NO143480B - Fremgangsmaate og innretning for strengstoeping av metall i varmhode-strengstoepekokiller - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og innretning for strengstøping. av metall i varmhode-strengstøpekokiller.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en innretning for strengstøping av metaller i varmhode-strengstøpe-kokiller, særlig aluminium eller aluminiumlegeringer, hvor kokilleveggen under støpeprosessen fuktes med et i en forrådsbeholder anordnet og over gjennomgangsåpningen tilført skille- og/eller smøremiddel.

Med varmehodekokiiler forstås strengstøpekokiller med ildfaste, varmeisolerende kalotter. Slike varmekokiller har den fordel fremfor de vanlige strengstøpekokiller at kokillens formgivende, indirekte kjølende flate kan gjøres forholdsvis kort, hvilket medfører en vesentlig forbedring av støpeblokk-kvaliteten. Por oppnåelse av en glatt støpe-blokkoverflate tilføres kokillen et skille- henholdsvis smøremiddel.

Ved strengstøping av metaller, f.eks. aluminium, påføres kokilleveggen et skille- og/eller smøremiddel, slik at man unngår fastsveising eller overflateklebing av det flytende metall som kommer i kontakt med den avkjølte kokillevegg.

Skille- og/eller smøremidlet, idet følgende kort kalt "skillemiddel", anbringes som regel på kokilleveggen, f.eks. i fett- eller oljeform før strengstøpingens begynn-else. For at skille- og smøreeffekten skal opprettholdes under strengstøpingen, må skillemidlet etterdoseres med visse intervaller under strengstøpingen, hvilket ved kokiller uten varmehode enklest kan gjennomføres ved tilsetning av små mengder skillemiddel i den fritt tilgjengelige vinkel mellom metallsmeltens overflate og kokilleveggen. Denne skillemiddel-etterdosering betyr i praksis, at etterfyll-

ing av skillemiddel må gjennomføres i meget små doser og ved god fordeling over hele kokilleveggen for at man skal unngå dårligere støpeblokkoverflater, dvs. at mangel like-som overskudd på'skillemiddel fører til en dårligere overflate på den fremstilte metallstreng.

Ettersmøringen eller etterdoseringen av skillemiddel er betydelig vanskeliggjort ved kokiller med ildfaste hoder, fordi kontaktpunktet mellom metall og avkjølt kokillevegg, hvor skillemiddeltilførselen er nødvendig, ikke er fritt tilgjengelig, men dekkes av det såkalte varmehode.

To løsninger av dette problem benyttes ofte:

1. Ildfast filt eller vevnad legges som veke mellom varmehodet og den metalliske kokille og står i forbindelse med et skillemiddel-forråd. Veke-virkningen i denne ildfaste filt skal sikre transport av det flytende skillemiddel til be-rør ingsstedet mellom metallsmelten og kokilleveggen under hele strengstøpeprosessen. Denne' løsning er ikke tilfredsstillende, fordi veken presses sammen mellom varmehodet og kokille-legemet og til tross for ildfasthet vil bli hard i nærheten av metallsmelten på grunn av temperaturpåvirkning. Begge deler medfører sterk reduksjon av vekeegenskapene. Slike veker må som regel skiftes ut etter hver streng-støping. 2. Tvangsmessig etterdosering av skillemiddel ved ■ transport av skillemidlet ved hjelp av ytre trykk gjennom smale kanaler i kokilleveggen, •porøse innlegg eller lignende. Transport-trykket fremkalles ved hjelp av pumper eller trykkdifferanser. Også denne fremgangsmåte er lite tilfredsstillende, da den ved multippel-strengstøping krever et omfattende sentral-smøresystem og fremfor alt meget lett fører til en for sterk skillemiddel-tilsetning som ikke er jevnt fordelt over kokilleveggen.

Den oppgave som ligger til grunn for foreligg-ende oppfinnelse ved støping med varmehode-kokiller består i å oppnå en etterdosering av skillemiddel, uten at det opprettes et ytre matetrykk og uten at det må benyttes veke. Ettertilførselen av skillemiddel skal fungere uav-hengig for hver kokille i et multippel-strengstøpeanlegg og ikke kreve spesielle forholdsregler med henblikk på ettersyn. Dette oppnås- ifølge oppfinnelsen ved at det bare benyttes de under støpeprosessen periodisk opptredende trykksvingninger ved innløpet for skille- og/eller smøremidlet i støpehulrommet til kokillen for ettertransport av skille-og/eller smøremidlet fra forrådsbeholderen.

Skillemidlet vil således bli matet ved utnyttelse av de trykksvingninger som er observert ved støping med varmehodekokiller og er karakteristiske for støpeprosessen og finner sted i det hulrom under varmehodet som begrenses av metallsmeltens overflate, kokilleveggen og varmehodet.

De trykksvingninger som er observert i dette hulrom består ved at menisken for metallsmelten, dvs. berøringspunktet mellom flytende metall og kokillevegg periodevis forskyver seg meget lite fram og tilbake, hvilket fører til at hul-rommets volum, som begrenses av menisken, kokilleveggen og varmehodet, periodevis forstørres og reduseres.

Målinger ved hjelp av en trykkmåler i dette hulrom har vist at en skiftning mellom svake over- og undertrykk, sammenlignet med det trykk som råder utenfor,

er forbundet med dette fenomen.

Denne periodevise trykkvariasjon som pumpe-effekt kan utnyttes til automatisk ettermating av skillemiddel ved en innretning med et påsatt varmehode og en forrådsbeholder som over gjennomgangsåpninger mellom kokille og varmehode står i forbindelse med støpehulrommet, hvilken forrådsbeholder er innrettet til å inneholde skille- og/eller smøremiddel, hvorved innretningen er kjennetegnet ved at det er anordnet definerte spalt.er,

spor eller kanaler i området mellom varmehodet og kokillen, forløpende fra forrådsbeholderen til kokillens hulrom. Ytterligere trekk ved innretningen fremgår av underkravene.

Flytende skillemiddel kan således komme fra forrådet til kokillens føringsflate i området for nevnte hulrom og derfra flyte mellom menisken og kokillens løpe-flate, hvor det utfolder sine separasjons- og smøreegen-skaper. Ved den automatiske ettermating muliggjøres skillemidlets passasje mellom varmehode og kokille fra forrådet til kokillens føringsflate på en fordelaktig måte ved en konstruktivt anordnet spalte, som innstilles ved en definert, ringe avstand mellom varmehodet og kokillen eller ved fine kanaler, som dannes, idet varmehodet er i anlegg mot en kokilleoverflate som kunstig er gjort ru og forsynt med furer ved systematisk rifling eller lignende, eller ved at varmehode- og kokilleflater som er forsynt med til-strekkelig ru overflater er i anlegg mot hverandre.

Eksemplene som er vist i fig. 1-3, som viser tverrsnitt henholdsvis oppriss, vil illustrere konstruk-sjonen av.varmehodekokiller ifølge oppfinnelsen for sik-ring av automatisk skillemiddel-ettermating eller etter-smøring. Figurene la-lc er skjematiske tverrsnitt av eksemplene på forbindelsen mellom forrådet av skillemiddel og støpeformens hulrom med en definert spalte ved forskjellige utførelser av varmehode-kokiller.

Figurene 2a-2d viser eksempler på utformingen

av forbindelses-spalterie mellom forrådet for skillemiddel og støpeformens hulrom ved definert rifling på forskjellige utførelser av varmehodekokiller.

Figurene 3a-3c er tverrsnitt som tydeliggjør eksempler på dannelse av forbindelseskanaler mellom forrådet for skillemiddel og støpeformens hulrom ved at varmehode- og kokilleoverflater som har naturlig ru overflate legges på hverandre ved forskjellige utførelser av varmehode-kokiller.

'Fra forrådet 1 for skillemiddel, f.eks. i

form av et spor mates skillemidlet via forbindelseskanaler eller -spalter 2, som dannes på ovenfor omtalte måte, til hulrommet 39 som periodevis forandrer seg under støping. Nevnte hulrom begrenses av kokilleveggen 4, varmehodet 5 og menisken for det flytende metall 6. Derfra kommer skillemidlet inn mellom den dannede metallstreng 7 og kokilleveggen, hvor det utfolder sin separasjons- og smørevirkning.

De enkelte utførelsesformer av kokillene

skiller seg fra hverandre ved at varmehodet 5 ifølge

fig. la, 2a, 2d og 3a også rager aksialt inn i kokilleformens hulrom, mens dette ikke er tilfelle ved fig. lb, 2b og 3b.

Av fig. lc, 2c og 3c fremgår dessuten at forrådsrommet 1

for separasjons- henholdsvis smøremidlet i motsetning til hva som er tilfelle ved de nevnte utførelser, er anordnet i kokilleveggen, på skrå mot kokilleaksen. De forskjellige viste muligheter kan eventuelt også kombineres, f.eks. ved at utførelsesformen ifølge fig. la-c og 3a-c kombineres med utførelsesformen ifølge fig. 2d, dvs. at riflingen ifølge fig. 2d opptas i de andre utførelsesformer, slik at riflingene enten forløper horisontalt og/eller i kokilleaksen.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for strengstøping av metall i varmehode-strengstøpekokiller, særlig aluminium eller aluminiumlegeringer, hvor kokilleveggen under støpeprosessen fuktes med et i en forrådsbeholder anordnet og over gjennomgangsåpninger tilført skille- og/eller smøremiddel, karakterisert ved at det bare benyttes de under støpepro-sessen periodisk' opptredende trykksvingninger ved innløpet for skille- og/eller smøremidlet i støpehulrommet til kokillen for ettertrahsport av skille- og/eller smøremidlet fra forrådsbeholderen.

2. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten til strengstøping av metall i henhold til krav 1, med et på kokillen påsatt varmehode og en forrådsbeholder som over gjennomgangsåpninger mellom kokille og varmehode står i forbindelse med•støpehulrommet, hvilken forrådsbeholder er innrettet til å inneholde skille- og/eller smøremiddel, karakterisert ved at det er anordnet definerte spalter, spor eller kanaler i området mellom varmehodet og kokillen, forløpende fra forrådsbeholderen til kokillens hulrom.

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at spaltene, sporene eller kanalene er utformet i den til varmehodet (5) tilordnede vegg av kokillen (4).

4. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at spaltene, sporene eller kanalene er anordnet i varmehodet, som på i og for seg kjent måte rager inn i støpehulrommet.

5. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at de mot hverandre vendte vegger på kokille og varmehode på grunn av sin overflateruhet i området mellom forrådsbeholderen og støpehulrommet danner gjennomgangsåpninger (2) for skille- og/eller smøremidlet.