Устройство для непрерывного или полунепрерывного литья металлических заготовок Советский патент 1993 года по МПК B22D11/10 

Изобретение относится к устройству для непрерывного или полунепрерывного литья металлических материалов, в частности прямоугольных отливок из алюминия, которое содержит сквозной кристаллизатор, имеющий открытое впускное отверстие для заливки жидкого металла и открытое выпускное отверстие со средствами подачи 1юды для охлаждения металла, причем по- /ость кристаллизатора, на расстоянии от его впускного отверстия, оснащена пронимаемым кольцом для подачи масла и/или газа так, что слой масла и/или газа образуется между металлом и стенкой, посредством чего предотвращается контактирование металла со стенкой кристаллизатора до его затвердевания.

Цель изобретения - удешевление и упрощение изготовления устройства, повышение качества отливаемых заготовок за счет устранения утечки смазки и равномерного ее распределения в полости кристаллизатора.

На фиг.1 изображен вертикальный поперечный разрез боковой стенки кристаллизатора для литья прямоугольных отливок, в которой применяется кольцо в соответствии с изобретением; на фиг.2 - то же, ваоиант

00

со

О 00

к

СА)

выполнения; на фиг.З - вид сверху кольца в уменьшенном масштабе; на фиг.4 - вид в поперечном сечении круглого кольца, состоящего из кольцевых элементов; на фиг.5 - вид различных элементов кольца, из которых состоит кольцо по фиг.4; на фиг.6 - вариант кольца, выполненного из кольцевых элементов.

Поскольку отливки прямоугольной формы, то кристаллизатор в соответствии с настоящим примером имеет четыре стенки, каждая с внутренней конфигурацией, как показано на фиг.1,

Сквозной кристаллизатор содержит верхнюю открытую вверх впускную часть 2, выступающую внутрь среднюю часть 3 и .нижнюю часть 4, которая, открыта вниз и имеет соотношение длины и ширины в соответствии с измерениями поперечных сечений отливки.

У отверстия части 4, то есть выпускного отверстия кристаллизатора, предусмотрена опора 5, котораяможет перемещаться в вертикальном направлении посредством узла из поршня/цилиндра или подобного устройства (не показано). Эта опора герметизирует отверстие изложницы в начале цикла литья.

Стенка впускного отверстия кристаллизатора сострит из наружной рамы 6, изготовленной из стали, на внутренней стороне которой предусмотрена плита 7 из огнеупорного материала. Также рама подсоединена к раме основания 18, изготовленной из стали.

Сзади огнеупорной плиты 7 предусмотрены вспомогательные части 8, 9 из огнеупорного материала, образующие среднюю часть кристаллизатора, так называемую утепленную прибыльную надставку 10.

Утепленная прибыльная надставка 10 образует узкий проход в направлении потока металла и образует выступ с плоской частью 11 у впускного отверстия 4.

Огнеупорные части прикреплены одна к другой посредством винтового соединения 13, которое, в свою очередь, крепится к алюминиевой/стальной втулке 12 другим винтовым соединением 13. Втулка 12 в своей нижней части выполнена с проходящим внутрь выступом 15, который с его торцевой стороны 16 образует нижнюю боковую сторону нижней части 4. Кроме того, втулка имеет угловую конфигурацию, где одна из ножек 17 выступает наружу в противоположном направлении относительно выступа 15. Ножка 17 и следовательно также втулка 12 жестко крепятся к раме основания 12 посредством винтового соединения,

Между выступом 15 и утепленной прибыльной надставкой 10 установлено проницаемое кольцо 20, которое с его внутренней стороной 23 образует верхтою стенку кристаллизатора. Кольцо в на- стоящем примере также оснащено проходящей внутрь ступенькой 25, где сторона 24, обращенная вниз, в некоторой степени сдвинута (на более высокий уровень) относительно горизонтальной части 11 утепленной прибыльной надставки (примерно 1-2 мм).

Когда во время процесса литья подается газ, в этой зоне образуется газовая полость,

5 которая обеспечивает получение изолирующего слоя между кольцом и расплавом и равномерное распределение газа по всей периферии кристаллизатора. Проницаемое кольцо 20 выполнено с

0 двумя отверстиями 21, 22 в продольном (окружном) направлении кольца. Одно из отверстий 21, которое несколько находится на внутренней стороне уголка и ниже уголка между утепленной прибыльной надставкой

5 и стенкой 23 кристаллизатора, используется для подачи газа к кольцу, в то время как верхнее отверстие 22 используется для подачи масла к кольцу. Масло и газ подают к кольцу под определенным давлением, и по0 скольку стороны кольца, за исключением сторон 23, 24, обращенных к полости кристаллизатора, где находится металл во время литья, оснащены уплотнителем, газ и масло проникают в кольцо из отверстий 21,

5 22 и поступают в полость. На чертеже стороны, выполненные с уплотнителем, отмечены несколько более толстыми линиями.

Кольцо 20 у своего нижнего конца оснащено язычком 27, который соответствует ка0 навке 26 в выступе 15 втулки. Кольцо поджимается и жестко крепится к втулке 12 посредством просто/о винтового крепежного соединения. Рама 18 основания изготовлена из квадратных труб 29. Вода подается

5 в кристаллизатор через эти трубы и далее через паз между ножкой 17 вставки и пазовым профилем 31 для воды. На выступе 15 вставки предусмотрен выступающий вниз язычок 32, отклоняющий струю воды и на0 правляющий ее вниз и внутрь к отливаемому металлу,

Процесс литья осуществляется следующим образом.

Опору 5 устанавливают в ее верхнем

5 положении, уплотняя выпускное отверстие кристаллизатора, масло и газ подают к кольцу 24, при этом одновременно открывается клапан для подачи воды. Теперь расплав металла, например, алюминия можно заливать во впускное отверстие изложницы 1.

Как только металл в нижней части кристаллизатора начнет затвердевать, опору можно опустить. Очень скоро по периферии кристаллизатора в углу под прибылью 10 будет образовываться газовый пузырь и когда металл проходит вниз, то между металлом и стенкой кристаллизатора образуется газовая и масляная пленка или слой.

Когда стенки кристаллизатора образуют прямоугольное отверстие, то образуется слиток прямоугольного сечения. Цикл литья прекращается, когда опора достигает ее самого нижнего положения. Литье описанного типа определяется как полунепрерывное литье. Литьеосущест- вляют не только в одном кристаллизаторе за один раз, но одновременно в нескольких кристаллизаторах, когда они соединены группами.

Фиг.2 показывает сечение стенки кри- сталлизатора на участке, где масло подает- ся к проницаемому кольцу 20. Как видно на фиг.2, масло подается через отверстия 33, 34 в вставке 12 и далее через поперечное отверстие 35 в отверстие 22 в кольце. Между кольцом 20 и втулкой 12 раепо- ложена прокладка (уплотнительное кольцо) 36, которая препятствует маслу проходить в полость между втулкой и кольцом. Для под- ачи газа в другое отверстие 21 предусмотре- но соответствующее приспособление (не показано).

Фиг.З показывает кольцо 20 в уменьшейном масштабе, как это видно сверху. Кольцо состоит из нескольких элементов,

соединенных друг с другом на их попереч- ных торцах 40. В этом примере кольцо состоит из шести длинных боковых элементов 37, двух коротких торцовых элементов 39 и

четырех угловых элементов 38. Пунктирные линии на чертеже (позиция 41) показывают. где источник подачи масла и газа соединен с кольцом. Как можно увидеть, масло и газ

подают в каждой длинной стороне и каждо- му короткому торцу соответственно.

Хотя фиг.З показывает проницаемое

кольцо, изготовленное из нескольких эле- ментов, однако в объеме изобретения очеВИДНО ВОЗМОЖНО ИЗГОТОВИТЬ КОЛЬЦО ИЗ

одного куска проницаемого материала. Также ясно, что кольцо согласно изобретению может иметь другие сечения, а не только те, которые показаны на фиг. 1 и 2, причем его . можно применять для литья слитков других форм, а нетолькотех, которые упоминались. На фиг.4 и 5 показано сечение круглого кольца, собранного путем склеивания и ко- торое применяют в устройства для литья слитков круглой формы. Кольцо изготовлено из элементов 42. 43. 44, снабженных канавками 45. которые после сборки образуют прямоугольные или круглые отверстия 46 в кольце.

Фиг.6 показывает другой пример про5 ницаемого кольца, изготовленного из двух элементов кольца, причем верхний элемент 47 кольца частично перекрывает нижний элемент 48. Оба элемента 47, 48 прикреплены друг к другу при помощи склеива0 ния.

Между обоими элементами кольца в их периферийном направлении образована щель для подачи масла к кольцу через два диаметрально расположенных отверстия 50

5 (на фигуре видно только одно отверстие). Перекрытие элементов обеспечивает более равномерное распределение масла через кольцо..

Газ можно подавать к элементу 48 коль0 ца через канавку 50, проходящую по окружности кольца.

Формула изобретения

1.Устройство для непрерывного или 5 полунепрерывного литья металлических заготовок, преимущественно прямоугольных слитков из алюминия, содержащее сквозной кристаллизатор, на выходной части которого расположены средства для подачи

0 охлаждающей воды на заготовку, а на входной части установлена утепленная прибыльная надставка из теплоизолирующего материала, внутренний диаметр которой меньше диаметра полости кристаллизато5 ра, проницаемое кольцо и средства для подачи масла и/или газа в полость кристаллизатора для исключения контакта металла с его стен кой до затвердевания.при этом кольцо установлено в стенке кри0 сталлизатора в угловой зоне под надставкой, отличающееся тем, что, с целью удешевления и упрощения изготовления устройства, повышения качества отливаемых заготовок путем устранения утечки смазки и

5 равномерного ее распределения в полости кристаллизатора, пронимаемое кольцо выполнено с уплотнителем, расположенным на его поверхности, обращенной в сторону стенки кристаллизатора и надставки, для

0 исключения утечки масла и/или газа через указанную поверхность, а средства для подачи масла и/или газа представляют собой выполненные в кольце продольные каналы и соединенные с ними радиальные каналы в

5 стенке кристаллизатора.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я .тем, что в кольце выполнены два параллельных продольных канала, верхний из которых предназначен для под.ччи масла, з нижний - для подачи гчза.

3, Устройство по п.2, о г л и ч а ю щ е е- с я тем, что кольцо в поперечном сечении имеет прямоугольную форму, при этом часть его верхнего участка заглублена в прибыльную надставку.

4,Устройство по п. 2, о т ли ч а ю ще е с я тем, что кольцо в поперечном сечении выполнено ступенчатым, при этом его верхняя ступень выступает в рабочую полость кристаллизатора с образованием угловой зоны, а нижний торец этой ступени расположен на одном уровне или с небольшим превышением уровня нижнего торца прибыльной надставки.

5. Устройство по п.4, 6 т ли чаю щ е е- с я тем, что нижний канал расположен на уровне угловой зоны кольца между верхней

и нижней ступенями, а верхний канал - над угловой зоной кольца.

6.Устройство по п.1 .отличающее- с я тем, что кольцо закреплено посредством крепежного приспособления.

7.Устройство по п.З, отличающееся тем. что кольцо выполнено из отдельных элементов, поперечные торцы которых склеены между собой.

8.Устройство по п.1,отличаю щее- С я тем, что кольцо в поперечном сечении имеет форму круга и выполнено из отдельных элементов с канавками с возможностью образования продольного канала в кольце после его сборки, например, посредством склеивания.

Устройство для непрерывного или полунепрерывного литья металлических материалов, в частности прямоугольных {алюминиевых слитков, содержит кристалли- |затор, который имеет открытое впускное отверстие для заполнения расплавленного металла и полость с открытым выпускным отверстием со средством для подачи воды для охлаждения металла. В полости кристаллизатора на расстоянии от его впускного отверстия установлено проницаемое кольцо для подачи масла и/или газа, так чтобы между металлом и стенкой изложницы образовывался слой масла и/или газа, с тем, чтобы исключить контакт металла со стенкой кристаллизатора до его затвердевания, Поверхность кольца, за исключением стороны, обращенной к полости кристаллизатора, снабжена упло няющим агентом, который препятствует утечке масла и/или газа через поверхность. Кольцо в направлении его периферии может быть выполнено с продольными отверстиями для подачи масла и/или газа в упомянутые отверстия через отверстия в стенке кристаллизатора и дальше в графитовое кольцо снаружи кристаллизатора. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

.31

Ј гпф

Ш9С81

44

44

фиё.5

фие.6