NO165711B - Stoepeanordning for kontinuerlig eller semi-kontinuerlig stoeping av metall. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører støpeanordning for kontinuerlig eller semi-kontinuerlig vannstøping (direct chili (DC) casting) av metaller, spesielt støping av valseblokker av aluminium, omfattende et formrom som har et åpent innløp for tilførsel av smeltet metall og et åpent utløp hvor det er anordnet tilførselsmidler for vann for direkte avkjøling av det smeltede metall, og at det i formrommet, i en bestemt avstand fra dets utløp, er anordnet en permeabel ring eller list for tilførsel av olje og/eller gass slik at det dannes et olje og/eller gassjikt mellom metallet og formveggen som hindrer metallet i å komme i direkte kontakt med formveggen før det størkner.

Å tilføre olje og/eller gass i formrommet i en støpeform som angitt ovenfor er tidligere kjent. Bl.a. viser NO uti.skrift nr. 160246 støpeutstyr for støping av pressbolt hvor gass og olje tilføres i formrommet via en grafittring som er anordnet i formveggen like før formrommets utløp. Grafittringen får tilført olje og gass gjennom separate boringer som er anordnet i formrommets yttervegg (mansjett). Ved hjelp av kanaler i grafittringens ytterside som er forbundet med de respektive boringer for olje og gass, fordeles oljen og gassen rundt periferien av grafittringen.

For å unngå at olje og/eller gass skal strømme ut mellom ringen og mansjetten, er det nødvendig at de to delene slutter tett mot hverandre. Således blir diameteren på grafittringen maskinert til en størrelse som er noe større enn mansjetten den skal monteres i. Ved selve monteringen blir mansjetten varmet opp til den utvider seg så mye at grafittringen smetter på plass. Når mansjetten krymper, oppnås tetting av flatene mellom grafittring og mansjett. Dette betinger imidlertid at disse flatene er veldig fint maskin-erte, og den minste ripe eller defekt i de respektive overflater vil forårsake lekkasje.

Med de ovennevnte krav til toleranser og overflateruhet, sier det seg selv at grafittringen som er vist i forannevnte NO uti.skrift vil være kostbar å fremstille og anvende.

Ovennevnte type ring vil forøvrig vanskelig kunne anvendes på støpeformer for fremstilling av valseblokk (som har rektangulært tverrsnitt). For det første fordi man her arbeider med freste overflater istedenfor dreide, og for det andre fordi grafittringen i tilfelle må lages som en rektangulær ramme, d.v.s. at sidene vil bøyes innover slik at presspasning blir umulig å anvende.

Med foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til en permeabel ring, f.eks. fremstilt av grafitt, for anvendelse i støpeutstyr av den i innledningen angitte art, som ikke er beheftet med ovennevnte ulemper, d.v.s. som er enkel og rimelig å fremstille og anvende og som er spesielt anvendelig for støping av valseblokker og andre typer kontinuerlig eller semi-kontinuerlig fremstilte støpeprodukter hvor tverrsnittet avviker fra det sirkulære.

Ringen i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved at den på alle sider med unntak av den/de sider som vender mot formrommet (metallet) er påført et tettemiddel som hindrer gassen og/eller oljen i å trenge ut andre steder enn gjennom veggen i formrommet, og at ringen i omkretsretningen er forsynt med én eller flere gjennomgående (langsgående) hull eller boringer for direkte tilførsel av olje og/eller gass til den/de respektive boringer via tilførselshull eller boringer som strekker seg gjennom formveggen og videre inn i ringen fra utsiden.

Fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er omtalt i de uselv-stendige kravene 2 - 8.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere ved hjelp av eksempel og under henvisning til de vedheftede tegningene hvor: Fig. 1 viser et vertikalt snitt gjennom den ene sideveggen i en støpeform for støping av valseblokk, hvor ringen i henhold til oppfinnelsen inngår,

Fig. 2 viser et annet vertikalsnitt av samme,

Fig. 3 viser i mindre målestokk selve ringen, sett ovenfra Fig. 4 viser i tverrsnitt, eksempel på en sammensatt sirkulær ring for anvendelse ved støping av pressbolt, og Fig. 5 viser ringelementer som ringen ifølge Fig. 4 er

sammensatt av.

Som nevnt ovenfor viser Fig. 1 et vertikalt snitt gjennom den ene sideveggen 1 i en støpeform for støping av valseblokk. Siden valseblokkene har rektangulært tverrsnitt, vil det forstås at støpeformen i henhold til foreliggende eksempel omfatter fire vegger, hver med en innvendig utforming som vist i figuren.

Den hule støpeformen omfatter et øvre, oppad åpent innløps-parti 2, et innoverragende, midtre parti 3, og et nedre formrom 4 som er åpent nedad og har et lengde-/breddefor-hold som tilsvarer støpeblokkens tverrsnittsmål.

Ved formrommets 4 nedad åpne side, d.v.s. ved støpeformens utløp er det anordnet en understøttelse eller bunndel 5 som er vertikalt bevegelig ved hjelp av en stempel-/sylinder-anordning e.l. (ikke vist). Denne understøttelsen slutter tett mot støpeformens utløp ved innledningen til støpesyklus-en, jfr. senere avsnitt.

Veggen i støpeformens innløpsparti består av en ytre basseng-ramme 6 av stål, hvor det på innsiden er festet en ildfast isolerende plate eller matte 7. Bassengrammen 6 er videre festet til en moderformramme 18 som også er laget av stål.

Under den isolerende platen 7 er det anordnet ytterligere isolérstykker 8, 9 av ildfast materiale som danner støpe-formens midtparti, eller "hot-top" 10 som det gjerne kalles.

Hot-top'en 10 danner en innsnevring i støpeformens hulrom i strømningsretningen og frembringer et "overheng" med et horisontalt parti 11 ved innløpet til selve formrommet 4.

De to isolérstykkene 8, 9 fastholdes til hverandre ved hjelp av en skrueforbindelse 13, og er i sin tur festet til en aluminium-/stålmansjett 12 ved hjelp av en annen skrueforbindelse 14. Stålmansjetten 12 er ved sin nedre ende forsynt med et innoverragende fremspring 15 som med sin endeside 16 danner formrommets 4 nedre veggflate. Stålmansjetten er forøvrig vinkelformet, hvorav det ene vinkelben 17 strekker seg utover, i motsatt retning av fremspringet 15. Vinkelbenet 17 og dermed stålmansjetten 12 er fastholdt til moderformram-men 18 ved hjelp av en skrueforbindelse 19.

Mellom fremspringet 15 og hot-top'en 10 er det anordnet en permeabel list eller "ring" 20 som med sin indre side 23 utgjør formrommets øvre veggparti. Ringen er i det her viste eksempel også fordelaktig forsynt med et innoverragende steg 25, der stegets nedovervendende side 24 er noe tilbaketruk-ket (i et noe høyere plan) i forhold til hot-top'ens hori-sontale parti 11 (1-2 mm).

Ved tilførsel av gass under støpingen dannes en gasslomme i dette området som danner et isolerende sjikt mellom ringen og smeiten og som sikrer en jevn fordeling av gass langs hele formrommets periferi.

Den permeable ringen 20 er videre forsynt med to boringer eller hull 21, 22 som strekker seg i omkretsrétningen (lengderetningen) av ringen. Den ene boringen 21, som befinner seg like innenfor og under hjørnet mellom hot-top'en og formrommets vegg 23, benyttes for tilførsel av gass til ringen, mens den andre øvre boringen, som delvis befinner seg i området for steget 25, benyttes for tilførsel av olje til ringen.

Oljen og gassen tilføres med et visst overtrykk, og siden ringens sider, med unntak av sidene 23, 24 som vender mot formrommet hvor metallet befinner seg, er forsynt med et tettemiddel, vil gassen og oljen trekke igjennom ringen fra boringene og ut i formrommet. I figuren er de av ringens ytre flater som er innsatt med/påført tettemiddel merket med noe tykkere streker.

Ringen 20 er ved sin nedre side forsynt med en "fjær" 27 som strekker seg inn i en korresponderende "not" eller utsparing 26 i mansjettens fremspring 15. Og ved hjelp av en enkel skrue-klemforbindelse 28, presses ringen i retning utad/nedad og fastholdes til mansjetten 12.

Støpeformens moderramme 18 er laget av firkantrør 29. Vann tilføres støpeformen gjennom disse firkantrør og videre via en spalte 30 mellom mansjettens vinkelben 17 og et vannspal-teprofil 31. På mansjettens fremspring 15 er det anordnet en nedovervendende tunge 32 som avbøyer vannstrømmen og leder den i retning nedover og innover mot metallet som skal støp-es .

Selve støpingen foregår som følger:

Understøttelsen 5 føres i posisjon ved utløpet av formrommet 4 og slutter tett mot dette. Det åpnes for tilførsel av olje h.h.v. gass til ringen 24, samtidig som vann tilføres ved støpeformens utløp. Smeltet metall, f.eks. smeltet aluminium, kan nå fylles i støpeformens innløp 1. Så snart det nedre parti av metallet nær utløpet begynner å størkne, kan under-støttelsen 5 beveges nedover. Ganske raskt dannes en gass-pute langs omkretsen av støpeformen ved hjørnet, under hot-top 'en 10, og etter hvert som metallet strømmer nedover vil det dannes en gass- og oljefilm mellom metallet og formrommet .

Ettersom veggene i formrommet 4 i dette tilfelle avgrenser en rektangulær åpning, dannes etterhvert en langstrakt valseblokk. Støpingen avsluttes når understøttelsen har nådd sin nedre posisjon.

Støping av metallegemer med begrenset lengde som her beskrev-et, betegnes ofte som semi-kontinuerlig støping. Støpingen foregår forøvrig ikke bare i én støpeform ad gangen, men i flere former samtidig, idet det i støperimessig sammenheng monteres sammen flere støpeformer av overnevnte type i grup-per.

Fig. 2 viser et vertikalt tverrsnitt av veggen i støpeformen i det område hvor oljen tilføres den permeable ringen 20. Som det fremgår tilføres oljen via boringer 33, 34 i stålmansjetten 12 og videre via en tverrgående boring 35 som strekker seg fra utsiden av ringen og inn til boringen 22 som fordeler oljen i ringens omkretsretning.

Mellom ringen 20 og mansjetten 12 er det anordnet en pakning (tetningsring) 36 som hindrer oljen i å strømme ut i mellom-rommet mellom mansjetten og ringen. Tilsvarende (ikke vist) arrangement benyttes for tilførsel av gass til den andre boringen 21.

Fig. 3 viser selve ringen 20 i mindre målestokk, sett ovenfra. Ringen er satt sammen av flere delelementer ved at de er limt sammen ved tverrendene 40. I det her viste eksempel består ringen av seks langsideelementer 37, to kortsideele-menter 39 og fire hjørnestykker 38. I figuren er det med prikkede linjer (pos. 41) også antydet hvor oljen og gassen tilføres ringen. Som det fremgår tilføres oljen og gassen til hver av langsidene, respektive hver av kortsidene.

Selv om det i Fig. 3 er vist en ring som er sammensatt av flere elementer, vil det være klart at det innenfor oppfin-nelsens ramme kunne vært mulig å lage ringen i et stykke. Videre vil det være klart at ringen i henhold til oppfinnelsen kan være utformet med en annen tverrsnittform enn det som er vist i Fig. 1 og 2, og kan benyttes til støping av andre gjenstander enn valseblokk, f.eks. pressbolt.

I Fig. 4 og 5 vises tverrsnittformen til en sammenlimt sirkulær ring for fremstilling av pressbolt. Ringen er laget av ringelementer 42, 43, 44 som ved fremstillingen er forsynt med spor 45 og som etter sammenlimingen fremstår som kvadrat-iske eller rektangulære hull 46 i ringen.

Claims (8)

1. Støpeanordning for kontinuerlig eller semi-kontinuerlig vannstøping av metall, spesielt støping av valseblokker av aluminium, omfattende en støpeform (1) som har et åpent innløp (2) for tilførsel av smeltet metall og et formrom (4) med et åpent utløp hvor det er anordnet tilførselsmidler for vann for direkte kjøling av det smeltede metall, og at det i formrommet er anordnet en permeabel list eller ring (20) for til-førsel av olje og/eller gass slik at det dannes et olje og/eller gassjikt mellom metallet og formveggen som hindrer metallet i å komme i direkte kontakt med denne, karakterisert ved at den permeable ringen (20) på alle sider med unntak av den/de sider (23,24) som vender innover mot formrommet (4) er forsynt med et tettemiddel som hindrer oljen og/eller gassen å trenge ut andre steder enn gjennom veggen (23,24) mot formrommet, og at ringen (20) er forsynt med en eller flere i omkretsretningen forløpende hull eller boringer (21,22) for direkte tilførsel av olje og/eller gass til ringen gjennom disse boringer via tilførselshull eller boringer (33,34) som strekker seg gjennom den ytre formveggen og videre inn i den permeable ringen fra utsiden.

2. Støpeanordning ifølge krav 1, hvor det langs støpefor-mens midtre parti (3) i omkretsretningen og like over formrommet (4) er anordnet et innoverragende, varme-isolerende, ildfast materiale, hot-top (10), karakterisert ved at den permeable ringen (20) er anordnet i formveggen ved eller i hjørnet som danner overgangen mellom hot-top 'en (10) og formveggen (4) og at ringen (20) er forsynt med to i ringens omkretsretning løpende boringer, en øvre boring (22) for tilførsel av olje og en nedre boring (21) for tilførsel av gass.

3. Støpeanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at ringens (20) tverrsnittform er rektangulær og at den øvre del av ringen strekker seg opp til eller noe forbi hjørnet mellom hot-top'en (10) og veggen i formrommet (4).

4. Støpeanordning ifølge krav 3, karakterisert ved at ringen er forsynt med et innoverragende steg (25) ved dens øvre parti som strekker seg mot hot-top'en (10), hvorved den nedre side (24) av ringens (20) steg (25) ligger i samme plan eller noe over det plan som danner undersiden (11) av hot-top'en.

5. Støpeanordning ifølge krav 4, karakterisert ved at boringen (21) i ringen for tilførsel av gass er anordnet i området like utenfor hjørnet mellom steget (25) og ringens nedre del, mens boringen (22) for tilførsel av olje er anordnet like over samme hjørne.

6. Støpeanordning ifølge de foregående krav, karakterisert ved at ringen (20) fastholdes ved hjelp av en enkel klemforbindelse (28) .

7. Støpeanordning ifølge de foregående kravene 1-6, karakterisert ved at ringen (20) er laget av delelementer (37, 38, 39, 40) som er festet sammen i endene ved hjelp av liming.

8. Støpeanordning ifølge de foregående kravene 1-6 hvor ringen (20) er sirkulær karakterisert ved at ringen (20) er sammensatt av ringelementer (42, 43, 44) som er forsynt med spor (45), som etter at ringen er dannet ved f.eks. liming av ringelementene til hverandre, fremstår som hull (46) i ringen.