CZ283046B6 - Zařízení pro přivádění roztaveného kovu do odlévacího stroje a soustava, toto zařízení obsahující - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro přivádění roztaveného kovu do odlévacího stroje, zejména litinu, a licí soustavy, obsahující toto přívodní zařízení.Přívodní zařízení (1) pro přivádění roztaveného kovu, je umístěno mezi zdrojem roztaveného kovu a odlévacím strojem a má modulovou konstrukci (3, 16). Tato struktura zahrnuje sifon (3) pro dopravování roztaveného kovu od zdroje kovu do odlévacího stroje, přičemž sifon představuje nahraditelnou část a desky (16) pro zahřívání sifonu, tyto desky jsou kolem sifonu uspořádány odstranitelně a jsou s ním ve styku. Vynález je použitelný pro vzestupné plynulé odlévání litinových trubek.ŕ

Description

Vynález se týká lití roztavených kovů a zejména svislého plynulého odlévání kovových odlitků, zvláště litinových trubek. I když je použitelný pro lití různých typů kovových odlitků, je zvláště výhodný pro odlévání tenkých litinových trubek. Výrazem tenká trubka se rozumí trubka, u níž io je poměr tloušťky k průměru nízký, menší než deset procent, spíše bez tloušťky, posuzováno samo o sobě.

Zejména se vynález týká zařízení pro plnění licího stroje roztaveným kovem, zejména pak v soustavách pro vzestupné svislé plynulé odlévání litinových trubek, přičemž plnicí zařízení je 15 umístěno mezi zdrojem roztaveného kovu aodlévacím strojem. Zdrojem roztaveného kovu je typicky licí pánev pro litinu a licím strojem je stroj pro vzestupné plynulé odlévání kovových odlitků, typu se svislou formou. Vynález se tedy týká mezilehlého článku licí soustavy, upraveného mezi zdrojem roztaveného kovu a vlastním zařízením pro lití kovových odlitků.

Dosavadní stav techniky

Ve francouzském patentovém spisu č. FR-A-2 547 517, týkajícím se zařízení pro svislé plynulé odlévání, které má formu a horký vtok pro odlévání kovových trubek, je již popsáno ústrojí pro 25 přivádění tekuté litiny, umístěné mezi licí pánví a svislou formou. Toto přiváděči ústrojí zahrnuje sifonovou jednotku, sestávající z jednodílné vložky, provedené ze žáruvzdorného materiálu typu hlinitokřemičitanu nebo zhotovené z grafitu. Tato sifonová jednotka zahrnuje svislé vedení, nad kterým je nálevka pro příjem litiny a vodorovný licí žlábek, spojený utěsněné s dolním koncem formy, pro kterou slouží jako základní deska nebo podpěra.

Tato sifonová jednotka podle dosavadního stavu techniky vede k řadě problémů. Vzhledem k vysokým teplotám, panujícím při odlévání roztavených kovů, se především sifonová jednotka rychle poškozuje při postupu plynulého odlévání. Sifon provedený z grafitu se, nehledě kjeho poměrně vysoké ceně, postupně opotřebuje a/nebo spotřebuje roztavenou litinou, se kterou je ve 35 styku. Jednodílná sifonová jednotka je dále poměrně objemná část, kterou není snadné použít a která také komplikuje manipulaci nutnou při výměně sifonu. Spotřeba grafitu může vyvolat nežádoucí změnu složení litiny

Účelem vynálezu je odstranit nevýhody, vyvolávané známými zařízeními pro přívod roztaveného 40 kovu a zejména sifonovými jednotkami, známými ze stavu techniky.

Podstata vynálezu

Podstatu vynálezu tvoří zařízení pro přivádění roztaveného kovu do odlévacího stroje, zejména v soustavách pro vzestupné svislé plynulé odlévání litinových trubek, přičemž toto přiváděči zařízení je umístěno mezi zdrojem roztaveného kovu a odlévacím strojem a má modulovou konstrukci, která obsahuje jednak sifon pro dopravu roztaveného kovu ze zdroje kovu kodlévacímu stroji a jednak odstranitelné desky pro zahřívání sifonu, které jsou uspořádány 50 kolem sifonu a jsou s ním ve styku.

Podle dalších význaků vynálezu:

- je sifon vyměnitelná část, která je provedena zejména z odlitého žáruvzdorného betonu,

- 1 CZ 283046 B6

- sifon je část, mající v podstatě tvar U, a zahrnuje první v podstatě svislý kanál, zakončený poblíže vrcholu vstupním otvorem pro roztavený kov, druhý, v podstatě svislý kanál, který na základně odlévacího stroje vystupuje výstupním otvorem pro roztavený kov, a v podstatě vodorovný kanál, spojující spolu svislé kanály,

- kolem druhého kanálu má sifon komole kuželovitý tvar pro spolupůsobení s lícující základnou odlévacího stroje, za použití těsnění,

- zařízení dále obsahuje plášť, provedený ze žáruvzdorného materiálu, obklopujícího sifon a topné desky, takže mezi vnitřní stranou pláště a topnými deskami vznikne prostor, který je vyplněn tepelně izolujícím a chemicky ochranným materiálem,

- plášť obsahuje prostředky pro zahřívání topných desek, přičemž tyto prostředky jsou s výhodou tvořeny induktorovým obvodem, uloženým v plášti, a topné desky působící jako armatura,

- tepelně izolující a chemicky ochranný materiál je jemný slévárenský písek,

- topné desky jsou provedeny z grafitu,

- sestava sifonu a topných desek jej obklopujících je umístěna na žáruvzdorných cihlách,

- sifon obsahuje ploché strany pro dosednutí na každou topnou desku.

Předmětem vynálezu je také soustava pro odlévání kovových odlitků, zejména pro vzestupné plynulé, svislé odlévání litinových trubek, která je vyznačena tím, že obsahuje zařízení pro přivádění roztaveného kovu, jak bylo shora definováno.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 je ve svislém řezu pohled na zařízení pro přivádění roztavené litiny podle známého stavu techniky, které je spojeno s formou pro plynulé odlévání litinových trubek.

Na obr. 2 je ve svislém řezu pohled na zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu.

Na obr. 3 je rozložený šikmý pohled na grafitové převaděče použité v zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu.

Na obr. 4 je ve svislém řezu pohled na žáruvzdorný betonový sifon, použitý v zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu.

Na obr. 5 je znázorněn půdorys sifonu podle obr. 4.

Na obr. 6 je v šikmém průmětu pohled v řezu na zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje známé přívodní zařízení 1 pro přívod horké litiny do formy 2, jež má vytvářet litinové trubky T vzestupným plynulým odléváním podle spisu FR-A-2 547 517. Skutečné přívodní zařízení 1 sestává ze sifonové jednotky 3 v podstatě o tvaru L. Tato sifonová jednotka 3 je v podstatě vytvořena v jednom kusu ze žáruvzdorného materiálu hlinitokřemičitanového typu nebo je vytvořena z grafitu. Sifonová jednotka 3 obsahuje přívodní vedení 4, ukončené v jeho horní části nálevkou 5. Vodorovná část 6 sifonové jednotky obsahuje vodorovný kanál 7, který na jedné straně je spojen s přívodním vedením 4 a na druhé straně ústí do vzestupné části kanálu 8, který je zakončen komole kuželovitým hrdlem 9, které vede do dolní části 10 formy 2. Forma 2 sestává v podstatě z válcové grafitové trubky 11, která je na své dolní části 10 obklopena žáruvzdorným límcem 12, ve kterém jsou uloženy kabely 13 indukčního obvodu, který má tekutý kov udržovat nad jeho teplotou táni. Forma 2 je na své horní části 14 obklopena

-2CZ 283046 B6 chladicím obvodem 15, který umožňuje postupné tuhnutí roztavené litiny pro vytváření trubek. Při činnosti přívodního zařízení 1 představuje licí pánev P, zdroj roztavené litiny pro přívodní zařízení 1, které zase zásobuje formu 2.

Sifonová jednotka 3 tohoto přívodního zařízení 1 je částí, která vyvolává problémy, jejichž vyřešení vynález navrhuje. Tato sifonová jednotka 3, provedená v jednom kusu, se nehodí k jednoduché manipulaci a instalování a je nákladná, zejména je-li provedena z grafitu. Kromě toho se v průběhu odlévání postupně ničí opotřebením nebo spotřebováním v důsledku působení roztavené litiny. V důsledku toho je u tohoto přívodního zařízení 1 podle stavu techniky zapotřebí, aby celá sifonová jednotka 3 byla vyměněna, když se odlije určitý počet trubek.

Obr. 2 znázorňuje zařízení 1 pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu. Vynález bude nyní popsán, ovšem pouze příkladem, v rámci zařízení pro plynulé odlévání litinových trubek, které je podobné zařízení podle obr. 1 a zásobuje formu 2.

Vynález v zásadě záleží ve vytvoření modulového přívodního zařízení, jehož hlavní složkou je velmi levný vyměnitelný sifon. Přestože vynálezu lze užít v rámci licích soustav, používajících jiných kovů než litinu, nebo se zařízeními pro vytváření odlitků, jež nejsou formami pro tvarování trubek, bude vynález pro srozumitelnost a jednoduchost níže popsán v rámci soustavy pro plynulé vzestupné svislé odlévání litinových trubek, získaných pomocí formy.

Zařízení 1 pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu v zásadě obsahuje sifon 3, prostředky pro zahřívání sifonu 3 v podobě topných desek 16, umístěných kolem sifonu 3 s výjimkou oblasti jeho vstupu a výstupu, plášť 17, který je opatřen induktorem 18 a ve kterém je umístěn sifon 3 a topné desky 16. a konečně izolační a plnicí materiál 19, který je umístěn v prostoru, vytvořeném mezi sestavou, tvořenou sifonem 3 a topnou deskou 16, a mezi pláštěm 17.

Sifon (obr. 4 a 5):

Sifon 3 je podrobněji znázorněn na obr. 4 a 5. Je to v podstatě těleso tvaru U, odlité z levného žárovzdomého materiálu, zejména žárovzdomého betonu. Sifon 3 má část 3A o čtvercovém průřezu, která je opatřena sestupným svislým vstupním kanálem 20 pro roztavenou litinu, dále část 3B, která má čtvercový průřez a je opatřena vodorovným kanálem 21, který souvisí s druhým svislým kanálem 22, který směřuje vzhůru, je mnohem kratší než vstupní kanál 20, spojený s vodorovným kanálem 21. a má komolekuželovitou část 3C. přičemž tato část 3C zajišťuje utěsněné ustředění lícující dolní části 10A topné základny 10 formy (obr. 2). Je třeba upozornit na to, že část 3B je nepatrně prodloužena za část 3A, čímž vytvoří vodorovné osazení popřípadě výstupek 23.

Jelikož se sifon 3 získává odléváním s jádry, ucpou se oba koncové otvory 24 vodorovného kanálu 21, které se přitom vytvoří, za pomoci ručně pěchované žárovzdomé zeminy. Sifon 3 má proto vstupní otvor 25 a výstupní otvor 26 pro litinu. Když se ucpávají přebytečné otvory 24, je možné tam vložit přístroje pro měření teploty litiny uvnitř sifonu, a to v podobě termočlánku, umístěného v hliníkovém pouzdru (obojí neznázoměno), přičemž se přístroj vloží do otvoru před jeho ucpáním. Jednoduchost tohoto sifonu, odlitého ze žárovzdomého betonu, představuje tak mimořádně levnou součástku, která může být spotřebována a je určena k výměně po každém licím období.

Nálevka (obr. 2):

Jelikož má být umístěna nad vstupním otvorem 25 sifonu, má nálevka 5 vnitřní kuželovitý tvar, jehož dolní část ústí do svislého kanálu 20, majícího stejný průměr, pro vpouštění kapalné litiny do sifonu 3. Nálevka 5 je také odlita ze žárovzdomého betonu, s výhodou stejného jako sifon. Aby se zajistila těsnost mezi nálevkou 5 a sifonem 3, je nálevka 5 přitmelena k sifonu 3

-3 CZ 283046 B6 žárovzdomým cementem. Jako sifon 3 je i nálevka 5 spotřebovatelnou a nenákladnou částí, která je určena k výměně na konci jednoho nebo několika licích období. Aby se umožnilo odlévání litiny bez rozlití nebo rozstřikování, je nad nálevkou 5 umístěn výstupní otvor 26, zhotovený z nespotřebovatelného žárovzdomého cementu, který má větší otvor pro příjem odlévací litiny.

Topné desky (obr. 3):

Zařízení 1 pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu obsahuje také soustavu topných desek 16, které mají udržovat teplotu tekuté litiny kondukcí přes materiál sifonu. Jelikož tyto topné desky, také nazývané susceptory, mohou být samy zahřívány indukcí, navrhuje vynález, aby desky, například sestávající z grafitu, o tloušťce řádově 30 mm, byly umístěny přímo do styku se žárovzdomým materiálem sifonu 3, takže jej obklopují spodními, horními a postranními deskami, jak je znázorněno na obr. 3, s výjimkou vstupního otvoru 25 a výstupního otvoru 26 sifonu 3. Užije-li se jako susceptor, umožní grafit desek 16, aby sifon 3 byl předehříván indukcí, homogenně a regulovatelně, až na teploty řádově 1000 °C.

U příkladu podle obr. 3 je užito základní desky 16A pod sifonem 3, probíhající bočně po každé straně části 3B sifonu 3, dále dvou svislých bočních desek 16B, přiřazených části 3B a uložených na okrajích desky 16A, horní desky 16C uložené na části 3B, a čtyř svislých desek 16D, přiřazených části 3A sifonu a uložených na desce 16C, popřípadě na výstupku 23, popřípadě na horním okraji desek 16B.

Izolační materiál (obr. 2):

Sestava, tvořená grafitovými topnými deskami 16, sifonem 3 a nálevkou 5, je uspořádána na řadě žárovzdomých cihel 27. Plášť 17, provedený ze žárovzdomého materiálu, je umístěn kolem této sestavy tak, že ponechává volný prostor mezi sestavou a pláštěm 17. Známým způsobem jsou vinutí induktoru 18 uložena ve stěně pláště 17 a napájena elektrickým proudem z neznázoměného vnějšího generátoru. Plášť obsahuje hlavní část 17A, která obklopuje část 3B sifonu a probíhá nad ní, a prodloužení 17B, které obklopuje horní část části 3A a probíhá nad ní.

Prostor mezi pláštěm 17 a sestavou, tvořenou sifonem 3 a topnými deskami 16, je vyplněn plnicím materiálem 19, s funkcí tepelné izolace a chemické ochrany topných členů před oxidací. Když se totiž grafitové topné desky 16 zahřejí na vysokou teplotu v důsledku účinku indukčních jevů, mají sklon se oxidovat a ničí se. Aby se tomu zabránilo, je uvedený prostor s výhodou vyplněn jemným slévárenským pískem, prostě nasypaným mezi plášť 17 induktoru 18 a sifon 3, opatřený deskami .16. Písek vniká do vzniklého prostoru, který úplně vyplní, dokonale obklopí grafitové desky 16 a sifon 3 pro dokonalou ochranu přívodního zařízení 1- Tento písek, který nikterak nepřekáží odstranění pláště 7, když se demontuje zařízení 1 pro přivádění roztaveného kovu, lze získat zpět a uvést znovu do oběhu po každém odlévacím cyklu.

Jak je patrno z obr. 2, jsou izolační a písek obsahující žárovzdomé cihly 29 umístěny na desce 16C a jsou vloženy pod prodloužení 17B pláště 17. Kromě toho je kolem základny formy 2 umístěn pomocný induktor 30.

Přívodního zařízení 1 pro litinu podle vynálezu se užívá následujícím způsobem. Cihly 27, pak dolní topná deska 16A, se kladou na podklad, kterým může být zvedací stůl 31. Na tuto dolní desku se položí sifon 3 ze žárovzdomého betonu, a pak se dokončí vrstvení a ukládání zbývajících topných desek 16, jak je znázorněno na obr. 3. Aby se předešlo jejich vzájemnému pohybu, jsou různé topné desky obklopeny zádržnými pomůckami, zejména lepicí izolační páskou. Potom se položí cihly 29 a umístí se plášť 17, který je opatřen induktorem 18 pro předehřívání sifonu 3 topnými deskami 16, a to obvykle za pomoci portálového jeřábu. Toto vše se upraví ustředéně kolem sifonu 3 a pak se plášť 17 vyplní pískem 19, takže jsou pokryty všechny části, které jsou případně z grafitu. Potom se umístí induktor 30 a nálevka 5 se

-4CZ 283046 B6 zacementuje nad vstupním otvorem 25 sifonu 3, a forma 2 se přicementuje k části 3C tohoto sifonu 3 za pomoci žárovzdomého cementu. Je-li zapotřebí, provede se pak dosypání písku. Potom se předehřívací induktor spojí se svou skříní pro dodávku energie (neznázoměno) a zahájí se předehřívání zařízení 1 pro přivádění roztaveného kovu. V důsledku toho se zvýší teplota topných desek 16, působících jako armatura, a pak se zahřeje sifon 3, přičemž zůstává izolován vůči teplu a oxidaci pískem 19 a cihlami 29.

Předehřívání zařízení může trvat jednu hodinu až tři hodiny, což závisí na výkonu induktorového obvodu. Příprava zařízení pro odléváním může být s výhodou doplněna natěsněním různých průchodů pro kapalnou litinu, aby se během odlévání zabránilo ulpívání kuliček a jazýčků pevné litiny.

Když se dokončí předběžné ohřívání a licí pánev P, naplněná roztavenou litinou je k dispozici, může začít přívod tekuté litiny ke spodku formy zařízením 1 pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu. Vzestupné plynulé odlévání litinových trubek může pak probíhat obvyklým způsobem.

Na konci odlévacího postupu ztuhne litina zbylá v kanálu 21 sifonu. Zařízení 1 pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu se rozebere tak, že se postupně odstraní nálevka 5 a nalévací kanál 26 (obr. 2), cihly 29, plášť 17, písek 19, topné desky 16 a sifon 3. Sifon 3 se vyřadí a nahradí novým. Pak se pro další odlévací děj provede rekonstrukce přiváděcího zařízení 1 podle vynálezu. V důsledku toho splňuje zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle vynálezu dokonale zamyšlený účel. Vytvořením modulové konstrukce, obsahující levný vyměnitelný sifon, snižuje toto zařízení jak náklady na výrobu kovových odlitků tak i na manipulaci s celým zařízením.

Claims (11)

1. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu do odlévacího stroje (2), zejména v soustavách pro vzestupné svislé plynulé odlévání litinových odlitků, zejména trubek, přičemž toto přiváděči zařízení (1) je umístěno mezi zdrojem (P) roztaveného kovu aodlévacím strojem (2), vyznačující se tím, že má modulovou konstrukci (3, 16), která obsahuje jednak sifon (3) pro dopravu roztaveného kovu ze zdroje (P) kovu kodlévacímu stroji (2), a jednak odstranitelné desky (16) pro zahřívání sifonu (3), které jsou uspořádány kolem sifonu ajsou s ním ve styku.

2. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle nároku 1, vyznačující se tím, že sifon (3) je vyměnitelná část, která je provedena zejména z odlitého žárovzdomého betonu.

3. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že sifon (3) je prvek, která má zejména tvar U a zahrnuje první, v podstatě svislý kanál (20), zakončený poblíže vrcholu vstupním otvorem (25) pro roztavený kov, druhý, v podstatě svislý kanál (22), který na základě odlévacího stroje (2) vystupuje výstupním otvorem (26) pro roztavený kov a v podstatě vodorovný kanál (21), spojující svislé kanály (20, 22).

-5CZ 283046 B6

4. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle nároku 3, vyznačující se tím, že kolem druhého kanálu (22) má sifon (3) komole kuželovitý tvar (3C) pro spolupůsobení, za použití těsnění, s lícující základnou (10A) odlévacího stroje (2).

5. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje plášť (17) ze žárovzdomého materiálu, obklopující sifon (3) a topné desky (16) tak, že mezi vnitřní stranou pláště (17) a topnými deskami (16) vznikne prostor, který je vyplněn tepelně izolujícím a chemicky ochranným materiálem (19).

6. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle nároku 5, vyznačující se tím, že plášť (17) obsahuje prostředky (18) pro zahřívání topných desek (16), přičemž tyto prostředky jsou s výhodou tvořeny induktorovým obvodem (18), uloženým v plášti (17) a topné desky (16) působí jako armatura.

7. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle nároků 5 nebo 6, vyznačující se tím, že tepelně izolující a chemicky ochranný materiál je jemný slévárenský písek.

8. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se t í m , že topné desky (16) jsou provedeny z grafitu.

9. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že sestava sifonu (3) a topných desek (16) jej obklopujících je umístěna na žárovzdomých cihlách.

10. Zařízení pro přivádění roztaveného kovu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až9, vyznačující se tím, že sifon (3) obsahuje ploché strany pro dosednutí na každou topnou desku (16).

11. Soustava pro odlévání kovových odlitků, zejména pro vzestupné svislé plynulé odlévání litinových trubek, vyznačující se tím, že zahrnuje zařízení (1) pro přivádění roztaveného kovu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků.