NO119493B - - Google Patents

Description

Kokille .

Denne oppfinnelse angår kokiller.

Under stopning av metall i den type kokiller som for nærværende er i bruk, er varmeavgivelsen fra det støpte metall gjennom kokillen uregelmessig over kokilleoverflaten og dette resulterer i uønsket seigring av bestanddelene av det støpte metall. Et eksempel på en slik kokille er en som sett i horisontalt tverrsnitt har stort sett rektangulær form og har en jevn veggtykkelse.

Hittil har forsøk på å unngå denne uønskede seigring vanligvis medført modifikasjon av formen av kokilleveggen, hvilket har resultert i en komplisert form av veggoverflåtene, f.eks. slik som i den kokille som var beskrevet i britisk patent nr. 348.270. Dette har ulemper som bl.a. består i at det er vanskelig å frem-stille kokillen og derefter vanskelig å bruke denne.

Foreliggende oppfinnelse har som et av sine formål å til-veiebringe en kokille i hvilken tendensen til seigring av det støp-te metall blir redusert uten at det blir foretatt modifikasjon av veggoverflåtenes form.

Dette formål blir i henhold til oppfinnelsen oppnådd

ved en kokille for støpning av metallblokker, omfattende en metallvegg som omgir og danner et støpehulrom, hvilken vegg har en tverrsnittsform som omfatter ett eller flere hjørner, karakterisert ved at veggen omfatter en eller flere boringer som strekker seg i høyderetningen av kokillen ved hvert hjørne.

Forskjellige utførelsesformer for oppfinnelsen skal

nå som eksempel beskrives under henvisning til tegningene av hvilke:

Fig. 1 er et oppriss av en kjent kokille av den type som for tiden er i bruk. Fig. 2 er et tverrsnitt av kokillen på fig. 1 (i for-størret målestokk) i hvilket det er inntegnet et mønster av isotermer. For tydelighets skyld er de vanlige skraveringslinjer som angir et snitt, blitt utelatt fra denne figur. Fig. 3 og 4 viser henholdsvis et oppriss og et for-størret tverrsnitt av en kokille i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 er et delvis tverrsnitt av en kokille som viser en modifisert form for oppfinnelsen. Fig. 6 og 7 er et riss i likhet med det på fig. 5 og viser en annen modifisert form for oppfinnelsen, og

fig. 8 og 9 er tverrsnitt av kokiller i henhold til oppfinnelsen.

Under henvisning til fig. 1 og 2 og spesielt til fig. 2, vil det sees at kokillen der har et kvadratisk støperom eller hul-rom 1 og en ytre omkrets 2 som også stort sett er kvadratisk sett i tverrsnitt. Den virkelige form av omkretsen 2 er slik at tykk-elsen av kokilleveggen er i det vesentlige jevn. Linjene 3, 4 og 5 representerer isotermer i kokilleveggen oppnådd under nøyaktig måling av temperaturfordelingen 10 minutter efter at stål er blitt støpt i kokillen for å danne en støpeblokk. Disse isotermer 3 til 5 angir i rekkefølge avtagende temperatur og det vil sees at de områder med høyest temperatur som begrenses av isotermen 3 (som delvis ikke er vist der hvor den strekker seg gjennom støperommet), er beliggende langs sidene av støperommet mens hjørnene av rommet er kaldere og den neste lavere temperatur er angitt med isotermen 4. Videre angir disse isotermer et mønster for varmestrømmen som fortsetter gjennom kokilleveggen slik at de ytre overflater av ko-killehjørnene har en betydelig lavere temperatur enn det ytre av sideflatene, og temperaturgradienten er størst ved hjørnene. Videre ble temperaturmålinger foretatt efter bare 5 minutter fra støp-ningen og de oppnådde isotermer følger et lignende mønster som de ovenfor beskrevne. Således er varmeoverføringshastigheten fra støpestykke til kokillen størst ved hjørnene og minst ved side-veggene. Det skal bemerkes at isotermene eller kurvene for temp-eraturer lavere enn isotermene 5 vil gå ut gjennom kokillens ytre overflate ved kokillehjørnene.

Betraktning av fig. 2 viser at for en arealenhet av hulromoverflaten er det et større metallvolum ved hjørnene av kokilleveggen for varmebortledning enn det er langs sidene av kokilleveggen. Følgelig blir det i henhold til oppfinnelsen foreslått å redusere metallvolumet ved hjørnene av kokilleveggen ved å tilveie-bringe en diskontinuitet i metallmassen ved hjørnene for å redusere varmeavgivelseshastigheten ved hjørnene slik at denne blir så lik som mulig varmeavgivelseshastigheten ved kokilleveggens sidepartier. Fig. 3 og 4 viser en kokille 6 i likhet med den på fig. 1 og 2, men omfattende diskontinuiteter i metallmassen ved hjørn-ene i form av sirkulære boringer 7 plasert ved hvert hjørne av kokilleveggen. Hver boring 7 strekker seg gjennom kokilleveggen i høyderetningen av kokillen og fra toppen til bunnen av denne. Dannelsen av boringene blir lett utført ved hjelp av normal støperi-teknikk.

Typiske dimensjoner kan angis i forhold, til den diagonale tykkelse C av veggen ved hjørnet som følger:

C

Boringens diameter =

C

Boringens sentrum = -j •

Hjørnetykkelsen C er i et typisk tilfelle 95% av vegg-tykkelsen langs kokillens sidepartier. Det forannevnte forhold mellom boringens diameter og hjørnetykkelsen har liten virkning på kokillens styrke.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til anordning av boringer med sirkulært tverrsnitt og heller ikke til bruk av bare ett enkelt hull ved hvert hjørne. For eksempel kan to boringer med

passende diameter anordnes ved hvert hjørne slik som vist på fig.

5, hvor boringer 8 er plasert symmetrisk i forhold til hjørnets senterlinje 9 og ligger på senterlinjen 10 for veggen. Eventuelt kan som vist på fig. 6 en enkelt boring 11 anordnes ved hvert hjørne og med en buet eller langstrakt tverrsnittsform. Skjønt boringen eller hullet 11 er vist som en smal buet spalte, kan proporsjonene ved et slikt hull velges slik at det er bredere og kortere enn det som er vist på figuren.

I en foretrukken utførelsesform er tverrsnittet av hvert hull eller boring et lite sirkelsegment som vist på fig. 7, hvor boringen 12 har en tverrsnittsform bestående av en buet del 12a som strekker seg tilnærmet parallelt med den ytre overflate av ko-killehjørnet og en rett del 12b som strekker seg vinkelrett på hjørnesenterlinjen 9.

Uansett størrelsen, formen og den nøyaktige plasering eller antallet av hull som er anordnet ved hvert hjørne, avhenger virkningen av oppfinnelsen ikke bare av reduksjonen av metallmassen i kokillehjørnet, men også av det faktum at hvert hull vil inneholde luft som virker som varmeisolator. I denne forbindelse kan det bemerkes at de hullarrangementer som er vist på fig. 6 og 7, vil kunne gi bedre varmeisolasjon enn de andre beskrevne arrangementer. Fortrinnsvis blir det tatt forholdsregler for å sikre at denne luft forblir mest mulig stillestående under støpningen. Spesielt fore-trekkes det å montere kokillen på sin bunnplate slik at de nedre ender av hullene eller boringene blir lukket og blir effektivt tettet mot inntrengning av luft av bunnplaten.

Oppfinnelsen er så langt blitt beskrevet under henvisning til en kokille med i det vesentlige kvadratisk tverrsnitt,

men oppfinnelsen kan også anvendes ved andre kokilleformer ved å anordne en eller flere boringer ved hvert hjørne av kokillens tverrsnitt. Som vist på fig. 8 kan således en åttekantet kokille 13 forsynes med en sirkulær boring 14 ved hvert av de åtte hjørner.

Det er klart at oppfinnelsen ikke kan anvendes ved en sirkulær kokille med konstant veggtykkelse, fordi en slik kokille-form ikke omfatter hjørner og følgelig ikke gir årsak til det problem som foreliggende oppfinnelse skal overvinne. Imidlertid har visse kokiller en sirkulær indre eller ytre omkretsform, mens den annen omkretsform omfatter hjørner, og i dette tilfelle kan for-delene ifølge oppfinnelsen bli oppnådd ved å anordne en boring i kokilleveggen der hvor det finnes hjørner. Som eksempel viser fig. 9 en kokille 15 med en sirkulær ytre periferi og en åttekantet indre periferi med konvekse sideflater, hvor en sirkulær boring 16 er plasert på senterlinjén for hvert av de innadvendte hjørner 17.

Størrelsen og formen av boringen eller hullet for hvilken som helst spesiell utførelse av kokillen vil i det minste til en viss grad bli bestemt eksperimentelt. Når det gjelder en boring med sirkulært tverrsnitt vil imidlertid boringens diameter være mindre jo større den innvendige vinkel er på hjørnet av den støpe-blokk som skal støpes i støpehulrommet.

Under støpningen av kokillen selv med boringer i henhold til denne oppfinnelse, blir temperaturen ved kokillehjørnene redusert, hvilket resulterer i mer jevn kjøling og reduksjon av mulig-hetene for hjørneavskalling.

Det antas at det kan oppnås lengere levetid for kokillen ved å anordne hull eller boringer i henhold til denne oppfinnelse.

Claims (7)

1. Kokille for støpning av metallstøpeblokker omfattende en metallvegg som omgir og danner et støpehulrom, hvilken vegg har en tverrsnittsform som omfatter ett eller flere hjørner, karakterisert ved at veggen omfatter en eller flere boringer som strekker seg i høyderetningen av kokillen ved hvert hjørne.

2. Kokille ifølge krav 1,karakterisert ved at hver boring har sirkulært tverrsnitt.

3. Kokille ifølge krav 1, karakterisert ved at hver boring har et langstrakt tverrsnitt.

4. Kokille ifølge krav 3, karakterisert ved at hver boring har form av en buet spalte.

5. Kokille ifølge krav 3, karakterisert ved at hver boring har et tverrsnitt som utgjør et lite sirkelsegment, hvor den buede del av tverrsnittet strekker seg tilnærmet parallelt med den ytre overflate av kokillehjørnet.

6. Kokille ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at boringen eller boringene ved hvert hjørne er plasert på senterlinjen for kokilleveggen og symmetrisk om senterlinjen for kokillehjørnet.

7. Kokille ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at hver boring strekker seg fra toppen til bunnen av kokillen.