PL249400B1 - A method of vertical pouring of large-size massive plate castings into molds - Google Patents

A method of vertical pouring of large-size massive plate castings into molds

Info

Publication number
PL249400B1
PL249400B1 PL441972A PL44197222A PL249400B1 PL 249400 B1 PL249400 B1 PL 249400B1 PL 441972 A PL441972 A PL 441972A PL 44197222 A PL44197222 A PL 44197222A PL 249400 B1 PL249400 B1 PL 249400B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
sand
moulding
molding
box
cooling
Prior art date
Application number
PL441972A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL441972A1 (en
Inventor
Jakub Sikora
Piotr Mirek
Andrzej Zegartowski
Krzysztof Piotrowski
Agnieszka Ziółko
Original Assignee
Krakodlew Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krakodlew Spolka Akcyjna filed Critical Krakodlew Spolka Akcyjna
Priority to PL441972A priority Critical patent/PL249400B1/en
Priority to EP22205686.3A priority patent/EP4316688A1/en
Publication of PL441972A1 publication Critical patent/PL441972A1/en
Publication of PL249400B1 publication Critical patent/PL249400B1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
    • B22D23/02—Top casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • B22C1/10—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives for influencing the hardening tendency of the mould material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/167—Mixtures of inorganic and organic binding agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B22C1/181—Cements, oxides or clays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/22—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of resins or rosins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/10—Compacting by jarring devices only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C19/00—Components or accessories for moulding machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
    • B22C7/04—Pattern plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
    • B22C9/065—Cooling or heating equipment for moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/22—Moulds for peculiarly-shaped castings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/02—Special casting characterised by the nature of the product by its peculiarity of shape; of works of art
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D30/00—Cooling castings, not restricted to casting processes covered by a single main group

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób pionowego zalewania form wielkogabarytowych masywnych odlewów płytowych. Sposób polega na tym, że wykonuje się dwie przystające do siebie części formy, każdą z nich w niezależnej skrzyni formierskiej ustawionej na płycie podmodelowej z umieszczonym w niej modelem wraz z elementami centrującymi, wyposażonej w zamocowany w jej wnętrzu co najmniej jeden aktywny segment chłodzący o kształcie dopasowanym do odlewu i znanej pojemności cieplnej, przy czym w trakcie zasypywania modelu formuje się układ wlewowy i rozpoczyna proces wibracyjnego zagęszczania masy formierskiej wprowadzając cały układ w drgania o częstotliwości okołorezonansowej. Po związaniu masy formierskiej zespala się ze sobą obie skrzynie formierskie, a następnie podnosi się do pozycji pionowej i instaluje się zbiornik zalewowy na górnej ścianie skrzyni i podpina przewody łączące kolektor z aktywnymi segmentami chłodzącymi, po czym zalewa się formę ciekłym metalem i rozpoczyna się proces chłodzenia odlewu mgłą wodną.The subject of the application is a method for vertically pouring molds for large-scale, massive plate castings. The method involves making two congruent mold parts, each in an independent molding box placed on a sub-pattern plate with the model placed inside it along with centering elements. The box is equipped with at least one active cooling segment mounted inside, shaped to fit the casting and with a known thermal capacity. While the model is being poured, the gating system is formed and the process of vibratory compaction of the molding sand begins, introducing the entire system into vibrations at a peri-resonant frequency. After the molding sand has set, the two molding boxes are joined together, then raised to a vertical position, a pouring tank is installed on the upper wall of the box, and the lines connecting the collector to the active cooling segments are connected. The mold is then poured with liquid metal and the process of cooling the casting with water mist begins.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób pionowego zalewania form wielkogabarytowych masywnych odlewów płytowych.The subject of the invention is a method of vertical pouring of large-size massive plate castings into molds.

Odlewy wielkogabarytowe, w szczególności masywne odlewy płaskie wykonuje się standardowo w pozycji poziomej. Wiąże się to z istnieniem wielu problemów, takich jak na przykład nierównomierna krystalizacja czy nierównomierne krzepnięcie odlewów, co skutkuje licznymi wadami gotowych od lewów trudnymi do uniknięcia. Podstawowymi niedoskonałościami są wady górnej powierzchni odlewu odwzorowanej w górnej części wnęki formy takimi jak: miejscowe wybrzuszenia, zapadnięcia, wykrzywienia i skręcenia odlewu, które występują w wyniku dużego promieniowania cieplnego oddziałującego na wnękę formy. Promieniowanie cieplne ciekłego metalu na powierzchnię górnej części formy, powoduje liczne wady powierzchni takie jak przyżarcia, spieki, przypalenia. Natomiast wewnątrz odlewów mogą występować rozrzedzenia struktury metalu (zwane rzedziznami), a nawet powstawanie tak zwanych jam skurczowych.Large-scale castings, particularly massive flat castings, are typically made horizontally. This can lead to numerous problems, such as uneven crystallization and uneven solidification, which leads to numerous defects in the finished castings that are difficult to avoid. The primary imperfections are defects in the upper surface of the casting, as reflected in the upper part of the mold cavity, such as localized bulges, depressions, warping, and twisting of the casting, which occur as a result of the high thermal radiation impacting the mold cavity. Thermal radiation from the liquid metal on the upper part of the mold causes numerous surface defects, such as burns, sintering, and burns. However, thinning of the metal structure (called thinning) and even the formation of shrinkage cavities can occur within the casting.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że wykonuje się dwie przystające do siebie części formy, każdą z nich w niezależnej skrzyni formierskiej ustawionej na płycie podmodelowej z umieszczonym w niej modelem wraz z elementami centrującymi, wyposażonej w zamocowany w jej wnętrzu co najmniej jeden aktywny segment chłodzący o kształcie dopasowanym do odlewu i znanej pojemności cieplnej. Każdy model zasypuje się najpierw masą przymodelową o zwiększonej wytrzymałości, a następnie masą wypełniającą, przy czym w trakcie zasypywania modelu formuje się układ wlewowy i rozpoczyna proces wibracyjnego zagęszczania masy formierskiej wprowadzając cały układ w drgania o częstotliwości okołorezonansowej, kontynuując go jeszcze przez czas odpowiadający 10% całkowitego czasu napełniania skrzyni formierskiej. Następnie po związaniu masy formierskiej usuwa się modele i na wewnętrzne fragmenty części formy nanosi się powłokę formierską, na bazie alkoholu izopropylowego po czym po jego odparowaniu z powłoki formierskiej składa się obie części formy znajdujące się w dwóch skrzyniach formierskich i skleja ze sobą za pomocą kleju uszczelniającego, po czym zespala się ze sobą obie skrzynie formierskie śrubo-klinowymi elementami klamrującymi. Po związaniu kleju uszczelniającego całość podnosi się do pozycji pionowej, po czym instaluje się zbiornik zalewowy na górnej ścianie skrzyni i podpina przewody łączące kolektor z aktywnymi segmentami chłodzącymi, a następnie zalewa formę ciekłym metalem. Po zalaniu formy ciekłym metalem rozpoczyna się proces chłodzenia odlewu mgłą wodną.The essence of the invention's solution is that two congruent mold parts are made, each in an independent molding box placed on a sub-pattern plate with the model placed inside along with centering elements. The box is equipped with at least one active cooling segment mounted inside, its shape matched to the casting and with a known thermal capacity. Each model is first filled with a high-strength sub-pattern sand, followed by a filler sand. While the model is being filled, the gating system is formed and the process of vibratory compaction of the molding sand begins, introducing the entire system into vibrations at a peri-resonant frequency, continuing this process for a period corresponding to 10% of the total filling time of the molding box. After the molding sand has set, the models are removed and an isopropyl alcohol-based molding coating is applied to the internal parts of the mold. After the alcohol evaporates from the molding coating, the two mold parts, located in two molding boxes, are assembled and glued together using a sealing adhesive. The two molding boxes are then joined together using screw-wedge clamping elements. After the sealing adhesive has set, the entire assembly is raised to a vertical position. A flood tank is then installed on the upper wall of the box, and the lines connecting the collector to the active cooling segments are connected. The mold is then poured with molten metal. After the molten metal has been poured into the mold, the casting is cooled with water mist.

Korzystnie stopień zagęszczenia masy wypełniającej wynosi nie mniej niż 1,5 g/cm2, a jej wytrzymałość po 24 h nie mniej niż 260 N/mm2.Preferably, the degree of compaction of the filling mass is not less than 1.5 g/ cm2 , and its strength after 24 hours is not less than 260 N/ mm2 .

Korzystnie strzałka ugięcia skrzyni formierskiej na długości 1 m wynosi nie więcej niż 0,5 mm.Preferably, the deflection of the molding box over a length of 1 m is no more than 0.5 mm.

W korzystnym wykonaniu aktywny segment chłodzący złożony jest z co najmniej dwóch płyt stalowych o kształcie dopasowanym do odlewu i znanej pojemności cieplnej, połączonych trwale z wężownicą rurową połączoną przewodem elastycznym o odpowiednim przekroju z modułem zasilania sprężonym powietrzem, wyposażonym w kolektor zasilający podłączony do sieci pneumatycznej, proporcjonalny regulator przepływu powietrza oraz strumienicę, która połączona jest z proporcjonalnym regulatorem przepływu wody, podłączonym do sieci wodnej.In a preferred embodiment, the active cooling segment is composed of at least two steel plates with a shape adapted to the casting and a known heat capacity, permanently connected to a tubular coil connected by a flexible pipe of appropriate cross-section to a compressed air supply module equipped with a supply manifold connected to the pneumatic network, a proportional air flow regulator and an injector which is connected to a proportional water flow regulator connected to the water network.

Korzystnie masa przymodelowa składa się z piasku świeżego oraz spoiwa z żywicami zawierającymi alkohol furfurylowy.Preferably, the modeling mass consists of fresh sand and a binder with resins containing furfuryl alcohol.

Korzystnie masa wypełniająca składa się z piasku świeżego w ilości lub regeneratu w ilości nie mniejszej niż 85 części wagowych oraz spoiwa z żywicami zawierającymi alkohol furfurylowy w ilości nie większej niż 15 części wagowych.Preferably, the filling mass consists of fresh sand in an amount or reclaimed sand in an amount of not less than 85 parts by weight and a binder with resins containing furfuryl alcohol in an amount of not more than 15 parts by weight.

Korzystnie składnikiem powłoki formierskiej jest mączka cyrkonowa.Preferably, the component of the molding coating is zirconium powder.

Korzystnie drgania o częstotliwości okołorezonansowej wywołuje się za pomocą wibratorów elektrycznych przymocowanych do ścian zewnętrznych skrzyni formierskiej w sposób zapewniający generowanie siły wymuszonej w kierunku poziomym równoległym do płaszczyzny płyty podmodelowej.Preferably, vibrations at the circum-resonant frequency are induced by means of electric vibrators attached to the outer walls of the moulding box in a manner ensuring the generation of an enforced force in a horizontal direction parallel to the plane of the sub-model plate.

Korzystnie ilość i rozmieszczenie amortyzatorów uzależnione jest od masy i gabarytów formy.The preferred number and arrangement of shock absorbers depends on the weight and dimensions of the mold.

W korzystnym wykonaniu amortyzatory umieszczone są wzdłuż przeciwległych boków płyty podmodelowej.In the preferred embodiment, the shock absorbers are placed along opposite sides of the sub-model plate.

Korzystnie prędkość obrotowa wibratorów elektrycznych jest zmienna w zakresie od 0 do 12 000 obr/min.Preferably, the rotational speed of the electric vibrators is variable in the range from 0 to 12,000 rpm.

Korzystnie wartość maksymalnej siły wymuszonej jest regulowana poprzez zmianę ilości i wielkości mas mimośrodowych przez rozpoczęciem procesu zagęszczania masy formierskiej.Preferably, the value of the maximum forced force is adjusted by changing the number and size of the eccentric masses before starting the process of compacting the molding sand.

Korzystnie wartość przyspieszeń wibrowanego zestawu mierzona w każdym jego punkcie zawiera się w przedziale od 80 do 120 m/s2.Preferably, the acceleration value of the vibrated set measured at each of its points is in the range from 80 to 120 m/s 2 .

Korzystnie chłodzenie mgłą wodną prowadzi się w ten sposób, że do wężownic rurowych wprowadza się sprężone powietrze, po czym kontroluje w sposób ciągły jego temperaturę, a po osiągnięciu temperatury powietrza na wysokości 105°C do układu wprowadza się wodę i miesza ją ze sprężonym powietrzem wytwarzając mgłę wodną, która stanowi medium chłodzące; w dalszym ciągu procesu kontroluje się i reguluje ciśnienie i przepływ czynnika chłodzącego oraz stopień nasycenia powietrza wodą, zmieniając w ten sposób intensywność odbierania ciepła z płyt stalowych, natomiast gdy temperatura medium chłodzącego spada poniżej 105°C zamyka się dopływ wody, a proces chłodzenia kończy się gdy temperatura czynnika chłodzącego spada poniżej 80°C.Water mist cooling is preferably carried out in such a way that compressed air is introduced into the pipe coils, and then its temperature is continuously monitored, and after the air temperature reaches 105°C, water is introduced into the system and mixed with the compressed air, producing water mist, which constitutes the cooling medium; in the further process, the pressure and flow of the cooling medium and the degree of air saturation with water are controlled and regulated, thus changing the intensity of heat removal from the steel plates, whereas when the temperature of the cooling medium drops below 105°C, the water supply is closed, and the cooling process is terminated when the temperature of the cooling medium drops below 80°C.

Najkorzystniej sprężone powietrze wprowadza się do wężownic z prędkością w granicach od 300 do 1000 l/min.It is most advantageous to introduce compressed air into the coils at a rate of 300 to 1000 l/min.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest uzyskiwanie odlewów wielkogabarytowych pozbawionych takich wad jak zażużlenie, zapiaszczenie i wtrącenia niemetaliczne. Odpowiedzialne części odlewu znajdują się praktycznie w dolnej części formy. Sporządzanie odlewów według opisanego sposobu ogranicza naddatki technologiczne na obróbkę mechaniczną, w związku z czym wydatnie zmniejsza się wagę odlewów surowych i skraca znacznie czas obróbki skrawaniem. Dzięki zastosowaniu przedmiotowej technologii eliminuje się lub zmniejsza w znacznym stopniu wady geometryczne odlewów związane z płaskością czy prostolinijnością.The advantage of the invention is the production of large-scale castings free from defects such as slagging, sand, and non-metallic inclusions. The critical casting components are located practically at the bottom of the mold. Preparing castings according to the described method reduces machining allowances, significantly reducing the weight of the raw castings and significantly shortening machining time. Using this technology eliminates or significantly reduces geometric defects in castings related to flatness and straightness.

Dzięki wykorzystaniu częstotliwości okołorezonansowych pochodzących z niewielkich wibratorów osiąga się w nieskomplikowanym i w pełni zautomatyzowanym procesie optymalnie zagęszczoną masę formierską w formach wielkogabarytowych odlewów masywnych.By using circum-resonance frequencies from small vibrators, an optimally compacted moulding sand is achieved in the moulds of large-size massive castings in a simple and fully automated process.

Zastosowanie aktywnych segmentów chłodzących zapewnienia stabilny procesu chłodzenia odlewów wielkogabarytowych, możliwość precyzyjnego sterowania tym procesem, jak również poprawę mikrostruktury krzepnącego odlewu, a także własności geometrycznych, wymiarowych, użytkowych i jakościowych gotowego wyrobu.The use of active cooling segments ensures a stable cooling process for large-size castings, the possibility of precise control of this process, as well as improving the microstructure of the solidifying casting, as well as the geometric, dimensional, functional and quality properties of the finished product.

Rozwiązanie według wynalazku zilustrowane zostało przykładem wykonania.The solution according to the invention is illustrated by an example embodiment.

Przykład IExample I

Formę z masy furanowej wykonuje się w pozycji poziomej. Układ wlewowy tworzony jest z kształtek ceramicznych odtwarzających wlewy główne, rozprowadzające i doprowadzające w celu uniknięcia ewentualnych zapruszeń pochodzących z układu wlewowego i erozji formy. Do zasypania modelu stosuje się dwie warstwy różnych mas formierskich, masy przymodelowej o większej wytrzymałości, której zadaniem jest zwiększenie sztywności formy w rejonie kontaktu metal-forma oraz masy o normalnej wytrzymałości, wypełniającej pozostałą przestrzeń formy. Masa przymodelowa składa się z piasku świeżego oraz spoiwa z żywicami zawierającymi alkohol furfurylowy. Masa wypełniająca składa się z w proporcji 15 do 85 części wagowych kolejno piasku świeżego lub regeneratu w ilości 15 części wagowych oraz spoiwa z żywicami zawierającymi alkohol furfurylowy. Celem poprawy stopnia zagęszczenia masy formierskiej, w miejsce zagęszczania ręcznego, zastosowano zagęszczanie mechaniczne z wykorzystaniem dwóch elektrycznych asynchronicznych zestawów wibracyjnych. Podczas formowania w skrzyniach formierskich zamontowano instalacje rurowe (wężownice) do chłodzenia mgłą wodną wraz z aktywnymi ochładzalnikami. Zasada działania systemu została opracowana tak, aby oddziaływanie pojemnościowych elementów sterujących (ochładzalników) było ukierunkowane na określone powierzchnie odlewu, natomiast wężownice chłodzące mają wspomagać ochładzalniki, ale przede wszystkim przyspieszać odprowadzanie ciepła z całej formy. Technologia formy ściśle określa rodzaj masy formierskiej użytej do wykonania formy odlewniczej, jej skład oraz parametry. Do pomiaru kinetyki wiązania masy stosuje się nowatorską metodę badania masy za pomocą przenośnego urządzenia określającego stopień utwardzenia masy formierskiej wykonanej w technologii mas samoutwardzalnych. Badania stopnia zagęszczenia masy wykonano poprzez wycinanie próby z gotowej formy odlewniczej a stopień zagęszczenia wyznaczono na podstawie obliczonej gęstości pobranych próbek.The furan sand mold is made horizontally. The gating system is constructed of ceramic shapes that replicate the main, distribution, and feed gates to prevent possible swarf from the gating system and mold erosion. Two layers of different molding sands are used to fill the pattern: a higher-strength molding sand, designed to increase the mold's rigidity in the metal-mold contact area, and a normal-strength sand, filling the remaining mold space. The molding sand consists of fresh sand and a binder with resins containing furfuryl alcohol. The filler sand consists of 15 to 85 parts by weight of fresh sand or 15 parts by weight of reclaimed sand and a binder with resins containing furfuryl alcohol. To improve the compaction of the molding sand, manual compaction is replaced by mechanical compaction using two asynchronous electric vibrating systems. During molding, water mist cooling pipes (coils) with active chillers were installed in the molding boxes. The system's operating principle was designed to target specific casting surfaces with the capacitive control elements (chillers), while the cooling coils are designed to support the chillers and, above all, accelerate heat removal from the entire mold. The mold technology precisely determines the type of molding sand used to create the mold, its composition, and its parameters. An innovative method of sand setting testing is used to measure the kinetics of the sand using a portable device that determines the hardening degree of the molding sand produced using self-hardening technology. Sand compaction testing was performed by cutting a sample from the finished mold, and the compaction degree was determined based on the calculated density of the samples.

Claims (15)

1. Sposób pionowego zalewania form wielkogabarytowych masywnych odlewów płytowych, znamienny tym, że wykonuje się dwie przystające do siebie części formy, każdą z nich w niezależnej skrzyni formierskiej ustawionej na płycie podmodelowej z umieszczonym w niej modelem wraz z elementami centrującymi, wyposażonej w zamocowany w jej wnętrzu co najmniej jeden aktywny segment chłodzący o kształcie dopasowanym do odlewu i znanej pojemności cieplnej, następnie każdy model zasypuje się najpierw masą przymodelową o zwiększonej wytrzymałości, a następnie masą wypełniającą, przy czym w trakcie zasypywania modelu formuje się układ wlewowy i rozpoczyna proces wibracyjnego zagęszczania masy formierskiej wprowadzając cały układ w drgania o częstotliwości okołorezonansowej, kontynuując go jeszcze przez czas odpowiadający 10% całkowitego czasu napełniania skrzyni formierskiej, a po związaniu masy formierskiej usuwa się modele i na wewnętrzne fragmenty części formy nanosi się powłokę formierską na bazie alkoholu izopropylowego, po czym po jego odparowaniu z powłoki formierskiej składa się obie części formy znajdujące się w dwóch skrzyniach formierskich i skleja ze sobą za pomocą kleju uszczelniającego, po czym zespala się ze sobą obie skrzynie formierskie śrubo-klinowymi elementami klamrującymi, a następnie po związaniu kleju uszczelniającego całość podnosi się do pozycji pionowej, po czym instaluje się zbiornik zalewowy na górnej ścianie skrzyni i podpina przewody łączące kolektor z aktywnymi segmentami chłodzącymi, po czym zalewa się formę ciekłym metalem i rozpoczyna się proces chłodzenia odlewu mgłą wodną.1. A method of vertical pouring of large-size massive plate castings into moulds, characterized in that two congruent mould parts are made, each of them in an independent moulding box placed on a sub-pattern plate with a model placed inside it together with centring elements, equipped with at least one active cooling segment mounted inside it with a shape adapted to the casting and of known thermal capacity, then each model is filled first with a sub-pattern sand of increased strength and then with a filling sand, while during the filling of the model, the gating system is formed and the process of vibratory compaction of the moulding sand is started, introducing the entire system into vibrations at a circum-resonant frequency, continuing it for a time corresponding to 10% of the total time of filling the moulding box, and after the moulding sand has set, the models are removed and a moulding coating based on isopropyl alcohol is applied to the internal parts of the mould part, and then, after the alcohol evaporates from the moulding shell, both parts are assembled The moulds located in two moulding boxes are glued together using sealing glue, then both moulding boxes are joined together using screw-wedge clamping elements, and then after the sealing glue has set, the whole thing is raised to a vertical position, after which a flood tank is installed on the upper wall of the box and the pipes connecting the collector to the active cooling segments are connected, after which the mould is poured with liquid metal and the process of cooling the casting with water mist begins. 2. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że stopień zagęszczenia masy wypełniającej wynosi nie mniej niż 1,5 g/cm2, a jej wytrzymałość po 24 h nie mniej niż 260 N/mm2.2. The method according to claim 1, characterized in that the degree of compaction of the filling mass is not less than 1.5 g/cm 2 and its strength after 24 h is not less than 260 N/mm 2 . 3. Sposób według zastrz. 1 lub 2 znamienny tym, że strzałka ugięcia skrzyni formierskiej na długości 1 m wynosi nie więcej niż 0,5 mm.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the deflection of the molding box over a length of 1 m is not more than 0.5 mm. 4. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że masa przymodelowa składa się z piasku świeżego oraz spoiwa z żywicami zawierającymi alkohol furfurylowy.4. The method according to claim 1, characterized in that the modeling mass consists of fresh sand and a binder with resins containing furfuryl alcohol. 5. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że masa wypełniająca składa się z w proporcji 15 do 85 części wagowych kolejno piasku świeżego i regeneratu oraz spoiwa z żywicami zawierającymi alkohol furfurylowy.5. The method according to claim 1, characterized in that the filling mass consists of a proportion of 15 to 85 parts by weight of fresh sand and reclaimed sand, respectively, and a binder with resins containing furfuryl alcohol. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że składnikiem powłoki formierskiej jest mączka cyrkonowa.6. The method according to claim 1, characterized in that the component of the molding coating is zirconium powder. 7. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że drgania o częstotliwości okołorezonansowej wywołuje się za pomocą wibratorów elektrycznych przymocowanych do ścian zewnętrznych skrzyni formierskiej w sposób zapewniający generowanie siły wymuszonej w kierunku poziomym równoległym do płaszczyzny płyty podmodelowej.7. A method according to claim 1, characterized in that the vibrations at the circum-resonance frequency are caused by means of electric vibrators attached to the outer walls of the moulding box in a way that ensures the generation of an enforced force in a horizontal direction parallel to the plane of the sub-model plate. 8. Sposób według zastrz. 1 zamienny tym, że ilość i rozmieszczenie amortyzatorów uzależnione jest od masy i gabarytów formy.8. The method according to claim 1, wherein the number and arrangement of shock absorbers depends on the mass and dimensions of the mold. 9. Sposób według zastrz. 1 lub 8 znamienny tym, że amortyzatory umieszczone są wzdłuż przeciwległych boków płyty podmodelowej.9. The method according to claim 1 or 8, characterized in that the shock absorbers are placed along opposite sides of the sub-model plate. 10. Sposób według zastrz. 1 lub 7 znamienny tym, że prędkość obrotowa wibratorów elektrycznych jest zmienna w zakresie od 0 do 12 000 obr/min.10. A method according to claim 1 or 7, characterized in that the rotational speed of the electric vibrators is variable in the range from 0 to 12,000 rpm. 11. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że wartość maksymalnej siły wymuszonej jest regulowana poprzez zmianę ilości i wielkości mas mimośrodowych przez rozpoczęciem procesu zagęszczania masy formierskiej.11. The method according to claim 1, characterized in that the value of the maximum forced force is adjusted by changing the number and size of the eccentric masses before starting the process of compacting the molding sand. 12. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że wartość przyspieszeń wibrowanego zestawu mierzona w każdym jego punkcie zawiera się w przedziale od 80 do 120 m/s2.12. The method according to claim 1, characterized in that the acceleration value of the vibrated set measured at each of its points is in the range from 80 to 120 m/ s2 . 13. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że aktywny segment chłodzący złożony jest z co najmniej dwóch płyt stalowych o kształcie dopasowanym do odlewu i znanej pojemności cieplnej, połączonych trwale z wężownicą rurową połączoną przewodem elastycznym o odpowiednim przekroju z modułem zasilania sprężonym powietrzem, wyposażonym w kolektor zasilający podłączony do sieci pneumatycznej, proporcjonalny regulator przepływu powietrza oraz strumienicę, która połączona jest z proporcjonalnym regulatorem przepływu wody, podłączonym do sieci wodnej.13. A method according to claim 1, characterized in that the active cooling segment is composed of at least two steel plates with a shape adapted to the casting and a known heat capacity, permanently connected to a tubular coil connected by a flexible pipe of appropriate cross-section to a compressed air supply module equipped with a supply manifold connected to the pneumatic network, a proportional air flow regulator and an injector which is connected to a proportional water flow regulator connected to the water network. 14. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że chłodzenie mgłą wodną prowadzi się w ten sposób, że do wężownic rurowych wprowadza się sprężone powietrze, po czym kontroluje w sposób ciągły jego temperaturę, a po osiągnięciu temperatury powietrza na wysokości 105°C do układu wprowadza się wodę i miesza ją ze sprężonym powietrzem wytwarzając mgłę wodną, która stanowi medium chłodzące; w dalszym ciągu procesu kontroluje się i reguluje ciśnienie i przepływ czynnika chłodzącego oraz stopień nasycenia powietrza wodą, zmieniając w ten sposób intensywność odbierania ciepła z płyt stalowych, natomiast gdy temperatura medium chłodzącego spada poniżej 105°C zamyka się dopływ wody, a proces chłodzenia kończy się gdy temperatura czynnika chłodzącego spada poniżej 80°C.14. A method according to claim 1, characterized in that the water mist cooling is carried out in such a way that compressed air is introduced into the pipe coils, and then its temperature is continuously monitored, and after the air temperature reaches 105°C, water is introduced into the system and mixed with the compressed air, producing water mist, which constitutes the cooling medium; in the further process, the pressure and flow of the cooling medium and the degree of air saturation with water are controlled and regulated, thus changing the intensity of heat removal from the steel plates, and when the temperature of the cooling medium drops below 105°C, the water supply is closed, and the cooling process is terminated when the temperature of the cooling medium drops below 80°C. 15. Sposób według zastrz. 14 znamienny tym, że sprężone powietrze wprowadza się do wężownic z prędkością w granicach od 300 do 1000 l/min.15. A method according to claim 14, characterized in that compressed air is introduced into the coils at a rate in the range of 300 to 1000 l/min.
PL441972A 2022-08-08 2022-08-08 A method of vertical pouring of large-size massive plate castings into molds PL249400B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441972A PL249400B1 (en) 2022-08-08 2022-08-08 A method of vertical pouring of large-size massive plate castings into molds
EP22205686.3A EP4316688A1 (en) 2022-08-08 2022-11-06 Method of vertical pouring large-size massive plate castings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441972A PL249400B1 (en) 2022-08-08 2022-08-08 A method of vertical pouring of large-size massive plate castings into molds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL441972A1 PL441972A1 (en) 2023-07-10
PL249400B1 true PL249400B1 (en) 2026-04-07

Family

ID=85800541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL441972A PL249400B1 (en) 2022-08-08 2022-08-08 A method of vertical pouring of large-size massive plate castings into molds

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4316688A1 (en)
PL (1) PL249400B1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2309271A (en) * 1941-11-22 1943-01-26 Raymond H Osbrink Apparatus for making mold members
CA1177221A (en) * 1980-12-04 1984-11-06 General Kinematics Corporation Vibratory method for packing foundry sand into a pattern prior to the pouring of molten metal
SE513287C2 (en) * 1998-11-06 2000-08-21 Volvo Lastvagnar Ab Method and apparatus for mold casting
DE10221074B4 (en) * 2002-05-10 2004-08-05 Dihag Deutsche Giesserei- Und Industrie-Holding Ag Casting mold for the production of a casting using the basic molding material and using such a casting mold
DE102014217701A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Huppert Engineering Gmbh & Co. Kg Process for producing metal casts

Also Published As

Publication number Publication date
EP4316688A1 (en) 2024-02-07
PL441972A1 (en) 2023-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109175307B (en) 3D printing sand mold antigravity casting forming method
CN100560534C (en) A kind of manufacturing method of alumina-based ceramic core
CN102294434B (en) Composite molding casting process
CN104525870A (en) Manufacturing method of buffer box body
CN107716872A (en) A kind of casting method of large-scale working ways
CN103212669A (en) Lost-foam casting model of engine cylinder body and casting method
CN114850417B (en) Sand paving vibration compaction device for preparing multi-material composite sand mold
CN103273007A (en) Casting technique of V12-type engine cylinder block
CN109047667A (en) A kind of buhl saw bearing block casting technique
CN105964921A (en) Large casting lost-foam resin sand casting process
CN114769547A (en) Chilling block for 3D printing sand mold and using method thereof
CN109093073A (en) A kind of cast shaping process based on evaporative pattern
CN110614345B (en) Pulley casting system and casting method thereof
CN106623795A (en) Running and feeding system on DISA line of small-size cylinder gray iron castings and design method of running and feeding system
JPH023656B2 (en)
CN112548036A (en) Production process for lost foam centrifugal casting
CN117020116A (en) Multi-material sand mold and ceramic hot and cold integrated conformal manufacturing method and device
Kumar et al. Casting
EP4316688A1 (en) Method of vertical pouring large-size massive plate castings
CN216801593U (en) Gas generator cylinder cover and sand mold thereof
RU2619548C2 (en) Manufacturing method of casts by gasified models
CN112846080B (en) Integral casting control method for rudder blade casting for large ship
CN103736927A (en) Core molding string casting and vertical casting method for small-size steel casting
PL205834B1 (en) Casting mould for production of casts using foundry moulding material and method of fabrication of casting moulds
CN112548075A (en) Method for casting thin-wall metal plate with fusion property by mould casting