CS262085B1

CS262085B1 - Core frame for casting sand cores

Info

Publication number: CS262085B1
Application number: CS873290A
Authority: CS
Inventors: Jan Palensky; Svatopluki Ujezd U Brn Velecky; Vladimir Ing Vacha; Vilem Kaluza
Original assignee: Jan Palensky; Svatopluki Ujezd U Brn Velecky; Vladimir Ing Vacha; Vilem Kaluza
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS329087A1

Abstract

Vratná, mnohonásobně opakovatelně použitelná výztuha, zvláště vhodná pro monolitické odlitky vysokopecních výfučen, sloužící k vyztužení pískového jádra a odvodu plynů z formy při lití. Výztuha sestává ze dvou dílů. První díl je tvořen spojovým prvkem s vnitřním závitem a opěrným čelem, dále děrovanou trubicí a nosníkem s příčníky. Druhý díl, připevňující jádro k formovacímu rámu, je tvořen trubkovým šroubem opatřeným na jednom konci vnějším závitem a na druhém konci předsazenou hlavou s křídlovými madlyReversible, many times repeatable reinforcement, particularly suitable for monolithic blast furnace castings, used to reinforce sand core and drain casting gases. Reinforcement consists of two parts. The first part is formed by a joint element with internal thread and abutment face, further perforated tube and beam with crossbars. Second part, fixing the core to the forming frame is formed by a tubular frame screw provided at one end external thread and at the other end hanging head with wing handles

Description

Vynález se týká výztuhy pískových slévárenských jader, tj. slévárenské výroby monolitů vnějšími plášti uzavřených nádob s vnitřními komorami, které komunikují s vnějškem odlitku rozměrově a prostorově omezenými funkčními nebo technologickými otvory. Hlavními představiteli tohoto typu odlitků jsou vysokopecní výfučny, chladnice výfučen, výfučny pro kuplovny, struskové formy, dále nádrže, expanzní nádoby, akumulátory tlaku, skříňová tělesa apod., odlévané gravitačně do kovových nebo keramických forem s pískovými jádry vytvářejícími vnitřní prostory.The invention relates to a reinforcement of sand foundry cores, i.e. foundry production of monoliths by outer shells of closed containers with inner chambers, which communicate with the outside of the casting by dimensionally and spatially limited functional or technological openings. The main representatives of this type of castings are blast furnaces, refrigerator exhausts, furnaces for cupola furnaces, slag molds, tanks, expansion vessels, pressure accumulators, box bodies, etc., cast gravitationally into metal or ceramic molds with sand cores forming interior spaces.

Podstatě vynálezu je nejblíže doposud užívaná slévárenská technologie monolitických odlitků vysokopecních výfučen a chladnic vysokopecních výfučen. Písková jádra, vytvářející v budoucím odlitku víceméně uzavřené komory, jsou zde usazena a připevněna pomocí zvláštní výztuhy k formovacímu rámu, tvořícímu horní, uzavírací díl formy. Zvláštní výztuha zpevňuje vlastní jádro, slouží k připevnění jádra k nosnému dílu formy, vyztužuje jádro při manipulaci, a při lití slouží k odvodu plynů z jádra vně formy. Pro tyto účely jsou pracně zhotovovány speciální složité výztuhy s jednorázovým použitím pro každý jednotlivý odlitek, které se při vytloukání vždy zničí. Stávající výztuhy, tvarem připomínající koš bez dna, se doposud zhotovují průběžně na zvláštním pracovišti technologií svařování ve zvláštním přípravku sdružováním četné skupiny polotovarů, konkrétně ocelových trubek, opatřených vnějšími závity, ocelových tyčí různých délek a drátěných prstenců různých průměrů.The foundry technology of the monolithic castings of blast furnaces and blast furnace refrigerators is the closest to the present invention. The sand cores forming the more or less closed chambers in the future casting are seated and fixed by means of a special reinforcement to the molding frame forming the upper mold closing part. A separate reinforcement strengthens the core itself, serves to secure the core to the mold support, reinforces the core during handling, and during casting serves to remove gases from the core outside the mold. For this purpose, special complicated single-use reinforcements are produced laboriously for each individual casting, which is always destroyed during hammering. Existing stiffeners, which resemble a basket-free bottom, have so far been produced continuously in a special workplace by welding technology in a special fixture by bringing together numerous groups of blanks, namely steel tubes with external threads, steel rods of different lengths and wire rings of different diameters.

Nevýhodou stávající výztuhy pro jedno použití je to, že zpravidla každá sestává z více než deseti zvlášť zhotovovaných a následně kompletovaných polotovarů, různého technologického původu, tj, řezání, třískového obrábění, stříhání, skružování, dílčího a finálního svařování tvářených polotovarů, čímž dochází k cca 15% ztrátám materiálového vkladu, a při jednorázovém použití takovéto výztuhy pak dojde, nutnou destrukcí při vytloukání, k úplné ztrátě vložené práce a energie a opět k významné ztrátě materiálového vkladu. Dalším nedostatkem stávajícího provedení výztuhy jako monolitního koše je komplikované pěchování formací hmoty při výrobě vlastního jádra, které neúměrně zvyšuje výrobní pracnost, dále složité a pracné připevňování jádra pomocí této výztuhy k nosnému dílu formy, spočívající ve vnějším samostatném systému volných opěrných a přítlačných matic, podložek, podpěrného prstence a ramenového nosníku, přikládaných na příčníky formovacího rámu, přičemž připevňování jádra se děje za trubicové části monolitní výztuhy, vyčnívající ze známek jádra částí opatřenou vnějším závitem. Tyto výčnělky pak ztěžují skladování jader před použitím a jsou příčinou destrukce hotových jader při manipulaci. Hlavní nevýhodou stávající monolitní konstrukce výztuh jader je mimořádně pracné, hygienickými nedostatky doprovázené vytloukání z hotového surového odlitku monolitu; stávající konstrukce výrazně ztěžuje vytloukání hmoty pískového jádra, neboť kompaktní výztuha je v dutině surového odlitku pevně vměstnána ve formovací hmotě jádra, s více než 95 % povrchu uzavřené vnějšími stěnami kovového pláště odlitku. Pro usnadnění vytloukání a cídění vnitřních dutin se zde navíc užívá dodatkové žíhání surového odlitku, včetně nevytlučených jader a výztuh, v komorových pecích s několikahodinovou prodlevou na teplotách červeného žáru, za účelem spálení aktivních zbytků pojiv, oxidace výztuh a odpevnění kovového materiálu výztuhy. Tato operace je energeticky 1 časově náročná a výrazně snižuje produktivitu cídírenského provozu. Protože se k vytloukání a rozrušování stávajících výztuh používá pneumatické kladivo, vybavené sadou prodloužených dlát, různé cídicí tyče, háky speciální svítidla, je pracovník vystaven dlouhodobě působení vibrací s nebezpečím vzniku vazoneurózy a tzv. bílých prstů, resorpci křemičitého prachu s nebezpečím vzniku silikózy a možnosti zranění při rizikovém výkonu prací s pneumatickým nářadím v obtížně přístupných prostorách. Vyjmuté fragmenty rozrušené ocelové výztuhy pak již nemají ve slévárně ani strojírně další využití a jsou se ztrátami převáděny do kovového odpadu. Ztráty vznikají 1 při skladování a přepravě kovového šrotu a úletem zlomků do vytloukané formovací hmoty, odvážené bez užitku na skládku nevratných odpadů.The disadvantage of the existing disposable stiffener is that, as a rule, each consists of more than ten separately manufactured and subsequently assembled blanks of different technological origins, ie cutting, cutting, shearing, bending, partial and final welding of the blanks, resulting in approx. 15% loss of material deposit, and the single use of such reinforcement then, necessary destruction during breaking, the complete loss of labor and energy and again a significant loss of material deposit. Another drawback of the existing reinforcement as a monolithic basket is the complicated upsetting of mass formations in the manufacture of the core itself, which disproportionately increases the manufacturing effort, and the complicated and laborious fastening of the core by this reinforcement to the mold support. , a support ring and an arm beam applied to the crossbars of the flask, wherein the core attachment takes place behind the tubular parts of the monolithic reinforcement protruding from the core stamps of the male threaded parts. These protrusions make it difficult to store the cores before use and cause destruction of the finished cores during handling. The main disadvantage of the existing monolithic construction of core reinforcements is the extremely laborious, hygienic deficiencies accompanied by knocking out of the finished raw monolith casting; the existing design makes it difficult to knock out the sand core mass because the compact reinforcement is firmly embedded in the core molding cavity, with more than 95% of the surface enclosed by the outer walls of the cast metal shell. Additionally, additional annealing of the raw casting, including non-knocked cores and stiffeners, in chamber furnaces with a several hour delay at red heat temperatures, to burn active binder residues, oxidize stiffeners, and stiffen the metal material of the stiffener is used to facilitate leaching and smelling of internal cavities. This operation is time consuming and significantly reduces the productivity of the smoke production. As a pneumatic hammer equipped with a set of elongated chisels, various shifting rods, special light hooks is used to knock and break existing stiffeners, the worker is exposed to vibrations for a long time with danger of vasoneurosis and so-called white fingers. injuries due to hazardous performance of work with pneumatic tools in hard-to-reach areas. Extracted fragments of the broken steel reinforcement then have no further use in the foundry or engineering plant and are transferred to metal scrap with losses. Losses arise from the storage and transport of scrap metal and the escape of the fragments into the kneaded molding material, weighed without use for landfill of non-returnable waste.

Uvedené nevýhody odstraňuje výztuha pískových slévárenských jader podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výztuha sestává ze dvou dílů, z nichž první díl je tvořen spojovým prvkem s vnitřním závitem a opěrným čelem, děrovanou trubicí a nosníkem s příčníky, přičemž jejich směrodatné rozměry v příslušné suvné rovině jsou menší než nejmenší rozměr otvoru, kterým má být výztuha vyjmuta. Druhý díl je tvořen trubkovým šroubem, opatřeným na jednom konci vnějším závitem, na druhém konci předsazenou hlavou s křídlovými madly.These disadvantages are overcome by the reinforcement of the sand foundry cores according to the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The stiffener consists of two parts, the first part of which comprises a threaded and support face connection element, a perforated tube and a crossbeam beam, the standard dimensions of which in the respective sliding plane are smaller than the smallest hole dimension, to remove the reinforcement. The other part consists of a pipe screw provided with an external thread at one end and an offset head with wing handles at the other end.

Výhody výztuhy podle vynálezu spočívají v tom, že oba díly jsou vratné, mnohonásobně opakovaně použitelné, přičemž je rychlým a jednoduchým způsobem vytvořen pevný, tuhý a přesný výztužovací systém, účinně plnicí veškeré požadované funkce, jakými jsou konkrétně vyztužení vlastního pískového jádra, jeho přesné, pevné a tuhé připojení k navazujícímu dílu formy a účinný odvod plynů vznikajících v jádře při lití. Výztuhy lze po použití jed5 noduše a snadno rozpojit, rozebrat >na jednotlivé díly, které jsou ihned schopné dalšího použití. Zcela odpadá průběžná výroba speciálních výztuh pro jednorázové použití. Životnost výztuh podle vynálezu obnáší minimálně stonásobné opakované použití, kdy navíc, při poškození, tyto lze snadno opravit a znovu opakovaně používat. Pořizovací náklady na výztuhy podle vynálezu na opakovaně používané paré přitom, ve srovnání se stávajícím stavem výztuhy jednorázově použitelné, činí pouze cca 2 %. Dále použití výztuhy podle vynálezu snižuje pracnost při formování, kompletaci formy a při lití minimálně o 20 % oproti dnešnímu stavu techniky. Jednou z nejvýznamnějších výhod vynálezu je výrazné snížení pracnosti při vytloukání surového odlitku. Zcela odpadá dlouhodobé odpevňovací žíhání surového odlitku, včetně jader, a zejména zcela dpadá fyzicky velmi náročné rozrušování výztuh uvnitř víceméně uzavřeného, jádrovou směsí dosud vyplněného surového odlitku, doprovázené rizikem v bezpečnosti práce a významnými hygienickými nedostatky. V této oblasti předmět vynálezu s vysokou účinností zvyšuje bezpečnost práce, hygienu práce, je dosažen výrazný stupeň humanizace práce při podstatném zvýšení produktivity a podstatném snížení energetických a fondových nároků. Fyzicky namáhavá a hygienicky závadná operace vytloukání odlitků, s velkou časovou a energetickou náročností, je použitím výztuhy podle vynálezu v průměru potlačena o cca 75 % vůči dnešním způsobům řešení. V tomto poměru, kromě produkčních aspektů, je také pozitivně ovlivňována oblast žádoucí eliminace technologických faktorů, způsobujících příznačné nemoci z povolání, jakými jsou např. vibrace, hluk, nadměrné dlouhodobě jednostranné fyzické zatěžování pracovníka, zaprášení plic, atd. Neopomenutelnou výhodou tohoto vynálezu je vhodnost pro aplikace u velmi složitých odlitků se zvýšenými až vysokými nároky na přesnost; v některých případech je možnost realizace odlitků podmíněna použitím výztuhy podle vynálezu.The advantages of the reinforcement according to the invention are that both parts are reversible, reusable multiple times, and a fast, simple and rigid reinforcement system is created in a fast and simple manner, effectively fulfilling all the required functions, namely reinforcing the sand core itself, firm and rigid connection to the connecting mold part and efficient removal of core gases during casting. After use, the stiffeners can be easily disassembled easily and disassembled into individual parts which are immediately ready for further use. The continuous production of special reinforcements for single use is completely eliminated. The lifetime of the stiffeners according to the invention is at least 100 times reusable, and in addition, in case of damage, these can be easily repaired and reused. The acquisition costs of the reinforcements according to the invention for reusable steam are only about 2% compared to the current state of the reinforcements disposable once. Furthermore, the use of the reinforcement according to the invention reduces the molding, completing and casting effort by at least 20% compared to the prior art. One of the most important advantages of the invention is a significant reduction in the labor of hammering out the raw casting. The long-lasting annealing of the raw casting, including the cores, is completely eliminated and, in particular, the physically very demanding breaking of the reinforcements inside the more or less closed, core mixture of the raw cast so far filled with the risk of occupational safety and significant hygiene deficiencies. In this field, the subject of the invention with high efficiency increases work safety, work hygiene, a significant degree of humanization of work is achieved while substantially increasing productivity and substantially reducing energy and fund demands. The physically strenuous and hygienically defective casting operation, with high time and energy demands, is reduced by approximately 75% on average by the use of the reinforcement according to the invention. In this ratio, in addition to production aspects, the area of desirable elimination of technological factors causing symptomatic occupational diseases such as vibrations, noise, excessive long-term one-sided physical stress on the worker, lung dust, etc. is also positively influenced. for applications in very complex castings with increased to high precision requirements; in some cases, the possibility of realizing castings is conditioned by the use of a reinforcement according to the invention.

Technickou podstatu výztuhy podle vynálezu vysvětlují přiložené výkresy, kde na obr. 1 je první díl výztuhy v podélném řezu, na obr. 2 je druhý díl výztuhy v podélném řezu, na obr. 3 je příklad použití výztuhy pískového jádra komory vysokopecní výfučny, na obr. 4 je příklad použití výztuhy pískového jádra komory ochranné formy vysokopecní výfučny, obr. 5 je příklad použití výztuhy pískového jádra vnitřní komory ve slévárenské formě vysokopecní výfučny — celková sestava v podélném řezu a na obr. 6 je příklad použití a účinek použití výztuhy při cídění surového odlitku jednokomorové vysokopecní výfučny.The technical nature of the reinforcement according to the invention is explained by the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the first part of the reinforcement in longitudinal section, Fig. 2 shows the second part of the reinforcement in longitudinal section. Fig. 4 is an example of the use of the sand core of the blast furnace chamber, Fig. 5 is an example of the use of the sand core of the inner chamber in the foundry mold of the blast furnace - overall assembly in longitudinal section; single-chamber blast-furnace blast furnace.

Konkrétní provedení výztuhy podle vynálezu je blíže vysvětleno na obr. 1 a 2. První díl výztuhy, obr. 1, sestává ze spojového prvku 1, opatřeného vnitřním závitem 2 a opěrným čelem 3, děrované trubice 4 a nosníku 5 s příčníky. Spojový prvek 1 může být vůči děrované trubici 4 předsazený, splývající nebo zahloubený. Děrovaná trubice 4 i nosník 5 s příčníky mohou být případně tvarovány, např. vyhnutím. Nosník 5 s příčníky může být podle potřeby zdvojený; vlastní příčníky lze řešit žebříčkovým, ostrovnatým, ostnatým nebo jiným způsobem. Pro intenzifikaci odvodu plynů z jádra při lití lze k nosníku 5 s příčníky připojit vytavitelnou šňůru nebo lépe porézní hadičky, zaústěné do dutiny děrované trubice 4. Druhý díl výztuhy, obr. 2, tvoří trubkový šroub 6, opatřený na jednom konci vnějším závitem 7 a na druhém konci předsazenou hlavou 8 s křídlovými madly 9. Konkrétní použití výztuh podle vynálezu je znázorněno na příkladech jader 11 na obr. 3 a 4. Z obrázků je zřejmé, že v.yztužovací soustavu tvoří jednotlivé výztuhy podle obr. 1, přičemž spojové prvky 1 jsou zapouzdřeny formovací hmotou vyváděcích známek 10 tak, že opěrná čela 3 výztuh tvoří část dna vyváděcích známek 10. Na obr. 5 je znázorněno použití výztuhy jádra vnitřní komory ve slévárenské formě vysokopecní výfučny.1 and 2. The first part of the reinforcement, FIG. 1, consists of a connection element 1 provided with an internal thread 2 and a support face 3, a perforated tube 4 and a beam 5 with crossbeams. The connection element 1 can be offset, coalesced or recessed with respect to the perforated tube 4. The perforated tube 4 and the crossbeam 5 can optionally be shaped, for example, by bending. The crossbeam 5 may be doubled as required; Custom crossbars can be solved by ladder, spiked, spiked or otherwise. In order to intensify the discharge of gases from the core during casting, a weldable cord or better porous tubing, connected to the cavity of the perforated tube 4, can be connected to the crossbeam 5 with a transverse tube 7. The particular use of the stiffeners according to the invention is illustrated by the examples of the cores 11 in Figs. 3 and 4. It is evident from the figures that the stiffening system is formed by the individual stiffeners according to Fig. 1, wherein the connection elements 1 are encapsulated by the molding mass of the stamps 10 such that the support faces 3 of the stiffeners form part of the bottom of the stamps 10. FIG. 5 shows the use of the inner chamber core reinforcement in the foundry mold of a blast furnace.

Spojový prvek 1 ve vyváděcí známce 10 jádra 11 je v kovovém styku s pouzdrem 12 na nosné příčce 13 rámu 14. Pomocí trubkového šroubu 6 vznikne pevný, svěrný spoj charakteru tuhé vetkmuté trubicové konzoly. Tento spoj se po ztuhnutí odlitku 15 zruší uvolněním a odstraněním trubkového šroubu 6. Obr. 6 vysvětluje, že výztuha podle vynálezu se ze surového odlitku 15 vyjímá při vytloukání pískového jádra 11 otvorem po vyváděcí známce 10 Vztažné rozměry spojového prvku 1, děrované trubice 4 a nosníku 5 s příčníky jsou menší než průměr otvoru po vyváděcí známce 10 jádra 11. Při obvyklém postupu vytloukání odlitku 15, v poloze o 180° otočené vůči obr. 6, se výztuhy z dutiny samovolně vydělují současně s formovací hmotou.The connection element 1 in the core 10 is in metallic contact with the sleeve 12 on the support member 13 of the frame 14. By means of the pipe screw 6, a rigid, clamping connection is obtained in the form of a rigid, winding tube bracket. This joint is removed after solidification of the casting 15 by loosening and removing the pipe screw 6. FIG. 6 explains that the reinforcement according to the invention is removed from the raw casting 15 when the sand core 11 is knocked out through the hole 10. The relative dimensions of the connector 1, the perforated tube 4 and the crossbeam 5 are smaller than the hole diameter. In the conventional method of extruding the casting 15, in the 180 DEG position rotated with respect to FIG.

Claims

Sand foundry core reinforcement, intended primarily for the manufacture of blow molds, characterized in that it consists of two parts, the first part of which consists of a connecting element (1) with an internal thread (2j and a supporting face (3) and connected to the perforated tube (4j). Beams (5j with crossbeams whose dimensions in

BACKGROUND OF THE INVENTION The sliding plane is smaller than the smallest dimension of the opening through which the stiffener is removed, and the other part is formed by a pipe screw (6) provided with an external thread (7) at one end and a protruding head (8j with wing handles).