Pierwszenstwo: 03.VI.1966 Francja Opublikowano: 29.XI.1969 58665 KI. 31 b2, 37/00 MKP B 22 d ./ « UKD 621.746. 37/ 00 Wlasciciel patentu: Centre de Recherches de Pont-a-Mousson, Pont-a- Mousson (Francja) Urzadzenie wstrzasowe kadzi odlewniczej, oraz kadz stosowana do tego urzadzenia Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie wstrza¬ sowe kadzi odlewniczej, oraz kadz odlewnicza stosowana do tego urzadzenia, pozwalajaca na prowadzenie procesów metalurgicznych w cieklym zeliwie, na przyklad procesu odsiarczania w wa¬ runkach sprzyjajacych przebiegowi reakcji meta¬ lurgicznych.Znane kadzie wstrzasowe poddawane sa rucho¬ wi drgajacemu lub ruchowi wahadlowemu, co po¬ woduje wzburzenie cieklej kapieli i zapewnia mieszanie cieklego zeliwa z wprowadzonymi sub¬ stancjami reagujacymi lub dodatkami stopowymi.Kadzie te sa w zasadzie odkryte, przez co oddaja duzo ciepla do otoczenia.Urzadzenia wstrzasowe do tych kadzi sklada¬ ja sie z silnika elektrycznego i walka napedzane¬ go tym silnikiem, zaopatrzonego w krzywki lub kulaki powodujace wstrzasywanie kadzi, lub skla¬ daja sie z silownika sprzezonego z dzwignia wy¬ wolujaca ruchy wahadlowe. Urzadzenia te zawie¬ raja ponadto amortyzatory i zderzaki sprezynowe lub gumowe. Przedmiotem wynalazku jest urza¬ dzenie wstrzasowe kadzi odlewniczej, wywoluja¬ ce ruchy posuwisto-zwrotne tej kadzi odlewniczej oraz kadz odlewnicza stosowana do tego urzadze¬ nia.Urzadzenie wstrzasowe kadzi odlewniczej wed¬ lug wynalazku posiada tor rolkowy i boczne pro¬ wadnice rolkowe znajdujace sie po obu stronach tego toru dla wzdluznego prowadzenia kadzi za 20 25 30 pomoca silownika pneumatycznego podwójnego dzialania. Zawiera ono na obu koncach toru zde¬ rzaki, z amortyzatorami przytwierdzone do pod¬ stawy, na której znajduje sie tor.Kadz wstrzasowa wedlug wynalazku jest kadzia zamknieta, której przestrzen wsadowa stanowi jak¬ by wydrazenie w ogniotrwalej, foremnej, równo- leglosciennej bryle, obudowanej zewnatrz blacha.Wyposazona jest ona w kanal wylewowy i otwór do napelniania, zamkniety szczelnie pokrywa.Ksztalt przestrzeni wsadowej, jak i usytuowanie scianek wzgledem ruchu przesuwu kadzi, jest cha¬ rakterystyczny z uwagi na rodzaj ruchu, jakiemu jest poddawana kadz w celu wzburzenia w niej cieklej kapieli.W pionowym przekroju wzdluznym, przestrzen wsadowa ma ksztalt wydluzonej elipsy, a w pio¬ nowym przekroju poprzecznym ma ksztalt zblizo¬ ny do beczki posiadajacej w osi symetrii wklesle zaokraglone scianki, przechodzace w zaokraglone sklepienie i dno. Kadz ta polaczona jest z urza¬ dzeniem wedlug wynalazku, umozliwiajacym na¬ dawanie kadzi ruchu posuwisto-zwrotnego w kie¬ runku prostopadlym do jej osi symetrii.Urzadzenie wstrzasowe kadzi odlewniczej i kadz odlewnicza wedlug wynalazku sa przedstawione w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pionowy przekrój podluzny urzadzenia wstrzasowego i ustawionej na nim kadzi odlewniczej, a fig. 2 — pionowy przekrój 5866558665 3 poprzeczny tego urzadzenia i kadzi odlewniczej wzdluz linii 2-2, pokazanej na fig. 1.Urzadzenie wstrzasowe wedlug wynalazku jest umieszczone na podstawie B i zawiera poziomy tor rolkowy 10 do przemieszczania na nim ka¬ dzi P. Na podstawie B po obu stronach poziome¬ go toru rolkowego 10 sa zamocowane pionowe prowadnice rolkowe 11 dla wzdluznego przemiesz¬ czania kadzi. Na koncach toru rolkowego 10 sa umieszczone i przytwierdzone do podstawy B zde¬ rzaki 12 z amortyzatorami 13.Na podstawie B umieszczony jest równiez si¬ lownik pneumatyczny podwójnego dzialania Y o osi tloczyska poziomej Z-Z równoleglej do osi toru rolkowego. 10. Cylinder silownika V jest zamo¬ cowany w elastycznym wsporniku, skladajacym sie z plytki 14, umieszczonej miedzy gumowymi amortyzatorami 15 w ilosci na przyklad czterech par, z których tylko dwie sa pokazane na rysunku (fig. 1). Amortyzatory gumowe 15 sa umocowane do sztywnego stojaka 16, zamocowanego do pod¬ stawy B. Koniec tloczyska silownika V jest po¬ laczony z uchwytem kadzi P, znajdujacym sie na przedluzeniu osi Z-Z tloczyska, za posrednictwem przegubu 17.Kadz odlewnicza wedlug wynalazku stosowana do urzadzenia wstrzasowego wedlug wynalazku posiada zamknieta przestrzen wsadowa zblizona ksztaltem do beczki o osi poprzecznej x-x ogra¬ niczona ogniotrwalym wylozeniem. 1. Ksztalt ten ma na celu ulatwienie mieszania cieklego zeliwa.Przestrzen wewnetrzna kadzi w pionowym prze¬ kroju wzdluznym ma ksztalt mniej lub bardziej wydluzonej elipsy odpowiednio do ksztaltu wkles¬ lych, zaokraglonych scianek 2, symetrycznych wzgledem osi x-x, których przedluzenie tworzy zaokraglone sklepienie 2a- i dno 2b.W pionowym przekroju poprzecznym (fig. 2) wnetrze kadzi posiada scianki wzdluzne 3 syme¬ tryczne wzgledem wzdluznej osi symetrii Y-Y o wkleslym lukowym profilu oraz plaskie scian¬ ki 4, górna i dolna, równolegle do osi x-x. Kadz P jest wyposazona w kanal wylewowy 5 i otwór do napelniania 6, zamkniety szczelnie pokrywa. 7.Kadz ta posiada uchwyt z trawersa 8 do pod¬ noszenia kadzi za pomoca urzadzenia dzwigowego i mechanizm przechylowy napedzany kolem 9 do przechylania kadzi w celu wylania zawartosci po¬ przez kanal 5. Jest ona umieszczona zgodnie z wynalazkiem na torze rolkowym 10 urzadzenia wstrzasowego wyzej opisanego w ten sposób, ze jej os symetrii x-x jest poprzeczna w stosunku do tego toru. Tale wiec plaszczyzna kadzi wedlug pionowego przekroju wzdluznego (fig. 1) jest rów¬ nolegla do kierunku przemieszczania sie kadzi.Urzadzenie wedlug wynalazku dziala w sposób nastepujacy: Po wprowadzeniu do kadzi przez otwór 6 cieklego zeliwa i substancji reagujacej, majacej na przyklad postac proszku, pokrywa 7 zostaje szczelnie zamknieta.Do silownika V zostaje doprowadzone sprezone powietrze przy pomocy znanego zaworu rozrzad- czego, zapewniajacego dwustronny, zwrotny ruch tloczyska silownika. Kadz P zostaje wprowadzona w ruch posuwisto-zwrotny miedzy zderzakami 12, wyposazonymi w amortyzatory 13. Przy koncu kazdego przesuwu, predkosc kadzi zostaje gwal- townie zahamowana przez elastyczne zderzaki 12 i przez scisniecie powietrza w cylindrze silowni¬ ka V.Nastepnie kadz zmienia bez gwaltownego ude¬ rzenia kierunek ruchu na przeciwny dzieki dzia¬ laniu zderzaków 12 z amortyzatorami 13 oraz dzia¬ laniu sprezonego powietrza w silowniku V. W trakcie ruchu posuwisto-zwrotnego kadzi, przebie¬ gajacego bez gwaltownych wstrzasów przy koncu kazdego suwu, ciekle zeliwo w niej zawarte pod- 15 dane zostaje silnemu mieszaniu, przy czym dzieki zaokraglonemu ksztaltowi scianek 2, ciekla kapiel przemieszcza sie zgodnie z kierunkiem wskaza¬ nym strzalkami podnoszac sie wzdluz scianek az do sklepienia 2a i opadajac duzymi falami, które 20 sie spotykaja i uderzaja o siebie. W ten sposób uzyskuje sie intensywne mieszanie sproszkowane¬ go dodatku z cieklym zeliwem, do którego zostal on wprowadzony.Po bardzo krótkim czasie, nie przekraczajacym 25 kilku minut, ruch zwrotny kadzi zostaje zatrzy¬ many, na przyklad przez wypuszczenie powietrza z silownika V. Kadz P moze byc teraz podniesio¬ na i przechylona w celu natychmiastowego zala¬ nia form, które powinny sie znajdowac jak naj- 30 blizej urzadzenia.Urzadzenie i kadz odlewnicza wedlug wynalazku posiadaja liczne zalety. Dzieki wydluzonemu i zaokraglonemu ksztaltowi wnetrze kadzi, wylo¬ zone materialem ogniotrwalym 1, to jest dzieki zaokraglonym sciankom 2, tworzacym w przekro¬ ju wraz z dnem i sklepieniem wydluzony ksztalt o osi symetrii, prostopadlej do kierunku prze¬ mieszczania sie kadzi to znaczy do osi Z-Z tlo¬ czyska silownika V, w polaczeniu z wstrzasaniem w obu kierunkach oraz dzieki elastycznym zde¬ rzakom 12, zaopatrzonym w amortyzatory 13, cie¬ kle zeliwo, wznoszac sie wzdluz zaokraglonych scianek 2 i opadajac duzymi falami spotykajacymi 45 sie ze soba i uderzajacymi o siebie, podlega in¬ tensywnemu mieszaniu z substancja metalurgicz¬ nie czynna, co daje w efekcie duza sprawnosc procesu metalurgicznego, a wymagana reakcja me¬ talurgiczna jest prawie zupelna. 50 Obok duzej sprawnosci przebiegu reakcji meta¬ lurgicznej, takie polaczenie uksztaltowania kadzi ze wstrzasaniem w obu kierunkach i amortyzacja tych wstrzasów, zapewnia równiez duza szybkosc przebiegu procesu, który nie trwa dluzej niz kil¬ ka minut. Dalsza zaleta jest to, ze spadek tempe¬ ratury w czasie procesu jest bardzo maly ze wzgledu na bardzo krótki czas jego trwania.Czas ten jest wiecej, niz dwukrotnie zreduko- 60 wany dzieki prawie zupelnemu zamknieciu kadzi, za wyjatkiem kanalu wylewowego 5, który laczy wnetrze kadzi z atmosfera. W zwiazku z tym zmniejsza sie do minimum powierzchnia oddawa¬ nia ciepla. 65 Jak wiadomo, lukowy ksztalt scianek 3 w prze- 35 5558665 kroju poprzecznym jest korzystny ze wzgledu na mniejsze zuzycie wykladziny ogniotrwalej 1 przy przechylaniu kadzi P w celu wylania z niej zeli¬ wa poprzez kanal 5.Z kadzi wedlug wynalazku moze byc natych¬ miast dostarczony metal dla formierni tuz po za¬ konczeniu procesu tak, ze praktycznie czas pomie¬ dzy zakonczeniem procesu metalurgicznego, a roz¬ poczeciem zalewania jest bardzo krótki i nie po¬ woduje spadku temperatury zeliwa.Wreszcie urzadzenie wstrzasowe dla kadzi od¬ znacza sie duza prostota i wytrzymaloscia. Urza¬ dzenie to nie zawiera zadnych elementów trud¬ nych w obsludze i nadaje sie szczególnie do za¬ stosowania w odlewniach ze wzgledu na absolutna pewnosc dzialania.Kadz odlewnicza wedlug wynalazku o zawarto¬ sci 250 kg zeliwa uzyta do odsiarczania zeliwa przy pomocy sproszkowanego wapna lub wegla¬ nu wapnia, byla poddana wstrzasaniu za pomoca urzadzenia wedlug wynalazku przy zastosowaniu ruchu posuwisto-zwrotnego z szybkoscia okolo trzydziestu skoków na minute. Pelna droga jed¬ nego skoku (w obie strony) wynosila kolo 0,5 m.Na poczatku zawartosc siarki w zeliwie wytopio¬ nym w zelawiaku o wylozeniu kwasnym wynosi¬ la 0,l°/o. Temperatura zeliwa wynosila 1450°C. Po dwóch i pól minucie trwania procesti zawartosc siarki spadla do 0,008%. Dodatek weglanu wap¬ nia wynosil jedynie 1,5% wagowo, a sprawnosc. reakcji wyniosla powyzej 90Vo. Spadek maksymal¬ ny temperatury od momentu napelnienia kadzi zeliwem do momentu przelania zeliwa do drugiej kadzi wyniósl 60°C.Dla porównania, odsiarczanie znanym sposobem, jak na przyklad przez przedmuchiwanie, przy uzy¬ ciu tej samej ilosci zeliwa trwalo cztery do pieciu minut, wymagalo uzycia 2% wagowo weglanu wapnia, dalo sprawnosc maksymalna 80% i spo¬ wodowalo spadek temperatury zeliwa o 80°C. Sa to rezultaty mniej korzystne, niz przy zastosowa¬ niu urzadzenia wedlug wynalazku. Ponadto sprzet uzyty w tym procesie wykazuje wspomniane juz wady, a mianowicie latwosc uszkodzenia, brak pewnosci dzialania i zbyt wysokie koszty.Oczywiscie, wynalazek nie jest ograniczony tyl¬ ko do przedstawionej i opisanej, jedynie tytulem 10 15 6 przykladu, konstrukcji. Jest jasne, ze silownik pneumatyczny V moze byc zastapiony urzadze¬ niem mechanicznym takim, jak zebatka lub wal korbowy. Zawsze jednak ze strata korzystnej amortyzacji pneumatycznej przy koncu kazdego suwii. Zderzaki 12 i amortyzatory sprezynowe 13 moga byc równiez zastapione amortyzatorami pneumatycznymi lub hydraulicznymi, zapewniaja¬ cymi lepsza amortyzacje. Wylozenie ogniotrwale 1 kadzi moze takze miec ksztalt eliptyczny lub inny wydluzony ze sciankami zaokraglonymi w ce¬ lu uzyskania w czasie wstrzasów podnoszenia sie i opadania zeliwa falami. PL