NO179035B - Overgangsanordning for bruk ved stöping av metallstykker og anvendelse av denne - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en overgangsanordning av engangstype for utførelse av en fremgangsmåte for støping av formede metallstykker under lavt trykk.

Oppfinnelsen gjelder da særlig en forbrukbar overgangsanordning for bruk ved utøvelse av en fremgangsmåte for støping av stykker i en metallegering med høyt smeltepunkt, slik som en jern-, stål- eller superlegering, dannet ved at smelte fra en smelteovn eller en smeltedigel tilføres en sandform nedenfra og oppover.

Fra fransk patentskrift FR-1.187.724 er det kjent et tilfør-selsrør for støping under trykk. Den øvre ytterende av tilførselsrøret er festet til et sete, og en blanding fyller mellomrommet mellom setet og tilførselsrøret, og sikrer derved en skjøt. En ring er montert på den øvre del av setet. En overgangsanordning som er utført i samsvar med nevnte franske patent opphever eller reduserer imidlertid ikke de termiske og mekaniske påkjenninger som påføres tilførselsrøret. Denne anordning, som er plassert på rørets øvre del, omslutter faktisk røret som rager opp like høyt som anordningen.

Siden metallets størkning begynner ovenfra, utssettes således røret for kraftigere termiske sjokk enn anordningen, som har en avstand fra metallet tilsvarende rørets tykkelse. Under nedkjølingen størkner dessuten metallet i tilførselsrøret, og det størknede metall blir tatt ut mekanisk, hvilket frembringer mekaniske sjokk i røret. Sammenfallende termiske og mekaniske sjokk frembringer en rask nedslitning av røret, og som først fører til en nedbrytning av overflatetilstanden, hvilket frembringer sprekker som etter en viss tid gjør det nødvendig å erstatte røret. En sådan reparasjon er besværlig og tidkrevende, siden det da faktisk er nødvendig å stanse og derpå tørrlegge ovnen, hvilket setter vedkommende'smelteovn, eller støpedigelen og formen, ut av drift.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å overvinne disse ulemper, samt også å frembringe visse fordeler bestående hovedsakelig i å minske slitasjen av tilførselsrøret eller støpekanalen som forsyner støpeformen med flytende metall, ved å undertrykke de mekaniske og termiske sjokk på røret eller i kanalen.

Et annet formål for oppfinnelsen er å undertrykke risikoen for lekkasje av flytende metall.

Foreliggende oppfinnelse gjelder således en overgangsanordningen av innledningsvis nevnte art, idet anordningen er midtstilt i forhold til en støpesjakt som er åpen mot bunnen av formen, og hvor den øvre del av anordningen er i kontakt med den nedre del av formen, mens den nedre del av anordningen ligger an mot oversiden av en støpenese.

På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk, særlig fra tysk utlegningsskrift DE-1 156 942, har da anordningen i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at overgangsanordningen er en slitasjekomponent som omfatter: — en ring som har en sokkelflate på sin underside og et indre, hult sylinderparti som strekker seg fra ringens overside til

dens underside, og

— en sylinderformet krave fremstilt i ildfast material og hvis ytre omkrets passer inn i ringens indre hulrom ved mellomlegg av stampet sement, idet kraven strekker seg til nivået av henholdsvis oversiden og undersiden av ringen.

Med en sådan overgangsanordning opprettes det således tetthet ved hjelp av en pakning som er sammensatt av ringen og kraven i henhold til oppfinnelsen, og som er utskiftbart anordnet overfor støpeformen. Sammenlignet med tidligere kjent teknikk oppnås det da særlig en forlengelse av tiden mellom repara-sjoner samtidig som selve reparasjonstiden forkortes fordi rask utskifting blir mulig.

I en fordelaktig utførelsevariant oppviser anordningen i henhold til oppfinnelsen en plan overside og en plan underside, idet oversiden ligger i et plan parallelt med undersiden. Dette muliggjør jevn fordeling av det trykk som skriver seg fra støpeformens vekt. Overgangsanordningen anordnes da fortrinnsvis med sin plane underside i det samme horisontale plan som støpeformens underside befinner seg i.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter et indre sylinderformet hulrom som fortrinnsvis har et regelmessig tverrsnitt og utgjør en forlengelse av støpekanalen forbundet med støpeformens tilførselssjakt.

I en foretrukket utførelsesvariant er anordningen i henhold til oppfinnelsen utført for å kunne tas ut og den er derfor demonterbart festet i forhold til støpenesen, slik at i tilfellet av lekkasje kan reparasjon utføres raskt ved å skifte ut hele anordningen. Anordning kan da omfatte en tett og ildfast skjøt mellom kraven og den ildfaste foring av kanalen i støpenesen, som er frembragt ved hjelp av et lag av knust murbruk anordnet ved anbringelsen av anordningen.

Foreliggende oppfinnelse gjelder også anvendelse av en sådan overgangsanordning for sammen med et tilførselsrør å danne en kanal for ved stigestøping under lavt trykk å tilføre en smelte av et metall eller en metallegering med høyt smeltepunkt, slik som en jern-, stål- eller superlegering, til et hulrom i sandformen. Sandformen oppviser da en støpesjakt som er åpen mot bunnen slik at smeiten kan tilføres hulrommet i sandformen gjennom støpesjakten ved hjelp av et gasstrykk som er høyere enn atmosfæretrykket og er rettet mot en fri overflate av smeiten som inneholdes i et tett kammer.

Oppfinnelsen gjelder også anvendelse av en sådan overgangsanordning for ved slutten av en støpeprosess å samle alt størknet metall og alt slagg i den øvre del av dens indre, hule parti. Derved forhindres termiske og mekaniske sjokk på anordningen i henhold til oppfinnelsen.

Ytterligere særtrekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse av et ikke-begrensende utførelseeksempel gitt under henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 skjematisk viser et vertikalt snitt gjennom en overgangsanordning i henhold til oppfinnelsen, idet den er anordnet i forbindelse med en støpeform for stige-støping, og

fig. 2 er en skisse som i perspektiv og delvis bortskåret viser at overgangsanordningen i henhold til oppfinnelsen utgjøres av en sammenstilling av en krave og en ring.

Det viste støpeanlegg i fig. 1 omfatter en sandform 1 som understøttes på en bærestruktur 2, idet en overgangsanordning 3 for slitasjeopptak avslutter et tilførselsrør 5, som danner kjernen i en støpenese i en ovn.

Overgangsanordningen for slitasjeopptak er beregnet på å anvendes ved stigestøping under lavt trykk av en superlegering, idet denne legering kan være en av de som er beskrevet i søkernes franske patentskrift FR-2.534.167. Oppfinnelsen kan likeledes anvendes ved stigestøping under lavt trykk av støpejern (grått eller seigt støpejern) eller av stål.

Tilførselsrøret 5, som er i et ildfast material og fører det flytende metall frem til støpeformen, utgjør et kjerneinnlegg i støpenesen 4 i form av murblokker. Forbindelsen mellom tilførselsrøret 5 og støpeformen 1 oppnås ved hjelp av overgangsanordningen 3 for slitasjeopptak. Den øvre ende av støpenesen 4 er plan og horisontal for å bære overgangsanordningen 3 .

Overgangsanordningen 3 omfatter en ring 7, hvis nedre del danner en sokkel for anbringelse på støpenesen 4, idet nevnte sokkel dekker støpenesen. Videre omfatter anordningen en ildfast ring 8 i basisk aluminium/magnesium-material, og med samme indre og ytre diameter som røret 5 for derved å forlenge dette. Skjøten mellom røret 5 og kraven 8 er oppnådd ved et skjøtebelegg 9 utført i murmaterial. Overgangsanordningen 3 pulveriserer skjøtematerialet 9 ved sin plassering.

På grunn av sitt sokkelparti oppviser ringen 7 en meget mindre diameter på sin nedre del enn på sin øvre del. Den viste ring 7 er fremstilt i ildfast, støpt stål. Overgangsanordningen er således utført for å klemme inn murbruket 18 mellom ringen 7 og kraven 8.

En plan og bøyelig ringformet pakning 10 i ildfast material er anordnet på den øvre del av slitasjeovergangsstykket. Pakningen 10, som f.eks. er av den art som er beskrevet i fransk patentskrift FR-2.295.808 i søkernes navn, sikrer tettheten overfor støpeformen 1. Ettergivenheten av pakningen 10 gjør det mulig å holde den på plass ved hjelp av trykk og uten overtrekk. Pakningen er således låst på sin overside av støpeformen 1 og på sin underside av ringen 7 og kraven 8.

Oversiden og undersiden av overgangsanordningen 3 ligger i hvert sitt plan som er parallelt med undersiden av støpeformen 1. Takket være dette geometriske forhold er risiko for lekkasjer eliminert, idet støpeformen utøver et jevnt trykk og ikke presser sterkere på én side enn en annen, hvilket kan føre til en lekkasje. Tettheten oppnås likeledes ved at overgangsanordningen har en god overflatetilstand, idet anordningen som er av enkel utførelse og fjernbar, kan utskiftes ofte etter første antydning om risiko for lekkasje.

Overgangsanordningen for slitasjeopptak er utført for å plasseres inne i en åpning 11 i støpeformens bærestruktur 2, hvilket tillater sentrering av støpeformen 1 og innløp av flytende metall gjennom kanaler 12 som munner ut i den nedre del av støpeformen 1. Sandformen 1 opprettholdes ved hjelp av en donkraft 13 som er rettet nedover og hvis stempelstang 14 bærer en pressplate 15 som er svingbart opplagret i stangens nedre ende.

I drift av støpeanlegget stiger flytende metall opp gjennom røret 5 til overgangsanordningen 3 og derfra inn i støpeformen 1. Etter smeltetilførselen størkner metallet i støpeformen slik at det dannes støpestykker, idet denne størkning begynner ovenfra og avsluttes i et nivå på undersiden av støpeformen 1. Dette nivå er representert ved blandingssjiktet 6, og på undersiden av dette nivå forblir metallet flytende etter støpingen for å vende tilbake til smelteovnen. De forurens-ninger som er tyngre enn metallet vender da i sin helhet tilbake til nivået for overgangsanordningen 3.

Likeledes befinner grensene for det størknede metall seg også i nivå med overgangsanordningen 3, som da utsettes for de første termiske sjokk ved størkning av metallet. Røret 5 som ikke holder tilbake metallet etter størkningen, har imidlertid ikke behov for å rengjøres.

På grunn av rengjøringsbehovet og de termiske sjokk som frembringes ved nedkjølingen av støpeformen 1, nedbrytes overgangsanordningen 3 ganske raskt og kan tas ut for utskift-ning meget oftere enn det som er tilfellet for det ildfaste rør 5. Således utskiftes denne anordning 3 forholdsvis hyppig, og utskiftingen kan skje raskt, da det ikke er nødvendig å nedkjøle ovnen i sin helhet. Det er imidlertid nødvendig at røret 5 er nedkjølt. Pakningen 10 som forbrukes enda raskere enn ringen 7 og kraven 8, skiftes ut enda oftere.

Som det særlig er vist i fig. 2 har den ildfaste krave 8 form av en hul sylinder, hvor sylinderens indre veggflate har en og samme diameter over hele sylinderhøyden. Den ytre sylinder-flate på kraven 8 samarbeider med veggen i det indre hulrom i ringen 7 med mellomlegg av en sementfylling 18. Høyden av kraven 8 er den samme som høyden av ringen 7.

I sokkelen 16 på ringen 7 er det anordnet innsnitt 17 for å tillate passasje av skruer for fastgjøring av overgangsanordningen i henhold til oppfinnelsen. Den nedbrytbare overgangsanordning 3 kan således plasseres på oversiden av en støpe-kanal som omfatter midler for oppvarming (se fransk patentskrift FR-A 2.532.866 i søkernes navn).

Nevnte anordning 3 kan likeledes anvendes i et anlegg for støping under lavt trykk av støpestykker ved tilførsel av smelte fra en smeltedigel til en støpeform, under drivende trykk fra en gass, idet støpeformen smeltemates nedenfra og oppover. Det påførte differensialtrykk fra digelsiden er et trykk som er forskjellig fra det som hersker i støpeformen. Denne anvendelse av anordningen i henhold til oppfinnelsen reduserer vedlikeholdsomkostningene ved et anlegg av den art som patentert av søkerne under fransk patent FR-2.556.996.

Claims (8)

1. Overgangsanordning (3) for bruk ved utøvelse av en fremgangsmåte for støping av stykker i en metallegering med høyt smeltepunkt, slik som en jern-, stål- eller superlegering, dannet ved at smelte fra en smelteovn eller en smeltedigel tilføres en sandform (1) nedenfra og oppover, idet anordningen er midtstilt i forhold til en støpesjakt som er åpen mot bunnen av formen, og hvor den øvre del av anordningen (3) er i kontakt med den nedre del av formen (1), mens den nedre del av anordningen (3) ligger an mot oversiden av en støpenese (4), karakterisert ved at overgangsanordningen er en slitasjekomponent som omfatter: — en ring (7) som har en sokkelflate på sin underside og et indre, hult sylinderparti som strekker seg fra ringens overside til dens underside, og — en sylinderformet krave (8) fremstilt i ildfast material og hvis ytre omkrets passer inn i ringens indre hulrom ved mellomlegg av stampet sement (18), idet kraven strekker seg til nivået av henholdsvis oversiden og undersiden av ringen (7) .

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den oppviser plane og innbyrdes parallelle over- og undersider.

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at ved anbringelsen av anordningen ligger dens plane underside i det samme horisontale plan som undersiden av støpeformen (1) befinner seg i.

4. Anordning som angitt i et av de forutgående krav, karakterisert ved at dens indre, hule sylinderparti har et regelmessig tverrsnitt og utgjør en forlengelse av støpekanalen forbundet med støpeformens tilførselssjakt (12).

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at den er fjernbar, idet den er demonterbart festet i forhold til støpenesen (4).

6. Anordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at det mellom kraven (8) og den ildfaste foring (18) av kanalen i støpenesen (4) er oppnådd en tett og ildfast skjøt ved hjelp av et lag (9) av knust murbruk som sammenpresses ved anbringelsen av anordningen, idet nevnte lag utgjør skjøten.

7. Anvendelse av en overgangsanordning (3) som angitt i et av de forutgående krav, for sammen med et tilførselsrør (5) å danne en kanal for ved stigestøping under lavt trykk å tilføre en smelte av et metall eller en metallegering med høyt smeltepunkt, slik som en jern-, stål- eller superlegering,•til et hulrom i nevnte sandform (1).

8. Anvendelse av en overgangsanordning som angitt i et av kravene 1—6, for ved slutten av en støpeprosess å samle alt størknet metall og alt slagg i den øvre del av dens indre, hule parti.