МАШИНА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА Российский патент 2005 года по МПК B22D11/45 B22D11/07 

Настоящее изобретение относится к машине для непрерывной горизонтальной разливки металла, в частности алюминия, содержащей изолированный резервуар или емкость, предназначенную для жидкого металла, кристаллизатор, выполненный с возможностью отсоединения от резервуара, и изолирующую пластину, снабженную отверстиями, которые сообщаются с кристаллизатором. Кристаллизатор имеет предпочтительно круглую полость, стенки которой выполнены из проницаемого материала, например графита, для подачи масла и, по меньшей мере, один трубчатый канал, расположенный по окружности полости, для прямой подачи хладагента.

Известна машина для непрерывной разливки металла с прямым охлаждением, в которой через стенку полости, через кольцевой зазор или проницаемый элемент стенки подается масло для образования смазочной пленки между стенкой кристаллизатора и металлом (NO 302804 А, 27.04.1998).

Хотя разливочная машина такого типа функционирует достаточно хорошо, однако качество получаемого из нее литья намного ниже качества литья из аналогичной машины для вертикальной разливки, в которой кроме масла через стенку полости подается также и газ.

Одним из недостатков вертикальной разливочной машины является то, что она содержит большое количество кристаллизаторов. Поэтому такая машина неэкономична в изготовлении.

Кроме того, вертикальная разливочная машина предназначена для разливки слитков только определенной длины в полунепрерывном процессе. Это делает ее неэкономичной также и в эксплуатации.

Для разливки с применением горизонтальной разливочной машины требуется всего несколько кристаллизаторов, и процесс разливки ведется непрерывно. Слитки требуемой длины можно отрезать в процессе разливки. Машина для непрерывной горизонтальной разливки более экономична в изготовлении и эксплуатации.

В основу настоящего технического решения положена задача создания машины для горизонтальной непрерывной разливки металла, в частности алюминия, позволяющей получать литье, качество которого не уступает качеству аналогичного литья, получаемого из вертикальной разливочной машины.

Предложенная машина отличается тем, что кроме масла через проницаемый материал стенки подается газ и что между проницаемым материалом стенки и корпусом кристаллизатора выполнены кольцевые зазоры для распределения газа и масла по материалу стенки, и кольцевые зазоры разделены на секторы с помощью вставок и принимают масло и газ через отдельные питающие каналы для каждого сектора, что позволяет дифференцировать подачу масла и газа вокруг полости кристаллизатора.

В пунктах 2-5 формулы изобретения охарактеризованы предпочтительные признаки настоящего изобретения.

В дальнейшем изобретение поясняется более подробно на примере его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых

фиг.1 изображает частичный вид разливочной машины для непрерывной горизонтальной разливки длинных объектов, например алюминиевых заготовок;

фиг.2 изображает в увеличенном масштабе кристаллизатор, изображенный на фиг.1: а) поперечное сечение, и b) продольное сечение.

На фиг.1 изображена разливочная машина 1 согласно изобретению, которая содержит изолированный металлический резервуар или емкость 2 и кристаллизатор 3. Емкость 2 имеет боковое отверстие 4, ведущее в кристаллизатор 3, и между емкостью 2 и кристаллизатором 3 образован переход с помощью соединительного кольца 5 из теплоизоляционного материала. Кристаллизатор, со своей стороны, разъемно присоединен к держателю 6. С помощью шарнирного соединения 7 можно поворачивать держатель и кристаллизатор 3 из положения в контакте с соединительным кольцом 5 в отведенное в сторону положение, позволяющее заменять или ремонтировать кристаллизатор.

Кристаллизатор, более подробно показанный на фиг.2, имеет состоящий из двух частей круглый корпус, первая основная часть 8 которого снабжена просверленными отверстиями 10, 11 для подачи внутрь масла или газа, и проницаемыми кольцами 12, 13 полости, а вторая часть 9 корпуса имеет кольцевую выемку, образующую водоохлаждающий канал 14. Две части 8 и 9 корпуса соединены несколькими винтами 15. В свинченном виде между этими двумя частями образуется диагональная щель 16, как показано на чертеже, так что во время разливки вода течет из канала 14 через щель 16 по всей периферии слитка и наружу из выпускного отверстия полости 17.

Как отмечалось выше, имеются проницаемые кольца 12, 13, физически разделенные прокладкой, уплотнительным материалом 18 или т.п. Эти кольца образуют стенку полости 17.

Существенным признаком настоящего изобретения является то, что кольцевые зазоры 20 (см. фиг.2, в), образованные между корпусом 8 кристаллизатора и кольцами 12, 13, содержат вставки 21 (на чертеже показаны только две), которые делят кольцевые зазоры 20 на два сектора или больше. Это позволяет дифференцировать подачу газа и масла по окружности полости. Такое дифференцирование, в частности подачи газа, позволяет улучшить результаты разливки.

Подача газа в полость кристаллизатора горизонтальной разливочной машины не была известна ранее. Для отвода избыточного газа и для предотвращения его попадания в слиток в процессе разливки, в стенке кристаллизатора (кольце 12) выполнено отверстие 29. Газ подводится в кольцевой зазор снаружи кольца 12, а затем через отверстие в корпусе 8 (дальше не показано) выводится в атмосферу или в подходящий сборник или т.п. для газа.

На впускном отверстии полости 17 установлена пластина 19 из теплоизоляционного материала (утепленная надставка), которая зафиксирована с помощью стопорного кольца 22 через винтовое соединение 23.

Так как стенка полости 17, т.е. кольца 12, 13, образует во время разливки область первичного охлаждения, площадь поверхности стены является одним из факторов, определяющих охлаждение металла.

Изолирующая пластина 19 может в зависимости от типа сплава и требуемого первичного охлаждения в некоторой степени заходить в кольцо 12 (в позиции 24).

Так как пластину можно отсоединять, она легко заменяется, что позволяет разливать разные типы сплава в один и тот же кристаллизатор.

Разливочная машина согласно изобретению работает следующим образом.

Жидкий металл, например алюминий, заливают в емкость 2 из разливочной печи или т.п. (не показано). Металл течет через отверстие 4 и отверстия 25, 26 в пластине 19 в полость 17.

В начале операции разливки выпускное отверстие 27 кристаллизатора 3 закрыто подвижным литейным башмаком (не показан). Когда металл заполнит полость 17, башмак начинает перемещаться, и через щель 16 подается вода, а через кольца 12, 13 подаются газ и масло.

По мере движения башмака и пополнения полости металлом из резервуара образуется длинный слиток. Башмак удаляют, когда слиток достигает определенной длины. Так как процесс разливки ведется непрерывно, можно получать слиток практически любой длины. Однако целесообразно разрезать его (не показано) на отрезки, подходящие для экструзии или других целей.

Как отмечалось выше, разливочная машина выполнена с возможностью дифференциальной подачи масла и газа по окружности.

В частности, в отношении подачи газа было обнаружено, что целесообразно подавать некоторое количество газа вокруг всей окружности полости в начале процесса разливки. Затем после того как процесс разливки стабилизируется, подачу газа в верхнюю область полости уменьшают. В этой связи предпочтительно, чтобы кольцевой зазор 20 для подачи газа был разделен на два сектора, верхний и нижний, с помощью ограничителей 21.

Кроме того, для первичного охлаждения, т.е. охлаждения через кольца 12, 13 в полости 17 корпус 8 кристаллизатора целесообразно выполнить из стали вместо обычно используемого алюминия, чтобы уменьшить охлаждение. Для дополнительного уменьшения охлаждения можно также экранировать охлаждающий канал 14 (уменьшить теплопередачу в него), установив изолирующую пластину 28, например из плексигласа, на стороне той части корпуса, которая обращена к охлаждающему каналу.

Изобретение, охарактеризованное в формуле изобретения, не ограничено вариантами, проиллюстрированными на чертежах и описанными выше, следовательно, вместо двух отдельных колец 12, 13 можно использовать всего одно кольцо для подачи масла и газа.

Изобретение относится к области металлургии. Машина для непрерывной горизонтальной разливки металла содержит изолированный резервуар или емкость, предназначенную для жидкого металла, в частности алюминия, кристаллизатор (3), выполненный с возможностью отсоединения от резервуара или емкости, с изолирующей пластиной (19), снабженной отверстиями (25, 26), сообщающимися с кристаллизатором. Кристаллизатор (3) имеет предпочтительно круглую полость (17) со стенкой (12,13) из проницаемого материала для подачи масла и газа в полость кристаллизатора, и, по меньшей мере, одну кольцевую щель (16) или насадку, расположенную по окружности полости для прямой подачи хладагента. Между проницаемым материалом стенки и корпусом (8) кристаллизатора для распределения газа и масла по материалу стенки образованы кольцевые зазоры, разделенные на секторы с помощью вставок и принимающие масло и газ через отдельные питающие каналы (10, 11) для каждого сектора, что позволяет дифференцировать подачу масла и газа по окружности. Технический результат - получение литья на машине для непрерывной горизонтальной разливки металла, качество которого не уступает качеству аналогичного литья, получаемого при использовании вертикальной разливочной машины. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Машина для непрерывной горизонтальной разливки металла, содержащая изолированный резервуар или емкость (2), предназначенную для жидкого металла, и кристаллизатор (3), выполненный с возможностью отсоединения от резервуара или емкости (2), с изолирующей пластиной (19), снабженной отверстиями (25, 26), сообщающимися с кристаллизатором, причем кристаллизатор (3) имеет предпочтительно круглую полость (17) со стенкой (12, 13) из проницаемого материала для подачи газа в полость кристаллизатора и, по меньшей мере, одну кольцевую щель (16) или насадку, расположенную по окружности полости для прямой подачи хладагента, при этом предусмотрена подача масла в полость кристаллизатора, отличающаяся тем, что машина предназначена для разливки, в частности, алюминия, при этом через проницаемый материал стенки (12, 13) подаются масло и газ, причем кольцевые зазоры (20) образованы между проницаемым материалом стенки и корпусом (8) кристаллизатора для распределения газа и масла по материалу стенки, причем кольцевые зазоры (20) разделены на секторы с помощью вставок или подобных ограничителей (21) и принимают масло и газ через отдельные питающие каналы (10, 11) для каждого сектора, что позволяет дифференцировать подачу масла и газа по окружности.2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что стенка содержит два кольца (12, 13), физически разделенных прокладкой (18) или подобным элементом.3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что каждый кольцевой зазор (20) разделен на два сектора - верхний и нижний.4. Машина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что газ подается через проницаемый материал в области (12) стенки, более близкой к изолирующей пластине (19), а масло подается через проницаемый материал в области (13) стенки, более удаленной от пластины (19).5. Машина по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что для выпуска избытка газа в верхней части полости кристаллизатора выполнено выпускное отверстие или канал (29).