Spôsob výroby kovového ingotu obsahujúceho otvor a súvisiaci ingot a zariadenie pre odlievanie

Je ešte 2 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predložený vynález sa týka výroby kovového ingotu obsahujúceho pozdĺžny otvor a najmä oceľového ingotu určeného na výrobu kruhových výkovkov.0002 Na výrobu kruhových výkovkov, akými sú prstence, napríklad na výstavbu nádob jadrovej elektrárne na výstavbu reaktorov pre petrochemický priemysel, sa používajú ingoty, ktoré sú bud plné, a ktoré teda musia byt podrobené operácii kovania zahrnujúcej Vŕtanie axiálneho otvoru,alebo priame odlievanie ingotov obsahujúcich stredový otvor, ktoré môžu byt priamo spracované do podoby prstenca.0003 Tieto dva typy ingotov sa líšia najmä podmienkami odlievania, ktoré sa prejavujú hlavne v obsahoch vodíka v kvapalnom stave, a ktoré môžu mat vplyv zároveň na vlastnosti získaných dielov aj na podmienky výroby.0004 Plné ingoty môžu byť odiievané vo vákuu, čo umožňuje ich výrobu zocele, ktorá bola pri vákuovom odlievani odplynená, za účelom získania obsahov vodíka zaručene nižších než 1 ppm. 0005 Naproti tomu ingoty obsahujúce stredový otvor sú odiievané spodkom na vzduchu. Tieto ingoty sú odiievané pomocou tekutého kovu alebo tekutej ocele, ktorá bola odplynená počas operácií panvovej metalurgie, a ktoré majú všeobecne obsah vodíka zaručene nižší než 1,5 ppm. Avšak počas odlievania spodkom, priechodom cez vzduch a pri kontakte so žiaruvzdornými materiálmi tvoriaclmi dno, oceľ získava množstvo vodíka radovo 0,3 ppm, a je teda ťažké získať ingoty, u ktorých môžeme zaručiť obsah vodíka nižší než 1,8 ppm keď je ocel v kokile vtekutom stave.0006 Avšak na niektoré použitia, najmä na použitie voblasti výstavby jadrových reaktorov, je nevyhnutné získať diely, ktorých obsah vodíka u ñnálnych dielov je nižší než 0,8 ppm. Takéto obsahy môžu byť získané u plných ingotov odlievaných vo vákuu, najmä keď je tlak v komore pre vákuové odlievanie rádovo 0,1 Torr. Avšak u ingotov odlievaných spodkom a najmä u ingotov obsahujúcich stredový otvor, možno túto záruku získať len tak, že diely počas ich kovania podrobíme radu operácií tepelného spracovania, ktoré sú zdĺhavé a nákladné, a ktoré sú určené najmä k difúzii vodíka. Z týchto rozdielov teda plynie, že ak ingoty obsahujúce pozdĺžny otvor môžu byt kované jednoduchším procesom kovania než masívny ingot, naproti tomu vsak vyžadujú veľmi zdĺhavé a nákladné úpravy odplynenia. ktoré tento proces komplikujú.0007 Naproti tomu plné ingoty, hoci majú nízky obsah vodíka a teda nevyžadujú úpravy odplynenia, vyžadujú zložitejší proces kovania. Tento proces musí zahŕňať aspoň jednu etapu určenú na vytvorenie stredového otvoru, ktorá vyžaduje niekoľko operácií kovania a ohrevu v peciach.0008 Jedným cieľom predkladaného vynálezu je odstrániť tieto nevýhody tým, že navrhne prostriedok na získanie kovaných ingotov spozdĺžnym otvorom, ktoré majú už na začiatku dostatočne nízky obsah vodíka, aby bolo možné zaistiť podmienky nízkeho obsahu vodíka vo ñnálnych dieloch, bez toho aby bolo potrebné mnohých tepelných úprav odplynenia.0009 Za týmto účelom sa vynález týka spôsobu výroby kovového ingotu obsahujúceho pozdĺžny otvor, vyrobeného odlievaním tekutého kovu do formy obsahujúcej obvykle kruhovú dutinu,vymedzenú kokilou, ktorá sa rozkladá zvisle nad podstavcom, pričom kokila obsahuje dutinu, ktorá je navrchu otvorená, zvislé jadro umiestnené vo vnútri dutiny kokily a dno.0010 Podľa tohto spôsobu výroby- forma je uložená vo vnútri komory pre vákuové odlievanie, ktorá vo svojej hornej časti obsahuje prostriedok na privádzanie tekutého kovu- prostriedok na príjem a rozvádzanie tekutého kovu, prispôsobený na príjem tekutej ocele privádzanej do komory pre vákuové odlievanie a pre rozvádzanie tekutého kovu do dutiny, je umiestnený v hornej častí dutiny, a- tekutý kov je prívedený do komory pre vákuové Iiatie tak, aby vznikol prvý prúd tekutej ocele vo vákuu, za účelom vliatia tekutého kovu do prostriedku na príjem a rozvádzanie a za účelom vytvorenia aspoň jedného ďalšieho prúdu tekutej ocele vo vákuu prichádzajúci z prostriedku na príjem a rozvádzanie a ústiaci do dutiny formy tak, aby sa tekutý kov vlial do dutiny formy.0011 Spôsob výroby podľa vynálezu môže spĺňať jednu alebo viac nasledujúcich charakteristík- prostriedok na príjem a rozvádzanie tekutého kovu je rozdelovać v tvare misky, obsahujúcej aspoň jeden vypúšťací kanál, ústiaci do dutiny formy. Vypúštací kanál môže mat rôzny tvar- prostriedok na príjem a rozvádzanie tekutého kovu je kužeíom zo žiaruvzdorného materiálu,ktorého hrot je prispôsobený na príjem prvého prúdu tekutej ocele- prostriedok na príjem a rozvádzanie tekutého kovu dosadá na horný koniecjadra- jadro je obyčajne tvorené valcovitým telesom zo žiaruvzdorného materiálu, obsahujúcom axiálnu kovovú armatúru- armatúra jadra je kovová rúrka, napriklad oceľová, ktorej stena obsahuje vela otvorov- forma je obyčajne rotačná- tekutý kov je tekutou oceľou- tlak v komore pre vákuové odlievanie je nižší než 0,2 Torr.0012 vynález sa ďalej týka oceľového ingotu obsahujúceho pozdĺžny otvor, ktorý bol získaný odlievaním vo vákuu. Tento ingot môže mat napríklad všeobecne rotačný tvar.0013 lngot môže mat obsah vodíka nižší než 1,2 ppm, výhodne nižší alebo rovný 1 ppm a ešte výhodnejšie nižší alebo rovný 0,8 ppm.0014 Vynález sa tiež týka zariadenia na vákuové odlievanie kovového ingotu obsahujúceho pozdĺžny otvor, ktoré obsahuje dutinu formy ohraničenúvystuženým jadrom zo žiaruvzdorného materiálu, umiestnenom zvisle v kokile a- dnom, a prostriedkom na príjem a rozvádzanie tekutého kovu, dosadajúcom na horný koniec jadra.- prostriedok na príjem a rozvádzanie tekutého kovu je rozdeľovačom v tvare misky obsahujúcej aspoň jeden vypúštací kanál, ústiaci do dutiny formy- prostriedok na príjem a rozvádzanie tekutého kovu je kužeíom zo žiaruvzdorného materiálu,ktorého hrot je prispôsobený na príjem prvého prúdu tekutej ocele.0016 Teraz bude vynález opísaný podrobnejšie, avšak nie vyčerpávajúcim spôsobom, s odkazom na pripojené obrázky, na ktorých- obrázok 1 znázorňuje rez zariadením na vákuové odlievanie kovového ingotu obsahujúceho pozdĺžny otvor- obrázok 2 je pohľadom zhora na kokilu na odlievanie ingotu obsahujúceho pozdĺžny otvor,vybavenú prostriedkom na príjem a rozvádzanie tekutého kovu- obrázok 3 schematicky znázorňuje v reze druhý spôsob uskutočnenia zariadenia k rozvádzaniu tekutého kovu na vrcholku kokily na odlievanie ingotu obsahujúceho pozdĺžny otvor- obrázok 4 je zväčšeným rozloženým pohľadom na zariadenie na príjem a rozvádzanie tekutého kovu znázornené na obrázku 3.0017 Na obrázku 1 je znázornené zariadenie umožňujúce vákuové odlievanie kovového ingotu, a najmä oceľového ingotu, všeobecne rotaćného tvaru, obsahujúceho pozdĺžny otvor.0018 Toto zariadenie obsahuje formu 1, určenú na odlievanie kovového ingotu, tvorenú Iiatinovou kokilou 2, ktorá je ako taká známa, ktorá vymedzuje dutinu 3, vo vnútri ktorej je umiestnené zvislé jadro 4. Celok je umiestnený v komore na vákuové odlievanie 5, ktorá je tvorená nádobou 6 uzavretou vekom 8, obsahujúca čerpacie potrubie 7 spojené s ćerpacím zariadením, ktoré tu nie je znázornené. Veko 8 obsahuje prostriedok 9 na prívod tekutého kovu dovnútra komory na vákuové odlievanie, ktorý je tvorený medziľahlou panvou 10 uzavretou pomocou trysky s posúvačom 11 umiestnenej na spojí medzi medziľahlou panvou 10 a komorou na vákuové odlievanie 5.0019 Takéto zariadenie na vákuové odlievanie je ako také známe a umožňuje odlievat tekutý kov a najmä oceľ, ktorá sa vopred vleje do medziľahlej panvy 10, a ktorú potom možno nechat vtiect dokomory na vákuové odlievanie 5 otvorením trysky s posúvačom 11, bez toho aby došlo k porušeniu vákua.0020 Forma 1 spočíva na podpere 17, ktorej výška je prispôsobená tak, aby kokila bola úplne uložená vo vnútri komory na vákuové odlievanie 5, pričom komora na vákuové odlievanie 5 spočíva na zemi 16.0021 V svojej spodnej časti forma 1 obsahuje dno, označené obyčajne číslom 27, obsahujúce podložný prostriedok 18 a Iiatinovú kotviacu dosku 20. Dno je prispôsobené na získanie požadovanej výšky ingotu. Podložný prostriedok je napríklad Iiatinový. Priestor medzi podložným prostriedkom a bočnou stenou kokilyje vyplnený suchým pieskom 19.0022 Liatinová kotviaca doska 20, určená na zasadenie spodnej časti zvislého jadra 4, je obklopená chromitovým tesnením.0023 Takto kokila 2, jadro 4 a dno 27 vymedzujú dutinu 3 A formy, všeobecne kruhového tvaru,určenú na príjem tekutého kovu.0024 Zvislé jadro 4, všeobecne valcovitého tvaru, je tvorené vo svojej vonkajšej časti chromitom obkiopujúcim kovovú armatúru tvorenú oceľovou rúrkou 42, ktorá sa rozkladá po celej výške a ktorej stena môže prípadne obsahovat otvory. Táto kovová armatúra je určená jednak na zabezpečenie tuhosti a pevnosti zvislého jadra 4 a jednak na vytvorenie komína, ktorým môžu vystupovať plyny vznikajúce ako výsledok odplynenia chromitového jadra. Chromitové jadro môže byt výhodne potiahnuté žiaruvzdorným povlakom na báze kremičitanu zirkoničitého alebo podobnou látkou.0025 V hornej časti dutiny 3 A formy sú umiestnené náliatkové dosky 22 na vnútornej stene kokiIy a na vonkajšej stene jadra. Takéto náliatkové dosky sú ako také odborníkovi z odboru známe. 0026 V horní častí formy je umiestnený prostriedok 11 A na príjem a rozvádzanie tekutej ocele,ktorá je privádzaná do komory na vákuové odlievanie. Tento prostriedok 11 A na príjem a rozvádzanie tekutých kovov je tvorený rozdeľovačom 12 v tvare misky, ktorý je tvorený tabulárnym oxidom hlinitým, ktorý na svojom obvode obsahuje kanáliky 13 ústiace zvisle nad dutinu 3 A formy. Kanáliky 13 sú určené na rozvádzanie tekutej ocele, ktorá je obsiahnutá vo vnútri rozdeľovača 12 do dutiny 3 A formy. Tieto kanáliky 13 sú zo žiaruvzdorného materiálu a nachádzajú sa v puzdrách 14, ktoré sú vyplnené pieskom. Spočívajú na nosnej doske 15, ktorá dosadá na hornú časť zvislého jadra 4 a na hornú časť kokiIy 2.0027 Ako možno vidiet na obrázku 2, ktorý je pohľadom zhora, rozdeIovač 12 obsahuje vnútornú misku 121, z ktorej vybíehajú štyri kanáliky 13, ktoré sa nachádzajú v štyroch puzdrách 14 obsahujúcich piesok, a ktoré sú nesené ramenami 122 nosnej dosky 15. Tieto ramená 122, ktoré sú usporiadané do kríža, dosadajú na hornú časť kokiIy 2.0028 A konečne, vhornej časti dutiny 3 A formy a vblízkosti vyústenía kanálikov 13, ktoré umožňujú vliat tekutú oceľ do dutiny 3 A formy, forma 1 obsahuje náliatkové dosky 22, ktoré jednak obklopujú zvislé jadro 4 a jednak kokilu 2. Tieto náliatkové dosky sú odborníkovi z odboru ako také známe.0029 Teraz bude opísaný proces odlievania kovového ingotu, a najmä oceľového ingotu všeobecne rotačného tvaru, obsahujúceho stredový otvor, ktorý je tiež rotačný.0030 Po uzavretí nádoby 6 pomocou veka 8 sa vytvorí v komore na vákuové odlievanie 5 vákuum čerpaním cez potrubie 7 pomocou vákuového čerpacieho zariadenia, ktoré je odborníkovi z odbore ako také známe. Takto znížime atmosférický tlak vo vnútri komory na vákuové odlievanie 5 až na hodnotu, ktorá môže byt nižšia než 0,5 Torr, a lepšie nižšia než 0,2 Torr a ešte lepšie nižšia než 0,1 Torr. Akonáhle sa v komore na vákuové odlievanie vytvorí vákuum, umiestnime liacu panvu socelou nad medziľahlou panvou 10 a vlejeme tekutú ocel do medziIahIej panvy 10. Keď je medziľahlá panva 10 dostatočne naplnená ocelou, otvoríme trysku s posúvačom 11, čo umožní priviesť tekutú oceľ dovnútra komory na vákuové odlievanie 5. Táto oceľ tvori prvý prúd 50, ktorý vytvorí zásobu 51 tekutej ocele v miske 121 rozdeľovača 12.0031 Zásoba 51 tekutej ocele potom preteká kanálikmi 13, aby vytvorila sekundárne prúdy 52,ktoré privádzajú tekutú ocel dovnútra dutiny 3 A formy, a ktoré postupne plnia túto dutinu tváriacej formy 3 tvoriac objem tekutej ocele 53 vo vnútri dutiny 3 A formy.0032 Vzhľadom na vytvorenie väčšieho počtu prúdov 50, 52 tekutej ocele v komore na vákuové odlievanie 5, ktoré sú tvorené jednak prúdom 50 nachádzajúcim sa medzi tryskou s posúvačom a rozdeľovačom 12 a jednak prúdmi 52 plniacimi dutinu 3 A formy, je odplynenie ocele zvlášť účinné. Ako prvý prúd 50 tak aj ostatné prúdy 52 sú roztrieštené a roztrieštenie týchto prúdov 50, 52 vo vákuu podporuje odvádzanie vodlka.0033 Takto, za použitia tekutej ocele, ktorá bola vopred odplynená v statickom vákuu v statickej odplyňovacej panve alebo počas operácií sekundárnej metalurgie tak, aby sa dosiahlo obsahu4 vodíka výhodne v rozmedzl 1,2 a 1,5 ppm, možno ziskat ingot s pozdížnym otvorom, ktorý keď je ešte v tekutom stave vo vnútri kokily môže mat obsah vodíka podstatne nižší než 0,8 ppm.0034 Avšak vjednom spôsobe uskutočnenia možno mať východiskovú oceľ, ktorá má obsah vodíka vyšší než 1,5 ppm, a pritom ziskat ingot, ktorého obsah vodíka bude podstatne nižší než 0,8 ppm.0035 Akonáhle je dutina 3 A formy vyplnená tekutou oceľou, postupujeme známym spôsobom tak,že necháme ingot stuhnúť vo vnútri komory na vákuové odlievanie 5.0036 Potom možno otvorit komoru na vákuové odlievanie 5 odstránením veka 8, nasledovným odstránením prostriedku na príjem a rozvádzanie 11, potom vybrat ingot zformy spôsobom, ktorý je odborníkovi v odbore ako taký známy.0037 Ziskame tak kovový ingot, najmä nízkolegovaný oceľový ingot s dobrými vlastnosťami, ktorý môže byt použitý na výrobu výkovkov pre ťažké zariadenia, akými sú nádoby jadrovej elektrárne alebo petrochemické zariadenia. Tento ingot má veľmi nízky obsah vodíka, u ktorého možno zaručiť hodnotu nižšiu než 1,2 ppm a dokonca nižšiu než 1 ppm, a ešte lepšie nižšiu než 0,8 ppm.0038 Takýto ingot má tu výhodu, že umožňuje veľmi zjednodušene následné operácie kovania za účelom získania dielov veľmi vysokej kvality. V spôsobe uskutočnenia, ktorý tu bol znázornený, je prostriedok 11 A na príjem a rozvádzanie tekutého kovu tvorený rozdeľovačom 12 obsahujúcim misku, ktorý dosadá na centrálne jadro 4. Sú možné aj iné spôsoby uskutočnenia, pričom podstatné je vytvorit aspoň dva následné prúdy tekutého kovu vo vákuu, ktoré sa môžu roztrieštiť, aby zaistili dve následné operácie odplynenia.0039 Na obrázku 3 je znázornený ďalší možný spôsob uskutočnenia, kedy je nad kokilou 2 uložený prostriedok na príjem a rozvádzanie 11 prúdu 50 tekutého kovu, ktorý je privádzaný do komory na vákuové odlievanie. Tento prostriedok 11 je tvorený kužeľom 110 dosadajúcim na centrálne jadro 4. Tekutý kov, ktorý pochádza z prúdu 50, tečie do zóny 51, ktorá sa nachádza na vonkajšom obvode kužeľa 110, potom ústí do dutiny 3 A formy a vytvára prúdy 52, ktoré sú roztrieštené, a ktoré môžu zaistiť veľmi dobré odplynenie.0040 Na obrázku 4 je znázornený kužel 110 prostriedku na príjem a rozvádzanie tekutej ocele,ktorý je doplnenýjazdcom 111 v tvare písmena U, ktorý je určený na uchytenie kužeľa 110.0041 Vo vyššie uvedenom opise bola opísaná výroba ingotu všeobecne rotačného tvaru,obsahujúceho axiálny otvor takisto rotačného tvaru. Avšak odborníkovi zoboru bude zrejmé, že ingot a otvor nemusia mat rotačný tvar, a že otvor nemusí byť axiálny. V každom pripade je dutina formy všeobecne kruhová.0042 Podobne sme oplsali jadro a kokilu všeobecne valcovitého tvaru, ale odborníkovi z odboru bude zrejme, že jadro a/aiebo kokila môžu byť tiež mierne kužeľovite. Všeobecne plati, že odborníkovi z odboru bude zrejme, že dutina tvarovacia formy môže mat vruby, ktoré majú uľahčiť vybratie z formy.0043 A konečne, spôsobom ako takým známym, môže byt kokila tvorená viacerými Spojenými segmentmi.

MPK / Značky

MPK: B22D 7/04

Značky: kovového, zariadenie, ingotu, spôsob, obsahujúceho, súvisiaci, odlievanie, otvor, výroby, ingot

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/10-e15987-sposob-vyroby-kovoveho-ingotu-obsahujuceho-otvor-a-suvisiaci-ingot-a-zariadenie-pre-odlievanie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby kovového ingotu obsahujúceho otvor a súvisiaci ingot a zariadenie pre odlievanie</a>

Podobne patenty