PL31547B1 - - Google Patents

Description

Przy odlewaniu metali dazy sie do uzy¬ skiwania odlewów o jak najbardziej rów¬ nomiernej drobnoziarnistej budowie w calym ich przekroju. Oprócz tego nalezy jak najstaranniej zapobiegac wydzielaniu sie jakichkolwiek skladników odlewane¬ go metalu. W tym celu próbowano pod¬ czas odlewania utrzymywac w kokili jak najmniejsza ilosc cieklego metalu oraz jak najszybciej i równomierniej ochladzac od¬ lane bloki.Wedlug znanych dotychczas sposo¬ bów odlewania próbowano osiagac moz¬ liwie szybkie chlodzenie odlewanego me¬ talu w ten sposób, ze stosowano kokile o sciankach wykonanych z najrozmaitszych materialów, sama zas kokile chlodzono najrozmaitszymi czynnikami chlodzacymi.Wszystkie te sposoby jednak nie daly do¬ brych wyników lub tez tylko przy uzyciu zlozonych i kosztownych urzadzen odlew¬ niczych lub sposobów mozna bylo osia¬ gnac szybkie i równomierne krzepniecie bloku w calym jego przekroju.Trudnosci przy odlewaniu polegaja, jak wiadomo, przewaznie na tym, ze pod¬ czas odlewania roztopionego metalu do kokili powstaje wskutek stosunkowo du¬ zego spadku temperatury miedzy tempe¬ ratura odlewanego metalu a temperatura scianki kokili zewnetrzna warstwa skrzep¬ nietego metalu, stykajacego sie ze scian¬ ka kokili, chlodzenie zas odlewu postepu¬ je ku wewnatrz odlewu powoli, odpowie-dnio do stopnia przewodnosci cieplnej od¬ lewanego metalu, przy czym jednoczesnie wskutek skurczu metalu nastepuje oddzie¬ lanie sie tej zewnetrzne} warstwy odlewu od scianki kokili, Z chwila, gdy miedzy scianka kokili a odlewem powstanie choc¬ by bardzo mala wolna przestrzen, odplyw ciepla doznaje silnego oslabienia dzieki tej przestrzeni izolujacej, wskutek czego krzepniecie odlewu w kierunku jegoi rdze¬ nia moze postepowac tylko bardzo powo¬ li. Wskutek tego powstaja, zaleznie od róznych sposobów odlewania, wieksze lub mniejsze ciekle jamy usadowe, które z kolei powoduja tworzenie sie nierówno¬ miernej budowy wewnetrznej oraz, w za¬ leznosci od rodzaju odlewanego materialu, rozdzielanie sie poszczególnych skladni¬ ków lub inne braki odlewu.Dla unikniecia tych trudnosci i osia¬ gniecia chlodzenia odlanego do kokili me¬ talu mozliwie jednoczesnie w calym jego przekroju wzglednie w celu otrzymania odlewu o calkowicie jednorodnej budowie proponuje sie wedlug wynalazku niniejsze¬ go czynnik chlodzacy doprowadzac tak, aby otaczal on chlodzac i chroniac bezpo¬ srednio bez luk ciekla i krzepnaca lub skrzepla czesc odlewu. Ten sposób pra¬ cy zapewnia wytwarzanie odlewów o bu¬ dowie drobnoziarnistej i równomiernej i to nie tylko przy odlewaniu pretów i tasm, lecz równiez i przy odlewaniu blo¬ ków. Przy odlewaniu bloków istnieje bo¬ wiem mozliwosc doprowadzania odlewa¬ nego metalu stale pod warstwa czynnika chlodzacego przez doprowadlzanie metalu do kokili przez zamkniety przewód prze¬ chodzacy przez warstwe czynnika chlo¬ dzacego.Przy odlewaniu tasm chlodzenie jesz¬ cze goracych odlewów za pomoca bezpo¬ srednio dzialajacych srodków, np. cieczy, jest wprawdzie znane, przy tych znanych sposobach proces odlewania nie jest je¬ dnak przeprowadzany od poczatku pod warstwa czynnika chlodzacego.Zwiekszenie stopnia dzialania czynni¬ ka chlodzacego przy odlewaniu lekkich i ciezkich metali wzglednie stopów meta¬ lowych oraz trudno i latwotopliwych me¬ tali lub ich stopów osiaga sie przez to, ze — zwlaszcza przy doprowadzaniu do formy odlewniczej stosunkowo malej ilo¬ sci odlewanego metalu w jednostce cza¬ su — temperature metalu (temperature odlewania) reguluje sie tak, aby lezala ona mozliwie o okolo 25°C ponad tempera¬ tura topnienia danego odlewanego meta¬ lu, a w kazdym razie nie moze ona prze¬ kraczac 01 50° C tej temperatury.Czynnik chlodzacy moze byc wedlug wynalazku doprowadzany na powierzch¬ nie odlewanego metalu w kokili i równo¬ miernie rozdzielany na niej za pomoca zwyklego leju odlewniczego albo równiez i za pomoca specjalnego urzadzenia, np. w postaci prysznicu.Sposób wedlug wynalazku umozliwia doprowadzanie cieczy chlodzacej w kaz¬ dym przypadku do scislego zetkniecia sie z odlewem, dzieki czemu uzyskuje sie bar- dzoi dobre przenoszenie wzglednie odpro¬ wadzanie ciepla. Przy tym celowe jest utrzymywanie warstwy czynnika chlodza¬ cego nad ciekla czescia odlewu stale na tym samym; poziomie i w tej samej tem¬ peraturze, podczas gdy odprowadzanie czynnika chlodzacego uskutecznia sie cal¬ kowicie lub czesciowo nad górna czescia odlewu. Czynnik chlodzacy moze byc tak¬ ze wedlug wynalazku utrzymywany wzgle¬ dnie doprowadzany pod cisnieniem.Oprócz dalszych zalet podanych nizej osiaga sie przede wszystkim to, ze caly przebieg odlewania przeprowadza sie pod cisnieniem, co w pewnym wzgledzie stwa¬ rza calkowicie nowe mozliwosci odlewa¬ nia.Dzieki calkowitemu lub czesciowemu otoczeniu krzepnacego odlewu czynnikiem — 2 —chlodzacym, zwlaszcza jednak dzieki utworzeniu warstwy czynnika chlodzace¬ go miedzy wewnetrzna powierzchnia ko¬ kili i samym odlewem, osiaga sie jednocze¬ snie z dobrym chlodzeniem calkowite za¬ pobiezenie dzialaniu na odlew powietrza lub innych czynników i zapobiega sie tar¬ ciu odlewu 01 scianki kokili.Ponadto do srodków chlodzacych moz¬ na dodawac substancji, które podczas krzepniecia odlewu oddzialywaja korzyst¬ nie na przebieg krzepniecia odlewu. Przy tym chodzi glównie o chemiczne reakcje i przeksztalcenia (np, stapianie, odtlenia- nie itd.), zachodzace miedzy ciekla cze¬ scia odlewu lub krzepnacym albo skrzep¬ lym odlewem a ciecza chlodzaca, bezpo¬ srednio stykajaca sie z nim. Te oddzialy¬ wania czynnika chlodzacego moga miec na celu rafinowanie metalu lub dalsze wy¬ twarzanie albo otrzymywanie zwiazków chemicznych wzglednie zapobieganie utle¬ nieniu.Dalsze cechy wynalazku niniejszego wynikaja z opisu, zastrzezen patentowych i rysunku, na którym przedstawiono sche¬ matycznie, tytulem przykladu, urzadzenie chlodnicze, przy czym fig. 1 przedstawia przyklad urzadzenia odlewniczego do od¬ lewania w sposób ciagly pretów lub tasm metalowych, fig. 2 — kokile o specjalnym ksztalcie, fig. 3 -— urzadzenie chlodnicze, pozwalajace na calkowite otoczenie wy¬ twarzanego odlewu warstwa czynnika chlodzacego, fig. 4 — urzadzenie do do¬ prowadzenia czynnika chlodzacego pod cisnieniem, a fig. 5 — kokile o sciankach zaopatrzonych w specjalne otwory, Kokila i posiada chlodnice h. Litera k oznacza skrzepniety blok, m — lej do do^ prowadzania odlewanego metalu ze zbior¬ nika do kokili, a n i p przewody do dopro¬ wadzania i odprowadzania czynnika chlo¬ dzacego. Odlewany metal podczas dopro¬ wadzania go do kokili i posiada tempera¬ ture wyzsza tylko o 50° C od jego tempe¬ ratury topnienia, Czynnik chlodzacy, do¬ prowadzany przez przewód n9 przeplywa nad powierzchnia cieklego metalu w ko¬ kili i jest odprowadzany przez przewód p.Oczywiscie mozna równiez postepowac w ten sposób, ze czynnik chlodzacy, dopro¬ wadzany przez przewód n, moze byc od¬ prowadzany w dól przez wolna przestrzen pomiedzy skrzepnietym blokiem k i scian¬ ka kokili i (fig. 1). Starajac sie, aby za¬ wsze doplywalo dokladnie tylko tyle czyn¬ nika chlodzacego, ile moze byc odprowa¬ dzone w dól, mozna osiagnac, ze krzepna¬ cy odlew bedzie otoczony tym czynnikiem z góry i ze wszystkich stron. W ten spo¬ sób uzyskuje sie chlodzenie z boków i do¬ datkowe chlodzenie z dolu, np. za pomoca dodatkowego urzadzenia chlodniczego s.W ten sposób mozna chlodzic nie tylko skrzepniety blok k, lecz w szczególnosci mozna chlodzic równiez i swiezo doplywa¬ jacy metal, wskutek czego uzyskuje sie bardzo szybkie i równomierne chlodzenie bloku w calym jego przekroju.Zamiast doprowadzenia czynnika chlo¬ dzacego z góry mozna go doprowadzac równiez i z dolu przez zastosowanie od¬ powiedniego urzadzenia, np, przedstawio¬ nego na fig. 2. Wlasciwa kokila i w tym przypadku posiada tylko taka dlugosc, ja¬ ka jest potrzebna do krzepniecia odlewa¬ nego metalu i przeprowadzenia skrzep¬ nietego bloku k. Chlodnica h natomiast jest przedluzona w dól poza scianki ko¬ kili. Czynnik chlodzacy h jest doprowa¬ dzany z dolu do przestrzeni pomiedzy krzepnacym odlewem i scianka kokili, je¬ dnak moze byc on równiez doprowadza¬ ny lub odprowadzany przez specjalne przewody na rysunku pominiete. Oprócs tego nastepuje dalsze bezposrednie chlo¬ dzenie odlewu pod kokila i w chlodnicy k i posrednie chlodzenie wzdluz zewnetrz¬ nych scianek oraz w górnej czesci chlod¬ nicy. W tym przypadku scianka kokjli sluzy równiez i do odprowadzania ciepla, — 3 —a jednoczesnie cienka warstwa czynnika chlodzacego miedzy odlewem i scianka ko¬ kili jest chlodzona w celu zapobiezenia jej parowaniu, W pewnych poszczególnych przypad¬ kach doprowadzanie czynnika chlodzace¬ go powinno odbywac sie z góry i z dolu kokili, przy czym w celu równomiernego doprowadzania czynnika chlodzacego ko- kila w" dolnej czesci powinna byc wykona¬ na jak w przykladzie wedlug fig, 3. W tym przypadku czynnik chlodzacy powinien byc równiez doprowadzany (wzglednie odprowadzany) stale ponad powierzchnie cieklego metalu, co mozna uskuteczniac za pomoca odpowiednich przewodów do¬ plywowych i odplywowych n i p (fig. 1).Gdy czynnik chlodzacy (dzialajacy bezposrednio na odlew) ma byc doprowa¬ dzany pod cisnieniem, np. przy sposobie odlewania pod cisnieniem, to wówczas po¬ winien on byc doprowadzany i odprowa¬ dzany tak, aby stale pozostawal pod zada¬ nym cisnieniem, które wtedy dziala odpo¬ wiednio i na skrzeply odlew, poniewaz od¬ lew jest calkowicie otoczony czynnikiem chlodzacym. W tym przypadku stosuje' sie urzadzenie wedlug fig. 4, zaopatrzone w górnej czesci kokili w szczelna oslone l.Oczywiscie jest rzecza konieczna, aby od¬ lewany metal byl doprowadzany pod ta¬ kim samym cisnieniem, co i czynnik chlo¬ dzacy. Podczas pracy pod cisnieniem dol¬ na czesc kokili powinna byc zaopatrzona w takie zamkniecie, aby mozna bylo w niej stale utrzymywac zadane cisnienie.W tym celu stosuje sie, najlepiej, dlaw- nice lub podobne narzady.Fig. 5 przedstawia kokile, posiadajaca otwory z, ulatwiajace dzialanie czynnika chlodzacego bezposrednio na skrzepniety odlew.Kbkila wedlug przedstawionych przy¬ kladów wykonania prócz chlodnicy h mo¬ ze posiadac specjalne urzadzenie chlodni¬ cze s i przewody /, sluzace do dodatkowe¬ go chlodzenia odlewanego metalu. Najle¬ piej jest, gdy urzadzenia takie znajduja sie w miejscach kokili, w których chlodzenie odlewu jest szczególnie potrzebne, np. w ipoblizu cieklej górnej czesci odlewu. Do chlodnicy h i do urzadzenia s mozna do¬ prowadzac te same lub rózne czynniki chlodzace oraz pod jednakowym lub róz¬ nym cisnieniem. Na przyklad doi chlodni¬ cy h mozna doprowadzac w sposób znany wode obiegowa, natomiast przez przewo¬ dy l mozna doprowadzac pod cisnieniem wode chlodzaca, która jest natryskiwana na scianki kokili.Szybkosc krzepniecia wytwarzanego odlewu moze byc regulowana zaleznie od temperatury stosowanego czynnika chlo¬ dzacego. Czynnikiem chlodzacym o zada¬ nej temperaturze moga byc: woda (czystaf twarda lub miekka), roztwory koloidalne,, roztwory soli, kwasy, zasady, ciecze nasy¬ cone gazami lub inne podobne czynniki chlodzace. Jako czynnik chlodzacy nale¬ zy tu rozumiec wszelka substancje, która posiada nizsza temperature od temperatu¬ ry odlewanego metalu. Wobec tego np. olej ogrzany do okolo 500° C moze byc traktowany jako czynnik chlodzacy, gdy stosuje sie go np. przy odlewaniu mosia¬ dzu o temperaturze topnienia 1 000° C, jak równiez woda ogrzana do 90° C moze byc zastosowana jako czynnik chlodzacy przy odlewaniu stopów aluminiowych o tempe¬ raturze topnienia 640° C. PL

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób ciaglego odlewania pretów lub plyt wzglednie bloków metalowych przy zastosowaniu bezposredniego chlo¬ dzenia odlewanego materialu w regulowa¬ nej temperaturze odlewania, znamienny tym, ze czynnik chlodzacy doprowadza sie do kokili tak, aby stale otaczal krzepnaca i (albo) skrzepla czesc odlewu chlodzac — 4 -i chroniac bezposrednio ciekla czesc od¬ lewu. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ciekly czynnik chlodzacy dopro¬ wadza sie bezposrednio na powierzchnie cieklej czesci odlewu, 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czynnik chlodzacy doprowadza sie do kokili odlewniczej pod cisnieniem. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3f zna¬ mienny tym, ze czynnik chlodzacy dopro¬ wadza sie do kokili od góry na powierzch¬ nie cieklego metalu i odprowadza sie w dól przez przestrzen miedzy scianka for¬ my i odlewem. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tym, ze czynnik chlodzacy dopro¬ wadza sie od dolu przez przestrzen mie¬ dzy scianka kokili i odlewu do góry ponad ciekla czesc odlewu. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze odlew chlodzi sie dodat¬ kowo przy dolnym koncu wyjsciowym kokili za pomoca osobno doprowadzanej cieczy chlodzacej. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 —6, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie czynnik chlo¬ dzacy o takim skladzie chemicznym i do¬ prowadza sie go w ten sposób, aby wywo¬ lac przebieg reakcji z odlewanym meta¬ lem, np. powodujacych tworzenie sie no¬ wych zwiazków chemicznych lub stopów. 8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie temperature odlewania wyzsza tylko o 50a C od tempe¬ ratury topnienia odlewanego; metalu. 9. Urzadzenie do wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 1 — 8, znamienne tym, ze chlodnica (h) jest zaopatrzona dodat¬ kowo w urzadzenie chlodnicze (s)+ sluza¬ ce do doprowadzania czynnika chlodzace¬ go pod podwyzszonym cisnieniem. 10. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 9, znamienna tym, ze chlodnica fhj posia¬ da dlugosc wieksza od dlugosci kokili od¬ lewniczej. 11. Urzadzenie wedlug zastrz. 9—10, znamienne tym, ze scianki kokili (i) posia¬ daja szczeliny lub otwory (z) umozliwiaja¬ ce bezposrednie dzialanie czynnika chlo¬ dzacego na odlew. Siegfried Junghans Zastepca: M. Skrzypkowski rzecznik patentowy Staatsdruckerei Warschau — Nr.

1.2146/43.Do opisu patentowego Nr 31547 JFz&

2. W -X k K 3t k iv =ptl -Fzp:

3. *&*. 0 0 DOI] 0 0 7v PL