NO138512B - Fremgangsmaate ved stoeping av metaller i kokiller og anordning for fremgangsmaatens utfoerelse - 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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-

bake mot støpemassen, og denne virkning kan forbedres ved passende behandling eller overtrekking av overflaten med varmereflekterende materiale.

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.

I den dannede luftspalte kan et varmeisolerende og/eller varmeavgivende materiale innføres etter at lokket 3 er avløftet.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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).

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.

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.