PL194982B1 - Urządzenie do ciągłego poziomego odlewania metalu - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do ciaglego poziomego odlewania metalu, w szczególnosci aluminium, majace izolowa- ny zbiornik albo zbiornik otwarty przeznaczony do pomieszczenia cieklego metalu oraz forme odlaczal- na od zbiornika, z plyta termoizolacyjna z otworami, które lacza zbiornik z forma, przy czym forma ma wneke stanowiaca glówna strefe chlodzenia, z ob- wodowa scianka pierscieni z materialu przepusz- czalnego do dostarczania oleju i/lub gazu, oraz po- mocnicza strefe chlodzenia zawierajaca co najmniej jedna szczeline lub dysze rozmieszczone wokól obwodu wneki, do bezposredniego doprowadzania chlodziwa, znamienne tym, ze plyta termoizolacyjna (19) ma wystep (24) rozciagajacy sie wzdluz scianki pierscieni (12, 13) otaczajacych wneke (17), przy czym glówna powierzchnie wymiany ciepla w glównej strefie chlodzenia stanowi wystawiona na dzialanie roztopionego metalu powierzchnia scianki pierscieni (12, 13), przy czym wielkosc tej wystawionej na dzia- lanie roztopionego metalu powierzchni jest zalezna od dlugosci wystepu (24). PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ciągłego poziomego odlewania metalu, w szczególności aluminium, mające izolowany zbiornik albo zbiornik otwarty przeznaczony do pomieszczenia ciekłego metalu oraz formę odłączalną od zbiornika, z płytą termoizolacyjną z otworami, które łączą zbiornik z formą, przy czym forma ma wnękę stanowiącą główną strefę chłodzenia, z obwodową ścianką pierścieni z materiału przepuszczalnego do dostarczania oleju i/lub gazu, oraz pomocniczą strefę chłodzenia zawierającą co najmniej jedną szczelinę lub dysze rozmieszczone wokół obwodu wnęki, do bezpośredniego doprowadzania chłodziwa.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US 3556197 znane jest bezpośrednio chłodzone poziome urządzenie odlewnicze do ciągłego odlewania metalu, w którym olej doprowadzany jest przez ściankę wnęki poprzez pierścień albo przepuszczalny element ścianki w celu utworzenia filmu smarującego pomiędzy ścianką formy i metalem.

Jakkolwiek ten typ urządzenia odlewniczego działa dość dobrze, jakość odlewanego wyrobu jest jednak dużo gorsza niż w przypadku równoważnego pionowego urządzenia odlewniczego, w którym poprzez ściankę wnęki oprócz oleju jest doprowadzany również gaz. Ten typ urządzenia jest znany z europejskiego opisu patentowego nr EP 778097.

Jedną z wad pionowego urządzenia odlewniczego jest to, że zawiera ono dużą liczbę form. W wyniku tego jest ono kosztowne w produkcji.

Co więcej, urządzenie pionowe jest przeznaczone tylko do odlewania wyrobów o określonej długości w procesie półciągłym. Wskutek tego jest ono także kosztowne w obsłudze.

Odlewanie przy użyciu poziomych urządzeń odlewniczych wiąże się z zastosowaniem tylko niewielkiej liczby form, a odlewanie zachodzi w sposób ciągły. Część odlewanego wyrobu mającą odpowiednią długość odcina się w trakcie operacji odlewania. Poziome urządzenie odlewnicze jest dzięki temu nie tylko tanie w produkcji, ale też tanie w obsłudze.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie urządzenia do poziomego ciągłego odlewania metalu, w szczególności aluminium, przy użyciu którego jakość odlewanego wyrobu jest równie dobra jak równoważnego wyrobu odlewanego w urządzeniu do pionowego odlewania. Ponadto urządzenie to powinno nadawać się do stosowania w odlewaniu różnych typów stopów.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że płyta termoizolacyjna ma występ rozciągający się wzdłuż ścianki pierścieni otaczających wnękę, przy czym główną powierzchnię wymiany ciepła w głównej strefie chłodzenia stanowi wystawiona na działanie roztopionego metalu powierzchnia ścianki pierścieni, przy czym wielkość tej wystawionej na działanie roztopionego metalu powierzchni jest zależna od długości występu.

Korzystnie płyta termoizolacyjna jest wymienna.

W korzystnej postaci wykonania wynalazku obudowa formy jest złożona z dwóch części, ze znajdującym się pomiędzy nimi kanałem chłodzącym, przy czym do pierwszej części otaczającej pierścienie z przepuszczalnego materiału we wnęce jest zamontowane urządzenie zmniejszające przenikanie ciepła do wnęki stanowiące pierścieniową pośrednią płytę termoizolacyjną.

Korzystnie główna część obudowy formy jest wykonana ze stali.

Korzystnie pośrednia płyta termoizolacyjna jest wymienna i może mieć różną grubość.

Przedmiot wynalazku jest ukazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie odlewnicze do ciągłego, poziomego odlewania długich przedmiotów, przykładowo kęsów aluminiowych, w przekroju, fig. 2a - formę przedstawioną na fig. 1 w powiększeniu i w przekroju poprzecznym, fig. 2b - formę przedstawioną na fig. 1 w powiększeniu i w przekroju wzdłużnym.

Jak przedstawiono na fig. 1, urządzenie odlewnicze 1 ma izolowany albo otwarty zbiornik 2 na metal oraz formę 3. Otwarty zbiornik 2 jest wyposażony w otwór boczny 4 prowadzący do formy 3, przy czym przejście pomiędzy otwartym zbiornikiem i formą 3 tworzy pierścień łączący 5 z materiału termoizolacyjnego. Forma jest swoim bokiem połączona w sposób rozłączalny z urządzeniem nośnym 6. Za pośrednictwem połączenia zawiasowego 7 można odchylić urządzenie nośne i tym samym formę 3 od położenia, w którym styka się ona z pierścieniem łączącym 5, do położenia odchylonego, w którym można wyjąć (wymienić) albo naprawić formę.

Sama forma, którą przedstawiono bardziej szczegółowo na fig. 2a i 2b, zawiera dwuczęściową obudowę pierścieniową, której pierwsza główna część 8 ma wywiercone otwory, stanowiące kanały doprowadzające 10, 11 olej lub gaz do wnętrza, oraz przepuszczalne pierścienie 12, 13, odpowiednio

PL 194 982 B1 pierwszy i drugi, ograniczające wnękę, podczas gdy druga jej część 9 ma pierścieniowe wgłębienie, które tworzy kanał chłodzący 14 dla wody. Obydwie części 8 i 9 obudowy są utrzymywane razem za pomocą pewnej liczby śrub 15. Gdy są one skręcone razem, jak przedstawiono na rysunku, pomiędzy tymi nimi tworzy się ukośna szczelina 16 tak, że podczas operacji odlewania woda płynie z kanału chłodzącego 14 przez szczelinę 16 wzdłuż całego obwodu odlewanego wyrobu, bezpośrednio za wylotem wnęki 17. Tym samym tworzy się kołowy obszar głównego chłodzenia (główne chłodzenie odlewanego metalu), poprzez oddawanie ciepła przez ścianki pierścieni 12, 13 do wody w kanale chłodzącym 14, oraz kołowy obszar pomocniczego chłodzenia, poprzez wodę wyrzucaną bezpośrednio na metal przez szczelinę 16.

Jak już wspomniano, zastosowano przepuszczalne pierścienie 12, 13, które są fizycznie oddzielone od siebie uszczelką, materiałem uszczelniającym 18 albo podobnym. Pierścienie te tworzą ściankę wnęki 17.

Ważną cechą niniejszego wynalazku jest to, że pierścienie 20 (patrz fig. 2b), ukształtowane pomiędzy główną częścią 8 obudowy formy i pierścieniami 12, 13, są wyposażone w ograniczniki 21 albo podobne (na rysunku przedstawiono tylko dwa) tak, że pierścienie 20 są podzielone na dwie albo większą liczbę ograniczonych sekcji, w zależności od potrzeb. W ten sposób można różnicować dopływ zarówno gazu, jak i oleju wzdłuż obwodu wnęki. Takie zróżnicowanie, w szczególności dopływu gazu, jest ważne dla umożliwienia uzyskania dobrego wyniku odlewania.

Doprowadzenie gazu do wnęki formy urządzenia do odlewania poziomego nie było do tej pory znane. Aby umożliwić odprowadzanie nadmiaru gazu, a tym samym uniknąć wtrąceń gazu w wyrobie z odlewanego metalu, w górnej części wnęki formy jest wykonany korzystnie otwór 29. Otwór biegnie przez pierścień 12 do innego pierścienia, znajdującego się na zewnątrz pierścienia 12, i do innego otworu (nie pokazanego) prowadzącego do atmosfery.

U wlotu wnęki 17 znajduje się płyta termoizolacyjna 19 („nadstawka formy”), która jest utrzymywana na miejscu za pomocą pierścienia mocującego 22 poprzez połączenie śrubowe 23.

Ponieważ ścianka wnęki 17, tzn. pierścienie 12, 13, tworzą główną strefę chłodzenia podczas operacji odlewania, pole powierzchni ścianki stanowić będzie jeden z czynników, które determinują chłodzenie metalu.

Płyta termoizolacyjna 19 może, w zależności od typu stopu i głównej strefy chłodzenia, rozciągać się do pewnego stopnia wzdłuż pierścienia 12 (występ 24).

Płytę można łatwo odłączyć, co pozwala na jej łatwą wymianę, a tym samym umożliwia odlewanie różnych typów stopów w tej samej formie.

Urządzenie odlewnicze według wynalazku działa w ten sposób, że ciekły metal, np. aluminium, wlewa się z pieca odlewniczego albo podobnego urządzenia (nie pokazanego) do otwartego zbiornika 2. Metal wpływa przez otwór 4 i otwory 25, 26 w płycie termoizolacyjnej 19 do wnęki 17.

Na początku operacji odlewania wylot 27 w formie 3 jest zamknięty za pomocą ruchomego suwaka (nie pokazanego). Gdy tylko metal wypełni wnękę 17, suwak zaczyna się przemieszczać, natomiast woda jest doprowadzana przez szczelinę 16, a gaz i olej są doprowadzane przez pierścienie 12, 13.

W miarę jak suwak przemieszcza się i wnęka napełnia się ponownie metalem ze zbiornika, powstaje długi odlew. Gdy tylko odlew osiągnie pewną długość, suwak usuwa się. Ponieważ proces odlewania jest ciągły, odlew może mieć w rzeczywistości dowolną długość. Tym niemniej wskazane jest, aby odlew przeznaczony do wyciskania albo do innych celów był cięty (nie pokazano) na odcinki o odpowiedniej długości.

Jak stwierdzono wyżej, urządzenie odlewnicze jest zaprojektowane pod kątem różnicowania dopływu oleju i gazu wokół obwodu wnęki.

W szczególności w przypadku dopływu gazu stwierdzono, iż na początku procesu odlewania wskazane jest doprowadzanie tej samej ilości gazu wokół całego obwodu. Następnie, gdy proces odlewania rozpoczął się i ustabilizował, dopływ gazu do górnego obszaru wnęki zmniejsza się albo odcina.

Oprócz tego, w odniesieniu do chłodzenia głównego, tzn. chłodzenia przez pierścienie 12, 13 we wnęce 17, stwierdzono, iż wskazane jest, w celu zmniejszenia stopnia chłodzenia, wykonanie głównej części 8 obudowy formy ze stali zamiast z aluminium, które jest zwykle stosowanym materiałem. Co więcej, w celu dalszego zmniejszenia stopnia chłodzenia, może okazać się konieczne ekranowanie (zmniejszenie przenikania cieplnego) kanału chłodzącego 14 poprzez umieszczenie pierścieniowej płyty termoizolacyjnej 28, np. z pleksiglasu, na stronie części obudowy zwróconej ku kanałowi chłodzącemu. Może ona korzystnie być wymienna i mieć różną grubość.

PL 194 982 B1

Wynalazek, tak jak zdefiniowano go w zastrzeżeniach, nie jest ograniczony do postaci przedstawionych na rysunku i opisanych wyżej, toteż zamiast zastosowania dwóch niezależnych pierścieni 12, 13, można użyć tylko jednego pierścienia do doprowadzania oleju i gazu przez jeden i ten sam pierścień.

Claims (5)

1. do ciągłego p<^^i<^r^^c^o odlewania metalu, w szczególności aluminium, mające izolowany zbiornik albo zbiornik otwarty przeznaczony do pomieszczenia ciekłego metalu oraz formę odłączalną od zbiornika, z płytą termoizolacyjną z otworami, które łączą zbiornik z formą, przy czym forma ma wnękę stanowiącą główną strefę chłodzenia, z obwodową ścianką pierścieni z materiału przepuszczalnego do dostarczania oleju i/lub gazu, oraz pomocniczą strefę chłodzenia zawierającą co najmniej jedną szczelinę lub dysze rozmieszczone wokół obwodu wnęki, do bezpośredniego doprowadzania chłodziwa, znamienne tym, że płyta termoizolacyjna (19) ma występ (24) rozciągający się wzdłuż ścianki pierścieni (12, 13) otaczających wnękę (17), przy czym główną powierzchnię wymiany ciepła w głównej strefie chłodzenia stanowi wystawiona na działanie roztopionego metalu powierzchnia ścianki pierścieni (12, 13), przy czym wielkość tej wystawionej na działanie roztopionego metalu powierzchni jest zależna od długości występu (24).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że płyta termoizolacyjna (19) jest wymienna.

3. według zastrz. 1, znamienne tym, że obudowa formy ((3) jest złożona z d^^^lh części (8, 9), ze znajdującym się pomiędzy nimi kanałem chłodzącym (14), przy czym do pierwszej części (8) otaczającej pierścienie (12, 13) z przepuszczalnego materiału we wnęce (17) jest zamontowane urządzenie zmniejszające przenikanie ciepła do wnęki stanowiące pierścieniową pośrednią płytę termoizolacyjną (28).

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że głc^\^n^ c^^^<ć (8) formy ((3) jest wykonana ze stali.

5. według zastrz. 3, znamienne tym, że p<^^r^^<^r^i^ płyta t^r^r^oi^ol^^^jj^^ (28) jest wymienna i może mieć różną grubość.