RS57721B1 - Postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska - Google Patents

Description

TEHNIČKO POLJE PRONALASKA

Sadašnji pronalazak se odnosi na postupak sipanja i konkretnije na postupak sipanja putem negativnog pritiska naviše koji se koristi za povlačenje topljenog čelika naviše u kalup da se formira odlivak putem negativnog pritiska prema zahtevu 1. Dalje povoljne konfiguracije ovog pronalaska mogu biti izvučene iz zavisnog zahteva.

STANJE TEHNIKE

Upućivanjem na Sliku 5 Postupak sipanja gravitacijom koji koriste konvencionalne livnice gvožđa i čelika uglavnom se sastoji od koraka: nakon što se čelik fuzioniše na 1450 - 1700°C u toploj peći, rastopljeni čelik visoke temperature se puni u gvozdenu kofu (d) i onda se rastopljeni čelik sipa i izliva u prethodno napravljeni kalup (a); rastopljenii čelik se sipa u šupljinu kalupa c kroz bazen za sipanje (b1), vertikalni kanal (b2), žleb (b3) i kapiju (b4) sistema putanje protoka (b) putem gravitacionog dejstva; i ohlađeni i učvršćeni čelik se vadi iz kalupa (a). Učvršćeni topljeni čelik se čisti i pravilno procesuira radi dobijanja traženog odlivka.

Gornji postupak sipanja se uglavnom koristi u livnicama gvožđa i čelika. Uprkos tome, postupak sipanja ima sledeće nedostatke zasnovane na troškovima livnice i kvalitetu odlivaka:

1. Za odlivke debljine ispod 3,5 mm, traži se da rastopljeni čelik prođe kroz sisteme putanje protoka kada se izliva u peščanom kalupu dejstvom gravitacije.

Brzina protoka rastopljenog čelika nije prebrza zbog opstrukcije vazduha u šupljini kalupa. Što je tanja debljina odlivka; sporija je brzina protoka. Što je duža putanja protoka to je veća brzina kaljenja rastopljenog čelika. Prema tome tanku debljinu odlivka je teško formirati ukoliko temperatura rastopljenog čelika nije visoka a protočnost je slaba. Kao rezultat je teško dobiti odlivak dobrog kvaliteta.

2. Kada temperatura topljenja dostigne 1700°C ili više, iako protočnost rastopljenog čelika može biti povećana radi formiranja odlivaka tanke debljine, nije samo potrošnja struje povećana već je i vek trajanja vatrostalnih materijala tople peći značajno skraćen pošto se temperatura topljenja povećava. Frekvencija promene vatrostalnih materijala se povećava a time se povećavaju i troškovi promene vatrostalnih materijala i smanjuju kapacitet proizvodnje zbog potrošnje vremena radi promene. Štaviše, kada je temperatura topljenja rastopljenog čelika preko 1700°C, vatrostalni materijali tople peći će se spojiti sa rastopljenim čelikom. Kao rezultat, količina nečistoća koje sadrže oksid u rastopljenom čeliku se povećava što će uticati na čistoću i mehaničku karakteristiku čeličnih odlivaka.

Tokom postupka sipanja, rastopljeni čelik mora da napuni siteme putanje protoka, vertikalni kanal i žljeb za protok u šupljinu kalupa. Rastopljeni čelik unutar sitema putanje protoka i onaj unutar šupljine kalupa će biti ohlađen i učvršćen u isto vreme. Rastopljeni čelik koji ostaje unutar sistema putanje protoka će povećati potrošnju rastopljenog čelika. Kao rezultat, odnos (odnosno, prinos) količine odlivaka i ukupno sipanog rastopljenog čelika ne može biti efektivno uvećan. Neefektivnost povećanja prinosa znači da određena količina rastopljenog čelika ne može biti efektivno sačuvana, izvor energije ne može biti efektivno sačuvan i tako troškovi proizvodnje ne mogu efektivno biti sniženi.

DE 39 25 373 A1 otkriva postupak gde se rastopljeni čelik povlači naviše kroz jedan ili više ulaza u kalup. Primenjuje se vakuum tako da rastopljeni metal ispuni kalup i podiže se u bar jednu cev za podizanje. Metal u ulazima kalupa se time stvrdnjava čim se neophodan nivo podizanja dostigne, tako da je rastopljeni metal zatvoren u kalupu. Na kalup se onda vrši pritisak. Rastopljeni metal se zatvara u kalup pre nego što može da se učvrsti, tako da primena eksternog pritiska može biti korišćena da se obezbedi da ceo kalup bude u potpunosti napunjen.

Dokument EP 0 580 136 A1 se odnosi na aparat za livenje sukcijom (usisavanjem), koji sadrži ventilacioni kalup za livenje, kutiju komore i površinsku ploču kao potporu kalupu za livenje i kutiji komore. Površinska ploča ima prolazni otvor za prolaženje štapa kroz nju, i njena površina je formirana sa žljebovima koji se pružaju od prolaznog otvora do površine koja se nalazi van površine montiranja kalupa i unutar površine za montiranje kutije komore. Eksterni vazduh koji ulazi kroz zapečaćeni zazor između površinske ploče i štapa i sagoreli gas generisan sa kalupa za livenje se brzo sprovode kroz žljebove u unutrašnji prostor komore da bi potom brzo bili otpušteni ka spolja.

US 1,473,246 A1 otkriva aparat za punjenje kalupa pod redukovanim pritiskom uključujući radni sto na kome je kalup adaptiran da stoji, zvono koje ima svoju nižu ivicu koja stoji na navedenom stolu i adaptirano je da zatvori kalup. Dijafragma pokriva otvor zvona i adaptirana je da podupre kalup kako bi pritisnula kalup prema radnom stolu. Vazduh se može izvlačiti iz zvona kako bi se izazvalo da dijafragma podupire kalup. Dokument EP 0 967 035 A1 otkriva postupak livenja sukcijom radi sipanja rastopljenog metala iz kapije za sipanje kalupa u šupljinu korišćenjem negativnog pritiska, pri čemu se primenjuje viši negativni pritisak od negativnog pritiska unutrašnjosti šupljine kako bi se snizila temperatura površinskog dela kalupa.

US 4,550,763 A otkriva postupak livenja u kalupu pod pritiskom i aparaturu gde cev za ispuruku iz rezervoara topljenja koja se nalazi u kućištu pod pritiskom može primiti otopinu u cev fiksiranu za kalup koji je takođe kućište pod pritiskom pa kada se potonja cev povuče od prve pomenute, klizni zatvarač zatvara vrh cevi rezervoara. Komunikacija gasa između gornjeg kraja cevi rezervoara i unutrašnjosti kućišta je dopuštena kako bi se obezbedilo da će sloj gasa koji korespondira sa onim u kućištu ići preko otopine u delu cevi koji čini rezervoar. FR 571370 A otkriva postupak i uređaj za livenje u kalupe primenjive za metale ili plastične materijale date u tečnom ili obliku paste, u kojima se punjenje kalupa obavlja pod dejstvom vakum kalupa kako bi se napunili i ne moraju biti zaptiveni od sebe samih već pod čvrstom komorom pri čemu se vakuum proizvodi u vreme livenja.

SUŠTINA PRONALASKA

U svetlu gore navedenog, postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska sadašnjeg pronalaska je obezbeđen radi poboljšanja gore pomenutih nedostataka konvencionalnih struktura i ostvarenja sledećih ciljeva.

Primarni cilj sadašnjeg pronalaska je da se obezbedi postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska radi rešavanja problema teškoće formiranja odlivaka sa tankom debljinom kada temperatura topljenja čelika nije visoka i ispunjenje zahteva u vezi sa odlivcima tanke debljine.

Sledeći cilj sadašnjeg pronalaska je da se obezbedi postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska radi rešavanja nedostatka visoke temperature topljenja čelika kako bi se potrošnja struje mogla smanjiti, kako bi se gubitak i frekvencija promene vatrostalnih materijala mogli smanjiti, kako bi se čistoća i mehanička karakteristika odlivaka mogla pobiljšati i tako se smanjili troškovi proizvodnje.

Sledeći cilj sadašnjeg pronalaska je da se obezbedi postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska radi rešavanja nedostatka suvišnog topljenog čelika koji ostaje unutar sistema putanje protoka što izaziva neefektivnost povećanja prinosa kako be se troškovi vraćanja topljenog čelika uštedeli a učinak efektivno povećao.

Sledeći cilj sadašnjeg pronalaska je da se obezbedi postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska radi rešavanja nedostatka kojim se zahteva korišćenje gvozdene kofe za sipanje. Gvozdena kofa i oprema koja ide uz nju više nisu potrebni i tako troškovi proizvodnje mogu biti smanjeni.

Da bi se postigli gore pomenuti ciljevi, postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska sadašnjeg pronalaska je obezbeđen za formiranje bar jednog odlivka korišćenjem bar jednog kalupa. Šupljina kalupa i sistem putanje protoka spojeni jedan sa drugim su postavljeni unutar kalupa. Postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska se sastoji od sledećih koraka: a) ravna ploča sa usisnom cevi je pokrivena na gornjem kraju tople peći, topla peć je napunjena sa spojenim rastopljenim čelikom a donji kraj usisne cevi je potopljen u rastopljeni čelik; b) vazdušni prolaz spojen sa šupljinom kalupa je formiran na kalupu, i kalup je postavljen na ravnu ploču kako bi sistem putanje protoka kalupa bio spojen sa gornjim krajem usisne cevi; c) komora je pokrivena na kalupu i ravnoj ploči, a vazduh unutar komore se izvlači napolje kako bi se smanjio vazdušni pritisak unutar komore i šupljine kalupa, a rastopljeni čelik unutar tople peći se usisava naviše i teče u šupljinu kalupa kroz usisnu cev; i d) učvršćivanje rastopljenog čelika unutar kapije između sistema putanje protoka i šupljine kalupa a nakon toga se negativni vazdušni pritisak unutar komore oslobađa tako da rastopljeni čelik unutar sistema putanje protoka može da teče natrag unutar tople peći.

Kada se sadašnji pronalazak realizuje, postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska se dalje sastoji od koraka: nakon koraka d, komora se uklanja a kalup se odvaja od ravne ploče.

Kada se postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska realizuje, kalup je peščani kalup, vazdušni prolaz na kalupu je razmak između svakog od peščanog zrna peščanog kalupa, a temperatura spojenog rastopljenog čelika unutar tople peći je između 1400 - 1550°C.

Sadašnji pronalazak će postati u potpunosti jasan upućivanjem na njegov detaljan opis koji sledi kada se čita zajedno sa priloženim slikama.

KRATAK OPIS SLIKA

Slika 1 je prikaz svakog posebnog elementa koji se koristi u poželjnoj realizaciji otkrića postupka sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska;

Slika 2 je prikaz preseka sklopa elemenata koji se koriste u poželjnoj realizaciji otkrića postupka sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska;

Slika 3 je prikaz preseka poželjne realizacije otkrića postupka sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska kada je negativni pritisak formiran. Slika 4 je prikaz preseka kada se rastopljeni čelik poželjne realizacije otkrića postupka sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska povlači natrag u toplu peć; i

Slika 5 je prikaz preseka kada se rastopljeni čelik izliva u kalup korišćenjem konvencionalnog postupka sipanja u peščani kalup.

DETALJAN OPIS POŽELJNIH REALIZACIJA

Upućujemo vas na Slike 1 do 4. Poželjna realizacija postupka sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska sadašnjeg pronalaska se sastoji od sledećih koraka:

a) ravna ploča 3 sa usisnom cevi 4 je pokrivena na gornjem kraju tople peći 2, topla peć 2 je napunjena sa spojenim rastopljenim čelikom 9 a donji kraj usisne cevi 4 je potopljen u rastopljeni čelik 9;

b) vazdušni prolaz 52 spojen sa šupljinom 51 kalupa je formiran na kalupu 5, i kalup 5 je postavljen na ravnu ploču 3 kako bi sistem 53 putanje protoka kalupa 5 bio spojen sa gornjim krajem usisne cevi 4;

c) komora 6 je pokrivena na kulupu 5 i ravnoj ploči 3, a vazduh unutar komore 6 se izvlači napolje kako bi se smanjio vazdušni pritisak unutar komore 6 i šupljine 51 kalupa, i rastopljeni čelik 9 unutar tople peći 2 se usisava naviše i teče u šupljinu 51 kalupa kroz usisnu cev 4 radi formiranja odlivka; i

d) učvršćivanje rastopljenog čelika unutar kapije 54 između sistema 53 putanje protoka i šupljine 51 kalupa a nakon toga se negativni vazdušni pritisak unutar komore 6 oslobađa tako da rastopljeni čelik 9 unutar sistema 53 putanje protoka može da teče natrag unutar tople peći 2.

Topla peć 2 u koraku je tip tople peći sa kalemovima za zagrevanje. Temperatura topljenja rastopljenog čelika 9 se kontroliše da bude između 1400 -1550°C. Usisna cev 4 prodire kroz ravnu ploču 3 vertikalno a otvor donjeg kraja usisne cevi 4 je potopljen u rastopljeni čelik 9. Otvor na gornjem kraju usisne cevi 4 i gornja površina ravne ploče 3 su ugrubo rečeno u istoj ravni.

Kalup 5 u koraku b je peščani kalup. Vazdušni prolaz 52 na kalupu 5 je razmak između svakog od peščanih zrna peščanog kalupa radi stvaranja efekta koji dopušta prolaz vazduha. Usisnik 531 sistema 53 putanje protoka kalupa 5 se formira na donjoj površini kalupa 5 kako bi usisnik 531 mogao da bude poravnat sa otvorom gornjeg kraja usisne cevi 4 kada se kalup 5 postavi na ravnu ploču 3, i tako sistem 53 putanje protoka kalupa 5 može da bude povezan sa gornjim krajem usisne cevi 4.

U koraku c, komora 6 je šuplji kontejner sa otvorom na dnu. Gornji kraj komore 6 je povezan za cev 61 za ispuštanje vazduha kako bi se koristila vakuum pumpa radi ekstrahovanja vazduha koji se nalazi unutar komore 6 kada je komora 6 pokrivena na kalupu 5 i ravnoj ploči 3. Zbog propustljivosti vazduha kod kalupa 5, vazdušni pritisak unutar komore 6 je isti kao onaj u šupljini 51 kalupa, sistemu 53 putanje protoka i usisnoj cevi 4. Prema tome, negativni pritisak se može koristiti za usisavanje rastopljenog čelika 9 koji se nalazi unutar tople peći 2. Rastopljeni čelik 9 može da protiče nagore kroz usisnu cev 4 i onda u šupljinu 51 kalupa kroz sistem 53 putanje protoka. Kada se postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska sadašnjeg pronalaska realizuje, mnoštvo šupljina 51 kalupa može biti postavljeno radi formiranja mnoštva odlivaka u isto vreme.

U koraku d, nakon što je rastopljeni čelik 9 otekao u šupljinu 51 kalupa, rastopljenom čeliku 9 se dopušta da stoji određeni vremenski period. Onda se, pre nego što se rastopljeni čelik 9 unutar šupljine 51 kalupa u potpunosti učvrsti a rastopljeni čelik 9 unutar kapije 54 između sistema 53 putanje protoka i šupljine 51 kalupa se učvrsti, oslobađa negativni vazdušni pritisak unutar komore 6 tako da neučvršćeni rastopljeni čelik 9 unutar sistema 53 putanje protoka može da protiče natrag u toplu peć 2.

Nakon što se je rastopljeni čelik 9 u potpunosti otekao natrag u toplu peć 2, uklanja se komora 6 i odvaja kalup 5 od ravne ploče 3 kako bi rastopljeni čelik 9 koji se nalazi unutar kalupa 5 nastavio da se hladi. Novi kalup 5 može biti postavljen na ravnu ploču 3 radi ponovnog obavljanja sipanja.

Kao zaključak, postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska sadašnjeg pronalaska ima sledeće prednosti:

1. Sadašnji pronalazak upošljava postupak povlačenja naviše putem negativnog pritiska kako bi se usisao rastopljeni čelik u šupljinu kalupa. Debljina odlivka može biti smanjena do ispod 2,5 mm. Tako mogu biti napravljeni proizvodi koji zahtevaju specijalne zahteve za odlivke sa tankom debljinom.

2. Sadašnji pronalazak upošljava postupak povlačenja naviše putem negativnog pritiska kako bi usisao rastopljeni čelik u šupljinu kalupa. Iako je temperatura rastopljenog čelika između 1400 - 1550°C, rastopljeni čelik ipak može glatko da protiče unutar sistema putanje protoka. Prema tome, smanjenje temperature topljenja rastopljenog čelika ne samo da može da smanji potrošnju struje kako bi se sačuvao izvor energije već i gubitak vatrostalnih materijala spojenih u rastopljeni čelik može biti smanjen a kako bi se čistoća i mehanička karakteristika odlivka mogla poboljšati. Kao rezultat, frekvencija promene vatrostalnih materijala tople peći može biti smanjena kako bi se smanjili troškovi proizvodnje.

3. Sadašnji pronalazak dopušta neučvršćenom rastopljenom čeliku da protiče natrag u toplu peć kako bi bio korišćen u sledećem sipanju nakon što se trenutno sipanje završi. Prema tome, odnos prinosa može biti efektivno poboljšan, a troškovi povrata mogu biti ušteđeni i učinak može biti povećan.

4. Sadašnji pronalazak upošljava postupak povlačenja naviše putem negativnog pritiska da se usisa rastopljeni čelik u šupljinu kalupa. Prema tome, temperatura topljenja rastopljenog čelika može biti smanjena. Štaviše, kraće vreme može biti korišćen sistem putanje protoka. Nikakve nečistoće se neće pomešati sa rastopljenim čelikom dok neučvršćeni rastopljeni čelik protiče natrag u toplu peć. Shodno tome, negativni efekti na mehaničku karakteristiku čeličnih odlivaka izazvanih nečistoćama mogu biti sprečeni.

5. Topla peć sadašnjeg pronalaska je tipa topla peć sa kalemima za zagrevanje. Spojeni rastopljeni čelik može biti obezbeđen direktno za usisavanje koje vrši usisna cev kako bi se formirali odlivci. Prema tome, ne samo da je postupak sipanja učinjen jednostavnijim i efektivnijim, već ne postoji potreba za gvozdenom kofom i povezanom opremom a sve radi smanjenja troškova proizvodnje.

Kao zaključak iz gore otkrivenog opisa, očekivani ciljevi mogu biti postignuti postupkom sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska sadašnjeg pronalaska koji ne samo da dopušta odlivcima da budu tanke debljine, već i da troškovi proizvodnje budu sniženi, da učinak može biti povećan, da proces proizvodnje može biti pojednostavljen i da kvalitet odlivaka može biti obezbeđen.

1

Claims (2)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska, naznačen time, što je obezbeđeno za bar jedan kalup (5) da se formira bar jedan odlivak, pri čemu bar jedan kalup (5) ima šupljinu (51) kalupa, sistem (53) putanje protoka i vazdušni prolaz (52), gde su šupljina (51) kalupa i sistem (53) putanje protoka povezani jedna sa drugim unutar kalupa (5), dok je vazdušni prolaz (52) povezan sa šupljinom (51) kalupa a kalup (5) je peščani kalup i njegov vazdušni prolaz (52) na kalupu je razmak između peščanih zrna peščanog kalupa; postupak koji se sastoji od sledećih koraka:

a. Pokrivanja ravne ploče (3) sa usisnom cevi (4) na gornjem kraju tople peći (2), punjenja tople peći (2) sa rastopljenim čelikom (9), i potapanja donjeg kraja usisne cevi (4) u rastopljeni čelik (9);

b. Postavljanja kalupa (5) na ravnu ploču (3) kako bi spojio sistem (53) putanje protoka kalupa (5) sa gornjim krajem usisne cevi (4);

c. Postavljanja komore (6) preko kalupa (5) i ravne ploče (3), izvlačenja vazduha koji se nalazi unutar komore (6) da se smanji vazdušni pritisak unutar komore (6) i šupljine (51) kalupa, kako bi se usisao naviše rastopljeni čelik (9) koji se nalazi unutar tople peći (2) kroz usisnu cev (4) a da bi se dobio protok rastopljenog čelika (9) u šupljinu (51) kalupa;

d. Oslobađanja negativnog vazdušnog pritiska unutar komore (6) kada se rastopljeni čelik (9) unutar kapije (54) između sistema (53) putanje protoka i šupljine (51) kalupa učvrsti a pre nego što se rastopljeni čelik (9) unutar šupljine (51) u potpunosti učvrsti, tako da se vrši protok rastopljenog čelika (9) unutar sistema (53) putanje protoka natrag u toplu peć (2) i nakon što je rastopljeni čelik (9) unutar sistema (53) putanje protoka u potpunosti otekao natrag u toplu peć (2), uklanjanja komore (6) i odvajanja kalupa (5) od ravne ploče (3) kako bi rastopljeni čelik (9) unutar kalupa (5) nastavio da se hladi.

2. Postupak sipanja povlačenjem naviše putem negativnog pritiska prema Zahtevu 1, naznačen time, što je temperatura rastopljenog čelika (9) unutar tople peći (2) između 1400°C i 1550°C.