Винахід відноситься до ливарному виробництву. Виливок дроту, смуг і труб здійснюють через сопло, частково розміщене в первинному охолоджувачі. Первинний охолоджувач розташований всередині плавильно-відливальної печі і спрямований під кутом 20-85 o до вертикальної осі печі. Витягати з сопла затверділе виріб додатково охолоджують струменями води. Між первинним і вторинним охолодженнями виріб оточують захисним газом. Забезпечується спрощення конструкції, зменшення габаритів пристрою, підвищення ефективності охолодження вироби. 2 с. і 4 з.п. ф-ли, 1 мул.
Малюнки до патенту РФ 2203769
Винахід відноситься до способу, за допомогою якого дріт, бруски та труби з кольорових металів безперервно відливаються, переміщаючись вгору, а також до пристрою для здійснення зазначеного способу, причому виливок здійснюється при переміщенні не строго вертикально, а з деяким нахилом. Після проходження попереднього охолоджувача охолодження виробу проводиться шляхом безпосереднього впливу води.
При відомому способі вертикальної виливки дріт, брусок або трубка відливаються при переміщенні вертикально вгору, а обладнання складається з первинного охолоджувача, з'єднаного з відливальної соплом, а також з вторинного охолоджувача. При литві, наприклад, дроту діаметром 8 мм, який є найбільш поширеним діаметром литий мідного дроту, загальна довжина охолоджувачів становить, приблизно, 2 м. Кристалізація і первинне охолодження металу має місце в первинному охолоджувачі, особливо на ділянці його сопла, довжина якого складає близько 1-5% загальної довжини охолоджувача. Вторинне охолодження має місце у верхній частині первинного охолоджувача і в окремому вторинному охолоджувачі, довжина якого складає близько половини загальної довжини охолоджувача. Верхня ділянка первинного охолоджувача і вторинний охолоджувач включають зовнішній корпус, трубку для розподілу води і внутрішню трубку. Охолоджуюча вода знаходиться за межами зовнішньої трубки, а відпливна дріт - всередині. Між внутрішньою трубкою і відливається дротом повинен бути зазор, що дозволяє заготівлі безперешкодно переміщатися. Передача тепла здійснюється через зазор між відливається дротом і внутрішньої трубкою.
При відомому процесі з вертикально розміщеним виливки важливим фактором є значна вартість виробничих ліній, особливо це стосується дрібносерійного виробництва, тому що необхідно те ж обладнання, що і при великосерійному виробництві. Вартість виробничої лінії можна знизити, збільшуючи швидкість виливки, причому в цьому випадку число змійовиків і охолоджувачів може бути зменшено. Проте, неефективність вторинного охолодження є перешкодою для збільшення швидкості виливки. Коли заготовка, яка надходить з охолоджувача, занадто гаряча, її поверхня окислюється і чорніє, після чого вона стає непридатною для подальшого очищення. Максимальна швидкість виливки, наприклад, для неокисленого литий дроту діаметром 8 мм складає близько 5 м / хв при чистому охолоджувачі, досить холодної охолоджуючої води і прийнятній якості розплаву. Що стосується перешкод до поліпшення вторинного охолодження, варто відзначити, що внутрішня трубка не може занадто щільно охоплювати заготовку, тому що заготівля повинна мати можливість вільного переміщення, але з іншого боку, невигідно робити охолоджувачі значно довше через відносно невеликого діаметру, що відливається дроту. Довга і тонка дріт швидко втрачає форму, отриману в результаті впливу пристосування для лиття, що значно впливає на якість дроту.
Спосіб і пристрій відповідно до даного винаходу розроблені конкретно для потреб дрібносерійного виробництва. При цьому способі відливати виріб - дріт, брусок або труба - відливаються, замість відомого способу виливки з переміщенням вертикально вгору, в похилій позиції, під кутом 20-85 o. бажано 30-60 o. по відношенню до вертикальної осі печі, і для дроту є тільки один охолоджувач, в той час як вторинне охолодження здійснюється безпосередньо на відливати виробі. Цей винахід також відноситься до відповідного пристрою. Основні ознаки новизни винаходу зрозумілі з формули винаходу.
Відповідно до способу, що є предметом цього винаходу, відливальної сопло і охолоджувач занурюються в розплав в похилому положенні, так що вода, що розпорошується на литий виріб і призначена для вторинного охолодження, може виливатися на гаряче литий виріб поза стінами відливальної печі. Більш того, дріт, що виходить з охолоджувача, не повинна бути сильно вигнута в напрямку змійовика.
Таким чином, в пристрої відповідно до даного винаходу використовується короткий охолоджувач і це, практично, означає, що охолоджувач включає тільки первинний охолоджувач, який використовується при звичайній литві в вертикальному напрямку. Призначення цього короткого охолоджувача складається тільки в усуненні надмірного тепла при плавленні металу і в здійсненні незначного первинного охолодження для забезпечення затвердіння литого вироби. Поверх гарячого литого вироби, що виходить з охолоджувача, розбризкується вода, щоб досягти вторинного охолодження і настільки знизити температуру вироби, щоб окислення більше не відбувалося. У верхній ділянці первинного охолоджувача, в його гирлі, перед вторинним охолодженням, є який-небудь придатний захисний газ, наприклад азот, щоб запобігти окисленню.
Пристрій в відповідно до даного винаходу описано далі з посиланням на прикладений креслення, на якому зображено даний пристрій в поперечному перерізі і який ілюструє принципи роботи справжнього пристрою.
Пристрій для відливання відповідно до креслення містить плавильну і відливальної піч 1, а також опорну конструкцію 2. Первинний охолоджувач 4 і відливальної сопло 3, частково введене в нього, знаходяться в похилому положенні, як показано на кресленні, під кутом близько 45 o. і занурені в розплав, що знаходиться в печі. Розплав твердіє всередині отливочного сопла, так що формована дріт або брусок 5 можуть бути витягнуті з допомогою передавальних барабанів 6 через вигинає барабан 7. Другий охолоджуючий ділянку для литого виробу включає водяні форсунки і жолоб 9, розміщений під литим виробом і изгибающим барабаном для збору води, розпилюється через форсунки. На кресленні також видно, що уздовж відстані між верхнім гирлом 10 первинного охолоджувача і вторинним охолоджуючим ділянкою для запобігання окислення є захисний газовий екран. Похиле положення сопла дозволяє використовувати форсунки безпосередньої подачі води поза стінами відливальної печі.
Як видно на кресленні, розроблена і представлена в даному документі конструкція є простою і низькою, отже процес легко керований. Коли в відповідно до даного винаходу використовується тільки один охолоджувач, навколишній литий виріб, висота конструкції охолоджувача складає лише одну четверту частину висоти звичайного охолоджувача. Більш того, безпосереднє водяне охолодження дуже ефективно, і, як наслідок, швидкість виливки може бути збільшена в порівнянні зі звичайним способом без окислення литого вироби. Це, в свою чергу, призводить до того, що число охолоджувачів і змійовиків може бути зменшено, а витрати скорочено.
У первинному охолоджувачі, розробленому і представленому в цьому документі, відбирається тільки 60% кількості тепла, що означає, що кількість необхідної холодної води скорочується приблизно на 40%. Остаточне охолодження здійснюється за допомогою розпилюється води через форсунки безпосередньої подачі, і до цієї воді не пред'являються такі високі вимоги, що стосуються її чистоти і температури, як до води в первинному охолоджувачі.
Особливістю використання пристосувань для лиття в дрібносерійне виробництво є те, що кожне литий виріб має власний працюючий двигун, причому в цьому випадку немає перешкод для встановлення індивідуальної початкової фази переміщення кожного литого вироби зі зменшеною швидкістю. З іншого боку, так як кожне литий виріб має власний працюючий двигун, можна вибрати двигун дуже малого розміру, щоб скоротити витрати. Коли підлягає розплавлення матеріал рівномірно подається в відливальної піч, а глибина занурення сопла достатня, з отливочного пристосування можна також вилучити дорогу окрему систему для регулювання висоти.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб виливки металевого дроту, брусків і труб з кольорових металів, що включає первинне охолодження відливається вироби, здійснюване всередині отливочного сопла, переміщення відливається вироби вгору під кутом до вертикальної осі плавильно-відливальної печі, відрізняється тим, що відливають виріб переміщують під кутом 20 85 o і здійснюють вторинне охолодження відливається вироби шляхом безпосереднього впливу на нього водяних струменів, спрямованих з форсунок.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відливають виріб переміщують вгору під кутом 30-60 o
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відливають виріб в області між зоною первинного і зоною вторинного охолодження оточують захисним газом.
4. Пристрій для відливання металевого дроту, брусків і труб з кольорових металів, що містить плавильно-відливальної піч, первинний охолоджувач, спрямований з печі вгору під кутом до вертикальної осі печі, відливальної сопло, частково розташоване всередині первинного охолоджувача, що відрізняється тим, що воно забезпечене вузлом вторинного охолодження, розташованим за первинним охолоджувачем в напрямку переміщення вироби, що включає форсунки для подачі водяних струменів безпосередньо на відливати виріб, а також жолобом для збору води для її п овторного використання, при цьому первинний охолоджувач і частково розміщене в ньому відливальної сопло спрямовані вгору під кутом 20-85 o до осі печі.
5. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що первинний охолоджувач і частково розміщене в ньому сопло спрямовані вгору під кутом 30-60 o.
6. Пристрій за п. 5, що відрізняється тим, що вузол вторинного охолодження розташований поза стінами печі.