pressione di gas inerte mantenuta nell'involucro del crogiolo suddetto è maggiore della pressione atmosferica. modo che esso blocchi l'apertura suddetta nel primo coperchio suddetto per impedire che l'aria contamini il bagno fuso suddetto quando la copertura di vuoto suddetta è rimossa; e la rimozione della copertura di vuoto suddetta. 15. In un'apparecchiatura per la colata di metallo fuso con l'esclusione di aria in uno stampo permeabile al gas sigillato in una camera evacuabile con un tubo di riempimento per le cavità dello stampo avente un'estremità libera sporgente da essa, avente: mezzi a crogiolo in un involucro per realizzare un'alimentazione di metallo di colata fuso in un crogiolo sotto un'atmosfera di gas inerte sostanzialmente esente da aria; mezzi per spostare relativamente il tubo di riempimento suddetto ed i mezzi a crogiolo suddetti per far sporgere la estremità libera del tubo di riempimento suddetto nel, e per ritirarla dall'involucro del crogiolo suddetto, aventi una apertura per ricevere l'estremità libera suddetta del tubo di riempimento; e mezzi per evacuare la camera suddetta in modo da realizzare nell'interno dello stampo una pressione sufficientemente inferiore alla pressione del gas inerte suddetto nell'involucro suddetto per far sì che il metallo fuso si innalzi attraverso il tubo di riempimento suddetto riempiendo le cavità dello stampo suddetto; perfezionamento secondo il quale: l 'involucro del crogiolo suddetto è provvisto di un primo coperchio con una apertura destinata a ricevere una carica metallica e l'estremità libera del tubo di riempimento suddetto, e di un coperchio mobile lateralmente disposto sopra il primo coperchio suddetto con una prima ed una seconda apertura distanziate lateralmente l'una dall'altra ed un'area ininterrotta più grande del, o uguale al diametro dell'apertura suddetta nel primo coperchio suddetto, in cui la prima apertura suddetta è destinata a ricevere una carica metallica e la seconda apertura suddetta è destinata a ricevere l'estremità libera del tubo di riempimento suddetto. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 15, comprendente inoltre un tubo disposto entro la prima apertura suddetta del coperchio mobile suddetto, destinato a distanziare la superficie superiore del metallo contenuto nel crogiolo suddetto ad una distanza dall'atmosfera ambiente sufficiente per impedire che correnti di aria circolanti aspirino aria attraverso l'apertura suddetta verso il basso sul metallo contenuto nel crogiolo suddetto quando la prima apertura suddetta del coperchio mobile suddetto e l'apertura nel primo coperchio suddetto sono allineate ed in comunicazione l 'una con l 'altra e con l'atmosfera ambiente quando si dispone una alimentazione di metallo fuso nel crogiolo suddetto. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 16, in cui la distanza suddetta tra la superficie superiore suddetta del metallo suddetto e l'atmosfera ambiente suddetta è maggiore di 8 pollici (203,2 mm). Apparecchiatura secondo la rivendicazione 15, in cui la parte superiore del tubo di riempimento suddetto è sigillata tra la camera suddetta e lo stampo suddetto. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 15, che comprende mezzi per alimentare gas inerte nella camera suddetta all'esterno dello stampo suddetto. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 15, in cui i mezzi suddetti per evacuare la camera suddetta comprendono un connettore di evacuazione diretto verso una parte superiore di un passaggio di riempimento di uno stampo contenuto nella camera, e mezzi per realizzare una pressione inferiore nel connettore suddetto che non nella camera suddetta all'esterno dello stampo. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 15, in cui il tubo di riempimento suddetto è impermeabile e sono previsti mezzi per alimentare gas inerte nell'involucro del crogiolo suddetto ad una portata tale da mantenere una pressione del gasi suddetto nell'involucro suddetto sufficiente per impedire l'accesso di aria atmosferica o gas inerte nel suo interno. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 15, in cui la camera suddetta è distanziata in misura sufficiente dall'involucro del crogiolo suddetto in modo da essere termicamente isolata da esso mediante aria atmosferica tranne per la comunicazione termica mediante, e attraverso il tubo di riempimento suddetto. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 15, che comprende una copertura amovibile di vuoto avente un blocco di carica e che può essere disposta a tenuta sull'involucro del crogiolo suddetto ed in grado di sopportare l'evacuazione dell'involucro suddetto sotto vuoto spinto.