NO132858B - - Google Patents

Description

I lengre tid allerede har såvel rundbolter som valsebarrer av aluminium og aluminiumlegeringer vært stopt samtidig i vertikale multippelstrengstopeanlegg.

Disse anlegg avviker fra vanlige enkeltstrengstopeanlegg i det vesentlige ved at de i stedet for bare en gjennomlopskokille har flere slike anordnet ved siden av hverandre. De samtidig stopte strenger senkes ved hjelp av et eneste bord ned i en felles grube. Hver enkelt kokille har imidlertid sin egen kokillebunn. De gjennomlopskokiller som benyttes er de vanlige korte "vannstope-kokiller" som er vannkjolt og hvor vanligvis det utstrommende vann

fra kokillen sproytes mot den utgående streng.

Slike korte kokiller er antydet f.eks. i "Handbuen des Stranggiessens", 1958) Aluminium-Verlag GmbH, DUsseldorf, side *+01. De korte kokiller har et enkelt, fremfor alt sirkelrundt eller rektangulært, henhv. kvadratisk tverrsnitt, men kan også ha mindre enkelt tverrsnitt, f.eks. seks- eller åttekantet eller T- eller I-formet.

Foruten det felles senkebord og den felles grube har multippel-strengstopeanleggene som regel også en felles fordeler som tilfores smeltet metall over en renne, og hvor metallet over en regulerings-anordning, f.eks. dyser med reguleringsflottor, strommer videre til kokillene.

Multippelstrengstopeanlegg for rundbolter er beskrevet og avbildet eksempelvis i tidsskriftet Metall, Metall-verlag GmbH, Berlin-Grunewald, bind 15, (1961 ), hefte 3, side 205 og 206, bind 16 (1962), hefte h, side 29^, og i bind 22 (1968), hefte 3, side 229 og 230.

Multippelstrengstopeanlegg av den beskrevne art har fått stor utbredelse idet en okning av stykktallet av de strenger som stopes i en eneste operasjon er en nødvendighet med hensyn til produk-sjonsmengde og reduksjon av omkostningene.

Med okende kokilleantall oppstår det imidlertid, spesielt ved multippelstrengstopeanlegg for rundbolter, store vanskeligheter som i det vesentlige kan fores tilbake til den samtidige overvåkning av et antall flottorer, spesielt ved begynnelsen av stopningen. Dertil oppstår det problemer med etterstoping, når det skal stopes lengre strenger.

For å redusere omfanget av de reguleringsinnretninger som er nod-vendig for overvåking av stopemetall-overflatenivået i hver enkelt kokille, har det også vært foreslått å benytte ovnsavhengige kokiller. Et eksempel på en slik utforelse fremgår av tysk patentskrift 891. khh. Denne kjente utforelse har imidlertid den ulempe, at det over stopemetalloverflaten i hver enkelt kokille dannes en gasspute slik.at en noyaktig lik innstilling av overflatenivået! hver kokille ikke kan garanteres. En annen utforelse som fremgår, av tysk patentskrift 830.2<1>4-If, med ovnsavhengig kokille gir ganske visst, ved like tverrsnitt for smeltetilforslen og kokillene, like trykkforhold i samtlige enkeltstrenger, men i dette tilfelle er kjolingen ikke fullstendig likeartet, hvilket kan fore til vanskeligheter ved flere strenger som ved bruk av en eneste utlopsplate nødvendigvis må ha samme utlopshasti<g>het.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en sådan anordning for vertikal multippelstrengstoping med ovnsavhengig kokille og har til hensikt å overvinne de ovennevnte ulemper og vanskeligheter. Det særegne ved oppfinnelsen består i at gjennomlopskokillene, som i og for seg kjent, er anordnet i en felles kjolevannf*kasse og at hver kokille er omsluttet av en mantel som med sin yttervegg danner et hulrom for kjolevannet, idet mantelen ved den ovre ende har åpninger for inniop ay kjolevann fra hulrommefcei den felles kjdlevannkasse til mantelhulrommet og ved den nedre ende har åpninger for utlop av kjolevannet.

Det er ganske visst allerede kjent å benytte en felles kjole-beholder for flere enkeltstrenger, slik at kjolingen blir likeartet for -alle strengene. En slik utforelse finnes imidlertid tidligere bare ved ovnsuavhengige kokiller hvor en absolutt likeartet kjoling ikke spiller en så utslagsgivende rolle, og kjolingen av de enkelte strenger skjer ikke ved hjelp av en vann-mantel, men derimot ved hjelp av et sproytekammer, hvilket innebærer en annen kjole-type og vanskeliggjør innstillingen av en reproduserbar lik kjoleytelse.

Normalt stopes i anordningen i henhold til oppfinnelsen til enhver tid bare gjenstander med samme tverrsnitt. Av denne grunn er de ovre åpninger til hulrommene omkring kokillene alle likt dimensjonert og anordnet i samme hoyde og det finner derfor sted et likt- vanntillop til alle kokilleringsrommene hvorved kjolingen blir den samme i alle kokiller. Selvsagt.er det ved like kokiller sorget for at også alle utlopsåpninger fra hullrommene omkring kokillene er likt utformet og dimensjonert <p>g anbragt i samme hoyde. Derved blir véd samtlige strenger de overforhverandre stående sider av deres tverrsnitt likt avkjolt. Det likeformede vanninnlop til huilrommene omkring kokillene er sikret ikke bare som folge-av den like utformning og dimensjonering av inniops-åpningené og deres anordning i samme hoyde, men også-, ved at-det i den felles vannkasse er en felles vannoverflate så snart anordningen settes i drift. ' Kokillene i anordningen i henhold til oppfinnelsen er hensiktsmessig festet til den felles vannkasse hvortil så den felles fordeler er væsketett festet. Derved lettes monteringsarbeidet og utskifting av kokillene vesentlig.

Overflatenivået for stopemetallet i fordeleren innstilles etter onske og fastholdes fortrinnsvis automatisk hvilket kan skje på kjent måte.

Metalltilforselen til kokillene reguleres ikke, som- ved vanlige multippelstrengstopeanlegg, ved: hjelp av flottorventiler, men er mengdemessig utelukkende avhengig av serikehastigheten da der ikke er noen dyser som tillater bare en begrenset metalltilforsel;

Anordningen i henhold til oppfinnelsen skiller seg prinsipielt fra de tidligere kjente forslag hvor rorformede kokiller av grafitt eller silisiumkarbid med hele sin lengde anordnes i bunnen av en ovn. I US patentskrift 1 .868.099 tjener eksempelvis-ut-lopene i bunnen av ovnen, som er fylt med kobbersmelte, som former for samtidig stopning av flere strenger. Konstruksjonen skiller seg sterkt fra den i henhold til foreliggende oppfinnelseidet det ikke benyttes korte kokiller, det mangler en felles vannkasse osv. Et slikt anlegg vil, for multippelstrengstoping av rundbolter og valsebarrer av akseptabel kvalitet av aluminium og aluminiumlegeringer, være'fullstendig ubrukelig.

Anordningen i henhold til-oppfinnelsen lar seg utstyre:med for-sk jelligartede kofte vannkjolte gjennomlopskdkillér og disse kokiller kan være metallkokiller eller kokiller utstyrt med ikke-metall-klédning eller foring.

Ytterligere detaljer vil fremgå av vedfoyde tegning som-viser forskjellige utforelseseksempler for anordningen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 viser i perspektiv og delvis i snitt en utforelsesform for en anordning i henhold til oppfinnelsen med fire gjennomlopskokiller av metall for stoping av rundbolter, og viser også kokillebunn (Anfahrboden), senkebord og den ovre del av gruben. Fig. 2 viser en kokille for rundbolter med mindre diameter' enn i fig. 1. Fig. 3 viser en rundboltkokille med innsats av grafitt og "Marinite". Fig. h viser en rundboltkokille hvis indre overflate er beskyttet med et krom- eller kunststoff-belegg. Fig. 5 viser en rundboltkokille med delvis termisk isolert grafittinnsats.

Fig. 6 viser en rundboltkokille med smoresliss.

Flg. 7 viser en kokille av grafitt.

Fig. 8 viser i perspektiv og delvis i snitt to valsebarre-

kokiller med innsats av grafitt og "Marinite", anordnet i stopeanordningen. Fig. 9 viser to valsebarrekokiller av grafitt, også anordnet i stopeanordningen.

Fig. 1 viser en felles fordeler 10, korte gjennomldpskokiller 11,

en felles vannkasse 12, en kokillebunn 13 for hver kokille, et senkebord .1^ og en grube 15..

Fordeleren 10 består i det vesentlige av en ramme 16 med en om-lopende horisontal flens 17, hvor rammen og flensen er dannet av 5 mm tykk stålplate, en bunn 18, som samtidig utgjor toppen av vannkassen 12, samt en ca. 20 mm tykk varmebestandig kledning 19 av materialer kjent under navnet "Supérpla&ic" eller "Marinite". Fordeleren 10 har kvadratisk form med 65 cm lange"sider og har i bunnen fire runde boringer Vi og over disse, i foringen 19, fir-e runde åpninger 20, hvis diameter tilsvarer den ytre' diameter på den del av kokillen som skal settes inn i åpningene. Stopemetallet tilfores til fordeleren 10 over en renne 21 av vanlig art som står i forbindelse med en ikke vist stopeovn "og som med sin utlops-ende hviler på en understøttelse 22 i en utsparing 22a i rammen 16. Vannkassen 12 er ved sveising satt sammen av aluminiumplater. Kassen 12 er tilpasset den kvadratiske form på fordeleren og består av

en 20 mm tykk bunnplate 21f, dekkplaten 18 (som danner bunnen i fordeleren 10), fire 10 mm tykke sidevegger 25 og fire 5 mm tykke mantler 26 som er sveiset fast til både bunnplaten 2^f og dekkplaten 18. For kjblevanntilforsel til vannkassen 12 er det i to innbyrdes motstående sidevegger anordnet to åpninger 27 for slange-tilkobling. Bunnplaten 2^, dekkplaten 18, sideveggene 25 og mantlene 26 danner sammen et kvadratisk hulrom 28 som innvendig er adskilt' fra de fire kokiller 11 av varmeherdet AlMgSil ved hjelp av mantlene 26, som er sylinderformet. Flensen 17 på fordeleren 10 er ved hjelp av hodeskruer 29 fast forbundet med dekkplaten 18

på vannkassen 12, under mellomlegg av "Fiberfrax"-papiE. Det er således i dekkplaten 18 og dennes belegg 19? hvori er anordnet de fire åpninger 20, at den ovre del av kokillene 11 er innsatt. Ved innsetting av kokillene 11 ved innskyvning nedenfra tjener en ringformet skulder 30 som anslag. Mantelen 26, veggen på kokillen 11, skulderen 30 og et smalt parti av dekkplaten 18, mellom skulderen 30 og mantelen 26, danner et ringformet hulrom 31 for kjblevannet som tjener til indirekte kjoling av den ikke viste streng i kokillen 11. For opptagelse av kjolevannet må hulrommet 31 være tett.. Av denne grunn tjener skulderen 30 som tetning sammen med en gummiring 32 og uttresgning av vann fra hulrommet 31 til foringen 19 er derved forhindret. I et spor i den nedre utadflærede kant 23 på kokillen er det anbragt en gummiring. 33 som hindrer utstromning av kjolevann mellom kokillen 11 og bunnplaten 2h.

■ Rundt den ovre kant av de sylindriske mantler 26 er det anordnet innbyrdes adskilte slissformede åpninger 3^ for gjennomstrømning

av kjolevann fra det felles hulrom 28 til de fire ringformede hulrom 31. I den utadflærede kant 23 på kokillene 11 er det,

slik det også .er ved konvensjonelle kokiller, et stort antall

boringer 35, som på kjent måte er rettet på skrå mot kokille-

.aksen slik at kjolevannet, under drift :av anlegget, som allerede

har bevirket.indirekte avkjoling av strengen.sproytes mot den uttredende streng og derved kjoler denne direkte. Kokillen 11

holdes fasttrykket mot dekkplaten 18 ved hjelp av1 tre hodeskruer 36 innsatt i bunnplaten 2h samt korte flate staver 37.

Kokillebunnen eller stopebunnen 13 er vist i utgangsstilling, og hviler på senkebordet 1<*>f som etter den fdrste stoping senkes med

forut bestemt hastighet ned i gruben 15* Gruben 15 er ved begynnelsen av stopingen fylt med vann, f.eks. til den stiplede

linje 38.

Rundboltkokillene 11 i fig. 1 er utstyrt med en grafitt-foring 39

som danner den indre vegg i støpeformene og som er bestemmende for diameteren på den streng som stopes. For å opprettholde den ønskede hoyde på kjoleflaten' er det på grafittforingen 39 påfort en varmeisolerende ring Vo av "Marinite". Ved drift begynner stivningen av den tilforte metallsmelte forst under den nedre

kant av ringen Vo, som oventil ligger mot under-siden, av belegget '19 på dekkplaten 18. Diameteren på åpningen 20 i belegget 19 er således tilpasset den ytre diameter på kokillene 11 på en slik

måte at kanten på åpningene 20 innvendig flukter med den indre kant på ringen Vo.

Ved drift av anlegget forblir åpningene 20 fri for innstromning

av stopemetallsmelte til kokillene. Der er ingen dyse og ingen flottor som hindrer innstrømningen, slik tilfellet er ved vanlige multippelstrengstopeanlegg, og metallet strømmer derfor roligere

og ved innstilling av senkehastigheten behøver det ikke å tas hensyn til gjennomslippingsevnen for dyser. Da det i motsetning til vanlige multippelstrengstopeanlegg etter den forste stoping ikke er ^noe flytende metalloverflate 1 kokillene er der ingen fare for innføring av oksyder fra metalloverflaten.

Anordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til bruk i" forbindelse med en bestemt type korte kokiller. Det vesentlige består i en kombinasjon av en'felles fordeler med korte;gjennom!opskokiller festet til bunnen av fordeleren (og uten flottorventiler ved innlopet av kokillene), samt en felles vannkasse som innvendig har en ringformet mantel rundt hver kokille, idet mantelen ved sin ovre kant har gjennomstromnings-åpninger for innstrømning av kjolevann og sammen med kokillen ' danner et ringformet rom for indirekte kjdling av strengen som er under dannelse. Et meget viktig ytterligere trekk er den termiske isolering av den ovre del av kokillen enten ved hjelp av en innsatt ring av termisk isolerende material, slik det er vist i fig. 1, eller ved hjelp av ét isolerende skikt på utsiden av støpeformen. Hoyden av det avkjølte område av formveggen må bestemmes i over-ensstemmelse med det stopeprogram som velges. Denne hoyde horer til de vesentligste stopefaktorer, hvortil også horer vann-temperatur, gjennomlopshastighet, temperatur og overflatenivå i fordeleren.

Kokillene i anordningen i henhold til oppfinnelsen kan lett skiftes ut. For å hindre beskadigelse av belegget 19 på bunnen 18 i fordeleren 10 (dvs. dekkplaten 18 i vannkassen 12) blir kokillene trukket ut nedover gjennom vannkassen 12 etter at festeanordningen 36-37 er losnet.

Eksempel.

Ved stopning av renaluminium 99? 5 i anordningen i henhold til

fig. 1 blir det benyttet en senkehastighet på 15 cm/min. Metall-smelten i fordeleren har en temperatur på 690 - 700°C. Kjole-vannmengden utgjor ca. 100 l/min. pr. kokille. I den utforelse som er vist i fig. 1 har grafittinnsatsen 39 en innvendig diameter på 200 mm og en veggtykkelse på 7 mm. Veggtykkelsen i kokillen 11 er også 7 mm, slik at kokillen har en ytre diameter på 200 +2x7 + 2 x.7 = 228 mm, idet det da ikke er medregnet det utadflærede parti 23. Diameteren på åpningene +1 i vannkasse-dekkplaten er tilsvarende stor, slik at det oppstår en tett trang pasning.

I den viste vannkasse kan det imidlertid' også innsettes kokiller for rundbolter med mindre diameter, f.eks. på 180 eller 1 50 mm. Kokillene .må imidlertid til enhver tid være slik utformet at de passer tett inn i boringene M i dekkplaten 18.

Fig. 2 viser en utforelsesform som kan benyttes. Kokillen U- 2 er i dette tilfelle oventil utformet med en utadragende flens *+3 hvis ytre diameter (uten hensyntagen til skulderen kh) tilsvarer diameteren i boringen >+1 . Ved innsetting av kokiller med mindre diameter må belegget 19 på fordelerbunnen 18 være tilpasset den valgte mindre diameter. Nedentil har kokillen h2 et utflæret parti KJ som er storre enn partiet 23 i fig. 1. Den innsatte ring h- 6 av ildfast material, f.eks. "Marinite", flukter både med belegget 19 og med den indre vegg i kokillen h- 2. Fig. 3 viser en rundboltkokille hj som er slik konstruert at metallsmeiten forblir flytende omtrent frem til utlopet fra kokillen. Denne kokille består av konsentrisk anordnede ringer <*>f8 og !+9 av grafitt, henhv. aluminium eller stål og en mellomring 50 av isolerende material. 51 betegner boringer gjennom hvilke kjolevannet sproytes mot den uttredende streng. Fig, *f viser en rundboltkokille 52 av aluminium med en innsats 53 av "Marinite" som er utformet forskjellig fra ringen h6 i kokillen vist i fig. 2. Fig. 5 viser en rundboltkokille 5<*>+ av aluminiumlegering med en innsats 55 av grafitt og en varmeisolasjon £6 av f.eks. asbest eller "Marinite".

Rundboltkokillen 57 vist i fig. 6 består av aluminium og har en ringformet sliss 58 gjennom hvilke det presses inn smoreolje mot strengen som er under dannelse. 59 betegner smoreoljekanaler og 60 betegner smoreoljetilforselsboringen. _ 61 betegner én ring av "Marinite".

I den utforelse som er vist i fig. 7 består rundboltkokillen 62 fullstendig av grafitt.

Fig. 8 viser i perspektiv an stopeinnretning med to valsebarrekokiller 63, som i prinsippet er oppbygget på samme måte som rundboltkokillene 11 i fig. 1. Åpningene 6*f og boringene 65 (tilsvarende åpningene 20 og boringene U-1 i fig. 1) er her utfort rektangulære i stedet for sirkelrunde. Kokillebunnene eller stopebunnene (tilsvarende stopebunnene 13 i fig. 1) er for enkelt-hets skyld ikke vist og det samme er tilfellet med senkebordet t^ og gruben 15«

I den anordning som er vist i fig. 9, som forovrig tilsvarer utforelsen i fig. 8, er valsebarrekokillene 66 utfort fullstendig av grafitt..

Ved valsebarrekokiller er boringene for utstromnlng av kjolevann fra kokillene mot strengene under dannelse som regel ikke anordnet med innbyrdes jevn avstand rundt omkretsen av kokillene, slik tilfellet'er ved rundbarre- eller rundboltkokiller, og/eller disse boringer har ikke samme diameter, da det som regel må tas hensyn til at der er forskjellige avkjolingsforhold på bred- og smalsidene av strengen under dannelse. Slike forholdsregler horer imidlertid til teknikkens stand og behover ikke ytterligere beskrivelse her.

Claims (1)

1. Anordning for vertikal multippelstrengstoping av aluminium og aluminiumlegeringer, omfattende en felles fordeler for det metall som skal stopes, et antall korte, vannkjblte gjennomlopskokiller og et felles senkebord i en felles grube, hvor senkebordet bærer samtlige kokillebunner og gjennomlopskokillene er væsketette og ovnsavhengig anordnet under åpninger og boringer i fordeleren, hvilke åpninger og boringer har tverrsnitt som er tilnærmet tilpasset tverrsnittet av gjennomlopskokillene,

   karakterisert ved at gjennomlopskokillene (11, V2, h7, 52, 5<l>f,57,62, 63,, 66) på i og for seg kjent måte er anordnet i en felles kjolevannkasse (12) og at hver kokille er omsluttet av en maiitel (26) som méd sin yttervegg danner et hulrom (31) for kjolevannet, idet mantelen (26) ved sin ovre ende har åpninger (32) for innlop av kjolevann fra hulrommet (28) i den felles kjblevannkasse (12) til hulrommet-(31 ) og ved sin nedre ende har åpninger (35) for utlop av kjolevannet.