NO166355B - Fremgangsmaate og anordning for stoeping av legeringer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse omhandler en fremgangsmåte som angitt i krav l's ingress, samt en anordning som angitt i kravene 4-6.

Ferrolegeringer blir etter smelting støpt diskontinuerlig i former. Formene består av engangsformer som f.eks. samherdet støp eller av mer varige former, dvs. kokiller.

For ferrosilisium består disse former av hematitt med mål på ca. 1,5 x 1,5 m<2> og en tykkelse på ca. 100 mm. Slike former befinner seg på en støpekarusell og blir fylt porsjonsvis via avstikkpannen. En slik anordning er forbundet med en lang størkningstid hvor det oppstår analyseforskjeller. Videre oppstår fremstillingstekniske ulemper idet kokille-lageret i karusellen tilsvarer det respektive panneinn-holdet. Ved store panneinnhold må støpekarusellen bli dimensjonert tilsvarende hvorved det oppstår uforholdsmessig store støpeforskjeller.

Det i formene støpte ferrosilisium blir etter størkning til plater malt i et brekk- eller malverk til ønsket kornstør-relse. Ved dette faller det ut opptil 2 0% ikke salgbare findeler. Disse findeler smeltes igjen under de kjente vanskeligheter som innsatsen av støv i metallurgiske ovner bringer med seg.

Anleggsteknisk blir investeringskostnadene for støpekaru-sellen og brekk- eller maleverket relativt høye og energi-krevende og et slikt anlegg arbeider utilfredsstillende. P.g.a. disse forhold er teknikkens stand i flere henseender ikke tilfredsstillende. Driftsteknisk er satsmessig bear-beidelse uheldig. Fremstillingsteknisk er det 20%ige tap av findeler ytterst uheldig. Anleggsteknisk er de høye inves-teringsomkostninger for støpekarusell, brekk- og malverk uheldig. Arbeidsteknisk arbeider et slikt anlegg heller ikke tilfredsstillende.

Målet for foreliggende oppfinnelse består følgelig i å forbedre fremstilling og bearbeiding av ferrolegeringer fremstillingsteknisk, bedriftsteknisk, anleggsteknisk og til slutt investeringsmessig.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved det som er angitt i krav 1<1>s karakteriserende del.

Ytterligere trekk fremgår av kravene 2 og 3.

For å minske en ukontrollert brekking av støpematerialet blir det foreslått at avkjøling av støpestrengen blir for-sinket utenfor den horisontale strengstøpekokillen.

Videre er det fordelaktig at avkjølingen til støpestrengen blir styrt slik at temperaturen etter frigjøring av trekkmaskinen ligger over den kritiske verdi for skjøre metall-legeringer.

Totalt sett fører fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

fordelaktig til en kontinuerlig fremgangsmåte dvs. til kontinuerlig støping av legeringer som ikke tidligere syntes å være støpbare (skjøre metall-legeringer, ferrolegeringer og ikke-metaller som f.eks. kalsiumkarbid). Fremgangsmåten blir optimert ved kombinasjon av horisontalstrengstøping og mulighet for finregulering av varmeinnholdet og porsjoner-ingsmulighet. Den tidligere mengde finpartikler bortfaller ved samtidig utjevning hhv. økning av produktkvaliteten og doseringen. Dessuten kan det foretas en styring av produkt-kornigheten.

Anordningen for gjennomføring av fremgangsmåten består av et forrådsrom for metallsmelten og en tilkoblet horisontal strengstøpekokille.

Omkostningene for anordningen kan dessuten ytterligere bli minsket ved at en relativt kort horisontal strengstøpeko-kille er anordnet i liten avstand til trekkmaskinen og ved at det mellom den horisontale strengstøpekokill og trekkmaskinen såvel som på trekkmaskinen etterfølgende er anordnet en innretning for styring av en tørr varmeavledning.

I det enkleste tilfellet består anordningen for styring av en tørr varmeavledning av en varmeisolasjon.

Ifølge en foretrukket fremgangsmåte blir stopptiden bestemt for å erholde en programmert sprekkdannelse hvorved via stopptiden en mer eller mindre sterk sprekkvirkning blir styrt. I hovedsak oppstår sprekkene ifølge av den lange størkningstiden og avkjøling på dette sted til lave tempera-turer som ikke tillater en oppsmelting gjennom etterfølgende flytende metall. Ved et tilsvarende tilbakeslag blir nydannede strengeskåler bøyet innover og danner således en lignende effekt som sprekkdannelse.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er tilpasset disse frem-gangsmåtetekniske forholdsregler, idet det etter en mekanisk eller termisk separasjonsanordning er anordnet etter trekkmaskinen.

Herved er det fordelaktig at den mekaniske separasjonsanordning består av en brekkanordning som utnytter skallvirk-ningen.

Det er videre fordelaktig at den termiske separasjonsanordning består av en kjøleanordning som utnytter sjokkvirk-ningen.

StrukturtUstanden, temperaturen, kornigheten o.l. kan dessuten påvirkes ved at det til forrådsbeholderen er tilordnet en behandlingsbeholder som er utstyrt med en oppvarmingsanordning og/eller med en finpartikkelanordning.

Utføringseksempler på oppfinnelsen (fremgangsmåteteknisk og anordningsteknisk) er vist i tegningene og blir nærmere beskrevet i det følgende.

Det vises:

Figur 1 en skjematisk fremstilling av fremgangsmåteforløpet av foreliggende fremgangsmåte til fremstilling av ferrosilisium med et kornet sluttprodukt, Figur 2 fremgangsmåteforløpet ifølge oppfinnelsen med et porsjonsmessig sluttprodukt, Figur 3 et lengdesnitt gjennom støpestrengen som er frem-bragt i horisontal strengstøpekokillen i fasen med skall-dannelse etter en første fremgangsmåte, Figur 4 samme snitt som figur 3 etter en alternativ fremgangsmåte , Figur 5 et uttrykksdiagram for støpestrengen avhengig av produktlengden og tiden for den ifølge figur 3 anvendte fremgangsmåte A og den ifølge figur 4 anvendte fremgangsmåte

B,

Figur 6 et delvis lengdesnitt gjennom en horisontal streng-støpekokille for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med tilbakeslagstrinn, Figur 7 et delvis lengdesnitt som figur 6 i en konstruktivt forandret utføringsform, Figur 8 et delvis lengdesnitt gjennom horisontal streng-støpekokillen for en fremgangsmåte uten tilbakeslag

og

Figur 9 et delvis lengdesnitt gjennom horisontal streng-støpekokillen også for en fremgangsmåte uten til bakeslag.

I figur 1 er fremgangsmåteforløpet før innleveringsdag av foreliggende oppfinnelse vist. Fra smelteovnen 1 blir ferrolegeringen transportert i pannen 2 over en støpekaru-seil 3 og støpt i de omløpende støpeformer 4. Etter størkning blir barrene 5 knust i knuseverket 6 og derpå i maleverket 7 hvorpå endeproduktet 8 består av en blanding av fin- og grovpartiklet materiale.

I motsetning til dette viser fig. 2 anlegget for utføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med en smelteovn 1, en panne 2, et forrådskammer 9, en tilflenset horisontal strengstøpekokille 10, en trekkanordning 11 og en separasjonsanordning 12. Trekkanordningen 11 kan f.eks. være utført på kjent vis f.eks. som den beskrevet i DE patent 3.206.501. Sluttproduktet 8 består her av faste legemer 8a som i en slik form (sylindrisk rund, sylindrisk kvadratisk o.l.) umiddelbart blir tilført legeringsprosessen.

I den horisontale strengstøpekokillen 10 blir metallsmelten 13 bragt inn utenfra for størkning. Herved danner det seg et strengeskall 14. I løpet av avkjølingen i den horisontal strengstøpekokillen 10 blir den dannede støpestreng 15 trukket ut i intervaller for dybdestyrt sprekkdannelse, stoppet (0,5 til 10 sekunder) og tilbakeslått (0,5 til 3 mm) og videre trukket ut. De samtidig utvalgte sykler gjentar seg. Generelt tjener stopptidene ved horisontal streng-støping av jern til dannelse av støpeskall og også til fremskyndet avkjøling av materialet. For en slik avkjøling er den kortere stopptiden "a" og markeringssnitt 16 foretrukket. Den forlengede stopptiden "b" derimot frem-bringer omløpende sprekker 17 om støpestrengen 15 og som kan utvide seg til synlige riller. Mens støpestrengen 15 blir trukket i intervaller "c" er stopptidene "b" samtidig større enn stopptidene "a". En f.eks. doblet intervallavstand 18 gir senere lengden til legemet 8a. Den inneholdte intervallavstand 18 i løpet av støpingen gir senere bruddlengden i separasjonsanordningen 12. Uttrekksmetoden ifølge figur 3 analogt til diagram a i figur 5 arbeider uten tilbakeslaging av støpestrengen 15.

I motsetning til dette er fremgangsmåten ifølge figur 4 analogt til diagram B i figur 5 med tilbakeslag hvorved tilbakeslagstiden "d" relativt til stopptiden a eller b er liten (figur 5).

Avkjøling av støpestrengen 15 utenfor horisontal streng-støpekokillen 10 blir derved bremset idet derpå ingen øvrig sekundær kjølingsstrekning fremkommer. Den kan imidlertid bli underbundet ytterligere en varmestråling ved en varmeisolator. Herved blir avkjølingen til støpestrengen 15 styrt slik at fugetemperaturen etter frigivelse av trekkmaskinen 12 ligger over den kritiske verdi for skjøre metall-legeringer. Ved ferrosilisium ligger denne kritiske temperatur ved ca. 700°C.

Anordningen (figur 1 og 6 til 9) består av forrådsanordningen 9 med forflenset vannavkjølt horisontal strengstøpeko-kille 10 og trekkanordning med ovn og hydraulisk styring ifølge kjent tysk patent 3.206.501.

Den horisontale strengstøpekokillen 10 er relativt kort; i liten avstand 19 til denne, befinner trekkmaskinen 11 seg. På den horisontale strengstøpekokillen 10 til trekkanordningen 11 følger en anordning 20 for styring av en tørr varmeavgivning. En slik varmeisolering kan f.eks. bestå av et isolert rør.

Den mekaniske eller termiske separasjonsanordning 12 virker via ytterligere saging, avbrekking eller punktvis sterk avkjøling for deling av legemet 8a hvorved det ikke dannes støv. Støpestrengen 15 blir på denne måten delt opp i salgsegnede størrelser eller vekt av legemene 8a.

Egnede horisontale strengstøpekokiller 10 (figur 6 til 9) består i kokilleinnerflaten av grafitt (når ingen C-løse-lighet av metallsmelten foreligger) eller av kobber. Den med støpehastighet og i produktsretning ved innstrømmende metallsmelte 13 blir via den varmebestandige vegg 21 og mantelen 22 til fordeleren 9 og gjennom den tilbakeliggende vegg 23 ledet inn i den horisontale strengstøpekokillen 10. Den tilbakeliggende vegg 23 er ifølge figur 7 dannet som en separat ring 24. Den horisontale strengstøpekokillen 10 oppviser en vannavkjøling 25. Denne utførelsesform av den horisontale strengstøpekokillen 10 erstatter tilbakeslag av støpestrengen 15. Den horisontale strengstøpekokillen 10

ifølge figur 8 og 9 er utstyrt med uttrekk uten tilbakeslag.

En panne 2 blir så satt inn når foruten temperaturinnstill-ingen også anvendelse av metallurgisk behandling er fordelaktig. Forrådsanordningen 9 viser ikke disse betingelser i fult omfang. Pannen 2 danner i dette tilfellet en behand-lingsanordning 26 med en oppvarmingsanordning 27 som består av en plasmabrenner 27a, en renne eller spoleinduktor eller en pannedeksel oppvarmingsanordning. Videre er en finpartikkelanordning 2 8 som f.eks. kan være dannet av plasma-brenneren 27a, anordnet.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved støping av skjøre metall-legeringer, spesielt ferrolegering, såsom ferrosilisium, karakterisert ved at smeiten ledes i en horisontal strengstøpekokille hvoretter den støpte streng trekkes i tidsintervaller idet en holdetid (b) for kontroll-ert sprekkdannelse mellom to trekkinger holdes mellom 0,5-10 sekunder.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det mellom holdetidene (b) legges inn en holdetid (a) som er kortere enn holdetidene (b) som tilsvarer brekklengdene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at avkjølingen av støpestrengen utenfor strengstøpekokillen styres slik at den etter trekking ligger over den kritiske verdi for den skjøre metal1-legeringer.

4. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge kravene 1-4 med en forrådsanordning (9) for smeiten og en anflenset horisontal strengstøpekokille (10), karakterisert ved at det på en relativt kort horisontal strengstøpekokille (10) er anordnet i en trekkanordning (11) i liten avstand (19) og at det mellom horisontal strengstøpekokillen (10) og trekkanordningen (11) samt også på trekkanordningen (11), er anordnet en etter-følgende anordning (20) for å styre avkjølingen av den dannete streng (15).

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at anordningen (20) består av en varmeisolator.

6. Anordning ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at det etter trekkanordningen (11) er anordnet en i og for seg kjent mekanisk eller termisk avskilleranordning (12), idet avskilleranordningen (12) består av en brekkanordning (12) som utnytter de dannete sprekker, eller at en termisk skilleanordning (12) omfatter en kjøleanordning (20) som utnytter sjokkvirkning.