PL198212B1 - Urządzenie połączone z układem chłodzenia wodą do bezpośredniego chłodzenia urządzenia do odlewania półciągłego, służącego do odlewania metalu - Google Patents

Abstract

1. Urz adzenie po laczone z uk ladem ch lodzenia wod a do bezpo sredniego ch lodzenia urz adzenia do odlewania pó lci aglego, s luzacego do odlewania metalu, zw laszcza do odlewania wlewków aluminiowych, obejmuj acego jedn a lub wi eksz a liczb e kokili rozmieszczonych w konstrukcji ramo- wej z integraln a skrzynk a rozdzielcz a wody, przy czym kokila (kokile) ma (maj a) komor e formy otoczon a przepusz- czalnymi elementami w sciance, przeznaczonymi do do- prowadzenia oleju i/lub gazu i jest (s a) otwarta (otwarte) od góry otworem do doprowadzenia roztopionego metalu, z tym ze na pocz atku ka zdej operacji odlewania, jest (s a) zamkni eta (zamkni ete) od do lu za pomoc a ruchomego wspornika, a metal jest ch lodzony w dwóch etapach, po- przez ch lodzenie pierwotne w komorze formy i ch lodzenie wtórne poprzez bezpo srednie ch lodzenie wod a natychmiast poni zej obszaru ch lodzenia pierwotnego, znamienne tym, ze ma uk lad (20) doch ladzania, skonstruowany niezale znie od urz adzenia, obejmuj acy jeden albo wi eksz a liczb e kana lów (3) ch lodz acych w sciance (17) kokili, z rurowymi instalacjami (1, 2), dop lywow a i odp lywow a, do doprowadzania i odprowadza- nia wody ch lodz acej. 3. Urz adzenie po laczone z uk ladem ch lodzenia wod a do bezpo sredniego ch lodzenia urz adzenia do odlewania pó lci a- g lego, s lu zacego do odlewania metalu, w szczególno sci do odlewania wlewków aluminiowych, obejmuj ace jedn a lub wi eksz a liczb e kokili rozmieszczonych w konstrukcji ramowej i integraln a skrzynk a rozdzielcz a wody, przy czym …………… PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie połączone z układem chłodzenia wodą do bezpośredniego chłodzenia urządzenia do odlewania półciągłego, służącego do odlewania metalu, zwłaszcza do odlewania wlewków aluminiowych.

Urządzenie odlewnicze powyższego typu, do odlewania okrągłych wlewków aluminiowych, stanowi duża liczba kokili rozmieszczonych rzędami w konstrukcji ramy. Roztopiony metal jest doprowadzany do kokili przez rozgałęziony przewód rurowy metalu, przez nadstawkę wlewnicy od góry i do komory formy w każdej kokili. Metal chłodzony jest i zestalany w dwóch etapach. Etap 1 zwany jest chłodzeniem pierwotnym, w którym wstępne zestalanie metalu uzyskuje się poprzez chłodzenie przez ściankę komory formy w kokili. Etap 2 zwany jest chłodzeniem wtórnym, w którym woda bezpośrednio poniżej obszaru chłodzenia pierwotnego natryskiwana jest bezpośrednio na metal przez szczelinę wodną albo otwory wzdłuż obwodu kokili. Ruchomy element nośny pod każdą kokilą przemieszcza się do dołu w miarę jak metal zestala się, tak że uzyskuje się długą bryłę, okrągły wlewek, który może mieć różne średnice w zależności od celu, do jakiego jest przeznaczony.

Chłodzenie w pierwotnym obszarze kokili realizuje się przy użyciu wody, którą według dotychczasowego stanu techniki, wykorzystuje się także do chłodzenia wtórnego, przy czym najpierw przepływa ona przez komorę na zewnątrz komory formy. Komorę tę tworzy się montując elementy kokili z uszczelkami pomiędzy nimi. Nawet jeżeli podczas montaż u urządzenia odlewniczego wkłada się wiele wysiłku w zapewnienie dobrej szczelności, w miarę upływu czasu mogą nadal występować przecieki, w wyniku uszkodzenia materiału albo błędów montażowych. Jeżeli woda zetknie się z roztopionym metalem, w najgorszym wypadku może dojść do eksplozji. Może to spowodować poważne straty albo obrażenia.

Inną wadą tego typu znanych urządzeń jest to, że po każdej operacji odlewania woda musi przez pewien czas krążyć w układzie chłodzenia wtórnego w kokilach, w celu chłodzenia (ponownego chłodzenia) kokili i tym samym zapobiegania uszkodzeniom cieplnym uszczelek oraz innych części składowych urządzenia, takich jak elementy ścianek. Przez czas konieczny do ochłodzenia urządzenia odlewniczego po odlewaniu, odlanych prętów nie można wyjąć z urządzenia, co z kolei powoduje niepotrzebną zwłokę zanim będzie mogła się rozpocząć następna operacja odlewania i tym samym obniża wydajność urządzenia do odlewania.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4597432 ujawniono urzą dzenie powyższego typu, w którym wszelka wyciekająca woda jest odprowadzana do góry, w kierunku wierzchu konstrukcji ramy kokili, a następnie na zewnątrz nad bokiem tej konstrukcji. Mimo iż istnieje pewna odległość od góry konstrukcji ramy do stopu w kanale rozprowadzającym metal, rozwiązanie przedstawia niemożliwe do pominięcia ryzyko wypadków w związku z rozbryzgami wody w pobliżu ciekłego stopu.

Co więcej, urządzenie nie ma systemu ostrzegawczego w razie przecieków bądź też rozwiązania mającego na celu wyeliminowanie opóźnienia pomiędzy operacjami odlewania.

Niniejszy wynalazek przedstawia urządzenie do odlewania, które jest znacząco ulepszone pod względem bezpieczeństwa, które jest bardziej wydajne i które jest łatwiejsze i tańsze w produkcji.

Zgodne z wynalazkiem urządzenie połączone z układem chłodzenia wodą do bezpośredniego chłodzenia urządzenia do odlewania półciągłego, służącego do odlewania metalu, zwłaszcza do odlewania wlewków aluminiowych, obejmującego jedną lub większą liczbę kokili rozmieszczonych w konstrukcji ramowej z integralną skrzynką rozdzielczą wody, przy czym kokila (kokile) ma (mają) komorę formy otoczoną przepuszczalnymi elementami w ściance, przeznaczonymi do doprowadzenia oleju i/lub gazu i jest (są) otwarta (otwarte) od góry otworem do doprowadzenia roztopionego metalu, z tym że początku każdej operacji odlewania, jest (są) zamknięta (zamknięte) od dołu za pomocą ruchomego wspornika, a metal jest chłodzony w dwóch etapach, poprzez chłodzenie pierwotne w komorze formy i chłodzenie wtórne poprzez bezpośrednie chłodzenie wodą natychmiast poniżej obszaru chłodzenia pierwotnego, charakteryzuje się tym, że ma układ dochładzania, skonstruowany niezależnie od urządzenia, obejmujący jeden albo większą liczbę kanałów chłodzących w ściance kokili, z rurowymi instalacjami, dopływową i odpływową, do doprowadzania i odprowadzania wody chłodzącej.

Korzystnie kanał(y) chłodzący(e) jest (są) utworzony(e) poprzez połączenie ścianki kokili i skrzynki rozdzielczej wody, a wybrania w skrzynce i/lub elementach kokili tworzą odpowiednie kanały albo komory w stanie zmontowanym.

Zgodne z wynalazkiem urządzenie charakteryzuje się także tym, że dwa pierścienie uszczelniające są rozmieszczone w obszarze powyżej kanału chłodzącego i/lub pierwotnej komory chłodzenia

PL 198 212 B1 pomiędzy kokilą i skrzynką rozdzielczą wody, przy czym kanał albo wywiercony otwór prowadzi od obszaru pomiędzy dwoma pierścieniami uszczelniającymi, biegnie przez ściankę w skrzynce rozdzielczej wody dla odprowadzania wody przeciekającej poza pierwszy z pierścieni uszczelniających, na zewnątrz urządzenia odlewniczego.

Korzystnie, czujnik jest zamontowany w połączeniu z wywierconymi otworami w celu wykrywania przecieków wody, przy czym czujnik jest połączony ze źródłem światła albo dźwięku, tak aby ostrzegać o jakimkolwiek przecieku.

Korzystnie, dla każdej kokili jest zamontowany jeden czujnik.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju kokilę do produkcji wlewków, fig. 2 - tę samą kokilę w widoku z góry, fig. 3 schematycznie urządzenie do odlewania z kokilami rozmieszczonymi w dwóch rzędach, z rurową instalacją rozprowadzającą do dopływu i odpływu wody, według wynalazku, fig. 4 - kokilę z fig. 1, z urządzeniami ś ciekowymi i ostrzegawczymi, według wynalazku, w przekroju wzdłużnym.

Urządzenie do produkcji wlewków aluminiowych 14 obejmuje, jak powiedziano na wstępie, pewną liczbę kokili 9 rozmieszczonych w konstrukcji ramowej 18, patrz fig. 3. Każda kokila 9 ma, jak to przedstawiono na fig. 1 i 4, zwrócony ku górze otwarty wlew dla roztopionego metalu 13 mający nadstawkę 12 wlewnicy wykonaną z materiału żaroodpornego, komorę formy utworzoną przez ściankę 17 kokili z przepuszczalnymi elementami 10 ścianki, do doprowadzenia oleju i/lub gazu oraz ruchomy wspornik 15, 16.

Chłodzenie i zestalanie metalu zachodzi w dwóch etapach, poprzez chłodzenie pierwotne ścianki kokili, tzn. porowatych elementów 10 u góry komory formy oraz poprzez chłodzenie wtórne u dołu kokili, w wyniku bezpośredniego natryskiwania wodą przez wywiercone otwory albo szczelinę 19 wokół obwodu kokili.

Chłodzenie w pierwotnym układzie chłodzenia uzyskuje się poprzez chłodzenie wodą, która płynie przez komorę 11 na zewnątrz ścianek 17 kokili i która płynie dalej przez szczelinę/wywiercone otwory 19 i tym samym stanowi wodę chłodzącą, którą natryskuje się bezpośrednio na metal na etapie chłodzenia wtórnego. Komora 11 jest utworzona w przestrzeni pośredniej pomiędzy ścianką 17 kokili i skrzynką rozdzielczą 18 wody, która stanowi integralną część konstrukcji ramy urządzenia odlewniczego i która jest wspólna dla wszystkich kokili.

Jedną ze specjalnych właściwości niniejszego wynalazku jest to, że układ chłodzenia wtórnego jest skonstruowany w połączeniu z każdą z kokili 17. Służy on do chłodzenia kokili 17 po każdej operacji odlewania. Woda doprowadzana jest instalacją rozdzielczą 1 (patrz także fig. 3) do kanału chłodzącego 3 na zewnątrz każdej ścianki kokili i z powrotem instalacją zbiorczą 2.

Z takim oddzielnym układem dochładzania, kokile, uszczelki oraz elementy ścianki mogą być szybko chłodzone po odlewaniu, niezależnie od układu chłodzenia wtórnego. Oznacza to, że sekcję (sekcje) kokili można zdjąć ze zbiornika odlewniczego, tak że istnieje dostęp w celu wyjęcia odlanych detali bezpośrednio po zakończeniu odlewania. Oznacza to, że zwłokę pomiędzy każdą operacją odlewania redukuje się do minimum, zwiększając znacznie sprawność i wydajność urządzenia.

Odlewanie odbywa się w wyniku doprowadzenia roztopionego metalu od góry, przez system rozprowadzający do kokili (nie pokazany), przez otwór 13 w kokili 9, podczas gdy wspornik 15, 16 porusza się do dołu. Metal zaczyna zestalać się przy powierzchni ścianki, tzn. przy przepuszczalnych elementach 10 i stopniowo zestala się całkowicie, gdy wodę natryskuje się na metal przez układ chłodzenia wtórnego 19. Daje to odlaną długą bryłę 14. Gdy wspornik 15, 16 osiągnie najniższy poziom, rozpoczyna się dochładzanie w układzie 20 dochładzania i odlany wlewek wyjmuje się, tak że wspornik może powrócić do położenia wyjściowego, w którym tworzy szczelne połączenie stykając się z kokilą, gotową do następnej operacji odlewania. W przypadku szeregu kokili rozmieszczonych w rzędzie, jak to przedstawiono na fig. 3, szereg prętów odlewa się równocześnie w każdej operacji odlewania.

Jak już powiedziano we wprowadzeniu, istnieje ryzyko, że przecieki wody z kokili mogą doprowadzić do zetknięcia wody z roztopionym metalem. W najgorszym wypadku może to doprowadzić do eksplozji, powodując poważne obrażenia ludzi i niemożliwe do naprawy uszkodzenia wyposażenia.

Dla uniknięcia takich przecieków, podwójny zestaw pierścieni uszczelniających 5, 6, korzystnie typu O-ring, jest umieszczony powyżej kanału 3 chłodzącego, jak to przedstawiono na fig. 4. Pomiędzy tymi pierścieniami znajduje się wywiercony otwór 21 dla każdej kokili, który będzie odprowadzać wszelką wodę przez ściankę skrzynki rozdzielczej wody i bezpośrednio na zewnątrz boku konstrukcji ramy urządzenia odlewniczego. Górny pierścień uszczelniający 6 zapewnia, że woda nie będzie dopływać do górnej powierzchni konstrukcji ramy. W połączeniu z wywierconym otworem 21 znajduje się

PL 198 212 B1 czujnik rezystancyjny albo innego typu czujnik 22, który będzie wykrywać wszelką wodę, która wypływa z wywierconego otworu 21. Czujnik 22 rezystancyjny może być celowo połączony z alarmem dźwiękowym albo świetlnym (nie pokazanym), tak że operatorzy urządzenia mogą zostać ostrzeżeni i operację odlewania można wstrzymać w przypadku jakiegokolwiek przecieku.

Można celowo zainstalować jeden czujnik dla każdej kokili (fig. 4), bądź można zastosować jeden czujnik dla każdego rzędu kokili, przy czym czujnik łączy się z kokilami za pomocą wspólnej rury łączącej (nie pokazanej).

Gdy stosuje się jeden czujnik dla każdej kokili, wówczas można łatwo stworzyć system ostrzegania, np. z tablicą świetlną z lampką podłączoną do każdej kokili, tak aby wskazać kokilę, w której nastąpił przeciek.

Claims (5)

1. Urządzenie połączone z układem chłodzenia wodą do bezpośredniego chłodzenia urządzenia do odlewania półciągłego, służącego do odlewania metalu, zwłaszcza do odlewania wlewków aluminiowych, obejmującego jedną lub większą liczbę kokili rozmieszczonych w konstrukcji ramowej z integralną skrzynką rozdzielczą wody, przy czym kokila (kokile) ma (mają) komorę formy otoczoną przepuszczalnymi elementami w ściance, przeznaczonymi do doprowadzenia oleju i/lub gazu i jest (są) otwarta (otwarte) od góry otworem do doprowadzenia roztopionego metalu, z tym że na początku każdej operacji odlewania, jest (są) zamknięta (zamknięte) od dołu za pomocą ruchomego wspornika, a metal jest chłodzony w dwóch etapach, poprzez chłodzenie pierwotne w komorze formy i chłodzenie wtórne poprzez bezpośrednie chłodzenie wodą natychmiast poniżej obszaru chłodzenia pierwotnego, znamienne tym, że ma układ (20) dochładzania, skonstruowany niezależnie od urządzenia, obejmujący jeden albo większą liczbę kanałów (3) chłodzących w ściance (17) kokili, z rurowymi instalacjami (1, 2), dopływową i odpływową, do doprowadzania i odprowadzania wody chłodzącej.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kanał(y) chłodzący(e) jest (są) utworzony(e) poprzez połączenie ścianki (17) kokili i skrzynki rozdzielczej (18) wody, a wybrania w skrzynce i/lub elementach kokili tworzą odpowiednie kanały (3) albo komory w stanie zmontowanym.

3. Urządzenie połączone z układem chłodzenia wodą do bezpośredniego chłodzenia urządzenia do odlewania półciągłego, służącego do odlewania metalu, w szczególności do odlewania wlewków aluminiowych, obejmujące jedną lub większą liczbę kokili rozmieszczonych w konstrukcji ramowej z integralną skrzynką rozdzielczą wody, przy czym kokila (kokile) ma (mają) komorę formy otoczoną przepuszczalnymi elementami ścianki przeznaczonymi do doprowadzenia oleju i/lub gazu, i jest (są) otwarta (otwarte) od góry otworem do doprowadzenia roztopionego metalu, z tym że na początku każdej operacji odlewania, jest (są) zamknięta (zamknięte) od dołu za pomocą ruchomego wspornika, a metal jest chłodzony w dwóch etapach, poprzez chłodzenie pierwotne w komorze formy i chłodzenie wtórne poprzez bezpośrednie chłodzenie wodą natychmiast poniżej obszaru chłodzenia pierwotnego, znamienne tym, że dwa pierścienie uszczelniające (5, 6) są rozmieszczone w obszarze powyżej kanału (3) dochładzającego i/lub pierwotnej komory (11) chłodzenia pomiędzy kokilą i skrzynką rozdzielczą (18) wody, przy czym kanał albo wywiercony otwór (21) prowadzi od obszaru pomiędzy dwoma pierścieniami uszczelniającymi (5, 6), biegnie przez ściankę w skrzynce rozdzielczej (18) wody dla odprowadzania wody przeciekającej poza pierwszy z pierścieni uszczelniających (5), na zewnątrz urządzenia odlewniczego.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że czujnik (22) jest zamontowany w połączeniu z wywierconymi otworami (21) w celu wykrywania przecieków wody, przy czym czujnik jest połączony ze źródłem światła albo dźwięku, tak aby ostrzegać o jakimkolwiek przecieku.

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że dla każdej kokili jest zamontowany jeden czujnik (22).