NO138512B - PROCEDURE FOR CASTING METALS IN CAMCILES AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved støping av metaller, særlig jern og stål, i kokiller eller liknende støpe-former ved anvendelse av en fortrinnsvis innvendig oppad avsmalnende kappe eller synkeboks for å hindre såkalt pipedannelse i en støpemasse som formes i kokillen, idet kappen eller synkeboksen anbringes i kokillens øvre del og, etter at kokillen er fylt med metall, løftes opp fra støpemassen etter at et størknet skall er dannet på toppen av denne. The invention relates to a method for casting metals, in particular iron and steel, in molds or similar casting molds using a preferably internally upwardly tapering jacket or sinking box to prevent so-called pipe formation in a casting mass that is formed in the mold, as the jacket or sinking box is placed in the upper part of the mold and, after the mold is filled with metal, is lifted up from the casting mass after a solidified shell has formed on top of it.

Det er kjent et stort antall forskjellige utførelser av slike synkebokser for det nevnte formål, både av brennbart og ikke brennbart materiale. Disse baserer seg på at altfor rask avkjøling av støpemassens øvre del skal hindres, og for dette formål kan ekstra varme tilføres ved synkeboksens forbrenning, eller varmetap kan unngås: ved at synkeboksen virker som varmeisolering.. De brennbare og varmeisolerende synkebokser har den ulempe at de forbrukes ved hver støpning, og de er dyre og utsettes ofte for skader. A large number of different designs of such sink boxes are known for the aforementioned purpose, both of combustible and non-combustible material. These are based on the fact that excessively rapid cooling of the upper part of the casting mass must be prevented, and for this purpose extra heat can be added during the combustion of the sink box, or heat loss can be avoided: by the sink box acting as heat insulation. The combustible and heat-insulating sink boxes have the disadvantage that they are consumed with each casting, and they are expensive and often subject to damage.

Disse ulemper unngås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som er kjennetegnet ved at kappen, som er anbrakt på og i tettende kontakt med kokillens øvre del for å muliggjøre uavbrutt fylling av kokillen, etter avsluttet fylling og etter dannelse av det nevnte skall, beveges en begrenset avstand bort fra toppen av støpemassen, for tilveiebringelse av en luftspalte som utad begrenses av kappen. These disadvantages are avoided by the method according to the invention, which is characterized by the fact that the cover, which is placed on and in sealing contact with the upper part of the mold to enable uninterrupted filling of the mold, is moved a limited distance after completion of filling and after formation of the aforementioned shell away from the top of the casting mass, to provide an air gap which is outwardly limited by the jacket.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en anordning for utførelse av fremgangsmåten ved støping av metaller, særlig jern og stål, i kokiller eller liknende støpeformer omfattende en fortrinnsvis innvendig oppad avsmalnende kappe eller synkeboks for å hindre såkalt pipedannelse i en støpemasse som formes i kokillen, hvilken anordning er kjennetegnet ved at kappen er forsynt med et bevegelsesorgan ved hjelp av hvilket kappen kan beveges en begrenset avstand bort fra støpemassens topp, for tilveiebringelse av en luftspalte mellom støpemassens topp og kappen. According to the invention, a device is also provided for carrying out the method when casting metals, in particular iron and steel, in molds or similar molds comprising a preferably internally upwardly tapering jacket or sinking box to prevent so-called pipe formation in a casting mass formed in the mold, which device is characterized in that the jacket is provided with a movement means by means of which the jacket can be moved a limited distance away from the top of the casting mass, in order to provide an air gap between the top of the casting stock and the jacket.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser en kappe i form av en synkeboks som ligger an mot støpemassen i en kokille, fig. 2 viser synkeboksen på fig. 1 i løftet stilling, fig. 3 og 4 viser skjematisk i snitt to utførelsesformer av en vannkjølt synkeboks eller kappe, fig. 5 viser hvordan kappen kan henges opp i en transportabel vogn, fig. 6 viser en anordning for fiksering av luftspalten, og fig. 7 viser en beskyttelsesanordning ved kappens eller synkeboksens øvre del. The invention will be described in more detail below with reference to the drawings, where fig. 1 shows a mantle in the form of a sinker box which rests against the casting mass in a mould, fig. 2 shows the sink box in fig. 1 in the raised position, fig. 3 and 4 schematically show in section two embodiments of a water-cooled sinking box or jacket, fig. 5 shows how the coat can be hung up in a transportable cart, fig. 6 shows a device for fixing the air gap, and fig. 7 shows a protective device at the upper part of the casing or sink box.

I en kokille 1 (fig. 1) ifylles flytende metall K på vanlig måte etter at en kappe eller synkeboks 2 er anbrakt på kokillen (fig. 1). Etter avsluttet påfylling forsynes synkeboksen hensiktsmessig med et lokk 3 (fig. 2). Kappen eller synkeboksen kan være utført av forskjellige materialer, f.eks. støpejern, kopper eller keramisk eller annet varmebestandig, eventuelt varmeisolerende materiale, selv om et varmeisolerende materiale ofte er fordelaktig for raskt å kunne avlede varme fra støpemassen i begynnelsesstadiet. Liquid metal K is filled in a mold 1 (fig. 1) in the usual way after a jacket or sinking box 2 has been placed on the mold (fig. 1). After completion of filling, the sink box is appropriately fitted with a lid 3 (fig. 2). The cover or sink box can be made of different materials, e.g. cast iron, copper or ceramic or other heat-resistant, possibly heat-insulating material, although a heat-insulating material is often advantageous in order to quickly dissipate heat from the casting mass in the initial stage.

Etter et par sekunder eller lengre tid har det dannet seg et tynt skall 6 ved støpemassens M ytre overflate idet varme avledes gjennom kokillens bunn og vegger og gjennom synkeboksen 2. Når dette skall er dannet og har fått tilstrekkelig tykkelse til After a few seconds or longer, a thin shell 6 has formed at the outer surface of the casting mass M as heat is dissipated through the bottom and walls of the mold and through the sink box 2. When this shell has formed and has gained sufficient thickness to

å hindre at den innenforliggende smeltemasse bryter igjennom, beveges kappen eller synkeboksen 2 en begrenset avstand .oppover og bort fra toppen av støpemassen, slik at det mellom skallet 6 og kappens eller synkeboksens indre overflate dannes en luftspalte 4 (fig. 2). Denne luftspalte, som f.eks. i et spesielt tilfelle kan ha en tykkelse på 3 - 30 mm, tjener til varmeisolering for å hindre at støpemassens øverste del avkjøles for raskt, slik at pipedannelse kan oppstå. Luftspalten bør ikke være for bred, slik at det kan oppstå luftsirkulasjon i denne. Videre bør synkeboksen være utfor-met slik at luftspalten 4 i den på fig. 2 viste stilling ikke står i forbindelse med den ytre luft. I den løftede stilling reflekterer kappens eller synkeboksens 2 indre overflate varmestrålingen til- to prevent the inner molten mass from breaking through, the jacket or sinking box 2 is moved a limited distance upwards and away from the top of the casting mass, so that an air gap 4 is formed between the shell 6 and the inner surface of the jacket or sinking box (fig. 2). This air gap, which e.g. in a special case can have a thickness of 3 - 30 mm, serves as thermal insulation to prevent the top part of the casting mass from cooling too quickly, so that pipe formation can occur. The air gap should not be too wide, so that air circulation can occur in it. Furthermore, the sink box should be designed so that the air gap 4 in the one in fig. The position shown in 2 is not in contact with the outside air. In the raised position, the inner surface of the cover or sink box 2 reflects the heat radiation to

bake mot støpemassen, og denne virkning kan forbedres ved passende behandling eller overtrekking av overflaten med varmereflekterende materiale. bake against the casting mass, and this effect can be improved by suitable treatment or coating of the surface with heat-reflecting material.

Kappens eller sykeboksens bevegelse kan utføres på forskjellige måter manuelt eller mekanisk, nydraulisk, pneumatisk eller elektrisk. På fig. 1 og 2 er skjematisk vist en svingbar hevarm 5 som eventuelt kan påvirkes av et bimetallegeme eller en termostatanordning, eller også av en tidsstyrt anordning når tempe-raturene ved synkeboksens indre overflate har nådd en verdi som underskrider støpemassens størkningstemperatur. The movement of the cloak or sick box can be carried out in different ways, manually or mechanically, hydraulically, pneumatically or electrically. In fig. 1 and 2 schematically show a pivotable lifting arm 5 which can possibly be influenced by a bimetallic body or a thermostat device, or also by a time-controlled device when the temperatures at the sink box's inner surface have reached a value that falls below the solidification temperature of the casting mass.

I den dannede luftspalte kan et varmeisolerende og/eller varmeavgivende materiale innføres etter at lokket 3 er avløftet. In the formed air gap, a heat-insulating and/or heat-releasing material can be introduced after the lid 3 has been lifted.

Oppfinnelsen medfører blant annet den fordel at den i sin enkleste utførelse kan anvendes på billige stålsorter der kon-vensjonelle synkebokser er for dyre, og takket være sin smidighet i valg av art og mengde av varmeisolerende og/eller varmeavgivende materiale kan oppfinnelsen tilpasses til et meget stort antall til-feller. Dessuten er faren for at stålet skal bli forurenset, hvilket er vanlig når flytende stål kommer i kontakt med vanlige, isolerende eller eksotermiske bokser (idet noen biter av boksen kan løsne) , helt eliminert.. Det varmeisolerende og/eller varmeavgivende materiale kommer i det foreliggende tilfelle i kontakt med stål som allerede er størknet. Kappens avkjøling kan eventuelt skje ved at den utformes som en kjølemantel med innløp og utløp for kjølemiddel, f.eks. vann, eller ved at den forsynes med en sådan kjølemantel. Among other things, the invention entails the advantage that in its simplest form it can be used on cheap types of steel where conventional sink boxes are too expensive, and thanks to its flexibility in choosing the type and amount of heat-insulating and/or heat-dissipating material, the invention can be adapted to a very large number of cases. Moreover, the danger of the steel becoming contaminated, which is common when liquid steel comes into contact with ordinary, insulating or exothermic boxes (as some pieces of the box can detach), is completely eliminated. The heat insulating and/or heat emitting material comes in the present case in contact with steel that has already solidified. Cooling of the jacket can possibly take place by it being designed as a cooling jacket with an inlet and outlet for coolant, e.g. water, or by providing it with such a cooling jacket.

På fig. 3 er vist en utførelse av en væskekjølt kappe eller synkeboks som er beregnet på å løftes opp på den beskrevne måte. Kappen 12 har et hulrom 13 som gjennom et tilløp 14 og et avløp 15 står i forbindelse med et kjølevæskesirkulasjonssystem. På fig. 4 er vist en liknende utførelse der imidlertid væskesirkulasjons-systernet er sløyfet, og i stedet en avpasset mengde kjølevæske 16 for hver gang innføres gjennom tilløpet 14 og tillates å koke bort idet støpemassen størkner. In fig. 3 shows an embodiment of a liquid-cooled casing or sink box which is intended to be lifted up in the described manner. The cap 12 has a cavity 13 which, through an inlet 14 and an outlet 15, is connected to a coolant circulation system. In fig. 4 shows a similar design where, however, the liquid circulation system is looped, and instead an appropriate amount of cooling liquid 16 is each time introduced through the inlet 14 and allowed to boil away as the casting solidifies.

Ved utførelse av framgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan hver kokille ha sin egen kappe eller synkeboks, eller også kan det benyttes en kappe som er felles for flere kokiller og som er bevegelig festet til støpeøsen eller en annen bevegelig anordning. Dersom man benytter en felles transportabel kappe, kan denne være beregnet på bare å sørge for skalldannelsen, slik at den ikke deretter trenger å fungere som luftspaltens yttervegg eller støtte for det varmeisolerende og/eller varmeavgivende materiale. I dette tilfelle kan likevel fast, varmeisolerende og/eller varmeavgivende materiale innføres mellom kappen og støpemassen etter at kappen er løftet opp en viss avstand. Deretter løftes kappen helt av og flyttes til neste kokille. When carrying out the method according to the invention, each mold can have its own jacket or sinking box, or a jacket which is common to several molds and which is movably attached to the ladle or another movable device can be used. If a common transportable jacket is used, this can be designed to only provide the shell formation, so that it does not then need to act as the outer wall of the air gap or support for the heat-insulating and/or heat-dissipating material. In this case, however, solid, heat-insulating and/or heat-dissipating material can be introduced between the jacket and the molding compound after the jacket has been lifted up a certain distance. The mantle is then lifted completely off and moved to the next mould.

På fig. 5 er vist en utførelse med en kjørbar vogn 17 som kan betjene et antall kokiller 1. Vognen har en svingbar arm 18 i hvilken kappen 10 henges opp og ifølge det foregående flyttes fra kokille til kokille, og løftes etter avsluttet støping. Varmeisolerende og/eller varmeavgivende materiale er anbrakt på de to første kokiller, mens kappen 10 er anbrakt over den tredje kokille og er klar til å flyttes over til den fjerde kokille. In fig. 5 shows an embodiment with a drivable carriage 17 which can operate a number of molds 1. The carriage has a pivoting arm 18 in which the mantle 10 is suspended and, according to the foregoing, moved from mold to mold, and lifted after completion of casting. Heat-insulating and/or heat-releasing material is placed on the first two molds, while the jacket 10 is placed over the third mold and is ready to be moved over to the fourth mold.

Kappen eller synkeboksen kan i omkretsretningen forsynes med et antall avstandselementer 19 (fig. 6)som er svingbart lagret ved en periferisk flens 20 som er innrettet til å ligge an mot kokillens 1 øvre kant. Før kappen eller synkeboksen 2 løftes opp, inntar hvert avstandselement den på fig. 6 strektegnede stilling. Når kappen eller synkeboksen løftes opp, faller avstanselementet 19 automatisk ned for på denne måte å fiksere avstanden, dvs. luftspalten 4 mellom støpemassen og kappen eller synkeboksen. The cover or the sinking box can be provided in the circumferential direction with a number of spacer elements 19 (fig. 6) which are pivotally supported by a peripheral flange 20 which is arranged to rest against the upper edge of the mold 1. Before the cover or sinking box 2 is lifted up, each spacer element occupies the one in fig. 6 dashed position. When the casing or sinking box is lifted up, the spacer element 19 automatically falls down to fix the distance, i.e. the air gap 4, between the casting compound and the casing or sinking box.

På fig. 7 er vist en beskyttelsesplate 21 som er anordnet ved kappens eller synkeboksens 2 øvre del, og som strekker seg utenfor kokillens 1 kant. Beskyttelsesplaten 21 forhindrer så-ledes at det smeltede metall renner ned mellom kappen eller synkeboksen og kokillen, hvilket, kan inntreffe når påfyllingsanordningen går istykker eller forøvrig ikke fungerer tilfredsstillende. In fig. 7 shows a protective plate 21 which is arranged at the upper part of the casing or sinking box 2, and which extends beyond the edge of the mold 1. The protective plate 21 thus prevents the molten metal from flowing down between the jacket or the sinking box and the mould, which can occur when the filling device breaks or otherwise does not function satisfactorily.

Det i luftspalten .4 innførte, isolerende og/eller varmeavgivende materiale kan med fordel inneholde et sintrende materiale, som f;eks. tørr sulfittlut. Dette sintrende materiale har til oppgave å forhindre at de fine partikler i det isolerende, og/eller varmeavgivende materiale faller ned i den luftspalte som alltid dannes mellom støpemassen og kokillen. Denne luftspalte er på fig. 6 betegnet med 22. The insulating and/or heat-dissipating material introduced in the air gap .4 can advantageously contain a sintering material, such as dry sulphite liquor. The task of this sintering material is to prevent the fine particles in the insulating and/or heat-dissipating material from falling into the air gap that is always formed between the casting mass and the mould. This air gap is in fig. 6 denoted by 22.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved støping av metaller, særlig jern og stål, i kokiller eller liknende støpeformer ved anvendelse av en fortrinnsvis innvendig oppad avsmalnende kappe eller synkeboks for å hindre såkalt pipedannelse i en støpemasse som formes i kokillen,, idet kappen eller synkeboksen anbringes i kokillens øvre del og etter at kokillen er fylt med metall, løftes opp fra støpemassen etter at et størknet skall er dannet på toppen av denne, karakterisert ved at kappen (2), som er anbrakt på og i tettende kontakt med kokillens (1) øvre del for å muliggjøre uavbrutt fylling av kokillen, etter avsluttet fylling og etter dannelse av det nevnte skall, beveges en begrenset avstand bort fra toppen av støpemassen (M), for tilveiebringelse av en luftspalte (4) som utad begrenses av kappen (2).1. Procedure for casting metals, in particular iron and steel, in molds or similar molds using a jacket or sinking box, preferably internally tapering upwards, to prevent so-called pipe formation in a casting mass formed in the mould, as the jacket or sinking box is placed in the mold's upper part and after the mold is filled with metal, is lifted up from the casting mass after a solidified shell has formed on top of it, characterized in that the jacket (2), which is placed on and in sealing contact with the upper part of the mold (1) to enable uninterrupted filling of the mould, after completion of filling and after formation of the aforementioned shell, a limited distance is moved away from the top of the molding mass (M), to provide an air gap (4) which is limited externally by the jacket (2). 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at et varmeisolerende og/eller varmeavgivende materiale inn-føres i den nevnte luftspalte (4) og anbringes rundt og eventuelt på toppen av støpemassen.2. Method according to claim 1, characterized in that a heat-insulating and/or heat-dissipating material is introduced into the aforementioned air gap (4) and placed around and possibly on top of the molding compound. 3. Fremgangsmåte ifølge, krav 1 eller 2, karakterisert ved at luftspalten (4) fikseres ved hjelp av avstandselementer (19) som er anordnet på kappen (2), og som er fritt nedfellbare mot kokillens (1) øvre del.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the air gap (4) is fixed by means of spacer elements (19) which are arranged on the cover (2) and which can be freely folded down against the upper part of the mold (1). 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dannelsen av det tynne skall rundt støpemassens'(M) topp på-skyndes ved at et gass- eller væskeformet kjølemedium tilføres kappen (12) eller synkeboksen.4. Method according to claim 1, characterized in that the formation of the thin shell around the top of the casting mass (M) is accelerated by supplying a gaseous or liquid cooling medium to the jacket (12) or sink box. 5. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 ved støping av metaller, særlig jern og stål, i kokiller eller, liknende støpeformer omfattende en fortrinnsvis innvendig oppad avsmalnende kappe eller synkeboks for å hindre såkalt pipedannelse i en støpemasse som formes i kokillen, karakterisert ved at kappen (2) er forsynt med et bevegelsesorgan (5) ved hjelp av hvilket kappen (2) kan beveges en begrenset avstand bort fra støpemassens (M) topp, for tilveiebringelse av en luftspalte (4) mellom støpemassens topp og kappen (2).5. Device for carrying out the method according to claim 1 when casting metals, especially iron and steel, in molds or similar moulds, comprising a preferably internally upwardly tapering jacket or sinking box to prevent so-called pipe formation in a molding compound formed in the mould, characterized by that the jacket (2) is provided with a movement means (5) by means of which the jacket (2) can be moved a limited distance away from the top of the casting mass (M), to provide an air gap (4) between the top of the casting stock and the jacket (2) . 6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at bevegelsesorganet (5) kan manvøreres ved hjelp av en mekanisme som påvirkes av temperaturen ved kappens (2) innside, eller ved hjelp av en tidsstyrt mekanisme.6. Device according to claim 5, characterized in that the movement member (5) can be operated by means of a mechanism which is affected by the temperature on the inside of the jacket (2), or by means of a time-controlled mechanism. 7. Anordning ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at kappens (2) indre overflate som vender mot støpemassen (M) og/eller den øvre del av kokillens (1) innervegg, er varmestrålingsreflekterende.7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the inner surface of the jacket (2) which faces the casting mass (M) and/or the upper part of the inner wall of the mold (1) is heat radiation reflective.