NO137881B - Roterbar kokille med utvendig vannkj¦ling i en st¦pemaskin for kontinuerlig horisontal strengst¦ping av aluminium eller aluminiumlegeringer - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en roterbar kokille med utvendig vann-kjøling i en støpemaskin for kontinuerlig horisontal streng-sfcøping av aluminium eller aluminiumleger.inger, hvilken kokille har en konkav ytre overflate og en "åpning med konstant diameter som definerer en indre overflate i hvilken det.er anordnet et ringkammer for smøremiddel mellom støpékokillens indre vegg og en matedyse hvorfra smøremidlet tilføres støpékokillens endeparti gjennom en porøs begrensningsvegg.

De fleste varmebearbeidede aluminiumlegeringsprodukter (plater, ekstruderingsprodukter, tråd- og smi- eller presse-produkter) fremstilles idag av prosessblokker ved hjelp av vertikale direkte kjølte støpeoperasjoner.. Imidlertid oppstår her betydelige meng-der skrap ved støpningen av legeringsblokker, hvilket skyldes store overflatedefekter som må fjernes ved overflatehøvling. Det er videre vanskelig å støpe små tverrsnitt av legeringsblokker ved den direkte støpeprosess. Produksjonshastighetene er lave og omstillingsoitikostningene høye.

Blokker .eller støpestykker av små tverrsnitt kan fremstilles kontinuerlig på støpemaskiner av Properzi-typen slik som f.eks. beskrevet i U.S.-patent 2.710.433. På det nåværende tidspunkt er imidlertid de produkter som er tilgjengelige fra Properzi-maskiner begrenset, og produkter av høy kvalitet kan ikke fremstilles i slike legeringer som legeringstypene 5356, 4043, 6061 og andre industrielle trådlegeringer.

En modifisert Tessman-støpeprosess slik som f.eks. beskrevet i U.S.-patent 2.837.791, kan brukes til kontinuerlig støpning av

et stangprodukt med diameter 5,7 cm i legeringer av elektrisk ledningskvalitet og type 5005. På grunn av varmeoverføringshen-

syn som inngår ved konstruksjonen og funksjonen av den frem og tilbakegående kokille kan imidlertid ikke høylegerte produkter støpes med denne prosess.

Andre horisontale støpeprosesser har begrenset anvendelse på grunn av en innvendig og utvendig kvalitet av støpeproduktet som er uønsket lav. Blokker av mildere legeringsinnhold kan støpes med Ugine-prosessen slik som f.eks. beskrevet i REVUE DE L' ALUMINIUM,- vol. 34 (1957) no. 244, side 624-627, men støpehas-tighetene er lave. Den støpte blokk må ha stort tverrsnitt for å redusere skrap- eller vraktap under overflatehøvlingog prisen på det ferdige produkt er omkring den samme som ved den vertikale direkte kjølte støpeprosess.

Foreliggende oppfinnelse er; særlig rettet mot oppnåelse av en fordelaktig smøremiddelfremføring og -fordeling ved støpékokil-lens endeparti. I denne forbindelse skal det ytterligere henvises til konstruksjoner.vist i sveitsisk patentskrift 413.242 og U.S.-patentskrift 3.040.396 samt til Handbuch des-Stranggiessens (Herrmånn) 1958, sidene 395-398. Disse litteratursteder omtaler riller på støpegodssiden av en form eller kokille, men uten å an-gi en.virkning tilsvarende foreliggende oppfinnelse, slik det skal beskrives i det følgende.

Det er et formål med oppfinnelsen å muliggjøre støpning av for-skjellige legeringssystemer i flere dimensjoner med høy støpe-hastighet. Det er et annet formål med oppfinnelsen å fremstille kontinuerlige støpeprodukter med tilstrekkelig fin overflatekvalitet til at overflatehøvling eller annen overflatebehandling ikke er nødvendig forut for varmebehandlingen av produktet, sam-tidig som de kontinuerlige støpestykker har en god indre metal-lurgisk struktur.

Det nye og særegne ved den roterbare kokille ifølge foreliggende oppfinnelse består i at det på støpékokillens indre overflate i det minste i et område nær utløpsenden er anordnet et flertall skrueformede riller for smøremiddelfremføring og -fordeling. Dé her angitte skrueformede riller i en horisontal støpeform eller kokille tilveiebringer en smøremiddel-pumpevirkning som er meget fordelaktig. Rillenes pumpevirkning og rotasjonen av kokillen fører til en overordentlig jevn smøremiddelfordeling, hvorved overflatekvaliteten av støpestykker fremstilt ved hjelp av kokillen, blir vesentlig forbedret. Videre er det ved anvendelse av kokillen ifølge oppfinnelsen mindre tilbøyelighet til utrivning og metallutrenning som følge av ansamling eller oppbygning av smøremiddel på den ene side av kokillen i forhold til den annen. De jevne og konstante resultater som er oppnåelige med kokillen ifølge oppfinnelsen, innebærer et markert teknisk fremskritt på dette felt.

Andre formål og fordeler vil fremgå av. den følgende beskrivelse

i tilkny, ti;ning til tegningene hvor::

Fig. 1 er et snitt gjennom en del av en kontinuerlig støpe-maskin,

fig. 2 er et snitt gjennom en del av en matedyse i samvirke

med støpeformen eller kokillen ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 er et snitt efter linjen 3-3 på fig. 2,

fig. 4 er et perspektivr.iss av en kokillekonstruksjon ifølge

oppfinnelsen, og

fig. 5 er et snitt efter linjen 8-8 på fig. 4.

Støpemaskinen ifølge fig. 1 består av følgende grunnleggende deler: Det er anordnet en metallbeholder-enhet 10 f.eks. i form av en matekasse med en isolerende foring 12 som f.eks. er laget av marinit. En matedyseinnsats 412 er plassert i berøring med be-holderenheten 10 og adskilt fra denne med pakninger 10a og lOb. Matedysen 40 understøttes på en justerbar V-blokk 30 montert på maskinfundamentet. V-blokken har en øvre del 31 og en nedre del 32 som holdes sammen slik at de slutter tett omkring matedysen, ved hjelp av bolter 33.

En støpeform-enhet 50 består av en lagerblokk 51, et drivkjedehjul 58 og en støpeform eller kokille 20. Rotasjonseffekt blir med-delt enheten ved hjelp av en rem 59 slik at støpeformenheten blir drevet. Hele denne konstruksjon dreies om matedysen 40 ved hjelp av drivkjedehjulet 58. Det Kreves ingen spesiell smøring for denne rotasjon. Det er bare nødvendig å tilføre en liten mengde olje manuelt til matedysen 40 forut for sammenstilling av - støpeformenheten 50. Hvis det ønskes, kan eventuelt et konven-sjonelt smøresystem anordnes for å smøre den roterende støpeform-enhet, enten adskilt fra eller som en del av støpeformsmøre-systemet ved å anordne passende passasjer i matedysen 40.

På fig. 2 er matedysen 40 vist i detalj slik den samvirker med kokillen 20. Smøremiddeltilførselen mellom matedysen og kokillen er nærmere omtalt i norsk patentskrift nr. 132.526.

Klaringen mellom endedelen 410 av matedysen 40 og støpeformen 20 må være slik at smøremidlet kan passere mellom kokillen og dysen og smørekokillen, men tilstrekkelig liten til å forhindre at smeltet metall trenger inn i denne passasje. Tykkelsen kan vari-ere fra 12/1000 til 13/100 mm på hver side. Videre er det funnet at den nødvendige klaring avhenger av trykkhøyden i matekas-, sen 10 som vist på fig. 1. Med en metalltrykkhøyde på f.eks. 38 cm og et gap på 13/100 mm på hver side ble det observert rivning, men slik rivning ble ikke funnet med det samme gap og en metalltrykkhøyde på 30 cm.

Det viste fibermateriale 409 som danner den innledningsvis nevnte porøse begrensningsvegg, har ikke alltid jevn tetthet langs hele omkretsen. I den grad det foreligger en utilstrekkelig jevnhet i fibermaterialet er det derfor en tendens til at oljen blir ujevnt fordelt rundt innsiden av kokillen 20. Dette resulterer i at noe av materialet størkner der hvor det er for lite olje og i damp-dannelse hvor det er for meget olje.

For å overvinne denne mangel, blir kokillen rotert slik som tid-ligere nevnt. På denne måte er en gitt del av fibermaterialet bare momentant tilstede på et gitt parti av kokillen. Dette resulterer i en oljefordeling som er meget jevn over lengden og omkretsen av kokillen.

Hva angår selve støpeformen eller kokillen, er denne vist for-størret på figurene 4 og 5. Kokillen kan være laget av hvilket som helst av følgende materialer: deoksydert kobber, aluminium, kobber med en grafittinnsats eller deoksydert kobber inne-holdende 1,3% krom. Som vist på fig. 4 omfatter kokillen 20

en kontinuerlig konkav flate 201 eller en buet overflate som kan ha form av en sirkelbue, et segment av en parabel eller av en hyperbel. Dette gir maksimal varmebortføring fra kokillen ved å redusere til et minimum tykkelsen av det stagnasjonsgrense-skikt av kjølemiddel som er i berøring med overflatene av kokillen og leverer kjølemiddel til støpestykkets eller stangens overflate med en riktig vinkel.

Som vist på fig. 5 er det anordnet et flertall skrueformede riller 202 som er skåret med en dybde på 25/1000 mm til 76/1000 mm i

den innvendige overflate av kokillen og over en betydelig lengde av denne, såsom 2,5 til 5 cm fra utløpsenden. Rillene kan være fremstilt ved anvendelse av en 30° rifling med et riflehjul med høyre-stigning på 33 i diameter. Skrueformens retning er lik rotasjonsrétningen for kokillen. Når således kokillen blir dreiet, vil rillene pumpe olje ned langs lengden av denne slik at en tynn film av olje skiller støpestykket fra kokillen. Dermed blir det oppnådd riktig og jevn fordeling av olje over hele lengden av kokillen, hvilket er av vesentlig betydning for støpning av et produkt eller en stang med god overflatekvalitet.

Claims (3)

1. Roterbar kokille med utvendig vannkjøling i en støpemaskin for kontinuerlig horisontal strengstøping av aluminium eller aluminiumlegeringer, hvilken kokille har en konkav ytre overflate og en åpning med konstant diameter som definerer en indre overflate i hvilken det er anordnet et ringkammer (407) for smøre-middel mellom støpékokillens indre vegg og en matedyse (40) hvorfra smøremidlet tilføres støpékokillens (20) endeparti gjennom en porøs begrensningsvegg (409), karakterisert ved at det på støpékokillens (20) indre overflate i det minste i et område nær utløpsenden er anordnet et flertall skrueformede riller (202) for smøremiddelfremføring og -fordeling.

2. Kokille ifølge krav 1, karakterisert ved at rillene (202) er fra 0,025 til 0,076 mm dype.

3. Kokille ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at stigningsretningen av de skrueformede riller (202) svarer til rotasjonsretningen av kokillen (20).