NO754097L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og innretning for fremstilling av stenger, rør, profiler og lignende direkte fra en smelte, særlig en metallsmelte.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av stenger, rør, profiler og lignende direkte fra en smelte, særlig en metallsmelte, og en for gjennomføring av fremgangsmåten egnet innretning.

Det har lenge vært kjent en fremgangsmåte for strengpressing av metall, hvor smeiten fylles i opptaket til en strengpresse og den i opptaket dannede barre presses ut i den samme varmen til en streng ved hjelp av formverktøy og stempel. Denne fremgangsmåte har ikke slått helt i gjennom, da det har vist seg umulig å få en jevn struktur over barretverrsnittet og en jevn varmetilstand, og fremfor alt har det vist seg umulig å få riktig pressetemperatur for hele barren.

Den nye fremgangsmåte tar sikte på å eliminere disse ulemper. Samtidig tar man sikte på å spare inn arbeids-krefter og det tas også sikte på å tilveiebringe en mulighet for kontinuerlig eller bedre sagt, kvatikontinuerlig fremstilling av en press-streng med ubegrenset volum. Ved de hittil van-lige strengpressmetoder har volumet henholdsvis lengden til stengene, rørene, profilene og lignende vært begrenset av opptakets volum, og altså i realiteten avhengig av pressens stør-relse. I dag krever man stadig større dimensjoner og man må der-for eventuelt anvende stadig større presser med tilsvarende stort plassbehov og konstuktivt oppbud. Derved at man ifølge oppfinnelsen kan fremstille strenger med vilkårlige volumer uavhengig av pressestørrelsen, oppnås en ganske betydelig innspa-ring i anleggsomkostningene.

Ifølge oppfinnelsen foreslås, med utgangspunkt i den innledningsvis nevnte fremgangsmåte, at man går frem på den måten at det i opptaket lagvist innføres smelte som under avkjø-ling til varmeplastisk tilstand bringes til lagvis oppbygging av en barre som vekslende med beskikklngen trinnvist presses ut til dannelse av en streng ved hjelp av et i opptaket reverserbart inntrengende stempel, i samsvar med mengden av det hver gang innførte lag.

Ifølge oppfinnelsen utøves pressetrykket allerede under det sist innførte smeltelags overgang fra flytende til varmplastisk tilstand. Man kan derved oppnå en jevn utbredning

av det nye smeltelag over hele tverrsnittet, en god sammensvei-sing med den allerede størknede barre og en best mulig struktur-utformning.

Hensiktsmessig går man frem på den måten at den barre som bygger seg opp under avkjøling i opptaket bare kjøles så langt at den i det minste i inntrekkområdet til det formgi-vende verktøy har pressetemperatur. Eventuelt kan det vise seg nødvendig med en oppvarming av barren i opptaket for detfce for-mål. Fordelaktig blir for raskere kjøling av det hver gang inn-bragte lag tverrsnittskjøleflaten øket ved tilsvarende formgiving av opptaket, for eksempel til en kjegleflate, hyperboloid-flate eller lignende, idet om nødvendig barren forblir ukjølt på den til tverrsnittskjøleflaten tilsluttede sylindriske overflate eller sågar oppvarmes igjen.

Av plassgrunner er det hensiktsmessig å utføre den trinnvise utpressing av strengen som en omvendt strengpressing. På tegningen er det prinsipielle-ved den nye fremgangsmåte vist ved hjelp av to prinsippskisser. Fordelaktige detaljer ved fremgangsmåten og ved for gjennomføring av fremgangsmåten egnede innretninger er definert i patentkravene og er vist på de skjematiske -shittegninger.

På tegningene viser

figur 1 og 2 de nevnte prinsippskisser,

figur 3 viser et første utførelseseksempel av en

innretning ved begynnelsen av presseslaget, i vertikalsnitt,

figur 4 viser et snitt som i'.'figur 3»ved slutten

av presseslaget,

figurene 5 og 6 viser et vertikalt delsnitt gjennom en variant av det første utførelseseksempel, med delene i to karakteristiske stillinger,

figurene 7 og 8 viser et vertikalt delsnitt av nok en variant av det føjrste utførelseseksempel, også her med delene

i to karakteristiske stillinger,

figur 9 viser et vertikalt delsnitt av en ytterligere variant, og

figur 10 viser et vertikalt snitt gjennom et andre utførelseseksempel, ved begynnelsen av presseslaget.

Prinsippskissene i figurene 1 og 2 viser et lengde-snitt gjennom et opptak 1 forsynt med en kjølemantel. Over opptaket er en støpetrakt 2. Opptaket og støpetrakten har forbindelse med hverandre ved hjelp av en åpning 12. Etter åpningen 12 er opptakets indre begrenset av en kjegleformet kjøleflate 13. Et hulstempel 14 er innført i opptaket 1. Det bærer holdedeler 17 for pressbarren 28 og et formeverktøy 19 ved den sentrale langs-gående boring. Hulstempelet 14 kan beveges opp og ned i forhold til opptaket 1, idet stempelslaget bestemmes etter den smelte-mengde som bringes inn henholdsvis skal presses ut. For lukking av åpningen 12 er anordnet en propp 23 utført med en varmeisolerende ildfast mantel 25 og ankjølt med kjølevann som går gjennom et rør 26. Opptakets 1 nedre sylindriske del er omgitt av varmespiraler 11.

Ved begunnelsen av prosessen fylles opptaket 1 fra trakten 2 med smelte, idet proppen 23 er i løftet stilling, og deretter stenges åpningen 12 ved at proppen 23 senkes ned. Etter at den på dennesmåte innførte smelte er størknet til varmplastisk tilstand løftes hulstempelet 14 en bestemt slaglengde og derved presses et strenavsnitt ut gjennom formverktøyet 19- Der-som det er behov for det vil varmespiralene 11 sørge for at en for utpressingen egnet varmefeilstand i den nedre del av barren 28, som befinner seg i inntrekkområdet til formverktøyet 19, opprettholdes.

Etter avslutningen av dette første presseslag vil pressestempelet 14 gå tilbake til utgangsstUlingen. Det vil da ved hjelp av holdedelene 17 ta med seg barren 28, slik at det mellom denne og kjøleflaten 13 oppstår et fritt rom. Når proppen 23 løftes vil ny smelte strømme inn i dette rom, slik det er an-tydet i figur 1. Denne nye smelte sveiser seg sammen med den i opptaket forblivende del av barren 28 og størkner til varmplastisk tilstand som følge av kjølingen ved kjøleflaten 13- For å sikre en fullstendig utfylling avhhulrommet mellom barren 28 og kjøleflaten 13 og for å sikre en jevn struktur i det størknede sjikt, kan man etter lukkingen av åpningen 12 med proppen 27) fordelaktig la stempelet 14 trenge inn i opptaket allerede under det nye lags overgang fra flytende til varmplastisk tilfe-standeslik at utpressingen av et ytterligere avsnitt av strengen S går hånd i hånd med en fordeling og komprimering av den nye innbrakte smelte.

Det neste skritt er at stempelet 14 igjen føres tilbake til utgangsstilling og at proppen 23 løftes. Den be-skrevnen fremgangsmåte gjentas så helt til man har fått en streng S med den ønskede lengde.

Det første utførelseseksempel, som er vist i figurene 3 og ^ > innbefatter et opptak 1 med trakt 2. Disse de-ler har føring på søyler >).som rager opp i fra et pressemot-lager 4. For vektutligning er trakten 2 og opptaket 1 avstøt-tet mot pressemotlageret 4 ved hjelp av tallerkenfjærer 5« Opptaket 1 er satt sammen av en opptaksmantel 6 og en opptakshylse 7 som er innskrudd eller innkrympet i opptaksmantelen 6.

På omkretsen har hylsen i sitt øvre, kjegleformede avsnitt kjø-lespor 8, og for kjølevannet er det anordnet kjølevannskanaler 9 og 10 i opptaksmantelen 6. Rundt et til den kjegleformede del tilsluttet sylindriske avsnitt av hylsen 7 er det lagt varmespiraler 11.

Innerrommet i opptakshylsen 7 har forbindelse med støpetrakten 2 gjennom åpningen 12. Fra åpningen 12 er innerrommet begrenset av en kjegleformet kjøleflate 13. I opptaket 1 henholdsvis dets hylse 7 rager det inn et hulstempel 14 som med fremspring 14' holdes på en bærer 16 ved hjelp av en holdering 15 og sammen med denne på pressemotlageret 4 ved hjelp av skru-er 15'• Hulstempelet 14 har vulster 17 som danner holdedeler for barren 28. Disse holdedeler holder barren fast når opptaket 1 går oppover, hvorved det tilveiebringes plass for ny smelte over barren. Vulstene 17 kan eksempelvis være utformet som skrue-gjenger slik at man ved stopp av støpingen kan fjerne restbarren. Innerflaten 18 i hulstempelet 14 har kjegleform og skrår mot formverktøyet 19*for derved å lette materialstrømmen under pres-singen. Formverktøyet 19 er innsatt i stempelbæreren 16.

Opptaket 1 har på sin mantel 6 fremspring 20 som samvirker med et på pressens trykkplate 21 fastskrudd trykk-stykker 22 forsynt med klør 22'. For lukking av åpningen 12 mel lom støpetrakten 2 og opptakets innerrom er det anordnet en propp 23 med kjegleavfaslng av enden, og denne propp holdes 1 trykkstykket 22 ved hjelp av tallerkenfjærer 24. Proppen har en varmeisolerende og ildfast mantel 25 og kjøles innvendig med vann som tilføres gjennom et rør 26. Mellom opptaket 1 og trykkstykket 22 er det en dødstrekning 27 som er litt større enn proppens 23 lukkeslag. Opptakets 1 henholdsvis trykkstykkets 22 bevegelse nedover begrenses ved anslag mot endeflaten 3' på føringssøylene 3»

I figur 3 er trykkstykket 22 og opptaket 1 vist

i løftet stilling. I denne stilling er også proppen 23 løftet og smelte er fra trakten 2 strømmet inn i rommet mellom den kjegleformede kjøleflate 13 og resten av barren 28. Smeiten danner et lag som sammensveises med barren og samtidig størkner som følge av kjølingen fra kjøleflaten 13-

Trykkstykket 22 senkes og derved tas proppen 23 med nedover. Proppens avfasede ende vil lukke mot en tetningsflate rundt åpningen 12. Ved den ytterligere nedadgående bevegelse av trykkstykket 22 spennes tallerkenfjærene 24, og man får således en tett lukning, helt til etter noen millimeter trykkstykket 22 treffer opptaket 1. Opptaket tas da med, helt til det får anlegg mot endeflatene 3' på søylene 3- Opptakets innerrom reduseres derved og den nettopp innførte smelte presses delvis ut. Slutten av presseslaget er vist i figur 4.

Ved den etterfølgende oppadgående bevegelse av trykkstykket 22 løftes opptaket 1 ved hjelp av klørne 22', etter at den nevnte dødstrekning først er overvunnet. Under til-bakeleggelsen ay denne^.tdødgangsstrekning frigis åpningen 12 igjen. Ny smelte vil gå inn i rommet mellom kjøleflaten 13 og barren 28. Som nevnt oppstår dette rom ved at barren 28 hindres i å gå opp som følge av det grep som vulstene 17 på hulstempelet 14 utøver på barren. Smeiten danner et nytt, med barren 28 sammensveisbart og under påvirkning av kjølinger størknende lag. Når trykkstykket 22 går ned igjen begynner arbeidssyklusen på nytt osv..

På denne måten kan man trinnvis tilveiebringe en vilkårlig lang press-streng S, idet under den egentlige støping og pressing kontinuerlig eller i charger ny smelte kan tilføres fra støpeovnen og til støpetrakten 2.

Ifølge en variant av denne utførelse kan, som vist 1 figurene 5 og 6, for å bedre avkjølingen av den kjegleformede kjøleflate 13, proppen 23' ved hjelp av spesielle drivmidler, for eksempel en trykksylinder 29, være slik bevegbar at den i utgangsstUlingen frigir åpningen 12 for innstrømming av ny smelte (figur 5), men holder åpningen lukket til å begynne med under den oppadgående bevegelse etter presseslaget. Det oppstår derved et varmeisolerende mellomrom mellom den utenfra som før kjølte kjøleflate 13 og den tilbakeholdte varme barre 28 (figur 6), hvorved man på sett og vis oppnår en magasinering av et kjø-levolum i opptakshylsens 7 tykke vegg.

Varianten i figurene 7 og 8 adskiller seg fra den forannevnte ved lengden og det større slag for proppen mellom støpetrakten og opptaket. Proppen 39 er utført slik at den kan kjøres inn i den sylindriske åpning 12 mellom trakten og hylsen. Proppens mantel 40 er forsynt med en kjegleavfasing som samvirker med den motsvarende tetningsflate i åpningen 12. På denne måten blir den nye innførte smelte fortrengt av proppen 39, slik at rommet over barren 28 utnyttes helt, og dessuten får man i tillegg til lukkingen ved hjelp av selve proppen også en lukking ved at mantelens 40 avfasning ligger an mot tetnings-flaten 9 og åpningen 12, slik at man således med sikkerhet får en trykktett lukning. Man kan eventuelt også gjøre mantelen 40 uavhengig bevegbar slik at proppen 39 med unntak av endeflaten alltid forblir innenfor mantelen 40 og således beskyttes mot smeltens ødeleggende virkning.

Ved varianten i figur 9 er proppen 4l utført spiss og rager i lukkestilling langt inn i opptakshylsen 7, noe som naturligvis forutsetter en tilsvarende slagbevegelse for proppen. Proppen kjøles innveridig ved hjelp av kjølevann som føres inn gjennom røret 26. På denne måten oppnår man at barren henholdsvis smeiten i tillegg til kjølingen ved hjelp av kjøle-flaten 13 også kjøles innenifra. Dette er særlig fordelaktig ved opptak med tilsvarende stor diameter, slik at man på den måten kan oppnå en rask avkjøling til den varmplastiske tilstand.

Utførelsen ifølge figur 2 adskiller seg fra den første utførelse føtfst og fremst ved at det istedenfor opptakshylsen:.7 benyttes en tynnvegget hulkjegle 30, for eksempel av kobber eller av et annet godt varmeledende materiale. Den nye innerdel slutter seg til støpetrakten 2 og hele konstruksjonen holdes fast ved hjelp av flere langs en sirkel anordnede ankere 31, slik at man får en stiv konstruksjon. En føringsdel 32 for opptaket griper om den nevnte byggedel med en liten lengdekla-ring og har føring på søylene 3, på samme måte som i det første utførelseseksempel. Likeledes er den forbundet med trykkstykket 22 for medføring etter en dødgangsstrekning 27. Mellom opptaks-føringsdelen 32 og den tynnveggede hulkjegle 30 forefinnes det i den i figur 10 viste utgangsstilling en spalte 30' som til-føres kjølevann gjennom en i opptaksføringsdelen forløpende kanal 33- I denne stilling får man således under innføringen av et nytt smeltelag en særlig intensiv kjøling som bevirker at det nye lag størkner raskt og hindrer en fastsveising av det nye lag til hulkjeglens 30 tynne vegg, som representerer kjøleflaten.

Ved en nedsenking av trykkstykket 22 blir opp-taksføringsdelen 32 tatt med nedover. Føringsdelen legges an mot den tynne kjeglevegg 30, idet kjølespor 3^ i berøringsfla-ten muliggjør en kjølevannsgjennomstrømiiing. Under den etterføl-gende ytterligere nedadrettede bevegelse er den tynne veggen i hulkjeglen 30 avstøttet mot føringsdelen 32 og kan således over-føre trykket til barren 28, hvorved en del av denne presse ut for forlengelse av strengen S.

Forøvrig er selve den konstruktive oppbygging og arbeidsmåten den samme som i det første utførelseseksempel.

De viste og beskrevne utførelseseksempler er naturligvis bare å betrakte som sådane og utgjør i og for seg ingen begrensning for beskyttelsesområdet.

Claims (24)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av stenger, rør, profiler og lignende direkte fra en smelte, særlig en metallsmelte, ved strengpressing ved hjelp av formverktøy og stempel, karakterisert ved at smelte blir innbragt lagvis i opptaket og under avkjøling til varmplastisk tilstand bringes til en lagvis oppbygging av en barre som vekslende med beskikkingen og i samsvar med den hver gang innførte mengde trinnvist presses til en streng ved hjelp av et i opptaket re-

verserbart inntrengende stempel.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at pressetrykket utøves allerede under overgan-gen av det sist innførte smeltelag fra flytende til varmplastisk tilstand.

3- Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det innførte lag kjøles over sin tverrsnittsflate.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den i opptaket under av-kjøling lagvist oppbyggede barre bare kjøles så langt at den i det minste i inntrekkområdet til formverktøyet når pressetemperatur.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den i opptaket under avkjø-ling lagvist oppbyggende barre oppvarmes igjen slik at den i det minste i inntrekkområdet til formverktøyet når pressetemperatur.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at tverrsnittskjøleflaten økes ved motsvarende formgiving av opptaket, for eksempel som en kjegleflate, en hy-perboloidflate eller lignende.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved 'at barren forblir ukjølt, eventuelt oppvarmes på sin til tverrsnittskjøleflaten tilsluttede sylindriske overflate.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den trinnvise utpressing av strengen foretas som en omvendt strengpressing.

9. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved en støpetrakt (2), et opptak (l, 7, 50), hvis innerrom er forbundet med støpetrakten ved hjelp av en åpning (12) en propp { 27)) 23', 39, 4l) for sperring og åpning av åpningen, en presse-anordning ^4, 14, 22) for utpressing av strengen (S) ved én redusering av rominnholdet i opptaket ved hjelp av et inntrengende pressestempel (14) etter sperringen av den nevnte åpning og for ny innføring av et smeltelag etter økingen av rominnholdet ved stempelets tilbakegang og åpning av den nevnte åpning, midler (13, 4l) for kjøling av det nytt innførte smeltelag, et verktøy (19) for formgiving av den streng som presses ut, og midler (17) for fastholding av den ved utpressingen reduserte barre (28) til pressestempelet.

10. Innretning ifølge krav 9, karakterir^.r sert ved at opptaket (1, 7, 30) er reverserbart•anordnet for øking og redusering av sitt rominnhold i forhold til pressestempelet (14) samt verktøy (19) og midlene (17) for fastholding av barren, og er forbundet med en av de to i forhold til hverandre bevegelige hoveddeler (21) i en presse, mens pressestempelet, verktøyet og midlene for fastholding av barren er forbundet med den andre pressehoveddel (4).

11. Innretning ifølge krav 10, karakterisert ved at opptaket (l) samt støpetrakten (2) er forbundet med trykkplaten (21) i en stående presse over et trykk-stykke (22), mens press-stempelet (14), verktøyet (19) og midlene (17) for fastholding av barren er forbundne med pressemotlageret (4).

12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at lukkeproppen (23) er forbundet med trykkstykket (22) over en elastisk avstøttelse (24), idet det i med-bringerforbindelsen mellom trykkstykket (22) og opptaket (1; 6, 32) er beregnet en dødgangsstrekning (27) som er litt større enn lukkeproppens slagbevegelse.

13. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at den innvendig vannkjølte og med en ildfast og varemisolerende mantel (25, 40) forsynte propp (23, 23', 39, 4l) fortrinnsvis går sentralt gjennom den over opptaket anordnede støpetrakt (2).

14. Innretning ifølge krav 13, karakterisert ved at proppen (23, 23') og eventuelt dens mantel (25) på endesiden har en kjegleavfasing som samvirker med en motsvarende motflate i åpningen (12) mellom støpetrakt og opptak, for oppnåelse av en tett lukning.

15- Innretning ifølge krav 13, karakterisert ved at proppen (23') kan beveges slik ved hjelp av en egen drift (trykksylinder 29) at når pressetrykkflaten (21) går oppover holdes til å begynne med åpningen lukket, slik at det mellom den på stempelet (14) fastholdte varme barre (28) og kjøleflaten (13) oppstår et varmeisolerende mellomrom.

16. Innretning ifølge krav 13, karakterisert ved at proppen (39) er slik at den kan innføres i den sylindriske åpning (12) for fortrengning av smelte som befinner seg der, og ved at dens tilbaketrukkede mantel (40) har en av-fasing som samvirker med den motsvarende motflate i åpningen, for oppnåelse av en tett lukning.

17. Innretning ifølge krav 13, særlig 16, karakterisert ved at proppen (4l) som følge av sin lengde og sin;;slagbevegelse kan føres så langt inn i opptaket .(7) at den i lukkestUlingen kan virke som en kjøledor på den barre (28) som bygger seg opp.

18. Innretning ifølge krav 16, karakterisert ved at mantelen (40) er bevegelig i lengderetningen på proppen ved hjelp av egne drivmidler, slik at den ved løftet propp dekker dens omkretsflate.

19. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at opptakets innerrom i tilslutning til åpningen (12) dannes av en for øking av kjøleplaten fra et plan avvikende kjølt flate, for eksempel en kjegleflate (13), en hyperboloid-flate eller lignende.

20. Innretning ifølge krav 9> særlig 19, karakterisert ved at opptaket består av en opptakshylse (7) med ytre kjølespor (8) og av en opptakshylsen omsluttende ytre opptaksmantel (6) hvorigjennom det er ført kjøleledninger (9, 10) til kjølesporene.

21. Innretning ifølge krav 9, særlig 19, karakterisert ved at et avsnitt av opptaket som slutter seg Éll kjøleflaten (13) i retning mot formverktøyet (19), er oppvarmbart, for eksempel ved hjelp av varmespiraler (11).

22. Innretning ifølge krav 9, særlig 19, karakterisert ved at opptakets innerrom idet minste delvis begrenses av en tynn, utenfra kjølt vegg (30) av et varméledende materiale, for eksempel kobber, hvorimot under presseslaget en presskraften overførende opptaksføringsdel (32) legger seg støt-tende an.

23. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at det som middel for fastholding av barren etter presseslaget er anordnet fremspring, for eksempel vulster (17), svalehaler, gjenger eller lignende på pressestempelet (14).

24. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at opptaket (l) har føring på med pressemotlageret (4) forbundne søyler (3) og for utlegning av sin vekt er avstøttet mot pressemotlageret ved hjelp av fjærer (5).