PL187346B1

PL187346B1 - Sposób wytwarzania staliwnych kół kolejowych i tunel do chłodzenia staliwnych kół kolejowych

Info

Publication number: PL187346B1
Application number: PL98330105A
Authority: PL
Inventors: Christopher Sieradzki
Original assignee: Amsted Ind Inc
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2004-06-30
Also published as: CA2244042A1; BR9805141A; ZA989981B; US5964272A; PL330105A1

Abstract

1 S p o só b w y tw a rz a n ia sta liw n y c h k ó l ko lejo w y ch , znam ienny tym , ze sk la d a sie form e o d le w n ic z a przez um ieszczenie g ó rn ej czesci sk rzy n k i fo rm ierskiej n a dolnej czesci skrzynki fo rm iersk iej ( 18) 1 przem ieszc za sie zestaw form y o d lew n iczej n a sta n o w isk o z a le w a n ia (1 4 ), po czym zalew a sie c isn ie n io w o c ie k la stala, z do lu do góry, przez rure w lew o w a d o w n e trz a z estaw u form y, n astep n ie p rz e - m ieszcza sie w y p e ln io n y zestaw form y o d lew n iczej na stanow isko ro z k la d a n ia fo rm y o d lew n iczej, n a którym u su w a sie staliw n e ko lo k o le jo w e z d o ln ej czesci skrzynki form ierskiej ( 18), po czy m u su w a sie w lew y ze staliw n eg o ko la k olejow ego, w yz a rza sie o d la n e ze stali staliw n e kolo kolejow e w p iecu do o b ró b k i ciep ln ej (24), n astep n ie p oddaje sie o b rzeze sta liw n e g o k o la k o lejo w eg o o d d z ia - lyw aniu natrysku w o d n eg o , po czym o d p u sz c z a sie sta liw - ne kolo kolejo w e w p ie c u d o o d p u sz c z a n ia (34), o b rab ia sie ciep ln ie piaste sta liw n e g o k o la k o lejo w eg o z a p o m o c a natrysku w od n eg o , c h lo d z i sie sta liw n e kolo kolejo w e w tunelu do c h lo d z e n ia (36) p o p rz e z p rzem ieszczan ie staliw nego k o la k o le jo w e g o p rzez caly tunel do c h lo d z e - n ia (36), po d czas p rz e p ly w u p o w ie trz a przez tu n el c h lo - dzacy (36), w w y sta rcz ajacej ilosci do tego, zeb y staliw ne kolo kolejow e m ialo te m p e ra tu re b lisk a tem p eratu ry o to - czen ia na w yjsciu z tu n elu do c h lo d z e n ia (36) FI GI PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania staliwnych kół kolejowych i tunel do chłodzenia staliwnych kół kolejowych. Ogólnie, wynalazek dotyczy odlewnictwa i wytwarzania kół kolejowych ze staliwa, a w szczególności operacji chłodzenia takich staliwnych kół kolejowych, w tunelu do chłodzenia, po zahartowaniu.

Niniejszy wynalazek przedstawia dalsze udoskonalenia sposobu odlewania kół i zestawu urządzeń z kanadyjskiego opisu patentowego nr 1 123 571. Sposób i urządzenia ujawnione w tamtym opisie patentowym obejmują stanowisko do nalewania, w którym metal jest wlewany od spodu do góry, w operacji oddolnego odlewania ciśnieniowego, w dwuczęściowe formy odlewnicze zawierające dolne części skrzynek formierskich i górne części skrzynek formierskich. Zaraz po zalaniu, dolne i górne części skrzynek formierskich są oddzielane, a staliwne koło jest usuwane z dolnej części skrzynki formierskiej. Koło jest stopniowo chłodzone podczas przechodzenia przez piec do wygrzewania kół, a następnie jest poddawane pewnym operacjom technologicznym, w skład których wchodzi usuwanie nadlewu i wycinanie piasty. Koło staliwne przechodzi wtedy przez piec do wyżarzania, poddawane jest operacji spryskiwania wodą wieńca koła, a następnie przechodzi przez piec hartowniczy. Dotychczas, koła były chłodzone do temperatury otoczenia przez zwykle układanie kół pionowo w magazynie, wewnątrz oprzyrządowania produkcyjnego służącego do tego celu. Taka operacja chłodzenia trwała zwykle dwadzieścia cztery godziny i stanowiła znaczne wydłużenie w czasie ogólnego procesu wytwarzania kół.

Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie ulepszonego sposobu i urządzenia do produkcji staliwnych kół klejowych, szczególnie w odniesieniu do chłodzenia takich kół po zahartowaniu.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania staliwnych kół kolejowych, który charakteryzuje się tym, że składa się formę odlewniczą przez umieszczenie górnej części skrzynki formierskiej na dolnej części skrzynki formierskiej i przemieszcza się zestaw formy odlewniczej na stanowisko zalewania, po czym zalewa się ciśnieniowo ciekłą stalą, z dołu do góry, przez rurę wlewową do wnętrza zestawu formy, następnie przemieszcza się wypełniony zestaw formy odlewniczej na stanowisko rozkładania formy odlewniczej, na którym usuwa się, po czym usuwa się wlewy ze staliwnego koła kolejowego, wyżarza się odlane ze stali staliwne koło kolejowe w piecu do obróbki cieplnej, następnie poddaje się obrzeże staliwnego koła kolejowego oddziaływaniu natrysku wodnego, po czym odpuszcza się staliwne koło kolejowe w piecu do odpuszczania, obrabia się cieplnie piastę staliwnego koła kolejowego za pomocą natrysku wodnego, chłodzi się staliwne koło kolejowe w tunelu do chłodzenia poprzez przemieszczanie staliwnego koła kolejowego przez cały tunel do chłodzenia, podczas przepływu powietrza przez tunel chłodzący, w wystarczającej ilości do tego, żeby staliwne koło kolejowe miało temperaturę bliską temperatury otoczenia na wyjściu z tunelu do chłodzenia.

Staliwne koło kolejowe chłodzi się w tunelu do chłodzenia przy przepływie powietrza przez tunel do chłodzenia, o natężeniu wystarczającym do schłodzenia staliwnego koła kolejowego, od temperatury około 482°C na wejściu do tunelu do chłodzenia, do temperatury bliskiej temperatury otoczenia, na wyjściu tunelu do chłodzenia.

Przepływ powietrza przez tunel do chłodzenia dokonuje się za pośrednictwem licznych wentylatorów rozmieszczonych wzdłuż długości tunelu do chłodzenia, przy czym tunel do chłodzenia jest wydłużoną konstrukcją posiadającą dwa otwarte końce, z których

187 346 jednym wprowadza się staliwne koło kolejowe, a drugim końcem wyprowadza się staliwne koło kolejowe.

Każdy z wentylatorów montuje się na bocznej ścianie tunelu do chłodzenia kół, poprzez który wprowadza się powietrze z otoczenia do wnętrza tunelu do chłodzenia.

Dla zintensyfikowania procesu chłodzenia rozpyla się dodatkowo mgłę wodną, przy wprowadzaniu powietrza z otoczenia do wnętrza tunelu do chłodzenia, wspomagając chłodzenie wymienionych staliwnego koła kolejowego.

Każde staliwne koło kolejowe podwiesza się na hakowym wysięgu mechanicznym przenośnika taśmowego odchodzącym od zespołu przenośnika znajdującego się w części górnej tunelu do chłodzenia i przemieszcza się staliwne koło kolejowe przez cały tunel do chłodzenia.

Podgrzane powietrze wydala się z tunelu do chłodzenia, do ogólnozakładowej sieci gorącego powietrza.

Staliwne koło kolejowe przemieszcza się przez cały wymieniony tunel do chłodzenia kół w czasie około dwóch godzin.

Przedmiotem wynalazku jest również tunel do chłodzenia staliwnych kół kolejowych, który charakteryzuje się tym, że zawiera dwie równoległe boczne ściany tworzące wydłużony tunel do chłodzenia pomiędzy nimi, zespół przenośnika taśmowego, przy czym zespół przenośnika taśmowego zawiera liczne haki, z których każdy jest przystosowany do podtrzymywania staliwnego koła kolejowego i do przemieszczania koła przez cały tunel do chłodzenia liczne wentylatory w sąsiedztwie bocznej ściany, do pompowania powietrza do wnętrza tunelu do chłodzenia, w ilości wystarczającej do wystudzenia staliwnego koła kolejowego, posiadającego na wejściu tunelu temperaturę 482°C, do temperatury zbliżonej do temperatury otoczenia przy wyjściu z wymienionego tunelu.

Tunel zawiera ponadto liczne urządzenia rozpylające wodę, rozmieszczone wzdłuż tunelu do chłodzenia, do rozpylania wody na wymienione staliwne koła kolejowe przemieszczające się wzdłuż tunelu do chłodzenia.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat odlewania stali i chłodzenia, fig. 2 - rysunek bocznego przekroju tunelu do chłodzenia, fig. 3 - widok poziomy, częściowo w przekroju, tunelu do chłodzenia kół, fig. 4 -schematyczny widok alternatywnego rozwiązania tunelu do chłodzenia kół.

Na figurze 1 zostały pokazane dwa identyczne stanowiska 10 i 12 przystosowane do zalewania z kadzi. W tych stanowiskach są umieszczane wstępnie podgrzane kadzie do zalewania, które odbierają ciekłą stal ze źródła wytopu takiego jak łukowy piec elektryczny. Po napełnieniu ciekłym metalem, kadź jest przetaczana do wewnątrz stanowiska zalewania 14. Stanowisko zalewania 14 posiada zdolność do umieszczania w nim zbiornika wlewowego z pokrywą, tak żeby zbiornik wlewowy i kadź z metalem mogły się znajdować pod ciśnieniem pozwalającym na oddolne ciśnieniowe wlewanie ciekłej stali, z dołu do góry, od spodu do zespołu formy odlewniczej.

Zmontowana forma odlewnicza składa się z górnej części skrzynki formierskiej i dolnej części skrzynki formierskiej i korzystnie jest, gdy jest wykonana z materiału grafitowego, chociaż mogą być wykorzystywane i inne składniki wchodzące w skład formy. Po upływie założonego czasu, część górna skrzynki formierskiej może być usunięta i odłożona na przenośnik taśmowy górnych części skrzynek formierskich 18, dla poddania jej dalszym operacjom technologicznym. Staliwne koło kolejowe jest usuwane z części dolnej skrzynki formierskiej i umieszczane na przenośniku 22 pieca do wygrzewania kół. Część dolna formy odlewniczej jest umieszczana na przenośniku taśmowym 20 dolnych części skrzynek formierskich i przemieszczana do dalszych operacji technologicznych. Staliwne koła kolejowe przechodzą przez piec do wygrzewania kół 24, który zazwyczaj składa się z konstrukcji obudowanej bocznymi nieogrzewanymi ścianami z materiału ogniotrwałego, umożliwiającej stopniowe chłodzenie staliwnych kół kolejowych.

Po wyjściu z pieca do wygrzewania kół 24, staliwne koła kolejowe podlegają dalszym obróbkom na stanowiskach, takich jak stanowisko do usuwania wlewu 26, które zwykle za187 346 wiera operację szlifierską do usuwania pozostałości nadlewów na górnej powierzchni staliwnego koła kolejowego. Dalsza obróbka jest przewidziana przy stanowisku do wycinania piasty 28, w którym jest wycinany, zwykle za pomocą palnika, otwór na piastę koła, służący do osadzania na osi po ostatecznej jego obróbce.

Po wyjściu ze stanowiska do wycinania piasty 28, staliwne koła kolejowe są przemieszczane do pieca normalizacyjnego 30 do wyżarzenia. Piec normalizacyjny 30 zwykle jest piecem w układzie kołowym z wewnętrznym przenośnikowym mechanizmem przemieszczającym, do tego pieca wchodzą staliwne koła i są poddawane podwyższonej temperaturze przez około 1,5 godziny.

Po wyjściu z pieca normalizacyjnego 30, staliwne koła kolejowe przemieszcza się na operację obróbki cieplnej obrzeża 32, w której obrzeża są spryskiwane wodą dla utwardzenia obrabianej w ten sposób powierzchni koła, która będzie wchodziła w kontakt z powierzchnią toru.

Po wyjściu z operacji obróbki cieplnej obrzeża 32, koła przemieszczane są do pieca do odpuszczania 34, dla zahartowania. Koła przechodzą przez piec przy wykorzystaniu podwieszonego układu przenośnikowego, w którym każde koło jest zawieszone na haku 62 i przenoszone przez piec do odpuszczania 34 przez około 2 godziny. Staliwne koła opuszczają piec do odpuszczania 34 posiadając temperaturę około 482°C. Koła wchodzą do stanowiska do obróbki cieplnej piasty 37, w którym jest wtryskiwana woda chłodząca do otworu w piaście, wyciętego na stanowisku wycinania 28.

Po wyjściu ze stanowiska obróbki cieplnej piasty 34, staliwne koła są przemieszczane na wejście 35 do tunelu do chłodzenia kół 36. Na fig. 2 i 3 został przedstawiony szczegółowy widok tunelu do chłodzenia kół 36. Tunel do chłodzenia kół 36 może mieć podobną konstrukcję do pieca do odpuszczania 34, za wyjątkiem tego oczywiście, że piec do odpuszczania 34 zawiera urządzenia grzewcze spalające gaz dla utrzymywania temperatury wewnątrz pieca do odpuszczania na wymaganym podwyższonym poziomie. Tunel do chłodzenia kół 36 zawiera urządzenia wymuszające ruch powietrza, w którym jest zapewnione przyspieszone chłodzenie staliwnych kół kolejowych, przechodzących przez tunel do chłodzenia kół 36. Tunel do chłodzenia kół 36 jest zwykle złożony z rozmaitych części konstrukcyjnych. Ogólnie, piec do wygrzewania kół 36 składa się z części podłogowej 40 z bocznymi ścianami 48 i 52, wszystkie wykonane z materiałów ognioodpornych ze stalowymi składnikami konstrukcyjnymi, ściany te odchodzą pionowo od podłogi do góry tworząc w ogólności wydłużoną konstrukcję prostokątną. Dach tunelu do chłodzenia kół 36 może się składać z dwóch części, części 42 odchodzącej poprzecznie od bocznej ściany 48 i części 44 odchodzącej poprzecznie od bocznej ściany 52. Ponadto może być rozpylana mgła wodna przez rozpylacze 45.

Boczna ściana 52 jest zbudowana tak, że ma otwory przystosowane do zamontowania wentylatorów 50 rozmieszczone wzdłuż długości. Ilość wentylatorów 50 może być różna zależnie od ogólnej długości tunelu chłodzącego 36 i ilości kół przemieszczanych przez tunel chłodzący 36 oraz od ilości wdmuchiwanego powietrza przez każdy wentylator 50. Typowo, tunel do chłodzenia kół 36 może obsługiwać 60 kół na godzinę. Przepływ powietrza może wystudzić 60 kół na godzinę od temperatury wejściowej, około 482°C w punkcie 21°C w punkcie na wyjściu 66.

Omawiając konstrukcję tunelu do chłodzenia kół 36 widać, że zespół przenośnika 60 rozciąga się powyżej prześwitu 46 w dachu, służącego do przemieszczania w nim wielu zespołów hakowych wzdłuż jego długości. Każdy zespół hakowy niesie jedno kolo przez cały tunel do chłodzenia 36. Na wyjściu z tunelu do chłodzenia kół 36, przy punkcie wyjścia 66, każde koło jest usuwane, tak że zespół przenośnika taśmowego 60 obiega dookoła na zewnątrz tunel do chłodzenia kół 36 i zawraca, drogą po zewnętrznej stronie, do tunelu do chłodzenia kół 36.

Nawiązując do fig. 4, pokazany tam został alternatywny tunel do chłodzenia kół oznaczony odnośnikiem 70. Tunel ten ma podobną budowę do tunelu do chłodzenia kół 36, szczególnie jeśli chodzi o układ przenośnika taśmowego, którym jest przemieszczający koła przelotowy układ przenośnika taśmowego 72. Został w nim przewidziany jednak pojedynczy wlot powietrza 74, którym wymuszający przepływ powietrza wentylator lub zespół kilku wentyla6

187 346 torów, kieruje powietrze chłodzące wypełniając nim całą przestrzeń na długości tunelu chłodzącego, przy czym znajduje się on poniżej podwieszonych gorących kół. Wypełniona przestrzeń posiada szczeliny lub odpowiednie przeloty, do kierowania strumienia o wysokim przepływie chłodzącego powietrza, pomiędzy każdym z kół, w celu zapewnienia maksymalnego obszaru powierzchniowego na gorącym kole, który uderza chłodzące powietrze. W miejscu wyjścia strumienia powietrza może być zainstalowany wentylator wyciągowy lub zespół kilku wentylatorów wyciągowych, do wspomagania przepływu powietrza.

187 346

FIG. I

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania staliwnych kół kolejowych, znamienny tym, że składa się formę odlewniczą przez umieszczenie górnej części skrzynki formierskiej na dolnej części skrzynki formierskiej (18) i przemieszcza się zestaw formy odlewniczej na stanowisko zalewania (14), po czym zalewa się ciśnieniowo ciekłą stalą, z dołu do góry, przez rurę wlewową do wnętrza zestawu formy, następnie przemieszcza się wypełniony zestaw formy odlewniczej na stanowisko rozkładania formy odlewniczej, na którym usuwa się staliwne koło kolejowe z dolnej części skrzynki formierskiej (18), po czym usuwa się wlewy ze staliwnego koła kolejowego, wyżarza się odlane ze stali staliwne koło kolejowe w piecu do obróbki cieplnej (24), następnie poddaje się obrzeże staliwnego koła kolejowego oddziaływaniu natrysku wodnego, po czym odpuszcza się staliwne koło kolejowe w piecu do odpuszczania (34), obrabia się cieplnie piastę staliwnego koła kolejowego za pomocą natrysku wodnego, chłodzi się staliwne koło kolejowe w tunelu do chłodzenia (36) poprzez przemieszczanie staliwnego koła kolejowego przez cały tunel do chłodzenia (36), podczas przepływu powietrza przez tunel chłodzący (36), w wystarczającej ilości do tego, żeby staliwne koło kolejowe miało temperaturę bliską temperatury otoczenia na wyjściu z tunelu do chłodzenia (36).
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że staliwne koło kolejowe chłodzi się w tunelu do chłodzenia (36) przy przepływie powietrza przez tunel do chłodzenia (36), o natężeniu wystarczającym do schłodzenia staliwnego koła kolejowego, od temperatury około 482°C na wejściu (64) do tunelu do chłodzenia (36) do temperatury bliskiej temperatury otoczenia na wyjściu (66) tunelu do chłodzenia (36).
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że przepływ powietrza przez tunel do chłodzenia (36) dokonuje się za pośrednictwem licznych wentylatorów (50) rozmieszczonych wzdłuż długości tunelu do chłodzenia (36), przy czym tunel dochłodzenia (36) jest wydłużoną konstrukcją posiadającą dwa otwarte końce, z których jednym (64) wprowadza się staliwne koło kolejowe, a drugim końcem (66) wyprowadza się staliwne koło kolejowe.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, ze każdy z wentylatorów (50) montuje się na bocznej ścianie tunelu do chłodzenia (36) kół, poprzez który wprowadza się powietrze z otoczenia do wnętrza tunelu do chłodzenia (36).
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że rozpyla się mgłę wodną, dodatkowo przy wprowadzaniu powietrza z otoczenia do wnętrza tunelu do chłodzenia (36), wspomagając chłodzenie wymienionego staliwnego koła kolejowego.
6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że każde staliwne koło kolejowe podwiesza się na hakowym wysięgu mechanicznym przenośnika taśmowego odchodzącym od zespołu przenośnika (60) znajdującego się w części górnej tunelu dochłodzenia (36) i przemieszcza się staliwne koło kolejowe przez cały tunel do chłodzenia (36).
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podgrzane powietrze wydala się z tunelu do chłodzenia (36) do ogólnozakładowej sieci gorącego powietrza.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że staliwne koło kolejowe przemieszcza się przez cały wymieniony tunel dochłodzenia (36) kół w czasie około dwóch godzin.
9. Tunel do chłodzenia kół kolejowych, znamienny tym, że zawiera dwie równoległe boczne ściany (48, 52) tworzące wydłużony tunel do chłodzenia (36) pomiędzy nimi, zespół przenośnika taśmowego (60), przy czym zespół przenośnika taśmowego (60) zawiera liczne haki (62), z których każdy jest przystosowany do podtrzymywania staliwnego koła kolejowego i do przemieszczania koła przez cały tunel dochłodzenia (36) licznych wentylatorów (50) w sąsiedztwie bocznej ściany, do pompowania powietrza do wnętrza tunelu dochło187 346 dzenia (36), w ilości wystarczającej do wystudzenia staliwnego koła kolejowego, posiadającego na wejściu (64) do tunelu (36) temperaturę 482°C, do temperatury zbliżonej do temperatury otoczenia przy wyjściu (66) z wymienionego tunelu (36).
10. Tunel według zastrz. 9, znamienny tym, że zawiera ponadto liczne urządzenia rozpylające wodę, rozmieszczone wzdłuż tunelu do chłodzenia (36), do rozpylania wody na wymienione staliwne koła kolejowe przemieszczające się wzdłuż tunelu do chłodzenia (36).