СПОСОБ ИНВЕРСИОННОГО ЛИТЬЯ ПОЛОСЫ Российский патент 1995 года по МПК B22D11/06 

Изобретение относится к литейному и металлургическому производствам, в частности к непрерывному получению полосы из расплава.

Известен способ литья полосы с помощью вращающегося вакуумируемого валка с газопроницаемым ободом, частично погруженного в расплав, к ободу которого присасывают металл с последующим его затвердеванием в виде полосы (патент N 1836841).

Способ имеет ограничения по толщине полосы (трудно получить полосу толщиной свыше нескольких миллиметров), а также недостатком является значительная шероховатость полосы.

Известен способ инверсионного литья, включающий подачу полосы-подложки в ванну с расплавом, намораживание на полосе-подложке металла и удаление ее из ванны в виде композиционного изделия.

Способ имеет следующие недостатки. Для производства конечного продукта в качестве подложки используют готовую полосу, на изготовление которой затрачены материальные средства, использовано оборудование и производственные площади. В ряде случае необходимо иметь одинаковый химический состав полосы-подложки и намораживаемых слоев, что не всегда легко достичь. Для подачи полосы-подложки в расплав требуются специальные приводные направляющие валки, приспособления для размотки полосы, что увеличивает энергозатраты, габариты установки и занимаемую ею площадь.

Целью изобретения является совмещение изготовления полосы-подложки и конечного продукта, а также усовершенствование метода подачи полосы-подложки в расплав.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа инверсионного литья подачу полосы-подложки в расплав осуществляют с одновременной ее отливкой из расплава с помощью вращающегося вакуумируемого валка с газопроницаемым ободом, частично погруженного в ванну с расплавом. В варианте способа подачу полосы-подложки осуществляют при снятии ее с вакуумируемого валка вблизи зеркала расплава или в глубине расплава. Варианты охлаждения отбойника и валка повышают производительность способа.

Такое техническое решение позволяет совместить процесс получения тонкой полосы-подложки с изготовлением конечного продукта. Вместо подачи приводными направляющими валками с размоткой полосы из рулона применяют подачу полосы-подложки одним вакуумируемым вращающимся (приводным) валком, на котором ее отливают. За счет разрежения полоса-подложка плотно прижимается к валку, что исключает применение второго прижимного валка. Конечный продукт (полоса) имеет однородный состав, т.к. формируется в ванне из одного расплава. Возможно получение композиционного (биметаллического) продукта при использовании двух расположенных рядом ванн с двумя расплавами, когда из одной ванны намораживают на валок, а во вторую подают полосу-подложку. Охлаждение хладагентом отбойника позволяет частично охладить полосу, скользящую по нему, а отбойник с перфорированной стенкой позволяет передать хладагент через вакуумируемый проницаемый обод внутрь него, охлаждая этот обод.

На фиг. 1 изображена схема литейной установки; на фиг.2 схема расположения водоохлаждаемого отбойника; на фиг.3 схема конструкции отбойника с перфорированной стенкой.

Для получения полосы-продукта 1 установка имеет ванну 2 с расплавом 3, в которую погружен валок 4 с газопроницаемым ободом 5 (фиг.1). С валка при помощи отбойника 6 (или другого устройства, например ролика) снимают намороженную полосу-подложку 7. Вакуумируют валок через клапан 8. Для вытягивания полосы 1 служат приводные валки 9. Для подачи хладагента в полость отбойника имеется патрубок 10, а для удаления хладагента патрубок 11 (фиг.2). Для подачи хладагента в полость отбойника имеется патрубок 12, корпус отбойника имеет перфорированную стенку 13, через которую хладагент проникает под воздействием вакуума через проницаемый обод 5 внутрь валка (фиг.3).

Обод 5 валка обычно выполняют из перфорированной полосы, футерованной песчаной смесью. Возможно применение пористого керамического материала (пенокерамического).

Способ осуществляют следующим образом.

Полосу-продукт 1 получают инверсионным литьем в ванне 2 из расплава 3. Путем вращения валка 4 с перфорированным ободом 5 при использовании отбойника 6 получают полосу 7. Последнюю намораживают путем присасывания к валку, который вакуумируют через клапан 8. При помощи валков 9 вытягивают полосу-продукт 1 из ванны 2. Намораживаемая полоса-подложка 7 имеет высокую шероховатость поверхности, что увеличивает ее контактную поверхность с расплавом 3 и тем самым способствует ускорению намораживания.

Для охлаждения полосы 7 и валка 4 могут использоваться известные способы: обдув поверхности валка, подача внутрь хладагента через центральную часть боковины и др. (не показаны). Охлаждение отбойника 6 путем подачи в его полость хладагента (газа или жидкости) через патрубок 10 и удаление через патрубок 11 дополнительно охлаждает полосу 7 и ускоряет процесс намораживания на нее металла.

При изготовлении отбойника 6 с полой стенкой 13, через нее подают по патрубку 12 хладагент в полость валка 4. Если хладагент является газом, то он отсасывается через клапан 8, если жидкостью, то удаляется по трубопроводу (не показан).

Размещение отбойника 6 вблизи зеркала расплава 3 или в глубине расплава позволяет снять полосу 7 таким образом, что поверхность валка не может контактировать с атмосферным воздухом. Этим исключается подсос воздуха через газопроницаемую поверхность обода 5, что снижает потребную мощность вакуум-насоса. Поверхность валка используется для охлаждения полосы 7 с наибольшей эффективностью. Помещение отбойника 6 в расплав 3 способствует образованию в нем дополнительных гетерогенных источников кристаллизации, что способствует реализации процессов, как намораживания полосы на валок, так и инверсионного литья.

Способ позволяет использовать для литья весьма компактную установку, сочетающую получение как полосы-подложки, так и полосы-продукта. Это экономит энергозатраты, производственные площади и т.п. Полоса, снятая с валка, подчас являясь непригодной из-за высокой шероховатости поверхности для использования, успешно используется для инверсионного литья.

Сущность изобретения: отливку и подачу полосы подложки в ванну с расплавом осуществляют при помощи вакуумируемого вращающегося валка с газопроницаемым ободом, частично погруженного в ванну с расплавом. Полоса подложка намораживается на вращающийся валок и вблизи зеркала или в глубине этого же или другого расплава ее снимают с валка, далее продолжается ее движение в расплаве, осуществляется намораживание на ней металла и удаление ее из ванны. 2 з. п. ф лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ИНВЕРСИОННОГО ЛИТЬЯ ПОЛОСЫ, включающий подачу полосы-подложки в ванну с расплавом, намораживание на ней металла и удаление готовой полосы из ванны и сматывание ее в рулон, отличающийся тем, что полоску-подложку изготавливают из того же материала, что и готовую полосу, причем получение полосы-подложки, снятие ее с валка, подачу в расплав и намораживание на нее полосы производят одновременно посредством валка, частично погруженную в ванну с расплавом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что снятие полосы-подложки с валка осуществляют посредством отбойника, который охлаждают путем пропускания через него хладагента. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что газопроницаемый обод валка охлаждают путем пропускания через него хладагента, подавая хладагент через перфорированную стенку отбойника.