FI112447B - Menetelmä ja laite metallilankojen, -tankojen ja -putkien valamiseksi ylöspäin - Google Patents

Description

112447

MENETELMÄ JA LAITE METALLILANKOJEN, -TANKOJEN JA -PUTKIEN VALAMISEKSI YLÖSPÄIN

5 Tämä keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteistoon, joiden avulla erityisesti ei-rautametallilankoja, -tankoja ja -putkia valetaan jatkuvasti ylöspäin suuntautuvana valuna, mutta valu ei tapahdu kohtisuoraan vaan vinosti ylöspäin. Ensiöjäähdyttimen jälkeen tuotteen jäähdytys tapahtuu suorana vesijäähdytyksenä.

10

Perinteinen pystyvalumenetelmä tarkoittaa tapaa, jossa valettava lanka, tanko tai putki valetaan kohtisuoraan ylöspäin, ja laitteisto muodostuu valusuulakkeeseen kiinnitetystä ensiöjäähdyttimestä sekä toisio- eli jälki-jäähdyttimestä. Kun valetaan esim. halkaisijaltaan 8 mm:n lankaa, joka on 15 yleisin valettavan kuparilangan halkaisija, on jäähdyttimien yhteispituus luokkaa 2 m. Metallin kiteytyminen ja ensijäähtyminen tapahtuu ensiöjääh-dyttimessä, erityisesti jäähdyttimen suulakeosassa, jonka pituus on noin 1 -5% koko jäähdyttimen pituudesta. Jälkijäähdytys tapahtuu ensiöjäähdyttimen yläosassa ja erillisessä jälkijäähdyttimessä, joka puolestaan muodostaa noin y. 20 puolet koko jäähdyttimen pituudesta. Ensiöjäähdyttimen yläosa ja toisio-;··· jäähdytin koostuvat ulkokuoresta, jäähdytysveden jakoputkesta ja sisäput- kesta. Sisäputken ulkopuolella on jäähdytysvesi ja sisäpuolella valettava : : lanka. Valettavan langan ja sisäputken välissä on oltava välys, jotta valanne ' * pääsee esteettä liikkumaan. Lämmön siirtyminen tapahtuu valettavan langan v : 25 ja sisäputken välisen raon yli.

Perinteisessä pystyvaluprosessissa tuotantolinjan suhteellisen korkea hinta on merkittävä tekijä, erityisesti silloin kun kysymyksessä on pieni tuotanto, koska rakenteet pitää kuitenkin tehdä samoin kuin suuremmankin tuotannon . 30 omaavissa linjoissa. Tuotantolinjan kustannuksia voitaisiin alentaa valuno- peutta kasvattamalla, jolloin kelaajien ja jäähdyttimien määrä pienenisi.

2 112447

Esteenä valunopeuden kasvattamiseen on kuitenkin jälkijäähdytyksen tehottomuus. Kun valanne tulee liian kuumana ulos jäähdyttimestä, se hapettuu pinnaltaan, tummuu, jolloin sitä pidetään jatkojalostukseen kelpaamattomana. Maksimivalunopeus esim. halkaisijaltaan 8 mm:n hapet-5 tumattomalle valulangalle on noin 5 m/min, kun jäähdytin on puhdas, jäähdytysvesi riittävän kylmää ja sulan laatu kunnossa. Jälkijäähdytyksen parantamisen esteinä on, että sisäputkea ei voi tehdä liian tiukaksi, koska valanteen pitää päästä liikkumaan vapaasti, eikä toisaalta jäähdyttimiä ole edullista tehdä paljoa pidemmiksi valettavan langan suhteellisen pienen 10 halkaisijan vuoksi. Pitkä ja ohut lanka hukkaa helposti valukoneen tekemän iskumuodon, jolla on merkittävä vaikutus langan laatuun.

Nyt kehitetty menetelmä ja laitteisto on kehitetty erityisesti pienen kapasiteetin tarpeisiin. Menetelmässä valettava tuote: lanka, tanko tai putki vaie-15 taan perinteisen, kohtisuoraan ylöspäin tapahtuvan valun sijasta vinosti ylöspäin, 20 - 85°, edullisesti 30 - 60° kulmassa uunin pystyakselin suhteen ja jäähdyttimiä on vain yksi lankaa kohden jälkijäähdytyksen tapahtuessa suoraan valettavan kappaleen päälle. Keksintö kohdistuu myös vastaavaan laitteistoon. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille oheisista : V: 20 patenttivaatimuksista.

: Nyt kehitetyn menetelmän mukaisesti valusuulake ja jäähdytin on upotettu sulaan vinossa asennossa, jolloin jälkijäähdytykseen tarkoitettu suuvesi ; voidaan valuttaa kuuman valetun tuotteen päälle valu-uunin seinämien ulko- .·' : 25 puolella. Lisäksi jäähdyttimestä tulevan langan ei tarvitse taipua paljoakaan kelaajan suuntaan.

\ Keksinnön mukaisessa laitteistossa käytetään siis lyhyttä jäähdytintä, joka käytännössä tarkoittaa, että jäähdytin muodostuu vain tavanomaisessa ·' 30 pystyvalussa käytettävästä ensiöjäähdyttimestä. Lyhyen jäähdyttimen . ; tarkoituksena on ainoastaan saattaa sulamislämpö pois valetusta metallista 3 112447 sekä suorittaa pieni esijäähdytys lujuuden saamiseksi valettuun tuotteeseen. Jäähdyttimestä ulos tulevan kuuman valutuotteen päälle suihkutetaan vesi jälkijäähdytyksen aikaansaamiseksi ja tuotteen lämpötilan saattamiseksi niin alas ettei hapettumista enää tapahdu. Ensiöjäähdyttimen yläosaan, 5 suuaukkoon johdetaan ennen jälkijäähdytystä jotain sopivaa suojakaasua kuten esim. typpeä hapettumisen estämiseksi.

Keksinnön mukaista laitteistoa kuvataan vielä oheisen kuvion 1 avulla, joka on laitteiston periaatepiiros poikkileikkauksena.

10

Kuvion 1 mukainen valulaitteisto muodostuu ensinnäkin sulatus- ja valu-uunista 1 sekä sen tukirakenteista 2. Ensiöjäähdytin 4 ja osittain sen sisään sijoitettu valusuulake 3 on upotettu vinossa asennossa, kuvan tapauksessa noin 45° kulmassa, uunissa olevaan sulaan. Sula jähmettyy valusuulakkeen 15 sisällä niin, että syntynyt lanka tai tanko 5 voidaan vetopyörien 6 avulla vetää taittopyörän 7 yli. Valettavan tuotteen jälkijäähdytysosa muodostuu jäähdytysvesisuihkuista 8 ja valettavan tuotteen ja taittopyörän alapuolelle sijoitetusta rännistä 9 suihkuista tulevan ns. suuveden talteenottamiseksi. Kuviosta nähdään myös, että ensiöjäähdyttimen yläpuoleiseen suuaukon 10 20 ja jälkijäähdytysosan väliselle matkalle johdetaan suojakaasuverho :··· hapettumisen estämiseksi. Suulakkeen vino asento mahdollistaa suorien : Y: vesisuihkujen käytön valu- uunin seinämien ulkopuolella.

'*· Kuten kuviosta nähdään, kehitetty rakenne on yksinkertainen ja matala, joten : 25 prosessia on helppo hallita. Kun käytetään keksinnön mukaisesti vain yhtä, valettavaa tuotetta ympäröivää jäähdytintä, jäähdytinrakenteen korkeus jää vain noin neljänteen osaan perinteisen jäähdyttimen korkeudesta. Suora \ vesijäähdytys on lisäksi hyvin tehokas, joten sen ansiosta voidaan valunopeutta nostaa perinteistä suuremmaksi valetun tuotteen hapettumatta.

30 Tästä taas on seurauksena, että jäähdyttimien ja kelaajien lukumäärää : j voidaan vähentää ja siten alentaa kustannuksia.

4 112447

Kehitetyn laitteiston ensiöjäähdyttimessä otetaan valettavan tuotteen lämpö-määrästä talteen vain noin 60%, mikä tarkoittaa sitä, että tarvittavan puhtaan kylmän veden määrä vähenee noin 40%. Loppujäähdytys suoritetaan 5 suorien suihkujen kautta tulevalla suuvedellä, jolle ei aseteta sellaisia suuria puhtaus-ja lämpötilavaatimuksia kuin ensiöjäähdyttimen vedelle.

Erityisesti pienen tuotannon valukoneissa jokaisella valutuotteella on oma vetomoottorinsa, jolloin valutuotteen yksilölliselle aloitukselle nopeutta 10 vähentämällä ei ole esteitä. Toisaalta taas, koska jokaisella valutuotteella on oma käyttömoottorinsa, moottorin koko voidaan valita hyvin pieneksi kustannusten alentamisen kannalta. Kun valu-uuniin syötetään sulatettavaa raaka-ainetta tasaisesti ja suulakkeen upotussyvyys on riittävä, voidaan myös erillinen kustannuksia aiheuttava valukoneen korkeudensäätö-15 järjestelmä jättää laitteistosta pois.

Claims (7)

112447

1. Menetelmä ei-rautametallilangan, -tangon tai -putken valamiseksi ylöspäin, jolloin valusuulake ja ensiöjäähdytin on upotettu sulaan, tunnettu siitä, 5 että valu tapahtuu ylöspäin 20 - 85° kulmassa uunin pystyakselin suhteen ja valettavan tuotteen jäähdytys suoritetaan valusuulakkeen sisällä tapahtuvan ensiöjäähdytyksen lisäksi jälkijäähdytyksenä vesisuihkuilla suoraan valettavan tuotteen päälle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valu tapahtuu 30 - 60° kulmassa ylöspäin.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensiöjäähdytysalueen ja jälkijäähdytysalueen välisellä matkalla valettu tuote 15 on suojakaasun ympäröimä.

4. Laitteisto ei-rautametallilangan, -tangon tai -putken (5) valamiseksi ylöspäin, jolloin laitteistoon kuuluu sulatus- ja valu-uuni (1) ja siitä ylöspäin MMt [ / suunnattu ensiöjäähdytin (4) sekä ensiöjäähdyttimen sisään osittain sijoitettu ► · « ·’’ 20 valusuulake (3), jolloin valusuulake (3) ja ensiöjäähdytin (4) on upotettu ; » 1 1 « * · sulaan, tunnettu siitä, että ensiöjäähdytin (4) ja sen sisään osittain sijoitettu valusuulake (3) on sijoitettu uunista ylöspäin 20 - 85° kulmassa uunin pystyakselin suhteen, sekä että valettavan tuotteen kulkusuunnassa on ensiöjäähdyttimen (4) jälkeen sijoitettu jälkijäähdytysosa, johon kuuluvat 25 suorat vesisuihkut (8). .···. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ] . ensiöjäähdytin (4) ja sen sisään osittain sijoitettu valusuulake (3) on sijoitettu * · . 30-60° kulmassa uunista ylöspäin. 30 112447

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että jälkijäähdy-tysosa muodostuu suorista vesisuihkuista (8) ja rännistä (9) veden taiteenottamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että jälkijäähdy- tysosa on valu-uunin (1) seinämien ulkopuolella. 1 » 112447