PL9695B1 - Sposób i urzadzenie do odlewania. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu i urzadze¬ nia do wykonywania odlewów metalowych, a w szczególnosci polega na dodawaniu, podczas splywania roztopionego metalu z lejnicy lub innego urzadzenia do formy, zmieniajacych metal ten srodków, jak np. manganu, chromu, wanadu lub wegla.Sposób nadaje sie specjalnie do wy¬ twarzania odlewów stalowych z zawarto¬ scia manganu. Mozna go jednak z pozyt¬ kiem stosowac i do wytwarzania odlewów z innych metali.Praktyka poucza, ze zadawalajace po¬ laczenie manganu ze stopiona stala w tyglu napotyka na powazne trudnosci. Na¬ stepnie okazalo sie, ze jest nadzwyczaj trudno domieszac mangan do stali w ta¬ kim stosunku, aby otrzymac produkt o po¬ zadanych wlasnosciach, gdyz wlasnosci te zaleza w stopniu nader wysokim od za¬ stosowanego stosunku, co sie poniekad tlu¬ maczy latwem utlenianiem sie manganu.W pewnych przypadkach, jak np, przy odlewaniu kól wagonowych, jest nadzwy¬ czaj korzystnem stopniowe obnizanie za¬ wartosci domieszki manganu od obwodu kola do jego srodka.Byloby to niemozliwe przy dodawaniu manganu juz w tyglu. Z tego- i z innych powodów czyniono próby dodawania man¬ ganu w stanie sproszkowanym do stali, plynacej z lejnicy do formy. Okazalo sie przytem, ze dla osiagniecia przy tym spo¬ sobie zadowalajacych rezultatów nalezy nadzwyczaj starannie kontrolowac szyb¬ kosc ruchu nietylko stali, ale i manganu.Wynalazek niniejszy obejmuje urza¬ dzenie i sposób doprowadzania sproszko-wanego manganu do plynacej stali, przy dokladnie zgóry oznaczonych i wyregulo¬ wanych szybkosciach, dzieki czemu odlew zyskuje sklad nietylko jednolity albo stop¬ niowany bez gniazd manganu i jednako¬ wy w kazdym odlewie.PrzedewBzystkiem jest rzecza nadzwy¬ czaj wazna, by ilosci stali i czynnika zmie¬ niajacego pozostawaly w kazdym momen¬ cie w pozadanym stosunku* Równiez jest rzecza wazna, aby czynnik zmieniajacy zo¬ stal gruntownie zmieszany ze stopiona sta¬ la. Dla osiagniecia pierwszego celu spu¬ szczamy stal pod stalem cisnieniem (ze stalej wysokosci) spuszczania jej przez brzegi lejnicy, poniewaz w tym ostatnim przypadku drobna zmiana kata pochyle¬ nia lejnicy pociagalaby za soba duza zmia¬ ne w ilosci metalu, splywajacego przez brzegi. Jezeli metal wyplywa z otworu w dnie lejnicy, to zmienia sie szybkosc wy¬ plywu ze zmiana zwierciadla metalu.Skoro przeto sproszkowany mangan przybywa z szybkoscia stala, to zmienia sie stosunek ilosciowy jego do naplywaja¬ cej do formy stali.W mysl wynalazku miedzy lejnica i forma ustawia sie przyrzad zwezajacy (lej), w którym wlasciwie wysokosc sto¬ pionej stali pozostaje prawie równa, dzie¬ ki czemu stal ta naplywa do formy z szybkoscia jednostajna.Jednostajny, mówiac praktycznie, przy¬ plyw sproszkowanego manganu do wstrzy¬ kiwania w strumien roztopionej stali osia¬ gamy przez, zastosowanie sprezonego po¬ wietrza o równem cisnieniu. Zapewnia to jednostajnosc strumienia i lepsze przeni¬ kanie roztopionego metalu oraz pozwala latwo zmieniac stosunek manganu do stali zarówno przed procesem odlewania, jak i podczas tegoz.Stosownie do mniejszego lub wieksze¬ go dodatku manganu otrzymujemy stal bardziej miekka i ciagla lub twardsza lecz krucha. Przy uzyciu formy obrotowej i przy stopniowem zmniejszeniu stosunku dodawanego manganu mozna odlac kolo wagonowe o powierzchni biegowej twar¬ dej i odpornej i kadlubie coraz to ku srod¬ kowi miekszym; ewentualnie czesc srod¬ kowa moze zupelnie nie zawierac manga¬ nu, dzieki czemu kola te staja sie ciaglej- sze, co znacznie zmniejsza niebezpieczen¬ stwo pekniecia.Odlane wedlug wynalazku kolo wago¬ nowe posiada w czesci obreczowej 0,26 % do 0,45% wegla i 1,25% do 2,50% manganu.Znaczniejszy dodatek wegla czyni stal krucha i latwiej podlegajaca pekaniu.Jezeli wegiel i mangan beda domieszane w stosunku wskazanym, to otrzymamy obrecz stalowa twarda, ciagliwa i zwar¬ ta.Tarcza i piasta kola sporzadzaja sie ze stali, zawierajacej mniejszy odsetek wegla i manganu, co daje stal mieksza o wytrzymalosci na rozciaganie mniejszej, lecz za to o ciagliwosci wiekszej. Po odla¬ niu obrecz mozna jeszcze hartowac jakim¬ kolwiek ze znanych sposobów. Sklad che¬ miczny obreczy pozwala hartowac ja w stopniu bardzo wysokim. Kolo tak wyko¬ nane jest wskutek swej wytrzymalej i cia- gliwej czesci srodkowej równiez mocne, jak znacznie drozsze kola stalowe. Wla¬ snosci czesci zewnetrznej gwarantuja trwalosc kola, dluzsza od kól dotychcza¬ sowych. Nowe kola sa lepsze od kól o ob¬ reczach naciaganych lub przypawanych, a równiez i od kól hartowanych na obwo¬ dzie po powierzchni cementowaniem, ob¬ recze bowiem naciagane lub przypawane kosztuja drozej, wskutek obróbki maszy¬ nowej, pomijajac juz, ze spojenie nigdy doskonalem byc nie moze.Cementowanie hartuje cienka tylko warstwe, która latwo peka i wkrótce sie zuzywa. Wedlug nowego sposobu tarcza i czesc srednia kola stanowia calosc jedno- — 2 —lita, a twardej obreczy mozemy nadac moc dowolna.Zapomoca zwezonego leju osiaga sie nietylko jednostajna szybkosc przeplywu, ale takze jednostajny slup roztopionego metalu, co zawdzieczamy tej okolicznosci, ze wysokosc roztopionej stali w leju jest stosunkowo niewielka, rozpryskiwanie jest zupelnie male i stal wyplywa w postaci Stalego slupa. Roztopiony metal z kopula- ka lub lejndcy zdradza daznosc wyplywa¬ nia nierównomiernym strumieniem i w for¬ mie pustego stozka, a nie pelnego slupa.Wskutek tego powstaje trudnosc nietylko domieszania w stosunku wlasciwym czyn¬ nika modyfikujacego, leciz i wogóle grun¬ townego zmieszania manganu z metalem plynnym we wszystkich jego czesciach.Ksztalt wyplywajacego z otworu strumie¬ nia zalezy w wysokim stopniu od cisnie¬ nia, jakiemu plyn podlega. Napiecie po¬ wierzchniowe plynu utrzymuje metal w stanie stalym, regularnym i niezmiennym i dlatego sila wytlaczajaca metal z otworu nie powinna byc izbyt znaczna, inaczej bo¬ wiem róznica szybkosci róznych czastek plynnego slupa podczas przejscia przez otwór staje sie wieksza i przewaza dziala¬ nie napiecia powierzchniowego, wskutek czego nastepuje rozpryskiwanie. Inniemi slowy, jezeli szybkosc, z jaka metal wy¬ plywa, jest zbyt znaczna, to energja kine¬ tyczna róznych czasteczek strumienia przewyzsza napiecie powierzchniowe, wskutek czego od strumienia glównego oddzielaja sie krople plynu, co wywoluje rozpryskiwanie. Przy zastosowaniu nato¬ miast leju, wysokosc z jakiej plyn zen wy¬ plywa, jest stosunkowo bardzo nieznaczna, wobec czego napiecie powierzchniowe,, w porównaniu z innemi silami dzialajacemi na czasteczki metalu, jest dostatecznie znaczne, aby strumien meitalu uksztalto¬ wac w iforme regularnego slupa.Wytworzenie stalego slupa stopione¬ go metalu zapomoca lejiu sluzy wlasciwie do tego, aby otrzymac moznosc jed¬ nostajnego mieszania stali z manganem.W tym moca powietrza sprezonego naprzeciw strumienia stali,. a ze ten posiada postac regularni i stala, to dysza moze byc spla¬ szczona, tak ze strumien manganowy roz¬ szerza sie prawie do promienia strumienia stali. Jezeli koniec dyszy obnizyc, to inkn- gan uderza o plynacy strumien stali w kie¬ runku pfadu, co daje dokladniejsze mie¬ szanie i laczenie ze stopionym metalem, jednoczesnie czynnik dodatkowy (mangin) nie zbiera sie w grudki i nie pozostaje na powierzchni strumienia, gdzie podlegalby dzialaniu powietrza.Poniewaz szybkosc wyplywajacego ze zwezonego leju strumienia stali jest znacznie mniejsza od szybkosci strumienia wyplywajacego z lejnicy, okolicznosc ta u- latwia wstrzykiwanie manganu.Korzysc, jaka zapewnia moznosc kon¬ troli szybkosci stali i manganu, Oraz ozna¬ czenia zgóry ilosci mangami, bylaby jed¬ nak najczesciej iluzoryczna, o ileby ruch obu czesci skladowych nie rozpoczynal sie jednoczesnie. Zachodzi to mianowicie w przypadku odlewu kól wagonowych iw for¬ mach metalowych rotacyjnyoh. Sila od¬ srodkowa odrzuca naplywajacy do formy metal nazewnatrz i formuje powierzchnie toczna kola. Sposób zuzycia kola zalezy od skladu rzeczonej powierzchni, skoro przeto metal ja formujacy posiada sklad niewlasciwy, to cale kolo okaze sie bra¬ kiem.Poniewaz forma jest chlodna, wiec me¬ tal, który wszedl do niej najpierw, okazuje mala sklonnosc do mieszania sie z meta* lem naplywajacym pózniej, co szczególnie wyraziscie zachodzi w farmach metalo¬ wych, z których cieplo uchodzi znacznie predzej niz z formy piaskowej. Dalsza ce¬ cha nowego sposobu polega nastepnie na ._ 3 -jednoczesnem rozpoczeciu ruchu roztopio¬ nego metalu oraz sproszkowanego manga¬ nu, co zapewnia wprowadzonemu do for¬ my metalowi sklad scisle pozadany* Urzadzenie do wykonania sposobu po¬ dlug wynalazku uwidocznia, jako przyklad, rysunek.Fig. 1 przedstawia cale urzadzenie, fig, zas 2—widok zgóry niektórych czesci te¬ goz, i ; ; Forma 111 która moze byc jedna z form szeregu, miesci sie w zaglebieniu lub gniez¬ dzie 10 na obracajacym sie stole 12. Ten ostatni spoczywa na wale 13, na którym miesci sie kolo 14, napedzane przez tryb 15. W srodku skrzynki formierskiej górnej 16 jest wykonany otwór odlewnicy 17, wylozony materjalem ogniotrwalym 17a.Pod otworem w. dnie lejnicy 23 znajduje sie zwezony lej (stozkowy) 19, czesciowo zamkniety u dolu dysza 20 z mater jalu o- gniotrwalego. Dysze te mozna wymieniac stosownie do. potrzeby. Dla ustawienia le¬ ju imd srodkiem otworu 17, albo przesu- nieca go od jednej formy do drugiej, mon¬ tuje sie ja na wagoniku, skladajacym sie z loza 22,, spoczywajacego na wale 24 i z biegnacych po szynach 26 kól 25. Konce zewnetrzne szyn 26 spoczywaja na plytach 27 i 28, które, ze swej strony biegna po szy¬ nach 29 i 30 po przeciwleglych stronach formy 11.Przyrzad do doprowadzenia sproszko¬ wanego manganu lub innego skladnika zmieniajacego sklada sie z pionowego zbiornika 32 na sproszkowany materjal, bocznego przedluzenia jego 33, dyszy 34, skierowanej wytryskiem nieco ku dolowi, i z rurki 36, polaczonej z ustawionym pod rezerwuarem 32 zbiornikiem sprezonego powietrza lub tym podobnych.Wobec tego ssany ze zbiornika 32 sklad¬ nik modyfikujacy zostaje wtloczony w strumien metalu. Jak sie okazalo w prak¬ tyce, najlepszy rezultat otrzymuje sie przy zastosowaniu cisnienia 4 do 9 kg/cm2, gdyz przy cisnieniu w tych granicach zachodzi przetlaczanie manganu przez powierzchnie strumienia, bez ujemnych wyników, jakie moglyby powstawac przy zastosowaniu pradu o cisnieniu wyzszem. Dla kontroli strumienia powietrza, a zatem i skladni¬ ka sproszkowanego, w rurce 36 miesci sie zawór 37, uruchomiany dzwignia 38.Dla zamkniecia otworu 40 lejiu, skoro metal osiagnie poziom 41 i zapewni wlasci¬ we cisnienie do uzyskania wyplywu metalu w ksztalcie ciaglego slupa, stosuje sie ka¬ walek ogniotrwalego kamienia 4/a albo in¬ nego ogniotrwalego materjalu. Kamien ten 41a miesci sie we wsporniku 42, umieszczo¬ nym na koncu przesuwajacej sie zerdziny 43, spoczywajacej w czesciach 22 i 28 wa¬ goniku. Kamien styka sie z otworem 40 pod dzialaniem sprezyny 44, umieszczo¬ nej miedzy plytami 45 i 46 i scisnietej przy pomocy sworznia 47. Zerdzina 43 posiada ramie 48 z tkwiacym w niem sworzniem 49, stykajacym sie z rozdwojonym koncem 39 dzwigni 38. Ruch zerdziny 43 na prawo o- twiera otwór 40 i zawór 37 jednoczesnie, dzieki czemu rozpoczyna sie jednoczesnie wyplyw metalu w postaci slupa i wstrzy¬ kiwanie sproszkowanego skladnika* For¬ ma 11 sklada sie z konstrukcji metalowej, co zapobiega powstawaniu niedokladnosci w odlewie, pochodzacych od gazów, wy¬ wiazujacych sie w formach piaskowych, o- raz nieszczesliwym wypadkom, jakie sie zdarzaja przy poslugiwaniu sie formami piaskowemi. Dalej przy uzyciu formy me¬ talowej zamiast z piasku, oziebienie roz¬ dziela sie dokladnie, a poniewaz forma jest trwala, mozna wiec prowadzic odlewanie kól metoda ciagla.Forma sklada sie z czesci wierzchniej 50, dolnej 51 oraz srodkowej 52. Ta ostat¬ nia moze byc zwiazana z czescia górna 50, aby przy zdejmowaniu tej ostatniej przy pomocy czopów 54 podnosila sie równiez ^ 4 —i czesc srednia. Najlepiej gdy czesc sred¬ nia formy jest wymienna, Aby uniknac formowania sie slabych miejsc na powierzchni tocznej 55 kola, linje podzialu 56 miedzy czescia górna 50 i czescia srodkowa 52, jak równiez linje rozdzialu 57 miedzy czescia srodkowa i czescia dolna oddala sJe od powierzchni tocznej, a mianowicie pierwsza pochyla sie naprzeciw tego miejsca, gdzie tarcza 57 w stosunku do piasty zaczyna byc stozkowa, a ostatnia do kryzy kola. Czesc spodnia 51 formy jest zaopatrzona we wglebienie, w które siega koniec rdzenia 60.Chociaz wynalazek jest opisany w zwiazku ze szczególnemi materjalami dla tworzenia okreslonych przedmiotów w for¬ mach specjalnych jednakze nietylko spo¬ sób, ale i urzadzienie moga byc z korzyscia zastosowane i do innych celów. Opis daje tylko przyklad wykonania wynalazku, w danym przypadku konkretnym. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe. 1, Sposób wytwarzania odlewów me¬ talowych zapomoca mieszania metalu bez¬ posrednio przed wejsciem jego do formy ze skladnikiem zmieniajacym, znamienny tern, ze metal i skladnik ów mieszaja sie w stosunkach zgóry okreslonych, 2, Sposób wedlug zastrz, 1, znamien¬ ny tern, ze ruch metalu i skladnika zmie¬ niajacego rozpoczynaja sie jednoczesnie w stosunkach zgóry okreslonych, 3, Sposób wedlug zastrz, 1, znamien¬ ny tern, ze metal doprowadza sie do for¬ my w postaci jednostajnego mniej wiecej slupa roztopionego metalu, a element zmieniajacy wtlacza sie w slup ten w sto¬ sunkach zgóry okreslonych, 4, Sposób wedlug zastrz, 1, znamien¬ ny tern, ze strumien roztopionego metalu reguluje przyrzad tamujacy, wytwarzajac trwala jednostajna kolumne roztopionego metalu, 5, Sposób wedlug zastrz, 1, znamien¬ ny tern, ze forma obraca sie podczas odle¬ wania, 6, Sposób wedlug zastrz, 1, znamien¬ ny tern, ze metal i element zmieniajacy mieszaja sie w stopniowo sie zmieniajacych stosunkach, celem otrzymania odlewu o skladiziie stopniowanym, 7, Sposób wedlug zastrz, 6, znamien¬ ny tern, ze sklad odlewu zmienia sie od obwodu ku jego wnetrzu. 8, Urzadzenie do urzeczywistnienia sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze pomiedzy lejnica i forma miesci sie na¬ rzadzenie tamujace przeplyw, 9, Urzadzenie wedlug zastrz, 7, zna¬ mienne tern, ze otwór w dnie przyrzadu tamujacego, przez który metal splywa do formy, zamyka zwykle narzad zaworowy. 10, Urzadzenie do urzeczywistnienia sposobu wedlug zastrz, 2, znamienne tern, ze do regulowania przeplywu metalu ? skladnika zmieniajacego zastosowano za¬ wory sprzezone celem wspólnego ich uru¬ chomiania. James Carey Davis. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 9695, Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL