本发明是关于改进金属的铸造技术,更具体地说是关于铸造厂的布置及其运行方法。 本发明的首要目的是配置尽量少的技工来操纵一工厂。
本发明的另一目的是能自动地把铸型,造型材料与铸件等运输到厂内所需要的各部位,以获得优质产品。
本发明还有一目的,是完全地利用掉一炉金属液,使损耗最少。
本发明还有另一目的,是通过装备许多内部相关的冷却线,使铸件在铸型内增加冷却效率,而每一冷却线含有金属液量不同的铸型,因为一炉钢水浇注时,常要求某些铸型比其他铸型所含金属较多。
除以上所述外,本发明还有其他目的与优点,这些目的,优点可以从下列的说明与附图明显地看出。图1a11b与1c可看作是一个新铸造厂的平面示意图,它体现了发明的实施方式。
详细描述本发明,首先参考图1a,熔炼金属工区,其总体由标记(20)标示:它包括废钢铁料储存库(22),当铁路付线(28)上的货车(26)运来碎料时,就用吊车(24)将这些料卸到废料储存库(22)内。熔炼金属工区(20)、还包括两座电弧炉(30),每座每次熔炼量,例如为12吨钢水,适于浇注铁路用铸件,大体包括车钩,钩舌与车钩轭等,但并不限于此。根据需要熔炼量还可大可小些。
熔化的钢液从熔炉(30)倾入底注浇包(32)后,用吊车(33)把钢水包从熔炉运输到浇注工段(34)。铸型已由传统通电断电倒换式传送带系统(36)送到浇注工段,传送带系统(36)包括有铸型托盘(38),每个托盘可放1铸型(40);铸型是通过设在予备浇注的铸型储存系统处的传送机构(42)而放置在其托盘上的。铸型储存系统总体用标记(44)标示;它是两层结构,能容大约160个铸型。这些铸型的型腔大小不同,可以有选择地从系统(44)检取出铸型型腔,使得按一定顺序检取出来的铸型型腔总容量恰好能用完一炉钢液,没有剩液残留在包内。根据需要亦可采用其他传送带装置形式。
大家知道传送带系统(36)是一种通电又断电的系统,因托盘(38)并非连续移动的,而是固定的,直到操作者或计算机或自动机构,如链子上的挡块(图未标出),发出有关信号而接通电源后才移动。
浇注连续进行,直到浇完最末一个,铸型显出渣子,随即停止向浇注工段传送铸型。最后浇的铸件为废品。这就使一炉钢液的100%被应用。由于储存系统(44),只传送能够用尽一炉钢液的铸型,因此很少有剩余铸型返回储存系统。这种返回是由于不正常的情况所引起,例如渣子过多时。
托盘(38)通过浇注系统(34)以后,它们就进入传送带系统(36)中的多个冷却线(46)之一。所述冷却线在图示中为5条,但可采用多于5条或少于5条。在线路(46)上移动托盘的速度,应根据铸型内的金属数量予先选定,以使每一线路的冷却时间、能按其要求和予先选定的速度进行自动控制。铸型(40)从储存系统(44)中自动检取出来的顺序,要使每一冷却线路(46)上的铸型,尽管由于产品设计不同而导致其上的铸型金属容量不同,但其冷却速度却大致相同。当(46)上每一线路的铸型(40)经充分冷却后,它们就一次一个地传送到自动的铸型卸脱机构(48)处。该机构把铸型从其托盘(38)上送到砂箱分离器(50)处。在这里把上箱与下箱分开,并把包含有砂子与铸件的下箱送到一般常用的冲式落箱机处,落箱机把砂块与铸件向上推起而脱出砂箱。这样就可用一种缸体推动的模板,将砂块与铸件从下砂箱推出并将它们放到传送器(51)上。传送器(51)带用可更换的,抗磨损的钢衬,它能经得住1500磅重的铸件(约1200°F)从48吋高度垂直跌落其上。落箱传送器(51)把砂子与铸件送到重型、高频率震动的落砂机(52)。落砂机把砂子送到槽形皮带或震动输送器(54)上,并把铸件送到震动输送器(56)上。
砂子输送器(54)把砂子从落砂机(52)送到震动输送器(58)。输送器(58)的最后5呎长度用无磁性材料,例如不锈钢制作。一联机高架的磁力分离器(60)设在上述非磁性材料部分之上,以便在离上述输送器(58)非磁性材料部分的9英吋的高处从6英吋的砂子中去除钢屑。
震动输送器(58)把落箱后的砂子送到另一震动输送器(62),后者又把砂子送到离心卸料铸用斗式提升机(64),提升机把砂子再卸到一合适的震动筛(66),通过筛选的砂子送到贮存斗(68),以便将砂子送到砂子回收系统(70),以便为其他铸型制备型砂,这一步和一般铸钢厂中的作法是相同的。
回收与制备好的砂子,用皮带输送器(72)(74)送到造型机(76)的附近,造型机制作出上下箱砂型,而空砂箱由砂箱清理工段(78)送来。
造型机可以是任何一种通用形式的,但最好用冲击式造型机,在造型时,用使混合的天然气与空气在附砂箱上的一个壳内爆炸的方法,使砂子冲击模型。这样的造型机可以配有一个模板往复阀,使上下模板能交替进行造型。根据需要也可用一般的震压造型机,使砂子压模成形。下箱砂型制好后输向刮砂工位(80),同时上箱与模板输向造型机内。下箱砂型底部的砂子用金属棒(未示出)刮平后(金属棒可用手工操作和利用液压动力缸操作),反转下箱,并将下箱输向下型芯工位(82),同时上箱90°地送到与下箱线(82)平行的上箱线(84)上。在工位(84)放入下箱的型芯,最好在邻近工位(122)处用常用的技术,设备与材料来制作。完成的砂芯储存在工位(124)处,并用输送器(126)把砂芯送到下型芯工位(82),输送器最好采用常用的高架单轨装置。砂芯的制作一般不用烘烤,并按时地送到下型芯工位,以便使型芯按需要的时间到达下芯工位而放入铸型中。然后检查上箱并90°地送到合箱工位(86),带有型芯的下箱亦送到合箱工位,在合箱工位,上箱反转,并扣放到下箱上,从而完成了铸型40。把完成的铸型(40)送到转运工位(88),由此用输送车(90)装送入储存系统(44),在那里用计算机记录其位置,以便如前所述供选择取用。
震动输送器(56)把铸件送到切除浇冒口工位(92),用一个机械手(未示出)使铸件定位,用另一个机械手(未示出)切除浇冒口。然后由输送器(94)把铸件送入一个设在另一个输送器(98)上的箱子中或托盘上(96),输送器(98)采用通电断电倒换式。铸件用机械手(未示出)装入箱子(96)中,并由输送器(98)输送通过铸件冷却区,一直送到两台喷丸清理机(100)之一处。在此处箱子(96)将铸件倾卸送入喷丸清理机(100)中。喷丸机可以采用一种配有自始自终供料的输送器的连续式的喷丸机,连续供料输送器由输送器(98)自动地供料。喷丸清理后,铸件由类似的输送器(102)送去检验,火焰喷洗,测定尺寸,修整、磨光、然后送到热处理工段(106)的装载台(104)上。根据需要,切除浇冒口工位可以移开由输送器102代替,这样铸件在切除浇冒口之前就进行喷丸。这就减少了在烧除带有粘砂的浇冒口时的劳动量和能源消耗。用移动的机械手(未示出)把铸件装入框架(未示出),此机械手运送装好铸件的框架到高温处理炉(107)中,然后将框架下放到淬火槽(108)中,然后返回到同一或类似的炉子退火,最后到卸料台(110),在此处铸件从框架上卸下,并装到另一个通电断电倒换式输送器系统(114)上的、各个托盘或箱子(112)中。托盘(112)将铸件倾卸送入两台热处理后喷丸清理机(116)中之一。从这里用类似的输送器(118)使铸件通过工区(120),以便在工区用计算机进行自动修整,测定尺寸,最后检查,自动防磨板焊接,组装,堆积并储存。