NO314690B1 - Stöpehjul for kontinuerlig stöping av metall - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et støpehjul for kontinuerlig støping av metall.

Anlegg for slik støping er velkjent, og fremgår av blant annet US-patentene 3583474 og 4300618.

US-patent 3583474 viser en støpemaskin med et vertikalt, roterbart støpehjul, som har

et rundtgående spor som utgjør støperom, og som under støping lukkes av et endeløst bånd, som kan være av stål, omtrent rundt halve omkretsen av hjulet. Båndet følger hjulets rotasjon, idet båndet løper rundt en eller flere valser i avstand fra hjulet. Smeltet metall tilføres støperommet omtrent på det stedet der båndet kommer i kontakt med hjulet, og en delvis størknet streng av metall føres ut fra hjulet omtrent 200° fra stedet der smeiten tilføres. Der hvor strengen føres ut av hjulet har båndet forlatt hjulet, slik at sporet i hjulet er åpent utad. Skriftet viser midler for kjøling av hjulet, både på innsiden av hjulringen og på utsiden av båndet i den sektoren der dette følger hjulet. Hjulringen har konstant tverrsnitt, og støperommet mellom sporet og båndsektoren som følger hjulet bestemmer tverrsnittet til strengen som støpes. Med streng menes her også en streng med et forholdsvist stort tverrsnitt, slik som en barre. Strengen kan benyttes på hvilken som helst måte. F. eks. kan strengen valses til et bånd umiddelbart etter støpingen. Ved støping av en streng av aluminium vil smeiten som tilføres ha en temperatur på omtrent 600 °C, og i løpet av de omtrent 200° rotasjon som strengen følger hjulet avkjøles den til omtrent 450 - 400 °C. Strengen er da deigaktig, men sammenhengende, og lar seg forholdsvis lett deformere.

US-patent 4300618 viser blant annet et støpehjul for støping av en strimmel, idet en

vegg i støpesporet kan innstilles i forskjellige avstander fra den andre veggen, for fremstilling av strimler med forskjellige bredder uten at det er nødvendig å skifte støpehjul. Det benyttes avstandsringer med forskjellige bredder, som innsettes mellom den innstillbare veggen og en løsbar hjulflens.

Et problem som oppstår ved slik støping er for dårlig kontroll med strengtemperaturen

under og etter størkningen. Dette påvirker både metallstrukturen, strekkfastheten og valsbarheten. Hovedårsaken til problemet antas å være at metallet som støpes krymper under avkjølingen og størkningen. Dermed opphører strengens kontakt med støpesporet helt eller delvis, slik at varmeovergangen mellom strengen og hjulet endres, ved at dårlig varmeledende luft kommer inn i spalten som dannes.

Med den foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til et støpehjul som innebærer en løsning av dette problemet.

Støpehjulet i henhold til oppfinnelsen fremgår av det etterfølgende patentkrav 1.

I henhold til oppfinnelsen varierer således støpesporets bredde kontinuerlig i hjulets omkretsretning når hjulet roterer, idet bredden er størst i. det området hvor smeiten tilføres og minst i det området der strengen forlater hjulet. Fra det sistnevnte til det førstnevnte området øker sporets bredde, slik at uttak av støpestrengen lettes.

Vinkelen mellom hjutringene kan være fast, men for å kunne tilpasse støpehjulet til forskjellige metaller, og dessuten å kunne justere vinkélen etter sporbredden og dermed krympningen av metallet, kan vinkelen som hjulringenes akser danner med hverandre være regulerbar, i alle tilfeller kan det oppnås at støpestrengen i langt større grad enn med kjente støpehjul opprettholder kontakt med veggene i sporet.

Reguleringen av vinkelen mellom aksene til hjulringene kan oppnås på flere kjente måter, f. eks. ved at hjulringenes aksler er lagret i lagerhus som kan vinkelinnstilles i forhold til hverandre.

Vinkelen mellom aksene til hjulringene kan f.eks. for et hjul med omtrent 2 m ytterdiameter være slik at breddevariasjonen til sporet blir omtrent 2 - 3 mm.

Tilførsel av smelte til støpesporet kan skje hvor som helst i en sektor fra toppen av hjulet til omtrent 90° fra toppen i rotasjonsretningen.

Det er selvsagt vesentlig at breddevariasjonen skjer på en måte som er tilpasset stedet for tilførsel av smelte og utløpet for strengen fra hjulet. Dette oppnås ved valg av den rotasjonsmessige beliggenheten til de plan som hjulringene roterer i. Dersom smeiten tilføres på toppen av hjulet, kan f. eks. planene være slik at sporbredden er størst øverst og minst nederst; dvs. at en tenkt forlengelse av planene til hjulringene danner en vinkel om en horisontal akse som befinner seg under hjulringene. Dersom smeiten derimot tilføres 90° fra toppen av hjulet, danner forlengelsen av planene en vinkel om en vertikal akse, og dersom smeiten tilføres mellom toppen av hjulet og 90°-punktet. vil aksen være på skrå.

Hjulringene kan være slik utformet at den ene hjulringen avgrenser en sporvegg og sporbunnen, mens den andre hjulringen avgrenser den andre sporveggen. Den sistnevnte hjulringen har i såfall en radialt indre begrensning av sporveggen som blir liggende mot sporbunnen dannet av den førstnevnte hjulringen. På grunn av vinkelen mellom hjulringene oppstår det en liten spalt, som imidlertid ikke bevirker noen smeltelekkasje av betydning. For å hindre lekkasje kan evt. hjulringene være opplagret svakt eksentrisk i forhold til hverandre, på en slik måte at hjulringene er i innbyrdes anlegg i det området hvor smeiten tilføres, mens det etter hvert dannes en liten spalt under rotasjonen bort fra dette området. Derved er spalten lukket mens smeiten tilføres og åpner seg mot det området der smeiten størkner.

Båndet som lukker støpesporet kan være stramt og sikre tett lukning, men for å sikre at støpestrengen ikke driver båndet bort fra hjulet på grunn av trykket i støpestrengen, kan det være anordnet støtteruller langs utsiden av båndet der dette beveges langs hjulet.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et eksempel på utførelse av støpehjulet, vist på de vedføyde tegninger.

Fig. 1 viser i perspektiv et støpehjul i henhold til oppfinnelsen, under støping av en

metallstreng.

Fig. 2 viser i perspektiv de to hjulringene som støpehjulet omfatter.

Fig. 3 viser et aksialsnitt gjennom hjulringene til støpehjulet i sammensatt tilstand.

Fig. 4 viser nærmere hvordan støpemaskinen kan være oppbygget.

Fig. 1 viser et støpehjul i henhold til oppfinnelsen, og som omfatter to hjulringer 1 og 2 med rotasjonsakser som danner en vinke! med hverandre. Det vil forstås at hjulringene under bruk er i forbindelse med hver sin ikke viste aksel, via f.eks. eker eller skiver. Akslene er montert slik at deres akser danner en vinkel med hverandre, slik at hjulringene vil rotere i plan som danner en viss vinkel med hverandre. Et bånd, f. eks. av stål, og som ikke er vist, løper sammen med hjulet og dekker støpesporet i omtrent 200°, og metallsmelten tilføres hjulet i det øverste partiet og følger hjulet i en rotasjonsvinkel som overstiger den vinkelen som båndet løper i langs hjulet, hvoretter den avkjølte og delvis størknede smeiten kommer ut som en streng 7. Rotasjonsretningen er vist med en pil i fig. 1.

Fig. 2 viser hjulringene adskilt, og det fremgår at hjulringen 1 har en rundtgående flate 3

som danner den ene veggen i et støpespor og en andre rundtgående flate 4 som danner bunnen i støpesporet. Hjulringen 2 har en rundtgående flate 5 som danner den andre veggen i støpesporet når hjulringene 1 og 2 er montert sammen.

Fig. 3 viser et aksialsnitt gjennom hjulringene 1 og 2 i montert tilstand. I snittet er også

vist et bånd 6, som f.eks. kan være av stål, og som sammen med veggene 3 og 5 og bunnen 4 avgrenser et støperom, i hvilket en metallstreng 7 kan støpes i løpet av støpehjulets rotasjon i en viss vinkel, i hvilken båndet 6 løper sammen med støpehjulet og danner lukning for støpesporet. Veggen 5 som dannes av hjulringen 2 har en radialt indre begrensning med en radius som tilsvarer radien til sporbunnen 4 dannet av hjulringen 1, og under rotasjon av hjulringene 1 og 2 vil, når deres rotasjonsakser danner en liten vinkel med hverandre, veggen 5 bevege seg aksialt i forhold til veggen 3 i hjulringen 1, langs sporbunnen 4, slik at bredden til støpesporet varierer under rotasjonen. Ved å sørge for at bredden av støpesporet er størst i det området der smeiten tilføres støpesporet vil, på grunn av vinkelen mellom planene som hjulringene 1

og 2 roterer i, sporets bredde avta i løpet av den påfølgende halve omdreining av hjulringene, og det kan sørges for at breddeminskningen omtrent tilsvarer den sideveise krympningen av støpestrengen under avkjølingen, slik at støpestrengens anlegg mot veggene 3 og 5 i støpesporet hovedsakelig opprettholdes, hvorved kjølingen forbedres i forhold til det tilfellet at det dannes en luftspalt mellom støpestrengen og i det minste én av sporveggene 3 og 5.

Fig. 4 viser et utsnitt av en støpemaskin som omfatter et støpehjul i henhold til oppfinnelsen, idet støpehjulet omfatter to hjulringer 1 og 2. Figuren viser tilførsel og bortførsel av kjølevann gjennom aksiale rør 15 og 16, flere radiale, roterende rør 9 og 10, slanger 11, 12 og 13 og et forbindelsesrør 14 mellom et ringrom langs hjulringen 2

og slangen 13. En svivelkobling 19 fører vannet fra og til rørene 15 og 16, og inneholder pakninger 20 for tetning.

Maskinens stillestående deler, inkl. en ikke vist drivmotor, er via ikke viste deler

opplagret på et gulv. Motorens drivaksel er i inngrep med en drivkrans 22, som er kombinert med et lager for en drivring 21. En medbringer 18 driver skiver 25 og 26 i rotasjon, ved at ringer på medbringeren griper inn i utsparinger radialt innerst på skivene 25 og 26. Skivene 25 og 26 utgjør deler av hjulringene 1 og 2, og er lagret via lager 24

og 23.

Mellom stasjonære ringer 27 og 28 er det montert en mellomflens 17 som bestemmer vinkelen mellom rotasjonsaksene tii hjulringene 1 og 2. Mellomflensen har varierende bredde, slik at den nevnte vinkel mellom aksene til hjulringene 1 og 2 dannes, og den er utskiftbar, slik at vinkelen kan endres ved montering av en annen mellomflens som endrer stillingen til skiven 25 som bærer hjulringen 1. Mellomflensen 17 bestemmer også eksentrisiteten til hjulringene 1 og 2 i forhold til hverandre. Mellomflensen 17 kan monteres i valgbare stillinger i omkretsretningen, slik at det kan velges hvor i omkretsretningen bredden av støpesporet mellom hjulringene 1 og 2 skal være størst og minst.

Figuren viser et bånd 6 som løper mot utsiden av hjulringene 1 og 2. Båndet 6 understøttes på utsiden av støtteruller 8, av hvilke bare én er vist. Støtterullene 8 befinner seg langs den sirkelsektoren der båndet 6 avgrenser støpesporet som smeiten tilføres i.

Claims (3)

1. Støpehjul for kontinuerlig støping av metall, med et rundtgående støpespor for metallet, for tilførsel av metallsmelte mens hjulet roterer i et vertikalplan, idet hjulet samvirker med et endeløst bånd (6) som under en del av hjulets rotasjon løper sammen med hjulet og dekker sporet under dannelse av et støperom, karakterisert v e d at hjulet omfatter to hjulringer (1, 2) som er oppiagret for rotasjon om akser som er innstilt med en vinkel mellom hverandre, slik at sporets bredde varierer under rotasjon av hjulet.

2. Støpehjul som angitt i krav 1, omfattende midler for å regulere vinkelen mellom aksene.

3. Støpehjul som angitt i krav 1 eller 2, i hvilket den ene hjulringen (1) avgrenser en sporvegg (3) og sporbunnen (4), mens den andre hjulringen (2) avgrenser den andre sporveggen (5).