FI71243C - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER FRAMSTAELLNING AV KOPPAR- ELLERKOPPARLEGERINGSROER BILDADE KOKILLER FOER STRAENGGJUTNING SMSKINER FOER ETT AEMNE - Google Patents

Description

1 712431 71243

MENETELMÄ JA LAITE KUPARI- TAI KUPARISEOSPUTKESTA MUODOSTETTUJEN KOKILLIEN VALMISTAMISEKSI TEELMÄN JAKUVA-VALUKONEITÄ VARTENMETHOD AND APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OF COPIES FORMED FROM COPPER OR COPPER ALLOY PIPES FOR PAPER MACHINES

FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR FRAMSTÄLLNING AV KOPPAR-ELLER KOPPARLEGERINGSRÖR BILDADE KOKILLER FÖR STRÄNG-GJUTNINGSMASKINER FÖR ETT ÄMNEREFERENCE TO A FRAME ORGANIZATION FOR COPPER-ELLER COUPLING MACHINERY PICTURE COCKLER FOR STRIGHT-RELEASE MACHINERY FOR ETC ÄMNE

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ja laite korkealla sulavien metallien, erikoisesti raudan ja teräksen jatkuva-valussa käytettävien poikkileikkaukseltaan kulmikkaiden, sopivimmin nelikulmaisten tai kahdeksankulmaisten tahi pyö-5 reiden, metalliputkista, esim. kupari- tai kupariseosputkis-ta muodostuvien kokillien, etenkin ympyränkaarikokillien valmistamiseksi.The present invention relates to a method and an apparatus for the production of high-melting metals, in particular rectangular or octagonal or round cross-sectional, preferably rectangular or octagonal, molds made of metal pipes, e.g. copper or copper alloy pipes, in particular circles.

Teräksen ja raudan jatkuvavalussa on tunnettua käyttää kokil-leja, jotka ovat joko yksiosaisia tai moniosaisia. Yksiosai-10 set kokillit muodostuvat lieriömäisestä tai prismamaisesta, esim. deoksidoidusta kuparista valmistetusta putkesta, joka on osoittautunut sopivaksi hyvän lämmönjohtavuutensa vuoksi.In the continuous casting of steel and iron, it is known to use molds which are either one-piece or multi-piece. The one-piece molds consist of a cylindrical or prismatic tube, e.g. made of deoxidized copper, which has proven to be suitable due to its good thermal conductivity.

Kaarenmuotoinen tankovalukokilli sinänsä on tunnettu ja sen tunnettuja valmistusmenetelmiä on kuvattu mm. suomalaisessa 15 patentissa 49479, jossa lähtöaihiona toimivan metalliputken sisään puristetaan kaareva pitkä tuurna ja sen jälkeen putki kylmämuokataan puristamalla metalliputki yhdessä tuurnan kanssa matriisin läpi ja lopuksi poistamalla tuurna puristaen ulos putkikappaleesta. Tunnettuja ovat myös mm DE-ha-20 kemuksen 2533528 tai US Pat. 4220027 mukaiset räjähdysmuova-usta käyttävät menetelmät kaarevien kokillien valmistamiseksi. Edelleen on tunnettu mm. ruotsalaisen patenttihakemuksen 81 05474-4 mukainen tapa, jossa putki vedetään vetorenkaan ja vetotuurnan muodostaman aukon läpi ja kaareva liike aikaan-25 saadaan tietyn ohjaimen avulla.The arcuate bar casting mold is known per se and its known manufacturing methods have been described e.g. in Finnish Patent 49479, in which a curved long mandrel is pressed into a metal tube serving as a starting blank and then the tube is cold formed by pressing the metal tube together with the mandrel through a matrix and finally removing the mandrel by squeezing it out of the tube body. Also known are DE-ha-20 application 2533528 or US Pat. Explosive molding methods for making curved molds according to 4220027. It is further known e.g. a method according to Swedish patent application 81 05474-4, in which the tube is pulled through an opening formed by a traction ring and a traction mandrel and a curved movement is obtained by means of a certain guide.

Suorittamalla kokillin valmistus siten, että tuurna puristetaan putken sisään ja suorittamalla sen jälkeen kylmämuokkaus 2 71243 muokkautuu kokillin ulkopinta sisäpintaa voimakkaammin ja tuurnaa poistettaessa on olemassa vaara, että putken sisäpinta naarmuuntuu, joten sisäpintaa ja varsinkin kulmia voidaan joutua korjaamaan mekaanisin menetelmin.By making the die by pressing the mandrel into the tube and then performing cold working 2 71243, the outer surface of the die is shaped more strongly than the inner surface and there is a risk of scratching the inner surface of the tube when removing the mandrel, so the inner surface and especially the corners may have to be repaired mechanically.

5 Käyttämällä räjähdysmuovausta joudutaan kokillien valmistusta suorittamaan monimutkaisin menetelmin ja useassa eri vaiheessa, sillä räjähdysmuovattava putkiaihio on saatettava lähes oikeaan käyryyteen ennen muovausta. Käytettäessä räjähdysmuovauksessa sisäpuolista tuurnaa, on putken naar-10 muuntumis- ja vaurioitumisalttius verrattavissa edellä mainittuun.5 The use of blast molding requires the production of molds to be carried out by complex methods and in several different stages, since the pipe blank to be blasted must be brought to an almost correct curve before molding. When an inner mandrel is used in blast molding, the susceptibility of the pipe na-10 to transformation and damage is comparable to the above.

Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella voitetaan vaikeudet, jotka varsinkin tuurnan poisto aiheuttaa. Keksinnön olennaiset tunnusmerkit käyvät esille keksinnön 15 itsenäisistä vaatimuksista.The method and device according to the present invention overcome the difficulties caused, in particular, by the removal of the mandrel. The essential features of the invention appear from the independent claims of the invention.

Keksintömme mukaisesti valmistetaan kuparista tai kupariseok-sesta kokilliputkiaihio sinänsä tunnetuilla menetelmillä kuten valamalla, kuumapursottamalla, vetämällä tai jollakin kylmämuokkausmenetelmällä. Kokilliputkiaihio on uiko- ja 20 sisämitoiltaan jonkin verran valmista kokilliputkea pienempi. Aihio taivutetaan kaarevan valukokillin muotoon valmiin kokilliputken ulkomittaa vastaavan, vähintään kahdesta osasta muodostuvan muotin avulla, sekä tämän jälkeen vedetään kokilli-putkiaihion läpi paisutusvetona tuurna, joka putkea paisuttaen 25 muokkaa putken sisäpinnan oikeaan mittaan ja muotoon. Paisu- tusvedolla aikaansaadaan myös putkiaihion ulkopinnan painuminen muottia vasten. Kokilliputken sisäosan oikea kaarevuus saadaan aikaan suorittamalla tuurnan vetoliike kaaren-, edullisesti ympyränkaarenmuotoista rataa pitkin. Keksinnön mukaisesti 30 suoritetaan siis kokilliputkiaihion sisäpinnan muokkaus oikeisiin mittoihin tuurnan avulla, ja kun samaan laitteeseen on yhdistetty kokillin taivutus muotin avulla, säästytään taivutuksen suorittamisesta erikseen muilla tunnetuilla tavoilla.According to our invention, a mold tube preform is made from copper or a copper alloy by methods known per se, such as casting, hot extrusion, drawing or some cold forming method. The mold tube blank is slightly smaller in external and internal dimensions than the finished mold tube. The blank is bent into the shape of a curved casting die by means of a mold consisting of at least two parts corresponding to the outer dimension of the finished die tube, and then a mandrel is drawn through the die tube blank as an expansion draw, which inflates the tube to the correct size and shape. The expansion draw also also causes the outer surface of the pipe blank to press against the mold. The correct curvature of the inner part of the mold tube is achieved by performing the pulling movement of the mandrel along an arcuate, preferably circular path. Thus, according to the invention, the inner surface of the mold tube blank is modified to the correct dimensions by means of a mandrel, and when the bending of the mold by means of a mold is connected to the same device, the bending is performed separately in other known ways.

71243 371243 3

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella on mahdollista valmistaa kokilleja, joille on ominaista suurin mitan-pysyvyys, hyvä pinnanlaatu sekä kokillina käyttöön riittävä kovuus nimenomaan kokillin sisäpinnalla.With the method and device according to the invention, it is possible to produce molds which are characterized by the greatest dimensional stability, good surface quality and sufficient hardness for use as a mold, specifically on the inner surface of the mold.

5 Keksintöä kuvataan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin patenttipiirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta yksinkertaistettuna sivukuvantona, kuvio 2 esittää samaa laitetta päätykuvantona, 10 kuvio 3 on poikkileikkauskuvanto muotin kohdassa, ja kuvio 4 on kaaviollinen kuva päältäpäin katsottuna eräästä toisesta keksinnön mukaisen laitteen toteutuksesta.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying patent drawings, in which Figure 1 shows a device according to the invention in a simplified side view, Figure 2 shows the same device in an end view, Figure 3 is a cross-sectional view at a mold, and Figure 4 is a schematic plan view of another embodiment of the device.

Kuvioista 1 ja 2 nähdään, että keksinnön mukaisen laitteen olennaisen osan muodostaa vähintään kahdesta osasta 1 ja 2 15 muodostuva muotin runko, jonka sisään on sijoitettu varsinainen muotti, joka myös muodostuu vähintään kahdesta osasta 3 ja 4. Muotin 3,4 mitoitus vastaa poikkileikkaukseltaan valmiin kokilliputken ulkomittoja sekä pituusleikkaukseltaan jatkuvavalukoneen valusäteen ja kokillin edellyttämää mitoi-20 tusta. Muotti- ja muotin runko ovat liikuteltavissa sinänsä tunnetuilla mekaanisilla, pneumaattisilla, hydraulisilla tai vastaavilla voimalaitteilla 5. Kuvion esittämässä tapauksessa muotin alapuolisko 4 ja muotin rungon alaosa 2 ovat kiinteitä ja kiinnitetty pöytään 6, joka on kiinnitetty ko-25 neen runkoon 7. Pöytään on kiinnitetty voimalaitteen tukirakenteet 8 sekä muotin rungon yläosan liikkeen ohjausjoh-teet 9.It can be seen from Figures 1 and 2 that an essential part of the device according to the invention is formed by a mold body consisting of at least two parts 1 and 2 15 inside which an actual mold is placed, which also consists of at least two parts 3 and 4. The dimension of the mold 3,4 corresponds to the finished cross-section. external dimensions and the dimensions required for the casting radius and mold of the continuous casting machine. The mold and the mold body can be moved by mechanical, pneumatic, hydraulic or similar power devices 5 known per se. the support structures 8 of the power plant and the movement control guides 9 of the upper part of the mold body.

Kuviosta 3 nähdään tarkemmin muotti 3,4 sekä sen sisällä oleva kokilliputkiaihio 10. Ensimmäisenä työvaiheena suori-30 tetaan kokilliputkiaihion 10 taivutus lähes oikeaan kaarevuuden muotoon puristamalla muotin osat 3 ja 4 yhteen. Toisena vaiheena suoritetaan kokilliputkiaihion 10 kylmämuokkaus paisutusvetona vetämällä yksi tai usemapi vetotuurna 11, jonka ulkomitat ovat vähän kokilliaihion sisämittoja suuremmat, 4 71243 muotissa 3,4 olevan kokilliputkiaihion läpi. Tuurna on kiinnitetty kaarevanmuotoiseen tuurnanvarteen 12. Tuurnan 11 ja tuurnanvarren 12 liikerata on lähinnä pystytasossa. Kylmä-muokkauksella aikaansaadaan kokilliputkelle oikeat mitat 5 sekä kokilliputkelta vaadittu suurempi kovuustila, nimittäin 2 noin 70-100 kp/mm .Figure 3 shows in more detail the mold 3,4 and the mold tube blank 10 inside it. As a first step, the bending of the mold tube blank 10 to the almost correct curvature shape is performed by pressing the mold parts 3 and 4 together. As a second step, the cold forming of the mold tube blank 10 is performed as an expansion drawing by drawing one or more drawing mandrels 11, the outer dimensions of which are slightly larger than the inner dimensions of the mold blank, through the mold tube blank in mold 4,71243. The mandrel is attached to a curved mandrel arm 12. The trajectory of the mandrel 11 and the mandrel arm 12 is substantially vertical. Cold forming provides the mold dimensions with the correct dimensions 5 as well as the higher hardness space required of the mold pipe, namely 2 about 70-100 kp / mm.

Kuten kuviosta 1 nähdään, tuurnan vetoliike aikaansaadaan tunnetulla voimalaitteella esim. hydraulisylinterillä 13, jonka männänvarren päähän 14 liitetty vetovaunu 15 kul-10 kee pitkin kaarenmuotoista ohjauskiskoa 16. Keksinnölle tunnusomainen kaareva liike on tässä tapauksessa saatu aikaan kaarenmuotoisilla ohjauskiskoilla, jotka ovat vaihdettavia ja voidaan valmistaa eri kokillien kaarevuussäteille. Ohjauskiskojen tukikehto 17 on asetettavissa sopivaan kul-15 maan korkeus- ja kulmaohjäimien 18, 19 avulla. Kuviossa 1 ohjauskiskot runkorakenteineen on sijoitettu tuurnan ja tuurnanvarren alapuolelle, mutta on selvää, että ne voidaan sijoittaa myös yläpuolelle.As can be seen from Fig. 1, the traction of the mandrel is provided by a known power device, e.g. a hydraulic cylinder 13, the traction carriage 15 connected to the end of the piston rod 14 running along an arcuate guide rail 16. The curved movement characteristic of the invention is in this case provided by curved guide rails. for the radii of curvature of the molds. The support rail 17 of the guide rails can be set to a suitable angle 15 by means of height and angle guides 18, 19. In Figure 1, the guide rails with their frame structures are located below the mandrel and the mandrel arm, but it is clear that they can also be placed above.

Kuviossa 4 on esitetty toinen keksinnön toteutusmuoto. Kek-20 sinnön mukainen laite voidaan toteuttaa myös siten, että kokilliputkiaihion sisällä olevan tuurnan vetovaiheen liikerata sijaitsee vaakatasossa. Muotti 3,4 runkoineen 1,2 on kiinnitetty pöytään 6, joka on siirrettävissä laitteen pyö-rähdyskeskipisteen 20 suhteen kokillin käyristyssäteen edel-25 lyttämään asemaan. Tuurnanvarsi on tässä tapauksessa kaksiosainen 12, 12' ja on tukiensa 21 välityksellä liikuteltavissa pitkin runkoa 22, 22' samoin kokillin kaarevuussäteen osoittamaan asemaan. Varsinainen vetotyövaihe suoritetaan rungon 22, 22' osittaisella pyörähdysliikkeellä keskipis-30 teensä 20 ympäri.Figure 4 shows another embodiment of the invention. The device according to the Kek-20 invention can also be implemented in such a way that the trajectory of the drawing phase of the mandrel inside the mold tube blank is located in a horizontal plane. The mold 3,4 with its body 1,2 is fixed to a table 6, which is movable with respect to the center of rotation 20 of the device to the position required by the radius of curvature of the mold. In this case, the mandrel arm is in two parts 12, 12 'and is movable along its body 21, 22' by means of its supports 21, as well as to the position indicated by the radius of curvature of the mold. The actual traction step is performed by a partial rotational movement of the body 22, 22 'around its center-30.

Kokilliputken viimeistely suoritetaan muotista irrottamisen jälkeen.The mold tube is finished after removal from the mold.

Claims (9)

1. Förfarande för framställning av av koppar- eller kopparlegerings-rör bildade kokiller, i synnerhet cirkelbägskokiller för sträng-gjutningsmaskiner för ett anne av ett genom gjutning, varmsprutning, dragning eller pä annat lämpligt sätt framställt kokillrörämne, k ä n -netecknat av att kokillrörämnet vars yttre och inre dimension-er, är mindre än det färdiga kokillrörets böjs i bägform med tillhjälp av en form och det böjda kokillämnet kallbearbetas genom att därigenom som expansionsdragning dra ätminstone en dorn, vars rörelsebana mot-svarar kokillens krökta mittlinje och varmed ästadkoms pressning av kokillämnets ytteryta mot formen och anpassning av dess inneryta tili att motsvara dornens dimensioner; till slut lösgörs kokillröret frän formen och slutbehandlas.1. A process for producing copper or copper alloy tubes formed, in particular, circular cup molds for extruders for another of molding, heat-spraying, drawing or otherwise suitably manufactured castor tube material, characterized in that the molding tube blank the outer and inner dimensions of which are smaller than the bending mold of the finished mold tube with the aid of a mold and the curved mold is cold worked by thereby drawing as an expansion pull at least one mandrel, whose path of movement corresponds to the curved centerline of the mold and thereby providing the pressing the outer surface of the molding member against the mold and adapting its inner surface to correspond to the dimensions of the mandrel; finally, the mold tube is detached from the mold and finalized. 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att dornens ytterdimensioner är större än kokillämnets inre dimensioner.Method according to claim 1, characterized in that the outer dimensions of the mandrel are larger than the inner dimensions of the molding material. 3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att radien för dornens cirkelblgsformiga rörelsebana kan ändras. ·Method according to claim 1, characterized in that the radius of the mandrel's circular path of movement can be changed. · 4. Anordning för framställning av kokiller bestäende av koppar- eller kopparlegeringsrör, i synnerhet cirkelbägskokiller för maskiner för kontinuerlig gjutning, kännetecknad av att anordningen bestär av en kring kokillrörämnet (10) pressbar, av minst tvä delar (3,4) bildad form med en stomme (1,2), av vilka minst en formdel och en formstomsdel är anordnad att röra sig utmed styrskenor (9) medelst i och för sig kända kraftanordningar (5), samt av en dragdorn (11) med dornstäng (12), som är anordnade att utföra en cirkelbägformig rörelse inne i kokillämnet (10).Apparatus for the production of molds consisting of copper or copper alloy tubes, in particular circular cup molds for continuous casting machines, characterized in that the apparatus consists of a moldable mold (10) pressed around at least two parts (3,4) with a mold a body (1,2), of which at least one mold part and a mold body part are arranged to move along guide rails (9) by means known per se (5), and by a pull mandrel (11) with mandrel rods (12), which are arranged to perform a circular motile movement within the mold (10). 5. Anordning enligt patentkravet 4, kännetecknad av att dragdornens cirkelbägsformiga rörelse har ästadkommits genom att bringa den tili dornstängens (12) ända anslutna kraftanordningens (13) dragvagn (15) att röra sig utmed en bägformig styrskena (16).Apparatus according to claim 4, characterized in that the circular motility of the pull mandrel has been achieved by causing the pull carriage (15) connected to the mandrel (13) of the mandrel (13) to move along an arcuate guide rail (16).