UA126343C2 - Система лиття - Google Patents

Abstract

Запропонована система лиття розплавлених металів. Система включає в себе форму, яка містить ливарну порожнину, що має впускний отвір, і канал між верхньою поверхнею форми і впускним отвором. Система додатково включає в себе захисний кожух, який містить лійку і порожнистий штир, причому лійка розташована ззовні форми суміжно з верхньою поверхнею, а порожнистий штир прийнятий в каналі і виконаний з можливістю переміщення в ньому. На верхній поверхні форми розташований піднімальний механізм, причому піднімальний механізм виконаний з можливістю підняття лійки захисного кожуха від верхньої поверхні для приведення захисного кожуха в зачеплення з розливним стаканом ковша. Також забезпечений спосіб лиття розплавлених металів із застосуванням такої системи.

Description

Даний винахід стосується системи лиття розплавлених металів. Зокрема, винахід стосується системи лиття, що містить захисний кожух для передавання розплавленого металу між ковшом і ливарною порожниною у формі.

Однієї з головних проблем, пов'язаних з процесами лиття металів, є запобігання захопленню повітря і поверхневій оксидній плівці. Ці процеси можуть призводити до утворення дефектів, зокрема пухирців повітря і подвійної оксидної плівки, що призводить до появи тріщин у відливку.

Середні і великі сталеві відливки звичайно відливають із ковша для донного розливання, який подає розплавлений метал через розливний стакан, розташований в його основі.

Розливний стакан керується стопорним стрижнем або шиберним затвором, встановленим на днищі ковша. Ківш піднімають за допомогою крана над конічною ливниковою чашею, яка з'єднана зі стояком, що подає метал у форму. Щоб почати процес розливання, оператор ковша відкриває розливний стакан, піднімаючи стопор або відкриваючи шиберний затвор за допомогою приєднаного пневматичного механізму. Основний недолік цього способу лиття полягає в тому, що в ливниковій чаші в метал потрапляють повітряні маси. Захоплене повітря переміщується разом з розплавленим металом по ливниковій системі у відливок у вигляді пухирців, що призводить до утворення подвійної оксидної плівки.

Подальше окислення металу може відбуватися при проходженні розплавленого металу через традиційну ливникову систему, зібрану з кераміки. При прискоренні металу під дією сили тяжіння потік металу звужується, що створює ефект вакууму, внаслідок якого повітря всмоктується в метал через негерметичні з'єднання керамічних труб, які утворюють ливникову систему. Окислення металу також може бути результатом розбризкування металу і турбулентності, доповненої атмосферним киснем всередині форми.

Контакт розплавленого металу з повітрям не тільки спричиняє окислення, а також призводить до розчинення газоподібного азоту і водню з атмосферної вологи в металі, що надто негативно впливає на сталевий відливок. Встановлено, що об'єм повітря, захопленого металом, залежить від процесу розливання і є ключовим джерелом неметалічних включень, які негативно впливають на чистоту, механічні властивості і якість поверхні відливків.

На доповнення до проблем, пов'язаних із захопленням повітря, ще один недолік

Зо традиційного процесу лиття полягає у складності розміщення розливного стакана над центром ливникової чаші, оскільки ківш підвішений за допомогою крана, і його центр тяжіння змінюється залежно від об'єму металу в ковші. Іншою проблемою є розбризкування металу під час традиційного розливання, що становить істотну небезпеку для операторів ковша і персоналу, який знаходиться поблизу. Ківш, що утримується краном, може переміщуватися.

Розбризкування особливо небезпечне під час відкривання розливного стакана, оскільки складно переконатися в тому, що розливний стакан розташований точно над ливниковою чашею.

Одним із вирішень проблеми захоплення повітря в процесі лиття металів, відомих в рівні техніки, є контактне розливання. Ця технологія виключає застосування ливникової чашії, і замість цього розливний стакан ковша розміщують у безпосередньому контакті із входом в стояк форми. У зв'язку з цим дуже важливе значення має вирівнювання між розливним стаканом ковша і входом стояка. Недоліком цієї технології також є необхідність переміщення і точного визначення положення ковша, підвішеного на крані.

Компанія Наїтізоп еїее! Савзіпд5 Сотрапу запропонувала альтернативне вирішення проблеми вторинного окислення, що викликається захопленням повітря в потік, що розливається. Процес Нагтізопаа включає в себе кріплення захисного кожуха з плавленого кварцу під розливним стаканом ковша для донного розливання. Форма забезпечена бічним стояком для прийому захисного кожуха. Під бічним стояком забезпечений розливний сифон, який подає метал в ливарну порожнину. У випадку кріплення захисного кожуха ківш вирівнюють над формою і потім опускають так, щоб захисний кожух потрапив у бічний стояк. Потім стопорний стрижень переміщують у відкрите положення, так що розплавлений метал в ковші потрапляє через розливний стакан і захисний кожух у форму. Після заповнення форми стопор закривають. Ківш піднімають доти, поки захисний кожух не вивільниться з форми, і потім переміщують до наступної форми для повторення процесу.

Однак, як і в способі контактного розливання, істотним недоліком процесу Нагтізопа є складність керування ковшом на крані для вставки захисного кожуха в бічний стояк. Установка захисного кожуха на розливний стакан також є складною і потенційно небезпечною операцією, оскільки робота виконується під великим підвішеним ковшом.

Даний винахід розроблений з урахуванням вищеописаних проблем.

Відповідно до першого аспекту винаходу забезпечена система лиття розплавлених металів, 60 причому система містить:

форму, що містить ливарну порожнину, що має впускний отвір, і канал між верхньою поверхнею форми і впускним отвором; захисний кожух, що містить лійку і порожнистий штир, причому лійка розташована ззовні форми суміжно з верхньою поверхнею, а порожнистий штир розташований в каналі і виконаний з можливістю переміщення в ньому; і піднімальний механізм, розташований на верхній поверхні форми, причому піднімальний механізм виконаний з можливістю підняття лійки захисного кожуха від верхньої поверхні для приведення захисного кожуха в зачеплення з розливним стаканом ковша.

Застосування захисного кожуха зменшує вторинне окислення металу на шляху між ковшом і формою, що знижує потрапляння включень у відливок. Захисний кожух також регулює і зменшує турбулентність потоку металу, що знижує імовірність захоплення повітря і зношування форми, що, своєю чергою, зменшує кількість включень. Зменшення кількості включень і зморшок призводить до загального підвищення якості поверхні відливка. Однак, хоча захисний кожух загалом добре відомий, переваги даного винаходу досягаються завдяки розміщення захисного кожуха в самій формі (тобто в каналі, який продовжується між поверхнею форми і ливарною порожниною), і забезпечення піднімального механізму на формі, який піднімає захисний кожух для зачеплення з ковшом.

Це забезпечує низку переваг порівняно з відомими в рівні техніки системами, в яких захисний кожух прикріплений до розливного стакана ковша, і весь ківш опускається для наближення захисного кожуха до форми. По-перше, винахід виключає необхідність роботи операторів під великим підвішеним ковшом для кріплення захисного кожуха до ковша, що є надзвичайно небезпечною операцією. По-друге, ефективність процесу лиття значно підвищується завдяки економії часу на встановлення захисного кожуха на ківш перед литтям або опускання захисного кожуха в кожну порожнину форми і підняття після розливання.

Піднімальний механізм відповідно до винаходу забезпечує швидке і безпечне з'єднання і від'єднання захисного кожуха з розливним стаканом ковша. Він також дозволяє звільняти ківш від шлаку відразу після розливання, що поліпшує чистоту ковша. По-третє, оскільки кожна порожнина форми містить свій власний захисний кожух, який піднімається для зачеплення з розливним стаканом ковша, винахід виключає необхідність керування ковшом із заздалегідь

Зо прикріпленим захисним кожухом для точного розміщення у кожній формі. Це спрощує керування ковшом між розливаннями, а також знижує імовірність пошкодження форми, зумовленого вставкою і видаленням захисного кожуха, незнімно прикріпленого до ковша.

Піднімальний механізм встановлений на верхній поверхні форми і виконаний з можливістю підняття лійки захисного кожуха для зачеплення з розливним стаканом ковша. Оскільки порожнистий штир захисного кожуха виконаний з можливістю переміщення в каналі форми, весь захисний кожух може підніматися за допомогою піднімального механізму.

У деяких варіантах виконання система додатково містить механізм обертання для обертання захисного кожуха відносно форми. Механізм обертання може бути об'єднаний з піднімальним механізмом. Наприклад, підняття захисного кожуха за допомогою піднімального механізму також може призводити до обертання захисного кожуха, або обертання захисного кожуха може призводити до підняття. Таким чином, в деяких варіантах виконання піднімальний механізм додатково виконаний з можливістю обертання захисного кожуха відносно форми. У деяких варіантах виконання піднімальний механізм виконаний з можливістю обертання захисного кожуха незалежно від підняття захисного кожуха.

У деяких варіантах виконання піднімальний механізм містить першу частину, яка встановлена (безпосередньо або опосередковано) на поверхні форми, і другу частину, яка підтримує лійку захисного кожуха, причому друга частина виконана з можливістю переміщення відносно першої частини.

У деяких варіантах виконання положення першої частини зафіксоване відносно форми, і переміщення другої частини призводить до підняття лійки від форми в зачеплення з розливним стаканом ковша. У деяких варіантах виконання друга частина виконана з можливістю переміщення між першим положенням, в якому штир по суті прийнятий в каналі форми, і другим положенням, в якому ділянка штиря піднята з каналу.

У деяких варіантах виконання перша частина виконана з можливістю переміщення відносно форми, причому перша частина виконана з можливістю переміщення між першим положенням, в якому штир по суті прийнятий в каналі форми, і другим положенням, в якому ділянка штиря піднята з каналу. У деяких варіантах виконання перша частина виконана з можливістю переміщення між першим і другим положеннями без переміщення другої частини. Переміщення першої частини між першим і другим положеннями може призводити до підняття штиря без 60 обертання другої частини і/або штиря.

У деяких варіантах виконання піднімальний механізм додатково містить третю частину, яка розташована між першою частиною і поверхнею форми. Третя частина може полегшувати переміщення першої частини відносно форми.

У деяких варіантах виконання перша частина або третя частина (за наявності) піднімального механізму містить або складається з основи, яка прикріплена до верхньої поверхні форми, тим самим закріпляючи піднімальний механізм на формі.

Потрібно розуміти, що існує багато шляхів реалізації піднімального механізму для забезпечення переміщення другої частини відносно першої частини або переміщення першої частини відносно форми і опційно другої і/або третьої частин. Наприклад, піднімальний механізм може містити механічний виконавчий механізм, наприклад, гвинтовий або кулачковий механізм, підйомник (наприклад, ножичний підйомник) або телескопічний лінійний виконавчий механізм. Альтернативно піднімальний механізм може містити гідравлічний або пневматичний виконавчий механізм або поршень. У деяких варіантах виконання піднімальний механізм містить двигун.

У деяких варіантах виконання між основою і верхньою поверхнею форми забезпечене ущільнення.

У деяких варіантах виконання ущільнення забезпечене між другою частиною піднімального механізму і лійкою захисного кожуха.

У деяких варіантах виконання між першою частиною і другою і/або третьою частинами піднімального механізму відсутній зазор.

Завдяки ущільненню між розливним стаканом ковша і лійкою захисного кожуха між піднімальним механізмом і формою, між піднімальним механізмом і лійкою захисного кожуха, а також завдяки відсутності зазору або дуже малого зазору між першою частиною і другою і/або третьою частинами піднімального механізму, можна забезпечити по суті закриту систему, по якій метал може потрапити з ковша через захисний кожух в ливарну порожнину форми. Це зменшує вторинне окислення і утворення включень у відливку. Однак потрібно розуміти, що система не може бути повністю герметичною.

У деяких варіантах виконання піднімальний механізм містить циліндричний кулачок. Як відомо в рівні техніки, циліндричний кулачок являє собою кулачок, в якому штовхач рухається

Зо по поверхні циліндра. Поверхня нахилена, утворюючи спіраль. Поверхня може бути виконана у вигляді канавки, утвореної в криволінійній стінці або поверхні циліндра, або вона може утворювати торець циліндра. Штовхач виконує поступальне переміщення паралельно до подовжньої осі циліндра при руху по поверхні, тим самим перетворюючи обертальне переміщення в лінійне переміщення.

У деяких варіантах виконання піднімальний механізм містить концентричні зовнішню і внутрішню втулки, причому одна з внутрішньої і зовнішньої втулок підтримує лійку захисного кожуха і має штовхач, який спирається на похилу або спіральну поверхню (тобто кулачок) іншої з внутрішньої і зовнішньої втулок, яка встановлена (безпосередньо або опосередковано) на верхній поверхні форми, так що відносне обертання внутрішньої і зовнішньої втулок призводить до лінійного переміщення захисного кожуха.

У деяких варіантах виконання похила поверхня утворена у верхньому торці внутрішньої або зовнішньої втулки.

У деяких варіантах виконання захисний кожух встановлений у внутрішній втулці, причому внутрішня втулка має штовхач, який спирається на похилу поверхню зовнішньої втулки, встановленої (безпосередньо або опосередковано) на верхній поверхні форми. У таких варіантах виконання зовнішня втулка може розглядатися як така, що відповідає першій частині, а внутрішня втулка може розглядатися як така, що відповідає другій частині піднімального механізму.

У деяких варіантах виконання положення зовнішньої втулки зафіксоване відносно форми, і обертання внутрішньої втулки відносно зовнішньої втулки призводить до лінійного переміщення захисного кожуха. Потрібно розуміти, що в таких варіантах виконання сам захисний кожух також обертається при піднятті.

У деяких альтернативних варіантах виконання зовнішня втулка виконана з можливістю переміщення відносно форми і внутрішньої втулки. Цьому може сприяти забезпечення третьої частини між першою частиною і поверхнею форми. У таких варіантах виконання обертання зовнішньої втулки призводить до лінійного переміщення захисного кожуха без обертання внутрішньої втулки і захисного кожуха, що утримується в ній. Таким чином, обертання внутрішньої і зовнішньої втулок разом (так що між ними відсутнє відносне переміщення) призводить до обертання захисного кожуха без лінійного переміщення. Така конструкція може 60 бути застосована для забезпечення більшого контролю над потоком металу. Наприклад,

підняття захисного кожуха шляхом обертання зовнішньої втулки дозволяє проходження металу через захисний кожух, тоді як подальше обертання захисного кожуха може застосовуватися для відкривання додаткових випускних отворів і збільшення потоку металу.

У деяких варіантах виконання забезпечена множина похилих поверхонь. Кожна похила поверхня може продовжуватися по ділянці втулки в обводовому напрямку. У деяких варіантах виконання забезпечені дві, три або чотири похилі поверхні. Наприклад, можуть бути забезпечені три похилі поверхні, кожна з яких продовжується приблизно на 1202 в обводовому напрямку.

У деяких варіантах виконання піднімальний механізм додатково містить ручку для здійснення відносного обертання внутрішньої і/або зовнішньої втулок. У деяких варіантах виконання ручка прикріплена до штовхача або утворює його.

Піднімальний механізм може бути виконаний з будь-якого придатного матеріалу. У деяких варіантах виконання щонайменше частина піднімального механізму виконана з металу, наприклад, зі сталі.

Лійка захисного кожуха може мати внутрішню поверхню частково сферичної форми (увігнуту). Така поверхня забезпечує кульове шарнірне зачеплення з розливним стаканом ковша. Це забезпечує надійне з'єднання з розливним стаканом ковша, навіть якщо розливний стакан ковша і захисний кожух і/або захисний кожух і форма не ідеально вирівняні.

У деяких варіантах виконання система додатково містить прокладку, розташовану у лійці захисного кожуха. Прокладка сприяє забезпеченню герметичного з'єднання між захисним кожухом і розливним стаканом.

Захисний кожух може бути виконаний з будь-якого вогнетривкого матеріалу, здатного витримувати високі температури розплавленого металу, наприклад, розплавленого чавуну і сталі. Придатні вогнетривкі матеріали включають в себе плавлений кварц, заводський бетон і ізостатично пресовані зв'язані вуглецем вогнетриви. У деяких варіантах виконання захисний кожух виконаний з плавленого кварцу.

На доповнення до придатних термічних і фізичних властивостей захисний кожух повинен бути виконаний з високою розмірною точністю, це означає, що деякі способи виготовлення (наприклад, шлікерне лиття, при якому матеріал, що створює захисний кожух, частково отверджують і вулканізують у формі перед стриперуванням і випаленням), підходять більше,

Зо ніж інші.

Канал форми, в якому з можливістю переміщення прийнятий порожнистий штир захисного кожуха, продовжується між верхньою поверхнею форми і впускним отвором ливарної порожнини. Під виразом "продовжується між" потрібно розуміти, що канал може продовжуватися на всю відстань між верхньою поверхнею форми і впускним отвором ливарної порожнини, або канал може продовжуватися тільки на частину відстані.

Штир захисного кожуха розміщений в каналі лише з невеликим зазором між ними. У деяких варіантах виконання порожнистий штир захисного кожуха продовжується на всю довжину каналу. Щільна посадка захисного кожуха і порожнистого штиря, що продовжується по суті на всю довжину каналу, забезпечує ефективний контроль над потоком металу, запобігаючи розбризкуванню і зменшуючи вторинне окислення. Повітря в зазорі між захисним кожухом і каналом не знаходиться в безпосередньому контакті з потоком металу, і, отже, повітря не захоплюється. Цей вузький повітряний зазор також забезпечує вентиляцію ливникової системи при потраплянні металу у форму.

У деяких варіантах виконання система лиття додатково містить фільтр. Фільтр може бути розташований між каналом і впускним отвором ливарної порожнини. Фільтр виконаний з можливістю видалення будь-яких включень з розплавленого металу. Фільтр також служить як модифікатор потоку і зменшує турбулентність розплавленого металу перед його потраплянням в ливарну порожнину. Фільтр може бути виконаний з будь-якого придатного матеріалу, відомого фахівцеві в даній галузі техніки. У деяких варіантах виконання фільтр виконаний з цирконію.

У деяких варіантах виконання фільтр розташований в корпусі. Корпус може бути з'єднаний з каналом (безпосередньо або опосередковано). У деяких варіантах виконання корпус приймає кінець штиря захисного кожуха (тобто кінець, протилежний лійці). У цих варіантах виконання розплавлений метал проходить через захисний кожух, який прийнятий в каналі, в корпус і через фільтр, а потім потрапляє в ливарну порожнину.

Корпус може мати квадратний, прямокутний, трикутний, шестикутний, восьмикутний або круглий поперечний переріз. Таким чином, в деяких варіантах виконання корпус має три, чотири, шість або вісім бічних стінок. Одна або більше бічних стінок можуть мати випускний отвір, через який розплавлений метал потрапляє у ливарну порожнину. Поруч з кожним випускним отвором може бути розташований фільтр. Таким чином, конфігурація корпусу і бо фільтра може бути вибрана відповідно до конкретних вимог ливарної порожнини.

Корпус може бути виконаний з будь-якого придатного вогнетривкого матеріалу, включаючи плавлений кварц, заводський бетон, вогнетривкий і хімічно зв'язаний пісок. У деяких варіантах виконання корпус виконаний з плавленого кварцу.

У деяких варіантах виконання корпус містить вогнетривку ударну подушку. Вона запобігає руйнуванню форми розплавленим металом при виході з кінця захисного кожуха.

Кінець захисного кожуха (протилежний до лійки) може бути повністю відкритим.

Альтернативно кінець може бути забезпечений торцевою або кінцевою кришкою, що має отвір для проходження розплавленого металу. При застосуванні торцева або кінцева кришка може бути встановлена на ударній подушці перед підняттям захисного кожуха.

Ударна подушка може бути виконана з будь-якого придатного вогнетривкого матеріалу, здатного витримувати тепловий і фізичний вплив розплавленого металу, включаючи плавлений кварц, заводський бетон, вогнетривкий і хімічно зв'язаний пісок. У деяких варіантах виконання ударна подушка виконана з плавленого кварцу.

У деяких варіантах виконання штир забезпечений щонайменше одним випускним отвором поруч з кінцем захисного кожуха. Можуть бути забезпечені щонайменше два, три або чотири випускні отвори. Випускні отвори можуть бути рівномірно рознесені навколо штиря захисного кожуха. Ці "горизонтальні" випускні отвори забезпечують додатковий шлях для виходу розплавленого металу із захисного кожуха на доповнення до отвору на кінці захисного кожуха, і, таким чином, забезпечують більшу витрату потоку при відкритих випускних отворах.

Для регулювання потоку металу через випускний отвір (отвори) у штирі може бути забезпечений засіб регулювання потоку. Захисний кожух може бути виконаний з можливістю обертання між положенням, в якому кожний випускний отвір вирівняний із засобом регулювання потоку і закритий ним, що запобігає проходженню металу через випускні отвори, і положенням, в якому кожний випускний отвір відкритий (і більше не вирівняний із засобом регулювання потоку), що дозволяє проходження металу через випускний отвір (отвори). Потрібно розуміти, що між відкритим і закритим положеннями може бути забезпечена множина положень (наприклад, нескінченна множинна), в яких випускний отвір (отвори) частково відкритий(і).. У таких варіантах виконання обертання захисного кожуха переважно може застосовуватися для регулювання витрати потоку металу у відливок.

Зо У деяких варіантах виконання засіб регулювання потоку забезпечений ударною подушкою.

У деяких варіантах виконання ударна подушка може містити щонайменше один стояк або стінку, що має поверхню, прилеглу до штиря захисного кожуха, причому висота і ширина вказаної поверхні достатні для того, щоб повністю закривати випускний отвір. Потрібно розуміти, що висота стояка (стояків) або стінки (стінок) повинна бути вибрана так, щоб поверхня повністю закривала випускний отвір (отвори) при піднятті штиря за допомогою піднімального механізму.

У деяких варіантах виконання захисний кожух виконаний з можливістю обертання між положенням, в якому один (або кожний) стояк вирівняний з випускним отвором (або відповідним йому випускним отвором), закриваючи випускний отвір і запобігаючи проходженню металу через нього, і положенням, в якому один (або кожен) випускний отвір щонайменше частково відкритий. Переважно кількість стойок відповідає кількості випускних отворів. У деяких варіантах виконання штир містить чотири випускні отвори, а ударна подушка містить чотири стояки.

У деяких варіантах виконання ударна подушка містить стінку, яка продовжується навколо штиря захисного кожуха (тобто утворює кільце). Стінка містить один або більше отворів, які розташовані так, що вони щонайменше частково вирівняні з випускним отвором (отворами) в штирі захисного кожуха. У таких варіантах виконання захисний кожух виконаний з можливістю обертання між положенням, в якому випускний отвір (отвори) закритий стінкою для закривання випускного і запобігання проходженню металу через нього, і положенням, в якому один (або кожен) випускний отвір щонайменше частково вирівняний з отвором (або отвором, що відповідає йому) в стінці і, отже, щонайменше частково відкритий, дозволяючи проходження металу із захисного кожуха через випускні отвори і отвори.

У деяких варіантах виконання поверхня ударної подушки містить ділянку, яка комплементарна за формою до основи захисного кожуха. Ділянка може мати таку форму, що сполучення між основою захисного кожуха і поверхнею можливе тільки при певних орієнтаціях захисного кожуха відносно ударної подушки. Наприклад, сполучення між основою і поверхнею можливе, тільки коли випускний отвір (отвори) штиря вирівняний із засобом регулювання потоку. Таким чином, комплементарність між основою і ударною подушкою забезпечує зручний засіб визначення закриття випускних отворів у штирі.

Стояки або стінка (стінки) можуть продовжуватися вгору від поверхні ударної подушки. бо У деяких варіантах виконання система додатково містить ливникову систему між корпусом і впускним отвором ливарної порожнини.

У деяких варіантах виконання система додатково містить додаток в сполученні по плинному середовищі з ливарною порожниною. Додаток може являти собою додаток з природного піску, що містить порожнину, утворену у формі, або вона може являти собою допоміжний додаток, який звичайно називається живильником або живильною вставкою. Живильні вставки звичайно являють собою форми з хімічно зв'язаних вогнетривів і можуть бути ізолюючими і/або екзотермічними. Додаток може продовжуватися між ливарною порожниною і верхньою поверхнею форми. Додаток або живильна вставка може бути відкритим і схильним до впливу атмосфери, або вона може бути закритим за наявності даху або кришки. У деяких варіантах виконання форма містить більше одного додатку.

У деяких варіантах виконання система містить бічний додаток. Бічний додаток може бути розташований суміжно з ливарною порожниною. Бічний додаток може бути розташований в нижній частині форми, тобто на віддаленні від верхньої поверхні форми. Кінець штиря захисного кожуха може бути розташований в бічному додатку в сполученні по плинному середовищі з ливарною порожниною.

У деяких варіантах виконання ливарна порожнина забезпечена нижнім подаванням. Під "нижнім подаванням" потрібно розуміти, що ливарна порожнина заповнюється розплавленим металом, що подається з ливникової системи в нижню частину ливарної порожнини.

У деяких варіантах виконання ливникова система містить один або більше трубопроводів або ливників у формі, причому кожний трубопровід продовжується між випускним отвором корпусу або бічним додатком і впускним отвором ливарної порожнини.

Система лиття відповідно до винаходу може бути застосована до будь-якого ковша для донного розливання, оснащеного розливним стаканом. У деяких варіантах виконання розливний стакан ковша має частково сферичну (опуклу) або куполоподібну форму з плоскою вершиною.

Крім того, для будь-яких відливок може застосовуватися розливний стакан єдиного універсального діаметра.

Витрата або об'єм металу, який може розливатися з ковша для донного розливання, обмежений діаметром розливного стакана, що застосовується. При встановленні захисного кожуха потік металу може бути додатково обмежений залежно від внутрішнього діаметра або

Зо каналу штиря захисного кожуха.

У традиційних застосуваннях, де захисний кожух прикріплений до ковша їі, отже, застосовується для лиття більше ніж в одну форму, витрата потоку металу буде однаковою для кожного відливка. Якщо з одного ковша відливаються відливки, істотно відмінних розмірів, витрата потоку може не підійти для деяких відливків великих або малих розмірів, що призводить до неоптимального заповнення форми і збільшення дефектів відливок або браку.

Це означає, що для кожного ковша металу відливки однакового розміру повинні виготовлятися з застосуванням однакового необхідного розміру розливного стакана і єдиного діаметра захисного кожуха.

При застосуванні системи лиття відповідно до даного винаходу для кожного відливка застосовується новий захисний кожух, що переважно дозволяє отримувати відливки множини різних розмірів за один цикл (ківш). Це пов'язано з тим, що кожна форма містить свій власний захисний кожух, розмір і діаметр каналу якого можуть бути вибрані відповідно до розміру відливка. Таким чином, тип захисного кожуха, що застосовується, оптимізований для окремого відливка, а не зумовлений типом ковша або розливного стакана (діаметром). Наприклад, захисний кожух, що має діаметр каналу 80 мм, і захисний кожух, що має діаметр каналу 40 мм, може мати однакові розміри лійки, що дозволяє їх встановлення на один і той же розливний стакан, отже, вони можуть застосовуватися для лиття 3 одного ковша, оснащеного універсальним розливним стаканом.

Таким чином, система відповідно до винаходу є набагато більш гнучкою і більше підходить для коротких ливарних циклів, ніж звичайні системи, що застосовуються в цей час. Додаткова перевага полягає у застосуванні для кожного відливка чистого захисного кожуха, що додатково скорочує включення.

Таким чином, в деяких варіантах виконання система містить множину форм. Захисний кожух у кожній формі може мати однакову довжину і/або діаметр. Альтернативно різні форми можуть містити захисні кожухи різних довжин і/або діаметрів.

Тому потрібно розуміти, що довжина і діаметр захисного кожуха вибираються залежно від типу відливка. Наприклад, дрібні відливки можуть відливатися з застосуванням захисного кожуха, що має діаметр внутрішнього каналу 30 мм, тоді як для великого відливка може бути потрібен захисний кожух, що має діаметр каналу 70 мм. Різні захисні кожухи з різними 60 діаметрами каналів можуть застосовуватися з універсальним розливним стаканом.

У деяких варіантах виконання діаметр каналу захисного кожуха становить від 20 мм до 100 мм, від 30 мм до 80 мм або від 40 мм до 70 мм.

Завдяки знаходження захисного кожуха в самій формі і вибору захисного кожуха відповідно до окремого відливка, відсутнє обмеження довжини захисного кожуха, що застосовується. У деяких варіантах виконання довжина захисного кожуха становить від 1 до З метрів або від 1,5 до 2 метрів.

Форма може являти собою звичайну піщану форму, що широко застосовується при литті металів. Таким чином, система лиття відповідно до винаходу може бути виготовлена з застосуванням будь-якого придатного формувального піску.

Формувальний пісок можна розділити на дві основні категорії; хімічно зв'язаний (на основі органічних або неорганічних зв'язуючих) або зв'язаний глиною. Зв'язуючі хімічно зв'язаного формувального піску звичайно являють собою самоотверджувані системи, в яких зв'язуюче і хімічний отверджувач змішуються з піском, і зв'язуюче і отверджувач відразу вступають в реакцію, але досить повільно, щоб пісок міг утрамбуватися навколо модельної плити і достатньо затверднути для видалення і лиття. Системи формування з глиняним зв'язуючим застосовують глину і воду як зв'язуюче і можуть застосовуватися в "сирому" або "невисушеному" стані, що звичайно називається сирою формувальною сумішшю. Сирі формувальні суміші не мають хорошу плинність або здатність переміщуватися просто під дією сил стиснення, і, отже, для ущільнення сирої формувальної суміші навколо модельної плити і надання формі достатньої міцності застосовуються різні поєднання струшування, вібрації, пресування і трамбування для отримання форм однорідної міцності з високою продуктивністю.

Хімічно зв'язаний формувальний пісок найбільше підходить для виготовлення чавунного і сталевого відливка в малому об'ємі і/або середніх і великих розмірів і звичайно має більш високу міцність порівняно з сирою формувальною сумішшю.

Методи формування добре відомі і описані, наприклад, в 12 і 13 розділах Розесо ЕеІтоив5

Еоипагутап'є Напароок (І5ВМ 075064284 Х). Типовий процес, відомий як процес холодного отвердження, полягає в змішуванні піску з рідкою смолою або силікатним зв'язуючим і з відповідним каталізатором, як правило, в змішувачі безперервної дії. Потім змішаний пісок ущільняють навколо модельної плити шляхом поєднання вібрації і трамбування і залишають на

Зо час, протягом якого каталізатор вступає в реакцію зі зв'язуючим, що призводить до затвердження піщаної суміші. Після досягнення необхідної міцності форму знімають з модельної плити, і вона продовжує тверднути до завершення хімічної реакції. Якщо застосовуються живильні вставки, вони можуть бути розміщені на модельній плиті, а навколо них знаходиться змішаний пісок, або вони можуть бути вставлені в порожнині форми після зняття з модельної плити. Подібним чином корпуси фільтрів і фільтри можуть бути відформовані на місці або вставлені згодом.

Форми, як правило, виготовляють у вигляді двох напівформ і потім збирають перед литтям, хоча для більш великих і складних відливок форми можуть містити три або більше частини, що збираються разом. Форми звичайно виконані з горизонтальним рознімом, але для деяких конфігурацій відливка можуть мати вертикальний рознім.

Піщана форма може бути виготовлена в металевому каркасі. Це забезпечує опору форми.

Каркас може бути забезпечений ручками. Ручки можуть застосовуватися для підняття двох напівформ, а також для збирання і маніпуляцій з готовою формою.

Хоча система лиття відповідно до даного винаходу особливо підходить для виготовлення сталевого відливка, вона також може застосовуватися для лиття інших металів, наприклад, сірого чавуну, бронзи, міді, цинку, магнію, алюмінію і алюмінієвих сплавів.

У деяких варіантах виконання форма може являти собою форму, що багато разів застосовується, або матрицю. Форма, що багато разів застосовується, або матриця може бути виконана з чавуну, сталі або будь-яких інших придатних матеріалів, відомих фахівцеві в даній галузі техніки. Ці варіанти виконання підходять для виготовлення відливка з алюмінію і алюмінієвих сплавів.

Відповідно до додаткового аспекту даного винаходу забезпечений спосіб лиття з застосуванням системи відповідно до першого аспекту.

Спосіб може містити етапи, на яких: забезпечують систему відповідно до першого аспекту винаходу; розміщують ківш для донного розливання, що містить розплавлений метал, над формою таким чином, щоб розливний стакан в основі ковша був розташований по суті вертикально над лійкою захисного кожуха; приводять в дію піднімальний механізм для підняття лійки захисного кожуха від верхньої 60 поверхні форми для приведення захисного кожуха в зачеплення з розливним стаканом;

відкривають розливний стакан, що забезпечує потік розплавленого металу з ковша в захисний кожух; закривають розливний стакан для припинення потоку розплавленого металу; і приводять в дію піднімальний механізм для опускання лійки захисного кожуха в напрямку верхньої поверхні форми для від'єднання захисного кожуха від розливного стакана.

У деяких варіантах виконання приведення в дію піднімального механізму для підняття лійки захисного кожуха також призводить до обертання захисного кожуха відносно форми.

У альтернативних варіантах виконання приведення в дію піднімального механізму призводить до підняття лійки захисного кожуха без обертання захисного кожуха відносно форми. У таких варіантах виконання спосіб може додатково містити етап, на якому після відкривання розливного стакана обертають захисний кожух.

У деяких варіантах виконання спосіб додатково містить етап, на якому продувають форму інертним газом, наприклад, аргоном. Для утримання інертного газу форма повинна бути закрита для запобігання вентиляції перед розливанням. Наприклад, в деяких варіантах виконання може бути необхідно закрити всі відкриті додатки або вентиляційні отвори шляхом розміщення аркуша паперу або листка картону над вентиляційним отвором. Аргон важче повітря, тому після закривання форми аргон не буде випаровуватися до розливання.

Потрібно розуміти, що за необхідності будь-який з варіантів виконання, описаних в цьому документі, може бути об'єднаний з будь-яким іншим варіантом виконання, якщо не вказано інше.

Далі будуть описані варіанти виконання винаходу з посиланням на супровідні креслення, на яких:

Фігура 1 являє собою вигляд в перспективі системи лиття відповідно до першого аспекту винаходу, причому лійка захисного кожуха не знаходиться в зачепленні з розливним стаканом ковша;

Фігура 2 являє собою розібраний вигляд в перспективі корпусу, показаного на Фігурі 1, що ілюструє окремі компоненти;

Фігура За і Фігура ЗБ являють собою види в перспективі двох компонентів, які створюють піднімальний механізм, показаний на Фігурі 1;

Зо Фігура 4 являє собою вигляд в перспективі системи лиття, показаної на Фігурі 1, причому лійка захисного кожуха знаходиться в зачепленні з розливним стаканом ковша;

Фігура 5а і Фігура 565 являють собою види в розрізі, що ілюструють з'єднання між розливним стаканом ковша і захисним кожухом, показаними на фігурі 1, у випадку зміщення між формою і ковшом;

Фігура б являє собою вигляд у перспективі третього компонента трикомпонентного піднімального механізму в альтернативному варіанті виконання винаходу;

Фігура 7а являє собою вигляд у розрізі трикомпонентного піднімального механізму і лійки захисного кожуха, що підтримується ним, в альтернативному варіанті виконання винаходу;

Фігура 75 і Фігура 7с являють собою види в перспективі піднімального механізму, показаного на Фігурі 7а, на різних етапах обертання. Фігура 76 ілюструє механізм до обертання, тоді як

Фігура 7с ілюструє механізм після обертання;

Фігура ва являє собою вигляд в перспективі кінця захисного кожуха відповідно до варіанта виконання винаходу;

Фігура 8р0 являє собою вигляд в перспективі ударної подушки для застосування із захисним кожухом, показаним на фігурі ва; і

Фігура 8с і Фігура ва являють собою види в перспективі захисного кожуха, показаного на

Фігурі ва, зібраного з корпусом і ударною подушкою, показаною на Фігурі 86, що ілюструють перехід між частково відкритим (Фігура 8с) і повністю відкритим (Фігура 8а) положеннями.

Звернемося до Фігури 1: варіант виконання системи 10 лиття відповідно до винаходу містить форму 12, в якій утворена ливарна порожнина 14. Форма складається з верхньої частини 12а і нижньої частини 120, з'єднаних горизонтально по лінії 13 розніму. Ливарна порожнина 14 заповнюється знизу через два впускні отвори 16. Розплавлений метал подається в ливарну порожнину 14 через захисний кожух 20, який запобігає вторинному окисленню металу, захищаючи його від впливу атмосфери. Захисний кожух 20 містить лійку 22, в яку заливається розплавлений метал, і витягнутий порожнистий штир 24, по якому метал подається в ливарну порожнину 14. Лійка 22 розташована ззовні форми 12, так що при застосуванні вона може входити в зачеплення з розливним стаканом 26 ковша (не показаний). Порожнистий штир 24 захисного кожуха 20 прийнятий в каналі 30, утвореному у верхній поверхні 32 форми 12, і продовжується по суті перпендикулярно до неї. Канал 30 має розміри, що дозволяють приймати бо захисний кожух 20 так, що між ними по суті відсутній зазор, але в той же час можливе лінійне переміщення захисного кожуха 20. У сполученні по плинному середовищі з ливарною порожниною 14 забезпечена відкрита живильна вставка 15, яка продовжується між ливарною порожниною 14 і верхньою поверхнею 32 форми 12.

Канал 30 продовжується між верхньою поверхнею 32 і корпусом 34, розташованим у формі 12. Корпус 34 має форму куба, що містить чотири призматичні секції, з'єднані одна з одною, і що має верхню стінку 36, нижню стінку 38 і чотири бічні стінки 40. Корпус 34 може бути виконаний з придатного вогнетривкого матеріалу, наприклад, з плавленого кварцу. Порожнистий штир 24 захисного кожуха 20 проходить через отвір 42 у верхній стінці 36, так що кінець 44 захисного кожуха 20, протилежний до лійки 22, розміщений всередині корпусу 34. Дві з чотирьох бічних стінок 40 мають випускний отвір 46. Поруч з кожним з випускних отворів 46 може бути розташований фільтр (не показаний), так що при виході з корпусу 34 розплавлений метал проходить через фільтри.

Вбік від корпусу 34 фільтрів продовжується ливникова система 48, що містить пару трубопроводів 50, по одному трубопроводу 50 з кожного випускного отвору 46. Трубопроводи 50 загинаються вгору, з'єднуючись із впускними отворами 16 ливарної порожнини 14, причому кожний трубопровід 50 подає метал в окремий впускний отвір 16. Таким чином, шлях потоку розплавленого металу проходить вниз через лійку 22 і порожнистий штир 24 захисного кожуха 20, в корпус 34 фільтрів, потім через фільтри і з корпусу 34 фільтрів через випускні отвори 46 по трубопроводах 50 вгору в ливарну порожнину 14.

Як відмічено вище, захисний кожух 20 виконаний з можливістю лінійного переміщення в каналі 30, так що він може підніматися для зачеплення з розливним стаканом 26 ковша.

Захисний кожух 20 піднімається за допомогою піднімального механізму 52, розташованого на верхній поверхні 32 форми 12.

Фігура 2 ілюструє чотири окремі сегменти ЗБбБа, 350, що з'єднуються один з одним для утворення корпусу 34. Два сегменти З5а мають випускний отвір 46 в бічній стінці 40, тоді як два інші сегменти 356 не мають випускного отвору. Кожний з сегментів З5а, 356 має трикутну основу 39, бічну стінку 40 і трикутний дах 37, причому дах має виріз 43 у вигляді чверті кола (тобто на 907). При з'єднанні елементів один з одним чотири сегменти даху утворюють верхню стінку 36 корпусу, а вирізи 43 утворюють круглий отвір 42, через який проходить штир 24 захисного

Зо кожуха 20. Подібним чином чотири трикутні основи 39 з'єднуються одна з одною, утворюючи нижню стінку 38 корпусу. Два сегменти З5а корпусу мають вбудовану у внутрішню поверхню 40ба бічної стінки 40а виступаючу профільовану раму 45, яка утримує пінокерамічний фільтр 47, так що центр фільтра 47 розташований над випускним отвором 46 в бічній стінці 40. При застосуванні сегменти З5а, ЗБ з'єднані один з одним шляхом закріплення і стягування металевої стрічки (не показана) навколо чотирьох бічних стінок 40 корпусу 34.

Звернемося до Фігур За і 3р: піднімальний механізм 52 містить внутрішню втулку 54, яка концентрично встановлюється всередині зовнішньої втулки 56. Внутрішня втулка 54 містить кільцеве сідло 58, оточене круговим ободом 60. При застосуванні лійка 22 захисного кожуха 20 утримується на кільцевому сідлі 58, причому штир 24 захисного кожуха 20 проходить через центральний отвір 62 в сідлі 58. На зовнішній поверхні 63 кругового обода 60 забезпечені два штифти 64 і рознесена від штифтів 64 ручка 66.

Зовнішня втулка 56 містить циліндричну стінку 68, оточену кільцевою основою 70. При застосуванні основа 70 встановлена на верхній поверхні форми 12. Під час підготовки форми 12 зовнішню втулку 56 розміщують у необхідному положенні і утримують на місці при отвердженні і загартовуванні формувального піску. Ділянки верхнього кінця 69 циліндричної стінки 68 вирізані, забезпечуючи три похилі або спіральні поверхні 72. У показаному варіанті виконання кожна спіральна поверхня 72 продовжується по окружності циліндричної стінки 68 приблизно на 12092.

При збиранні піднімального механізму 52 штифти 64 і ручка 66 внутрішньої втулки 54 спираються на спіральну поверхню 72 зовнішньої втулки 56. Можна побачити, що при обертанні внутрішньої втулки 54 з застосуванням ручки 66 штифти 64 і ручка 66 будуть переміщуватися по спіральній поверхні 72, що призводить до підняття внутрішньої втулки 54 і, отже, захисного кожуха 20, що підтримується внутрішньою втулкою 54. Таким чином, внутрішня і зовнішня втулки 54, 56 служать як циліндричний кулачок, причому штифти 64 і ручка 66 утворюють штовхачі.

На Фігурі 1 внутрішня втулка 54 піднімального механізму 52 знаходиться в першому положенні, при цьому штифти і ручка знаходяться в найнижчій точці на спіральних поверхнях 72. У цьому положенні захисний кожух 20 опущений, так що штир 24 продовжується майже до нижньої поверхні корпусу 34, і лійка 22 не знаходиться в зачепленні з розливним стаканом 26 бо ковша. Можна побачити, що поворот внутрішньої втулки 54 проти годинникової стрілка на кут приблизно 907 спричиняє переміщення штифтів і ручки вгору по спіральних поверхнях 72 зовнішньої втулки 56, що призводить до переміщення піднімального механізму 52 у друге положення, показане на Фігурі 4. У другому положенні внутрішня втулка 54 і лійка 22, встановлена в ній, підняті вгору від верхньої поверхні 32 форми 12, і лійка 22 знаходиться в зачепленні з розливним стаканом 26 ковша. Кінець 44 захисного кожуха 20, протилежний до лійки 22, піднятий від нижньої стінки 38 корпусу 34, але залишається в корпусі 34. Тому потрібно розуміти, що кут, на який повинна бути повернута внутрішня втулка 54, залежить від ступеня вертикального переміщення внутрішньої втулки 54 і захисного кожуха 20, необхідного для приведення лійки 22 в зачеплення з розливним стаканом 26, що може змінюватися залежно від висоти форми 12 і розміщення ковша. Під час розливання піднімальний механізм 52 може утримуватися у другому положенні вручну оператором, що утримує ручку 66, для запобігання переміщенню вниз по спіральній поверхні 72. Однак потрібно розуміти, що в деяких варіантах виконання для утримування піднімального механізму 52 у другому положенні може бути забезпечений фіксатор.

Як видно на Фігурах 5а і 50, між ковшом і формою 12 не завжди може бути забезпечене ідеальне вирівнювання, так що відбувається вертикальне зміщення. У варіанті виконання, показаному на Фігурі ба, подовжня вісь Ії розливного стакана 26 ковша зміщена від подовжньої осі (12) захисного кожуха 20 на 57. Як більш наочно показано на фігурі 565, вільний кінець 74 розливного стакана 26 ковша має частково сферичну або куполоподібну форму з плоскою вершиною. Лійка 22 захисного кожуха 20 має внутрішню поверхню 76 також частково сферичної форми з плоским дном 78 і криволінійною бічною стінкою 80. Внутрішня поверхня 76 лійки 22 облицьована прокладкою 82. Частково сферична форма розливного стакана 26, лійки 22 і прокладки 82 забезпечує герметичність з'єднання навіть у випадку зміщення між ковшом і формою 12.

У вищеописаних варіантах виконання винаходу обертання внутрішньої втулки 54 піднімального механізму 52 відносно зовнішньої втулки 56 (яка залишається нерухомою відносно форми 12) призводить до підняття захисного кожуха 20 для зачеплення з розливним стаканом 26 ковша при одночасному обертанні захисного кожуха 20. Однак, в альтернативних варіантах виконання, захисний кожух може підніматися шляхом обертання зовнішньої втулки,

Зо так що внутрішня втулка і захисний кожух не обертаються під час підняття. Для полегшення цього процесу може бути забезпечений третій компонент, який створює трикомпонентний піднімальний механізм. Фігура 6 ілюструє третій компонент або встановлювальне кільце 90, яке містить кільцеву основу 92, оточену круговим ободом 94. У показаному варіанті виконання верхня поверхня 96 кругового обода 94 має ряд отворів 98, що продовжуються вниз на всю висоту обода 94. Отвори 98 приймають цвяхи або металеві штифти 99 для кріплення монтажного кільця 90 до поверхні 112 форми. При застосуванні внутрішня і зовнішня втулки піднімального механізму концентрично встановлені зверху встановлювального кільця 90.

Звернемося до Фігури 7а: трикомпонентний піднімальний механізм 152 містить внутрішню втулку 154, концентрично встановлену у зовнішній втулці 156. Своєю чергою, зовнішня втулка концентрично встановлена в круговому ободі 194 встановлювального кільця 190, яке прикріплене до верхньої поверхні форми (не показано). Таким чином, на відміну від варіанта виконання, показаного на Фігурі З, зовнішня втулка 156 не прикріплена до верхньої поверхні форми, а виконана з можливістю обертання відносно неї, а також відносно встановлювального кільця 190.

Фігура 70 ілюструє піднімальний механізм 152 до обертання. Обертання за годинниковою стрілкою зовнішньої втулки 156 призводить до вертикального переміщення внутрішньої втулки 154 без обертання внутрішньої втулки 154 в положення, показане на Фігурі 7с. Таким чином, захисний кожух, що підтримується внутрішньою втулкою 154, легко піднімається без обертання захисного кожуха. Подальше обертання внутрішньої і зовнішньої втулок 154, 156 разом призведе до обертання захисного кожуха. Також потрібно розуміти, що трикомпонентний піднімальний механізм може працювати так само, як двокомпонентний піднімальний механізм, показаний на Фігурі 3, тобто обертання внутрішньої втулки 154 проти годинникової стрілки з одночасним підняттям внутрішньої втулки 154 і захисного кожуха, що підтримується нею.

Фігура ва ілюструє нижній кінець 144 (тобто протилежний до розливного стакана) захисного кожуха 120, який може бути застосований в поєднанні з піднімальним механізмом 152, показаним на Фігурі 7. Канал захисного кожуха 120 закритий основою 122, що має центральний отвір 126. У штирі 124 захисного кожуха 120 поруч з основою 122 забезпечені чотири горизонтальні випускні отвори 128. Основа 122 має форму з чотирма заглибленнями 130 у вигляді пелюсток, які продовжуються в радіальному напрямку від центрального отвору 126 до бо периферії, де основа 122 стикується зі штирем 124.

Фігура 865 ілюструє ударну подушку 132 для застосування із захисним кожухом 120, показаним на Фігурі ва. Ударна подушка 132 містить по суті квадратний блок 134, що має верхню поверхню 136. Верхня поверхня 136 має центральну ділянку 138, яка комплементарна за формою до основи 122 захисного кожуха 120. Від верхньої поверхні 136 вертикально вгору продовжуються чотири стояки 140, по одному стояку 140 в кожному кутку ударної подушки 132.

Стояки 140 мають по суті трикутний поперечний переріз, причому вершина кожного трикутника приблизно вирівняна з кутами квадратного блоку 134. Повернута всередину поверхня 142 кожного стояка злегка вигнута, причому ступінь кривизни вибраний відповідно до ступеня кривизни штиря 124 захисного кожуха 120. Висота і відстань між стояками 140, а також ширина повернутої всередину поверхні 142 вибрані так, щоб стояки 140 могли повністю закривати горизонтальні випускні отвори 128 захисного кожуха 120 в зібраній системі. Форма основи 122 захисного кожуха 120 ії центральної ділянки 138 верхньої поверхні 136 ударної подушки 132 дозволяє коригувати вирівнювання між горизонтальними випускними отворами 128 і стояками 140. Потрібно розуміти, що посадка між захисним кожухом 120 і ударною подушкою 132 повинна бути такою, щоб стояки 140 могли запобігати проходженню металу через горизонтальні випускні отвори 128, коли стояки 140 і випускні отвори 128 вирівняні один з одним (коли захисний кожух опущений і піднятий), але щоб захисний кожух 120 все ж міг обертатися відносно ударної подушки 132.

Фігура 8с і Фігура ва ілюструють нижній кінець захисного кожуха 120, зібраного з ударною подушкою 132, і два сегменти корпусу 146 фільтрів (для простоти ілюстрації два інші сегменти не показані). Один сегмент показаний з фільтром 147; а інший показаний без фільтра, так що можна побачити випускний отвір 148 корпусу, хоча потрібно розуміти, що при застосуванні фільтр може бути забезпечений. На Фігурах проілюстрований перехід з проміжного частково відкритого положення (Фігура 8с) в повністю відкрите положення (Фігура 84) при роботі піднімального механізму (не показаний).

Як показано на Фігурах 7 і 8, при застосуванні до підняття захисного кожуха 120 піднімальним механізмом 152 основа 122 захисного кожуха 120 з'єднана з комплементарною центральною ділянкою 138 верхньої поверхні 136 ударної подушки 132, так що центральний отвір 126 в основі 122 закритий. Горизонтальні випускні отвори 128 в штирі 124 також вирівняні

Зо зі стояками 140 і закриті ними, що запобігає виходу металу із захисного кожуха 120.

При обертанні зовнішньої втулки 156 піднімального механізму 152 внутрішня втулка 154 і захисний кожух 120, що підтримується нею, піднімаються. Відповідно, основа 122 захисного кожуха 120 більше не контактує з верхньою поверхнею 136 ударної подушки 132, що дозволяє металу виходити через центральний отвір 126. Однак, оскільки обертання захисного кожуха 120 не відбулося, горизонтальні випускні отвори 128 залишаються закритими стояками 140. При литті стопор ковша для донного розливання відкривається, і метал потрапляє через розливний стакан у захисний кожух 120. Метал виходить із захисного кожуха 120 через центральний випускний отвір 126 в основі 122, проходить через зазор між захисним кожухом 120 і ударною подушкою 132, проходить через фільтри (не показані) у корпусі фільтрів і потім потрапляє в ливникову систему (не показана).

Потім внутрішня і зовнішня втулки 154, 156 повертаються разом відносно встановлювального кільця 190 ії форми. Це призводить до обертання захисного кожуха 120 без зміни його вертикального положення відносно форми (або розливного стакана ковша). До обертання захисний кожух 120 знаходиться в закритому положенні, в якому горизонтальні випускні отвори 128 закриті стояками 140 ударної подушки. При обертанні захисного кожуха 120 горизонтальні випускні отвори 128 зміщуються з положення вирівнювання зі стояками 140 і відкриваються частково (Фігура 8с), а потім повністю (Фігура 84), що постійно збільшує потік металу в корпус 146 фільтрів, ливникову систему і ливарну порожнину форми.

Застосування піднімального механізму, в якому обертання захисного кожуха може бути реалізоване незалежно від підняття, нарівні із забезпеченням горизонтальних випускних отворів в захисному кожусі, які можуть відкриватися і закриватися шляхом обертання захисного кожуха відносно ударної подушки, забезпечує перевагу більшого контролю над потоком металу.

Спочатку, коли порожнина форми порожня, і відсутній зворотний тиск, можна застосовувати низьку витрату потоку, відкриваючи тільки центральний випускний отвір в основі захисного кожуха. Потім витрату потоку можна збільшувати в міру збільшення рівня металу в порожнині форми шляхом відкривання горизонтальних випускних отворів. Це дозволяє підтримувати і регулювати тиск металу у всій системі під час розливання. На доповнення, регулювання потоку при першому потраплянні металу в корпус фільтрів зменшує удар і тиск металу на фільтри і, отже, знижує імовірність пошкодження фільтрів і турбулентності після фільтрів. Даний винахід бо забезпечує ці переваги при збереженні тиску в захисному кожусі, що звичайно досягається при повністю відкритому розливному стакані ковша.

Приклади

Випробування проводилося на європейському сталеливарному заводі з виготовлення великих сталевих відливок для будівництва промислових транспортних засобів.

Порівняльний приклад 1

Сталеві відливки, що традиційно розливаються, що мають вагу випуску 750 кг, були отримані шляхом донного подавання металу через три тангенціальні впускні ливники однакового розміру, рівномірно рознесені по окружності ливарної порожнини і з'єднані трьома жолобами з основою стояка. Три відкриті екзотермічні додатки (живильника) були розташовані над і в безпосередньому сполученні по плинному середовищі з верхньою частиною ливарної порожнини. Форми з горизонтальним рознімом були виготовлені з регенерованого хромітового піску з фурановою смолою як зв'язуючим і продуті аргоном перед литтям. Відливки розливалися з традиційного ковша для донного розливання, розташованого над формою таким чином, щоб розливний стакан знаходився на відстані менше 300 мм над поверхнею форми, розташованою над розливною чашею і стояком форми. Рідкий метал розливався з ковша для донного розливання при температурі розливання 1555 20.

Приклад 1

Ливникова система з Порівняльного прикладу 1 була модифікована для розміщення захисного кожуха з плавленого кварцу, довжина якого становила 1250 мм, зовнішній діаметр становив 80 мм, і внутрішній діаметр (канал) становив 40 мм. Лійка захисного кожуха була розташована всередині піднімального механізму відповідно до Фігури З, встановленого на верхній поверхні форми. В основі стояка був забезпечений корпус із плавленого кварцу у вигляді трикутної призми, що має три бічні стінки. Кожна з цих стінок мала випускний отвір з пінокерамічним фільтром на основі двоокису цирконію з пористістю 10 пор на дюйм (ррі) і розміром 100 мм х 100 мм х 25 мм, що виготовляється і що постачається компанією ЕРозесо під торговою назвою 5ТЕЇГ ЕХ 2т, розташованим поруч з випускним отвором. Випускні отвори були з'єднані з дном ливарної порожнини, аналогічно впускним ливникам з Порівняльного прикладу 1. Форма була продута аргоном, а захисний кожух був піднятий з застосуванням піднімального механізму так, щоб лійка захисного кожуха увійшла в зачеплення з розливним стаканом з

Зо ізостатично пресованого глиняного графіту, що постачається компанією Розесо під торговою назвою МАРЕХ, прикріпленим до основи ковша для донного розливання. Лійка захисного кожуха і кінець розливного стакана були ущільнені графітизованою прокладкою. Рідкий метал розливався з ковша для донного розливання при температурі розливання 1555 2б. Час розливання становив 28 секунд від відкривання стопора в отворі ковша до його закриття.

Відливки, отримані з застосуванням системи з Прикладу 1, були значно чистіші, ніж відливки, отримані з застосуванням системи з Порівняльного прикладу 1, так що було можна провести перший магнітний контроль відразу після дробоструминної обробки і перед термообробкою і шліфуванням. Магнітопорошковий контроль (МРІ) поверхні відливка з

Прикладу 1 показав, що вона значно чистіша, ніж в Порівняльному прикладі навіть після термообробки і шліфування. Крім того, сталеві відливки повинні пройти серію циклів зварювання для видалення будь-яких включень і дефектів поверхні, виявлених при магнітному контролі, перед відправленням кінцевому споживачеві. Відливки з Порівняльного прикладу, отримані шляхом традиційного розливання, повинні пройти щонайменше 5 циклів зварювання.

На відміну від цього, у випадку відливка, отриманого з застосуванням системи лиття відповідно до винаходу (Приклад 1), необхідний лише один цикл зварювання для декількох точкових дефектів перед загартовуванням і магнітним контролем ОС перед готовністю до відправлення, це є тим самим, що скорочення часу зварювання більше ніж на 30 годин (на один відливок), що забезпечує заводу значну економію на витратах і значно скорочує час постачання кінцевому споживачеві.

Claims (33)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Система лиття розплавлених металів, яка містить: форму, що містить ливарну порожнину, яка має впускний отвір, і канал між верхньою поверхнею форми і впускним отвором; захисний кожух, який містить лійку і порожнистий штир, причому лійка розташована ззовні форми і суміжно з верхньою поверхнею, а порожнистий штир вміщений у згаданому каналі і виконаний з можливістю переміщення в ньому; і піднімальний механізм, розташований на верхній поверхні форми, причому піднімальний 60 механізм виконаний з можливістю підняття лійки захисного кожуха від верхньої поверхні для приведення захисного кожуха в зачеплення з розливним стаканом ковша.

2. Система за п. 1, яка додатково містить механізм обертання для обертання захисного кожуха відносно форми.

3. Система за п. 1 або 2, в якій піднімальний механізм додатково виконаний з можливістю обертання захисного кожуха відносно форми.

4. Система за п. 3, в якій піднімальний механізм дозволяє здійснювати обертання захисного кожуха незалежно від підняття захисного кожуха.

5. Система за будь-яким із попередніх пунктів, в якій піднімальний механізм містить першу частину, яка встановлена на поверхні форми, і другу частину, яка підтримує лійку захисного кожуха, причому друга частина виконана з можливістю переміщення відносно першої частини.

6. Система за п. 5, в якій положення першої частини зафіксоване відносно форми, і в якій друга частина виконана з можливістю переміщення між першим положенням, при якому згаданий порожнистий штир по суті розміщений в каналі форми, і другим положенням, в якому ділянка порожнистого штиря піднята зі згаданого каналу.

7. Система за п. 5, в якій положення першої частини може переміщуватися відносно форми, причому перша частина виконана з можливістю переміщення між першим положенням, в якому порожнистий штир по суті розміщений в каналі форми, і другим положенням, в якому ділянка порожнистого штиря піднята з каналу.

8. Система за п. 7, в якій переміщення першої частини між першим і другим положеннями призводить до підняття порожнистого штиря без його обертання.

9. Система за п. 7 або 8, в якій піднімальний механізм містить третю частину, розміщену між першою частиною і поверхнею форми.

10. Система за будь-яким із попередніх пунктів, в якій піднімальний механізм містить механічний, гідравлічний або пневматичний виконавчий механізм або двигун.

11. Система за будь-яким із попередніх пунктів, в якій піднімальний механізм містить циліндричний кулачок.

12. Система за п. 11, в якій піднімальний механізм містить концентричні внутрішню і зовнішню втулки, і в якій одна з внутрішньої і зовнішньої втулок підтримує лійку захисного кожуха і має штовхач, який спирається на похилу поверхню іншої з внутрішньої і зовнішньої втулок, яка Зо встановлена на верхній поверхні форми, так що відносне обертання внутрішньої і зовнішньої втулок призводить до лінійного переміщення захисного кожуха.

13. Система за п. 12, в якій забезпечена множина похилих поверхонь, причому кожна похила поверхня проходить по ділянці внутрішньої або зовнішньої втулки в обводовому напрямку.

14. Система за п. 12 або 13, в якій захисний кожух встановлений на внутрішній втулці, причому внутрішня втулка має штовхач, який спирається на похилу поверхню зовнішньої втулки.

15. Система за будь-яким із пп. 12-14, в якій піднімальний механізм додатково містить ручку для здійснення відносного обертання внутрішньої і зовнішньої втулок, причому опційно ручка прикріплена до штовхача або утворює його.

16. Система за будь-яким із попередніх пунктів, яка додатково містить прокладку, розташовану у лійці захисного кожуха.

17. Система за будь-яким із попередніх пунктів, яка додатково містить один або більше фільтрів, розташованих між каналом і впускним отвором ливарної порожнини.

18. Система за п. 17, в якій один або більше фільтрів розташовані в корпусі, який з'єднаний з каналом, і який приймає кінець захисного кожуха.

19. Система за п. 18, яка додатково містить ливникову систему між корпусом і впускним отвором ливарної порожнини.

20. Система за п. 18 або 19, в якій корпус містить ударну подушку.

21. Система за п. 20, в якій в порожнистому штирі поруч з кінцем захисного кожуха забезпечений щонайменше один випускний отвір, і в якій ударна подушка містить щонайменше один стояк, що має поверхню, прилеглу до штиря, так що захисний кожух виконаний з можливістю обертання між положенням, в якому стояк вирівняний з випускним отвором, закриваючи випускний отвір і запобігаючи проходженню металу через нього, і положенням, в якому випускний отвір щонайменше частково відкритий.

22. Спосіб лиття розплавлених металів, який включає етапи, на яких: забезпечують систему за будь-яким із пп. 1-21; розміщують ківш для донного розливання, який містить розплавлений метал, над формою таким чином, щоб розливний стакан в основі ковша був розташований по суті вертикально над лійкою захисного кожуха; приводять в дію піднімальний механізм для підняття лійки захисного кожуха від верхньої 60 поверхні форми для приведення захисного кожуха в зачеплення з розливним стаканом;

відкривають розливний стакан, що забезпечує потік розплавленого металу з ковша в захисний кожух; закривають розливний стакан для припинення потоку розплавленого металу; і приводять в дію піднімальний механізм для опускання лійки захисного кожуха в напрямку верхньої поверхні форми для від'єднання захисного кожуха від розливного стакана.

23. Спосіб за п. 22, в якому приведення в дію піднімального механізму для підняття лійки захисного кожуха також призводить до обертання захисного кожуха відносно форми.

24. Спосіб за п. 22, в якому приведення в дію піднімального механізму призводить до підняття лійки захисного кожуха без обертання захисного кожуха відносно форми, причому спосіб додатково включає етап, на якому після відкривання розливного стакана обертають захисний кожух. 26

- г. 128 а М ЩЕ Й рн чин Й поши шину и оон о шин кон Е я и : | Я ТК ужкнкектнікниит А. ие орех звосееня же сен о Е нн М: сн Зб й п Косенко ем | дитяти Я ЯВИ ння и и | и | ' і й і фо ов і ри і ня і ! ї : Ї ж ї ! ' ! і под ! ! Е І от З ! ! | в і ' ! Я Е НЯ ще ї | ї ! : окт ї ная : ! їж 1 І ! В і йно її | ' ' Н Ічня є З Е рн шо о ! : фо. в ЩО і і ї : . - у шини и ши і | тек, Ка и ж 1 і ке і КЕ сащш Б щ Е : Хо мн Бої і ! ЩО Ак ! і ко т й ро | і як к кт | й | у и ав ! ши 1 7 : й спалення з Ж Ко «З іляея й Е и я ав и Ко оненстетаттн п есетогототтстстт ватоотоготкотетсттсосетовся петеяснях вл / / 34 12 107

Фіг. 1 кох За не миня і З щ в дея я в ен хх й т м санях с мети зимі БЕ З хр 40 Є а3 ШО кан - У вед 7 | ст р ой очну аа ав «7 ЗБЬ в Ши, БЕ ші В й - Я ще ех ЩІ шнек т х її ня ТЕ зн ше і - ШЕ І ЩІ поет Е ЩЕ ШЕ нн ІЙ. - ий НЕ | Пе НН: : : щ са - 1 в їі т, ре хе В ; і 43 Б а ох М: і и 1 Вр ок: ВЕНИ ДЕК І і вк я у 5 5 І І ї КО Кк 15 Ех й : 3 й зі по : 47 в ШЕ п и М : і: гй Б уз ШЕ ен ЩІ і | ї Ї

НН. не о і діння

ТБ. ШИ з НЕ І ! ус Їеннннннюнт

1. | : ще ШИ: і ! й Фон БО: Н ВЕЖ ння Кі 1 і І | ; І ЩІ пов | : Е Я З 5 Є ІЗ 7 Пани ї Я І ї ї ек двом нят Я 3 і | р нави рай | І ! і ЕФ Н ї щ іс ше г ВІ см І Е ї окон | КІ З КОБІдА це АК тек ГИ Е о рови 45 Ї Клен 5 ша ши з лання ЗІ Май оф у Й К песен ї й 1 7 Н Ж х Зк За Я За : Я За А т М Ки дит Що : : А Години

Фіг. 2 зр Ще Я КУ , и; к ; К ЗВ Кай х ї й МВ : ЕВ рих й нн й їй ши Кн / УщІ но их СУМУ М Ії ит ро шк Не шк ер с п й ше КУ фен ку й в У лк і: ї ме Б с них п нн ВИ КЕ рай и и ; г не ра: й СИ й шк тя ї щу і да й Ко ай Ка

Фіг. ЗА не ще І дн КОЖ Ї я ет ПТК й боже Й : я пплттстото. ем, я мк шт я, е А Ку у 7 и х Є М чі ; -К- С іч м, й дол я і ше щі Ссрмвсхт й пенні М Алея, І не ее Би ня і я р 2 нанні сленжен ЕХ и . й й КИ М

Фіг. ЗЕ

33 ва / 32 Ше щи і Й ее НИ Дж я Кк : ск мн с ж СН нм ЩЕ Кк, : Мн М М В ; : я и Ен рак ра ие шк я й х ЕК Ен не НЯ С З с ? 7 ? Ко вини В п и ЗИ ; р й ДН и А ро "т їх і ІЗ р 1 ше вт п р дю дир я и : з ; х Ки Я ПІТИ ПИ ие ЕП и Бі овен Н х Е Ко Я ПИЛИ ТЕМИ и ПМК Як и Н кі Е г Кк 1 МКК ПИ ПОПИ и ту і ПО КЕ с Ко Я в ТИКИ ОК ОК НИ КЕ дж ГУ ня Е що Н хо Я о т вдай КО: І Ко Я КЕ 1 й «Кон й ІЗ ЯН я ї З КА плолететечсетттеттт я ї Й І ! с З Мохтеютентт т Во: ВЕ Бо : , 1 Е Ї БО : с ; : Т ІЗ ваше Е Я : ня ; і х 1 ні і Н Н Н Я ЯК з е 1 І. І- ще і | Я Н ї Ей І і нн: Н Е Я | ро ; Н Н і Н 1 Н ; : і а Н і : і Оу ше 20 : : х Я ми й ї І : ! ! ше; | ! ; і ! ! ех : і ; : ! тив і і ІЗ 1 ; зрив Н і : ІЗ Ще Кк з Н 1 г ї ї З : Я І й Бе 3 І Я Е тро і Й : ї і 5 і Н і : ї Р: ВДВ ї Н ІЗ ї не КК Її : ї Няни Е Н х ї зі Е ї З х ї Е фр : з є ї ї м и ІЗ и і ІЗ ї і зя К к ї Н Н 1 Ї Її зі Н : Е ! ' ! ; ще і ! г; КЕ. п : Н МЕ ї Н і ІЗ ї НА У ЖЕ Ї І Е ідея М І Ве ; ; " і ; : | ве шк ! Ї | а я ! і : | 0. Кв і !

! . А ь Пон : і Н ї СЕ І СОН Й а а ЕЕ В 4 із " ІЗ ї СКИТ ОНИ а кон фр хни КАН З ; Е сш текс ня Ї й | і ? : В НЕ а и ї " їз Ї Ї оо МИ й х : і ; і С х тя : : ! Е о НБН і і К ення я па» пн ня І я і й й і й : ре і : і и - ! ша Ко ; Кк т и "зя я КУ ожонюютжекожеала ж осоююжсксжсмккикох з Ра х мл жо КА КІ ЖЖ КУКА ЖУЖЖВ КА ЖЖ АЖ ЖК КК» ФК КАЖАНИ ЖУКА ХУ ЖУВ КА ЖУЖ АЖ КУ АЖ КА КАЖАЖ КА КК ЖЖ я жк кВ

Т-- 26 ОВ у 4 в ХХ ЗІ КЕ ях ші - КБ «рес енеенсесесгогототетсоегее отр тей зі ке ї: з Ми НЕ Подннння і рення диднкіцденккі іти піннкеня теле і 1 ЕВ г ; і Н а ЕЕ В Хо Н ; Я ЕВ Дах : Н та ЕВ вт і і 1 СІ Ж і ; пкт, р ; ЯК тр ! Н ЩІ : і ! ВЖК сит ї й ! 1535 Е 19 Н Е ЗНЕЯ В і | і Ії : Е : Ї Ех ; ї Е З і Ї ої і З ЕЕ і Ї ! В і : | і т Я КУ ї і ї : ї ! ШЕ ЗИ 3 : ЕІ Е : й Б : Н ЕЙ | ці НЕ : І о ! Н ; а фрі Я Н ш-й БЕН |. і Н Ї ль ж : : : й ЩЕ - з : і Б пт і Н ЗШ: ГШЕЗЕЯ. і І у: тА: Ї Н т В Г ТІ ЖЗ В Н Н БО ші ше і ; Я Жан БОГ І3 : : Я . з КК - Ж щи : І і : Е З Кома К ЗЕ З, Її ї ; Ен нвною ЗІ ІхА і : ! ШЕ ШЕ і ; вк: ГяЯНЕЗ х : : ення вині : : т Т " Е Н : Я : Моне ве

Фіг. БА з й Щ 26 11 ко і ого й сш а о й рн Гу ЗБЕ ' З каш з СД: ПИ, зе ЗВ нина по М ВЕ І поп

"6. й і. В 720

Фіг. БЕ в 98 ре а ПО дви денне иа У в я де не ши 115 "ой

Фіг. 6 о / Ї Ба я що ти Ж В Еш ач орав р їж ІІ О-Щ Шан ок шк чн т г рення ШИНИ ще с вет ! Го рееентнентня ГТ уВВОВя шо ! ПЕК ни плетення ттлтнх с :

Фіг. ТА 0 ЧИ сни с МО и о з КУ ОМА КОКО ОО Ох щу Ак с ох тва Ве ХО ПЕС «5 ПОКИ ПЕК ОО ОККО . я с А хх 3 Же й Х ОО я я і й БО Я 5 С ОО ЗХ ше У ; МОХ ОА ОК сек ше х . ОО ще й МО ОО ОО я ОО КОМ І й г шо Б У КО ще с о. Ох КОКО с ОКУ ще о. ще ОО о о . її с З ПО о о В тс ПОЖх с ПО тс о ЕОМ с а - и ОО ТО За

0 0. . 1307 щ-О зве Ка Я ее ша і і 5 В ХООККе ПО я й о. СО А с ОО ОО ех п. МО Ва УК о. ЕКО й сх ОО ОК ШК У Зх ох 156 В. о о. ОНЕАХ С КВ ний й ЗО З о Мою ПК я Зх М ва тв ККУ ОККО ОК КК АК КК КОКО ЗО . о. с о 55 ЕК ОХ КОКО Х оон ОХ ЕК ОО о о. ТЕХ се 0 . ХО І 3 ОК Ое ОО до З о і о ОХ ОК КК У ПО ККОЯ о МОХ Ж ООН ОО КОХ 5 ПАК Ж У х ОО ОО МО ВО с о.

її. с МО ОКУ

Б . с Я ОО ОО шо шо Зоо п. Х о. ше с с . З я КО п. т стик Фіг С о окжню ОХ, і Е М СК ок ОО х З о ї ВО 5 Ох де КК Зх : и а ОО шо КО ОО в о УА с М й син МОХ ОБОЄ КК ЗО син пе и о У о с - ОХ о х,

шо. с с ОО ОК ОХ п У а з я ї и ЗИ КК І ; СОЯ ЕН : Код ни о КИ А як хо У По ЕК ВК КК ЖАВ ПК що Ох ВХ МНН, ІОВ іх нн Б Я МИТ КАХ с и В ПК ; о ЗИ я тн Е в в ОБ я ве ке де їй ОСФОХ Ой Дан св; в. я Ям и ДК у АК Ин р і де Б НН Ор,

Фіг. ЗА зр Я К й 140 що й / / Ши ; ; т й ;, Пе : ПОЛІ КЮд, п т ЯН - "че т В і ї ТК х тир В ї й ОК т т Я їх КХ; о в. Ка не тен З г тт уш ден а БО Б ення З ях В не р Ве кан св ен ні ВК 13 ою МК х і с У Ніс й й Ме о З Не он нн Вк одне Б Кв я Я Вон в В НН ав ат и допов ща НКТ Р и ж шити и чо НН АН п нн Б ТЕН ОМ зе НнИ чщк З ВИСНО ПІШОВ под у ан и ни не А сон Де свй ; КОС ЧНН слнй пн нн й а вин 453 ше 134

Фіг. Б я зі з З во щ не КЗ В ССС с 00000147 КАК КК КК оо о меш ЕЕ ( !- ее ОКУ Сх и а ЕХО с с А сек.

п. Уж о с о с Ук с ЕМВ БК я. хе х її с о суд ММК: Кох КУКА х З ХОМ с ще ще КВ с З ОКО КО В по ЗО ОО о. І ОН я г п я о 55 Ок СОМ Ед КК ХХ Ж п с о. Я КО А в М пе: ех КОХ ТУ шо Я ЕХ Фіг С ! У ! за о КС б" 05 ОО КО МО ОЗ хо МОУ ше о. ши шо у

Б. сх о я с в ех Б З . кре я. Еш ОО Да Ох -Е п ве с ше. У в

С. щу с жжк С і. с с М В ке ВАХ с ку с ОКУ с. КО. М Я м о о хо о о о. з с. с з

Фіг. 80)