SE455274B - Forfarande och maskin for framstellning av metallgot - Google Patents

Description

'4ss 274 2 Genom att maskinens konstruktionsenheter är anordnade på det ovan beskrivna sättet får maskinen mindre höjd, vilket minskar det ferrostatiska trycket och vikten av anordningen för upprätthållande av detta tryck. Maskinen får emellertid mer komplicerad konstruktiv utformning och blir mer komplicerad att montera, justera och använda.

Bättre förfaranden och maskiner.för framställning av metallgöt utmärker sig av att utrustningen är anordnad horisontellt på centrum- axeln för maskinens processflöde.

Ett dylikt känt förfarande för framställning av metallgöt bygger på att man inmatar smält metall från en behållare i en hori- sontell kokills ena ändyta och kontinuerligt utdrar ett göt från ko- killens motsatta ändyta (jämför exempelvis den franska patentskriften 1 269 929, klass B 22d "Förfarande och anordning för stränggjutning av metall i en kyld kokill med horisontell ochlutande centrumaxel", 1961).

Maskinen för genomförande av detta kända förfarande innefat- tar en kokill, en behållare med en ledning för smält metall, mekanis- mer för bringande av kokillen i svängningsrörelse och vridning av kokillen tillsammans med götet och en götutdragningsmekanism, varvid samtliga konstruktionsenheter är anordnade på centrumaxeln för maski- nens processflöde. Ett dylikt anordnande av utrustningen gör det möjligt att minska maskinens höjd och vikt. När kokillen vrider sig tillsammans med götet (vilken vridning erfordras för att götkvalite- ten skall kunna förbättras), kan emellertid den täta tillslutningen mellan kokillen och metallupptagningsbehållaren rubbas.

För att förbättra processekonomin genom minskning av smält stålavfall kan maskinens konstruktionsenheter anordnas längs den lu- tande centrumaxeln för maskinens processflöde.

Dessutom är ett förfarande och en maskin för framställning av metallgöt kända, vid vilket förfarande man inmatar smält metall i en horisontell eller lutande, med en behållare för metall förbunden kokill och periodvis utdrar ett göt från den stationära kokillen (jämför exempelvis boken av Sladkoshteev V.T. m.fl. "Horisontella an- läggningar för stränggjutning av metaller och legeringar i Sovjet- unionen och utomlands", förlaget "Metallurgija", 1970. sid. 3-30).

Maskinen för genomförande av detta kända förfarande innefat- tar en kokill, en behållare med en ledning för smält metall, styrning- ar för ett göt och en götutdragningsmekanism, varvid samtliga konst- I 455 274 3 ruktionsenheter är anordnade på centrumaxeln för maskinens process- flöde, horisontellt eller i en liten vinkel (högst 200) mot horison- talen.

Med detta kända förfarande kan man emellertid icke framställa göt med hög ytkvalitet till följd av att ringformade gjutgrader bil- das i götskalet, vilket i sin tur beror på att den smälta metallen - samtidigt som den bringas i kontakt med det keramiska materialet i ledningen - börjar hårda vid ledningens ändyta under bildande av ett götskal, vars tjocklek är beroende av den totala utdragningsti- den och metallens temperatur och fysikaliska egenskaper. För att minska storleken av detta ytfel väljer man genom försök de process- tekniska götutdragningsparametrarna (dvs. hastigheten, temperaturen, tiden och förhållandet mellan utdragnings- och halttiden) på ett sådant sätt, att förloppet fortskrider funktionssäkert och götkvali- teten blir hög, vilket emellertid icke alltid kan uppnås. En av de huvudfaktorer, som minskar processfunktionssäkerheten och försämrar götkvaliteten, är sålunda förekomsten av gjutgrader vid götytan, vilka alltid uppträder när göten utdrages periodiskt.

Ett annat förfarande och en annan maskin för framställning av metallgöt är kända, vilket förfarande grundar sig på att man kon- tinuerligt inmatar smält metall i en kokill av grafit, som är utförd med en uppvärmd mottagningsdel och ett kylt hålrum, och kontinuerligt utdrar götet, varvid det kontinuerliga förloppet säkerställes genom att behållaren för metall, kokillen samt styranordningarna bringas att röra sig fram och åter (jämför exempelvis den ryska patentskrif- ten 140 176, klass 51 c 21, publicerad 1961). Detta kända förfarande och denna kända maskin gör det möjligt att framställa göt med hög ytkvalitet genom kontinuerlig inmatning av smflt metall och formning av göten, vilket bidrar till att eliminera att gjutgrader bildas vid götytan.

Genom att grafitkokillen uppvisar låg beständighet, när stål- göt framställes, är emellertid detta kända förfarande svårt att an- vända för masstillverkning av metallgöt.

Ett förfarande och en maskin för framställning av metallgöt är vidare kända, vilka utgör en utgångspunkt för förfarandet respek- tive maskinen enligt föreliggande uppfinning, varvid man vid detta kända förfarande växelvis eller kontinuerligt inmatar smält metall i en horisontellt anordnad kokill i riktning uppifrån nedåt och ut- drar göten åt motsatta håll från kokillens ändytor. 455 274. ' 'U Den för genomförande av detta kända förfarande avsedda maski- nen innefattar en horisontellt anordnad kokíll, en mekanism för bringande av denna i svängningsrörelse, en behållare med en ledning för metall, götutdragningsmekanismer och styrningar för dessa (jäm- för exempelvis den ryska patentskriften 869 QH6, klass B 22 D 11/lfl, publicerad 1981). Denna kända maskins kokill kan vara radiellt krökt eller böjd, rätlinjig eller kan bestå av två raka, med varandra i vinkel förbundna delar, medan mekanismen för bringande av kokil- len i svängningsrörelse och götutdragningsmekanismerna är hydrauliska.

Denna kända maskins behållare för smält metall är förbunden med kokillen genom ledningen, som är stationär i horisontalplanet och mynnar i den upptill öppna kokillens hålrum eller passerar genom ett i kokillens vägg upptaget hål, vars tvärsnittsyta är avsevärt större än ledningens tvärsnittsyta.

En dylik konstruktiv utformning av maskinen gör det möjligt att inmata smält metall från den stationära behållaren i kokillen, som är förflyttbar fram och åter medelst förflyttningsmekanismen, varvid metallen inmatas i kokillen vid ett ställe, som ligger under nivån för ytan av den smälta metallen i kokillen.

Det kända förfarandet och maskinen för dess genomförande omöj- liggör framställning av göt med hög kvalitet hos den övre skalytan, som formas under inverkan av vid metallytan i kokillen uppträdande vågförlopp och under betingelser vid vilka värmebortförseln från götet till kokillen utefter dess omkrets och längd är olikformig.

Dessutom åtföljs den olikformiga formningen av götskalet av att gö- tens tvärsnittsprofil förvränges samt att kontraktioner och andra fel bildas vid götytan.

Att ytan av den smälta metallen är belägen i kokillen leder dessutom till veckbildning vid den övre skalytan, i synnerhet när man använder en krökt, av raka partier sammansatt kokill, vars övre vägg med ytan av den smälta metallen bildar en spetsig vinkel, vid vilken ytan av den smälta metallen kyles och slagginneslutningar sam- las, när götskalet- formas. De framställda götens låga kvalitet be- gränsar alltså användningsområdet för detta kända förfarande och den- na kända maskin inom metallurgin.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och en maskin för framställning av metall- göt, som bidrar till att förbättra kvaliteten av metallgöten för fortsatt behandling genom att värmet.bortföres mer likformigt, när göten formas samtidigt som ytan av den smälta metallen ligger utanför kokillen. 455 274 5.

Ett andra syfte med uppfinningen är att öka tillförlitlighe- ten vid genomförande av förfarandet och maskinens funktionssäkerhet samt att säkerställa att göten formas stabilt vid hög och lag götut- dragningshastighet.

Ett tredje syfte med föreliggande uppfinning är att säkerstäl- la ett högt metallutbyte genom minskning av det s.k. ändavfall, som erhålles vid kapning av götens ändar.

Ett fjärde syfte med föreliggande uppfinning är att kontinu- erligt kunna genomföra förfarandet för framställning av metallgöt i en enda kokill.

Ett femte syfte med uppfinningen är att förenkla maskinens konstruktion, minska metallåtgângen för framställning av maskinen och maskinens höjd, öka beständigheten av maskinens viktiga konstruk- tionsenheter, minska energiförbrukningen och förbättra processeko- nomin.

Syftet med föreliggande uppfinning är alltså att åstadkomma ett förfarande och en maskin för framställning av metallgöt som gör det möjligt att genom lämpligt val av maskinens konstruktiva utform- ning och de processtekniska formnings- och utdragningsförhållandena för göten uppnå en hög kvalitet hos de metallgöt, som skall utdras från den enda kokillen i två motsatta riktningar, varvid förfaran- det kan genomföras mycket pålitligt.

Dessa syften uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst ett förfarande för framställning av metallgöt, vid vilket man in- matar en smält metall i en horisontellt anordnad kokíll och ut- drar göt från kokillens ändytor i två motsatta riktningar, och vilket utmärker sig av att den smälta metallen matas in i kokil- len, vars tvärsnittsarea är huvudsakligen likformig utmed sin hela längd, genom en öppning i den ihåliga och vattenkylda kokillens vägg, varvid öppningen är anordnad på lika avstånd från kokillens ändar, att görbíldning bringas att ske i kokillens centrum i början av gjutningsförfarandet, att götet delas upp på tvâ göt, som står i kontakt med startkroppar så att en begynnelseform- níngszon bildas, varvid läget för denna zon stabiliseras till i huvudsak kokillens centrum, att tillförseln av den smälta metal- len till utrymmet mellan göten fortsättes, och att göten utdra- ges ur kokillens motsatta sidor, efter det att göten stabilise- rats, och att götens menisk hàlles placerad utanför kokillens under stabiliserings- och utdragningsfasen. 455 274 Maskinen för genomförande av förfarandet enligt förelig- gande uppfinning innefattar en medelst lämpliga organ driven fram- och àtergàende horisontell kokill, en med en ledning för- sedd behállare för inmatning av smältmetall i kokillen, en meka- nism för utdragning av tvâ göt i horisontalplanet och i motsatta riktningar, och utmärker sig av att kokillen som har en i huvud- sak likformig tvärsnittsyta över sin hela längd, är tätt ansluten till behållaren medelst ledningen, som är anordnad i öppningen i den ihåliga och vattenkylda kokillens vägg, att öppningen är an- ordnad pá lika avstånd fràn kokillens ändar, och att ett skilje- element är anordnat koaxiellt med metallrännan inuti kokillen, som skiljer av götet i början av förfarandet till tvâ separata göt, vilka står i förbindelse med startkoppar för två göt som skall formas i samma kokill. g När göten utdrages dubbelsidigt, dvs. från kokillens båda ändytor, finns mellan göten, som bekant, ett smält metallmellanskikt som skiljer göten från varandra, varvid vartdera götskal börjar for- mas från detta mellanskikt. Denna zon benämnas fortsättningsvis götens begynnelseformningszon.

.I En dylik kombination av metallinmatning och götformning samt maskinens föreslagna utformning bidrar till att de göt, som skall framställas, får hög kvalitet genom att värmet likformigt bortföres från de göt, som formas, till kokillen och genom att ytan av den smälta metallen bortföres från kokillen.

Genom att smält metall inmatas i kokillen genom det i kokil- lens vägg upptagna hålet kan kokillen uppbyggas som en tillsluten enhet, vilket befrämjar en likformig värmebortförsel från de göt, som skall formas, till kokillen, varför götets skal formas likfor- migt. Genom att det i kokillens vägg upptagna hålet är beläget på i huvudsak lika stort avstånd från kokillens ändytor, skapas lika formningsbetingelser för de båda göten, under det att efterföljande stabilisering av begynnelseformningszonen för göten bidrar till att öka processfunktionssäkerheten.

Genom att ytan av den smälta metallen är skild från kokillen förbättras ytkvaliteten hos de göt, som skall formas utan inverkan från oxiderande atmosfär genom att götytan i mindre grad förorenas av icke-metalliska inneslutningar. 455 274 För att öka förfarandets tillförlitlighet och förbättra dess ekonomi under begynnelseskedet börjar göten formas med en utdrag- ningshastighet, som utgör 0,1-0,5 av metallinmatningshastigheten och som hålles inom dessa gränser tills begynnelseformningszonen för göten blivit stabil vid inmatningsstället för smält metall i kokil- len, varvid man vid götformningens slut gradvis, under ett tidsinter- vall lika med götets fullständiga härdningstid minskar götutdrag- ningshastigheten till ett värde, som utgör 0,1-0,2 av inmatningshas- tigheten för smält metall i kokillen. När förfarandet enligt uppfin- ningen genomföres på det ovan beskrivna sättet, är ytan av den smälta metallen skild från kokillen samtidigt som de gaser, vilka avges när kokillen fylles med smält metall, avgår och götens skal bindes säkert vid startkropparna.

Ifall götutdragningshastigheten är lägre än 0,1 (10%) av in- matningshastigheten för smält metall i kokillen, ökas längden av götformningens begynnelseskede, vilket leder till att ledningens kanal igensätts och förloppet upphör.

Om götutdragningshastígheten är högre än 0,5 av metallinmat- ningshastigheten i kokillen, bindes götens skal icke säkert vid startkropparna, varjämte det blir mer komplicerat att stabilisera begynnelseformningszonen för göten vid inmatningsstället för smält metall i kokillen.

Det är lämpligt, att man vid slutet av götformningen, gradvis under ett tidsintervall lika med götets fullständiga stelningstid minskar götutdragningshastigheten till ett värde lika med 0,1-0,2 av inmatningshastigheten för smält metall i kokillen.

Om götutdragningshastigheten vid götformningens slut är läg- re än O,1 av metallinmatningshastigheten, igensättes ledningens kanal, varför metallinmatningen i kokillen upphör för tidigt. Ifall götutdragningshastigheten vid götformningens slut är högre än 0,2 av inmatningshastigheten för smält metall i kokillen, medför detta icke någon väsentlig minskning av djupet av den flytande götfas som strömmar ut från göten samtidigt som dessa utdras från kokillen vid götformningens slut.

Dessutom måste man vid utdragning av göten, under begynnelse- skedet stabilisera begynnelseformningszonen för göten vid det stäl- le, där smält metall inmatas i kokillen, vilken stabilisering möj- liggöres genom relativ ändring av götutdragningshastigheterna. Vid stabiliseringen förflyttas begynnelseformningszonen för göten med 455 274 en hastighet, som är proportionell mot skillnaden mellan götens ut- dragningshastigheter, varigenom man kan konstanthâlla och reglera läget hos denna zon vid metallinmatningsstället, vilket bidrar till högre processtillförlitlighet och högre götkvalitet.

Sedan begynnelseformningszonen för göten gjorts stabil, ut- dras göten kontinuerligt med i huvudsak lika hög hastighet. I det- ta fall upprätthålles begynnelseformningszonen för göten vid metall- inmatningsstället genom att götens utdragningshastigheter är lika och genom obetydlig korrigering av ettdera götets utdragningshastig- het i och för stabilisering av denna zon.

Sedan begynnelseformningszonen för göten stabiliserats, kan göten utdras växelvis med i huvudsak lika hög hastighet, varvid de båda göten utdras samtidigt under ett tidsintervall, som utgör 0,1- 0,2 av götets utdragníngstid.

Härigenom säkerställer man att ett flytande metallskikt bil- das i begynnelseformningszonen för göten, varför dessa får högre ytkvalitet.

Ifall de båda göten utdras samtidigt under ett tidsintervall som utgör högst Oyl av götets utdragningstid, kompliceras kretsarna för styrning av utdragningsmekanimsernas drivorgan avsevärt samti- digt som deras funktionssäkerhet blir lägre. Om de båda göten ut- dras samtidigt under ett tidsintervall, som är längre än 0,2 av götets utdragningstid, minskas märkbart föreningstiden (vid kokil- lens vägg) för formningsírmnærna för de götskal, som bildas, när göten samtidigt utdras från kokillen.

Dessutom kan göten växelvis utdras med en hastighet, som va- rierar sinusformigt, vilket bidrar till att göten formas mer likfor- migt under samtidig jämn ändring av dragspänningarna, varvid göt- skalen glider så litet som möjligt i förhållande till kokillen i begynnelseformningszonen för göten. Eftersom götens utdragnings- riktning i huvudsak omkastas utan paus (utdragningshastigheten är lika med noll endast vid den tidpunkt när utdragningsriktningen om- kastas), kvarhålles dessutom det flytande mellanskiktet alltid i begynnelseformningszonen för göten. Detta särdrag för formningen av götskalen bidrar - när göten växelvis utdrages med sínusformigt varierande hastighet - till en högre processfunktíonssäkerhet och högre götkvalitet. 455 274 9 För att dels åstadkomma lika formningsförhållanden för båda göten och dels likformigt kunna bortföra värmet utefter omkretsen för vardera götskal måste det i kokíllens vägg upptagna hålet vara beläget på i huvudsak lika stort avstånd från kokillens ändytor.

Om hålet är förskjutet i riktning mot kokillens ena ändyta, ändras den nyttiga längden av de avsnitt av kokillen, över vilka de båda götens skal formas, vilket minskar funktionssäkerheten i götformningen.

Det är lämpligt att skiljeelementet är anordnat i kokillen axiellt med det i kokillens vägg upptagna hålet, vilket gör det möjligt att minska hâllfastheten hos det götskal, som formas när ko- killens hålrum under förloppets begynnelsefas fylles med smält me- tall, vilket befrämjar bildandet av begynnelseformningszonen för göten vid den tidpunkt, när göten börjar utdras, vid det ställe, där smält metall inmatas i kokillen.

Skiljeelementet utgöres av en mellanvägg, som är uppbyggd av metallplåtar, mellan vilka en skiva av värmeísolerande material (exempelvis asbest, eldfast papp, glastyg) är placerad.

Härigenom skyddas kokillens vägg från direkt inverkan från den inkommande strâlen av smält metall, varjämte götskalet säkrare bindes vid startkropparna och skalets hållfasthet blir lägre vid metallinmatningsstället.

Det är nödvändigt, att det i kokillens vägg upptagna hålet och ledningen är axiella med varandra och vinkelräta mot centrum- axeln för maskinens processflöde, vilket bidrar till att förenkla maskinens konstruktion och öka dess funktionssäkerhet.

Det är lämpligt, att ledningen är anordnad i kokillens hål på ett sådant sätt, att dess ena ändyta skjuter in i kokillens inre en sträcka lika med 0,001-0,01 av kokillens väggtjocklek.

Samtidigt får ledningen hög beständighet, varjämte de fram- ställda göten får hög kvalitet.

Ifall metalledningen skjuter in i kokillens inre till ett djup som är större än 0,01 av kokillens väggtjocklek, minskas led- ningens beständighet till följd av att den förslites intensivt vid utdragning av göten, varjämte götens ytkvalitet försämras.

Om ledningen skjuter in i kokíllens inre till ett djup, som är kortare än 0,001 av kokillens väggtjocklek, minskas processfunk- tionssäkerheten, eftersom dimensionerna hos ledningens-inskjutande del blir jämförbara med felen hos ledningens med kokillens vägg förbundna kant. 455 274 10 Förhållandet mellan ledningens tvärsnittsyta och kokillens tvärsnittsyta måste ligga mellan 0;O1:1 och Q,Ä:1.

Om detta förhållande är lägre än Q,O1:l, ökar sannolikheten för att ledningens kanal igensättes vid låg götutdragningshastighet i början och i slutet av götformningen. Under stationära götform- ningsförhällanden ökar dessutom - på grund av att strâlen av smält metall strömmar ut med hög hastighet - metallstrålens borttvättande (sönderdelande) inverkan på skalet hos de göt, som formas, samt på kokillen.

Om förhållandet mellan ledningen och kokillen är högre än 0,Ä:1, minskar styvheten hos den vägg hos kokillen vari hålet är upptaget, vilket leder till ett.kokillene ïunktioneeäkerhet blir lägre på grund av eventuell skevställning mellan kokillens vägg och hålet.

För att göten skall kunna utdras växelvis med sinusformigt varierande hastighet; måste götutdragningsmekanismerna utgöras av rörliga och stationära griporgan, varvid de rörliga griporganen är anordnade på mekanismen för svängning av kokillen. De rörliga och statiönära griporganen är avsedda att växelvis påverkas i beroende av rörelseriktningen för kokillen tillsammans med det göt, som fast- hålles medelst de stationära griporganen vid den motsatta sidan.

Det är lämpligt; att kokillen; mekanismen för bringande av kokillen i svängningsrörelse och de på båda sidor om kokillens änd- ytor anordnade styrningarna i maskinen för genomförande av förfaran- det enligt uppfinningen är anordnade horisontellt, axiellt med centrumaxeln för maskinens processflöde.

Härigenom kan maskinens utrustning justeras snabbt, varjämte maskinen blir enklare att underhålla och reparera.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar ett längdsnitt genom maski- nen för genomförande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning för framställning av metallgöt, fig. 2 visar ett längdsnitt genom en kokill med startkroppar och skiljeelementinnæi smält metall in- matats i kokillen, fig. 3 visar ett snitt längs linjen III-III i fig. 2, fig. H visar i diagramform växelvis utdragning av göt med i huvudsak lika hastighet (kurvan a) och med sinusformigt varieran- de hastighet (kurvan b) och fig. 5 visar en utföringsform av maski- nen enligt föreliggande uppfinning för växelvis utdragning av göt med sinusformigt varierande hastighet. 455 274 11 Maskinen för genomförande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning innefattar en horisontellt anordnad kokill 1, vars vägg är försedd med ett hål 2, genom vilket man i kokillen 1, från en behållare eller gjutlåda 3 genom en ledning U kan inmata smält me- tall 5, som skall formas till göt 6, vilka utdrages längs styrningar 7 medelst startkroppar 8 och utdragningsmekanismer 9. Kokillen 1 är så anordnad, att den kan förflyttas horisontellt fram och åter medelst en mekanism 10 (fig. 1). - I kokiiien 1 är axieiit med dess näi 2 anordnat ett skilje- element 11 (fig. 2), som har formen av en mellanvägg uppbyggd av metallplätar, mellan vilka ett mellanlägg av värmeisolerande mate- rial är anordnat.

Det i kokillens 1 vägg upptagna hålet 2 och ledningen Ä är anordnade axiellt med varandra och vinkelrätt mot centrumaxeln för maskinens processflöde. Ledningens U (fig. 3) ena ände skjuter in i kekiilene 1 inre tiil ett djup n, som' utgör o,oo1-o,o1 av kekii- lens 1 väggtjocklek.

Förhållandet mellan ledningens U tvärsnittsyta och kokillens 1 tvärsnittsyta ligger mellan 0,01:1 och O,ü:1.

Mekanismerna 9 för utdragning av göten 6 kan vara av varieran- de slag, exempelvis av vals-, kuggstångstyp eller försedda med grip- organ, etc. Styrningarna 7 för göten 6 kan även vara av olika slag, exempelvis av rull-, balktyp e.dyl.

Kokillen 1, mekanismen 10 för bringande av kokíllen 1 i sväng- ningsrörelse, utdragningsmekanismerna 9 och styrningarna 7 i maskinen enligt uppfinningen är anordnade horisontellt och axiellt med centrum- axeln för maskinens processflöde.

Med maskinen enligt uppfinningen kan man växelvis utdra göten 6 med i huvudsak lika hög hastighet (kurvan a i fig. H) och under samtidig utdragning av göten 6 under ett tidsintervall, som utgör 0,1-0,2 av götets utdragningstid, 2)b, eller med en hastighet (kur- van b i fig. U), som ändras enligt ett sinusformigt samband.

För att kunna genomföra förfarandet under växelvis utdragning av göten 6 med sinusformigt varierande hastighet är utdragningsmeka- nismerna 9 (fig. 5) uppbyggda av rörliga och stationära griporgan 12 respektive 13, varvid de rörliga griporganen 12 är anordnade på mekanismen 10 för bringande av kokillen 1 isvängningsrörelse. Grip- organen 12 och 13 är avsedda att påverkas växelvis i beroende av -455 2_74 12 rörelseriktningen för kokillen 1 tillsammans med det göt 6, som fast- hålles vid den motsatta sidan medelst de stationära griporganen 13.

Förfarandet enligt uppfinningen för framställning av metall- göt genomföres på följande sätt. Innan smält metall börjar ínmatas i kokillen 1, införes i kokillens 1 inre från dess motsatta ändytor startkropparna 8, mellan vilka är anordnat skiljeelementet 11, som är avsett att i början av förloppet bilda en begynnelseformningszon för göten 6.

Den smälta metallen 5 ínmatas från behållaren 3 genom led- ningen Ä via hålet 2, som är upptaget i den utefter hela omkretsen slutna kokillens 1 vägg, i kokillens 1 inre mellan startkropparna 8. Samtidigt som kokillens 1 inre fylles med metallen 5 rör sig ytan av den smälta metallen till ett utanför kokillen 1 liggande om- rådel Götets 6 under denna tid formade? med startkropparna 8 för- bundna skal brytes - samtidigt som man startar utdragningsmekanís- merna 9 och mekanismen 10 för bringande av kokillen 1 i svängnings- Iiäelse - till två skal under bildande av begynnelseformningszonen för göten.

Götformningen påbörjas med en götutdragningshastig- het, som utgör 0,1-0,5 av metallinmatningshastigheten och hâlles inom dessa gränser tills begynnelseformningszonen för göten 6 bli- vit stabil vid inmatningsstället för smält metall i kokillen 1, var- vid den smälta metallen 5 i behållaren 3 bringas till en förutbe- stämd, enligt de aktuella processförhållandena vald nivå.

Begynnelseformningszonen för göten 6 stabiliseras genom s.k. relativ ändring av götens utdragningshastigheter, varvid man för- flyttar denna zon med en hastighet, som är proportionell mot skill- naden mellan götens 6 utdragningshastigheter.

Sedan begynnelseformningszonen för göten 6 blivit stabil, ut- dras göten 6 kontinuerligt från kokillen 1 med i huvudsak lika hög hastighet, varigenom begynnelseformníngszonens stabila läge bibehål- les.

Man kan emellertid använda olika sätt för växelvis utdragning av göten, varvid göten kan utdras med i huvudsak lika stor hastig- het eller med sinusformigt (fig. U) varierande hastighet.

När göten 6 utdras växelvis med i huvudsak lika hastighet, ínmatas metallen 5 kontinuerligt i kokillen 1 genom att de båda göten 6 utdras samtidigt under ett tidsintervall, som utgör 0,1-0,2 455 274 J3 av götets utdragningstid. Samtidigt rör sig begynnelseformnings- zonen för göten 6 växelvis i riktning mot det göt, som utdrages, med en hastighet, som är proportionell mot götets utdragningshastighet.

När de båda göten 6 utdras samtidigt, är begynnelseformningszonerna för göten 6 skilda från varandra av en mellanliggande zon, som är förbunden med det stationära götets skal. Eftersom göten 6 utdras växelvis med lika hastighet, rör sig begynnelseformningszonen för göten 6 fram och åter i huvudsak lika långt i förhållande till ledningens Ä centrumaxel. Genom denna utföringsform av förfarandet enligt föreliggande uppfinning förenklas konstruktionen av maskinen för genomförande av förfarandet, ökas processfunktionssäkerheten och förbättras götmetallkvaliteten men blir drivanordningen och götut- dragningsmekanismerna något mer komplicerade.

Dessutom kan göten 6 ntdras växelvis med sinusformígt varie- rande hastighet, vílket även.förenklar konstruktionen av maskinen för genomförande av förfarandet och förbättrar metallkvaliteten.

Vid slutet av götformningen minskar man gradvis götutdrag- ningshastigheten under ett tidsintervall, som är lika med götets 6 fullständiga näraningstia, till ett värde, ¿Qm'atgörio,1-0,2 av metallens 5 inmatningshastighet. Härigenom kan man gradvis minska djupet av den flytande fas, som strömmar ut från göten 6 och bildar triangelformade götändar, vilka tillsammans med götens 6 ihåliga del utgör processavfallsprodukter.

Genom förfarandet och maskinen enligt föreliggande uppfinning åstadkommes götformningsförhållanden, som är identiska med de vid de kända förfarandena av detta slag och gör det möjligt att fram- ställa göt 6, vilka uppfyller de krav, som man ställer vid fortsatt behandling av göten 6.

Eftersom götskalen formas utan inverkan av oxiderande atmos- fär och slagg, är föroeningsgraden av icke-metalliska inneslutning- ar och gasmättnadsgraden avsevärt lägre än vid de kända förfarandena för framställning av metallgöt medelst maskiner av vertikal- och radialtyp.

Genom att göten 6 utdras i två motsatta riktningar från ko- killens 1 ändytor ökas maskinens kapacitet genom att den mängd smält metall 5, som kan inmatas per tidsenhet, ökar med 1,5-2 gånger, vilket med andra ord innebär att en enda processlinje vid maskinen 455 274 14 enligt föreliggande uppfinning motsvarar två processlinjer vid den kända maskinen, där götet utdras i en riktning (exempelvis vid maskiner av vertikal- och radialtyp).

Förfarandet och maskinen enligt uppfinningen för framställning av metallgöt kan användas för framställning av göt med kvadratiskt och rektangulärt tvärsnitt, bl.a. med stort längdförhållande mellan sidorna, av ett brett sortiment av stål och legeringar.

Uppfinningen belyses närmare nedan medelst ett exempel på genomförande av förfarandet enligt uppfinningen.

Förfarandet enligt uppfinningen för framställning av metall- göt genomföres medelst en maskin av horisontaltyp för försök i in- dustriell skala, varvid man genom gjutning från en 5 t gjutskänk framställer göt med tvärsnittsdimensionerna 150 x 150 mm och 150 x 210 mm från stål med låg och medelhög kolhalt, bl.a. av stål som innehåller krom, nickel, molybden och andra grundämnen, i en halt av högst 2%. _ Innan den smälta metallen inmatas i kokillen, inför man, från kokillens båda ändytor, startkroppar med ett däremellan anordnat skiljeelement.

Den smälta metallen inmatas från behållaren genom ledningen i kokillen, varvid ytan av den smälta metallen samtidigt som me- tallen fyller kokillen stiger upp till behållaren och gaserna av- lägsnas från kokillens inre.

Maskinen startas efter att kokillens inre hålrum fyllts till en förutbestämd nivå. Det götskal som formats under tidsinterval- let från metallinmatningens början till den tidpunkt, när maskinens mekanismer sättes igång, brytes härvid i det svagaste tvärsnittet (dvs. vid det ställe, där skíljeelementet är anordnat), varvid två götskal och en begynnelseformningszon för göten bildas.

Ifall skalet av något skäl brutits vid ett annat ställe, förflyttar man begynnelseformningszonen för göten genom ändring av götens utdragningshastighet vid inmatningsstället för metallen i kokíllen.

Denna zon stabiliseras i början av götformningen och under götformningen genom relativ ändring av götens utdragningshastighet under automatiska driftförhâllanden.

När ettdera götets utdragningshastighet ändras med 5, 10, 20%, etc. förflyttas begynnelseformningszonen med en hastighet, som 455 274 15 I är proportionell mot 0,05, 0,1, 0,2, etc. förutsatt det motsatta götets hastighet år konstant. Dessutom kan götens utdragningshastig- het ändras på ett sådant sätt, att det ena götets hastighet ökar med 5, 10, 15%, etc., samtidigt som det andra götets hastighet mins- kar med 5, 10, 15%, etc., varvid begynnelseformningszonens förflytt- ningshastighet blir proportionell mot 0,1, 0,2, 0,3, etc. Pro- portionalitetsfaktorn är härvid i ringa grad beroende av absolut- värdet för götens utdragningshastighet.

Götens formning påbörjas med en hastighet, som utgör 0,1-0,5 av metallinmatningshastígheten och hålles inom dessa gränser tills begynnelseformningszonen för göten är stabil vid metallinmatnings- stället. Härvid bringas den smälta metallen i behållaren till en nivå, som erfordras enligt de aktuella processförhållandena, medan begynnelseformningszonen för göten bringas att ligga på i det när- maste lika avstånd från kokillens ändytor.

Sedan dessa betingelser uppnåtts, ökas götutdragningshastig- heten gradvis och bringas till ett värde, som motsvarar de normala, stationära formningsförhållandena för göten.

Vid slutet av götformningen minskar man gradvis götens ut- dragningshastighet under ett tidsintervall, som är lika med götens fullständiga härdningstid, till ett värde, som utgör 0,1-0,2 av den hastighet, med vilken metallen inmatas i kokillen. Härvid minskar längden av den flytande fasen i göten till ett värde, som utgör 0,1-0,2 av den flytande fasens längd under stationära processförhâl- landen. Detta gör det möjligt att minska den mängd metall, som måste bortkapas från götens ändar och följaktligen öka utbytet vid arbete med maskinen för genomförande av förfarandet enligt uppfin- ningen.

Claims (4)

1. P a t e n t k r a v 1. Förfarande för framställning av metallgöt, vid vilket man hmetarznismâlt metall (5) i en horisontellt anordnad kokill (1) och utdrar göt (6) frán kokillens (1) ändytor i tvâ motsatta rikt- ningar, k ä n n e t e c k n a t -a v att densmälta metallen (5) matas in i kokillen, vars tvärsnittsarea är huvudsakligen lik- formig utmed sin hela längd, genom en öppning (2) i den ihåliga och vattenkylda kokillens vägg, varvid öppningen (2) är anordnad på lika avstånd från kokillens ändar, att götbildning bringas att ske i kokillens centrum i början av gjutningsförfarandet, att götet delas upp på tvâ göt, (6), som står i kontakt med start- kroppar (8) så att en begynnelseformingszon bildas, varvid läget för denna zon stabiliseras till i huvudsak kokillens centrum, att tillförseln av den smälta metallen (5) till utrymmet mellan göten fortsättes, och att göten utdrages ur kokillens motsatta sidor, efter det att göten stabiliserats, och att götens menisk hâlles placerad utanför kokillens under stabiliserings- och utdragningsfasen.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k- n a t a v att göten (6) börjar formas med en götutdragningshastighet, som utgör 0,1-0,5 av metallens (5) inmatningshastighet och hålles inom dessa gränser tills begynnelseformningzonen för göten (6) vid inmatningsstâllet för metallen (5) i kokillen (1) blivit stabil, varvid man i slutet av götformningen, gradvis under ett tidsintervall lika med götets (6) fullständiga stelningstid minskar götens (6) utdragningshastighet till ett värde, som utgör 0,1-0,2 av inmatningshastigheten för metallen (5) i kokillen (1).

3. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t a v att begynnelseformningszonen för göten (6) stabiliseras genom relativ ändring av götens (6) utdragningshastigheter.

4. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t av att begynnelseformningszonen för göten (6) - samtidigt som den stabiliseras - förflyttas med en hastighet som är propor- tionell mot skillnaden mellan götens (6) utdragningshastigheter. -Ass-274 17 5. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a t a v att göten (6) - sedan begynnelseformningszonen för Qötên (6) blivit stabil - utdras samtidigt med i huvudsak lika hastighet. 6. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d a v att göten (6), sedan begynnelseformningsznonen för dessa blivit stabil, utdras växelvis med i huvudsak lika hastig- het. 7. Förfarande enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k- n a t av att göten (6) utdras växelvis cykliskt, varvid de ut dras samtidigt under ett tidsintervall, som utgör 0,1-0,2 av götets (6) utdragningstid ( b). 8. Förfarande enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k- n a t a v att göten (6) utdras växelvis med sinusformigt va- rierande hastighet. 9. Maskin för genomförande av förfarandet enligt kravet 1, innefattande en medelst lämpliga organ (10) driven fram- och återgående horison- tell kokill (1), en med en ledning (4) försedd behållare (3) för inmatning av smältmetall (5) i kokillen, en mekanism (9) för ut- dragning av två göt (6) i horisontalplanet och i motsatta rikt- ningar, k ä n n e t e c k n a d a v att kokillen (1) som har en i huvudsak likformig tvärsnittsyta över sin hela längd, är tätt ansluten till behållaren (3) medelst ledningen (4), som är an- ordnad i öppningen (2) i den ihåliga och vattenkylda kokillens (1) vägg, att öppningen (2) är anordnad på lika avstånd från ko- killens ändar, och att ett skiljeelement (11) är anordnat koaxiellt med metallrännan inuti kokillen, som skiljer av götet i början av förfarandet till två separata göt, vilka står i förbindelse med startkoppar för två göt som skall formas i samma kokill. 10. Maskin enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k n a d a v att öppningen (2) och ledningen (4) är koaxiella och beläg- na vinkelrätt mot centrumaxeln för maskinens processflöde. 12. Maskin enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k n a d a v att ledningens (4) ena ände skjuter in i kokillens inre till ett djup av 0,001-0,01 av kokillens (1) väggtjocklek, medan för- hållandet mellan ledningens (4) tvärsnittsyta och kokillens (1) tvärsnittsyta ligger mellan 0,01:1 och 0,4:1. 7 455 274 18 13. Maskin enligt något av patentkraven 9-12, k ä n n e- t e c k n a d a v att varje mekanism (9) för utdragning av göten (6) - i och för växelvis utdragning av göten (6) - är uppbyggd i form av rörliga och stationära gríporgan (12 resp. 13), varvid de rörliga griporganen (12) är anordnade på mekanismen (10) för bringande av kokillen (1) i svängníngsrörelse, under det att de båda götutdragningsmekanísmernas (9) stationära griporgan (13) är avsedda att. påverkas växelvis i beroende av rörelseriktningen för kokillen (1) tillsammans med det göt (6), som skall fasthàllas medelst de rörliga griporganen (12). 14. Maskin enligt något av patentkraven 9-13, k ä n n e- t e c k n a d a v att kokillen (1), mekanismen (10) för bringande av kokillen (1) i svängníngsrörelse och styrningarna (7) är anord- nade horisontellt och axiellt med centrumaxeln för maskinens processflöde.