CS651489A3 - Process of filling a cast-iron mould of a device for continuous casting ofsheet bars and a filing set for making the same - Google Patents

Description

1 Ζ 2931

Vynález se týká způsobu plnění kokily zařízení pro ply-nulé lití ploštin taveninou svislým licím proudem vystupují-cím z hrdla výlevky, napojené na rozdělovač kovu licí trub-kou, přičemž se hladina taveniny v kokile reguluje množstvímkovu vstupujícího do licí trubky.

Vynález se také týká soupravy pro plnění trubky.

Jsou známa plnicí zařízení kokily taveninou pro plynulélití ploštin, která ve většině případů zaohovávají základníkoncepci strojů pro plynulé lití bram, a sice kokilu, kmitáníkokily, podpěrné zařízení a chlazení tovaru nebo bram vystu-pující z kokily činností válců.

Kokila se plní taveninou zpravidla jednou nebo několikakalibrovanými výlevkami spojenými s rozdělovačem taveniny,který je při lití taveniny v pevné poloze nad kokilou. Vrch-ní část kokily je rozšířena za účelem zasunutí výlevky. Hla-dina volného povrchu kovu v kokile se zjišťuje vhodným pří-strojem řídícím regulační zařízení množství taveniny a jelikožtím, že výstup tohoto zařízení působí na regulační prostředkyvstupního úseku výlevky, mění se její vstupní úsek, což«mávliv na objem vsázky, množství taveniny ve výlevce, výšku hla-diny taveniny v kokile a rychlost vytahování tovaru. Při provozu je ústí výlevek v pevné poloze uvnitř kokily,a to tak, aby zajišťovalo svislý vtok taveniny, jak v případě,kdy je výlevka ponořena do taveniny nebo ústí v kokile nad hla-dinou taveniny. Montáž výlevek na pevném místě v kokile jeznáma například z britského patentu č. 1 083 262 a 1 157 818a z francouzského patentu č. 1 509 266.

Je rovněž známé chránit volný povrch taveniny a vtok licíhoproudu z výlevky, umístěné nad hladinou taveniny zkapalněnýmneoxidujícím plynem nad hladinou taveniny tak, aby se zabrá-nilo její oxidaci a vytváření vměstků. Francouzský patentč. 2 403 849 popisuje způsob realizace takového ochrany.

Tyto známé způsoby a zařízení pro plynulé lití ploštinmají různé nevýhody. V případě, že se odlévá s výlevkou připev-něnou nad volným povrchem taveniny, má proud kovu vystupujícíz kalibrovaného hrdla výlevky tendenci ztrácet značně soudrž-nost, odchylovat se od teoretické dráhy určené válcem, kterýmá stejný průřez jako proud kovu, jímž byl vytvořen v bezpro-střední blízkosti kalibrovaného hrdla, přičemž odchylka jetím větší, čím je větší výška proudu kovu, což je na újmu me-talurgické homogenity tovaru, zvláště, když je tímto tovaremploština.

Navíc je známo, že při tomto způsobu lítí nevyplňuje kovzcela licí trubku a při stlačení působí jako čerpadlo nasá-vající okolní vzduch, čímž se do trubky dostává v důsledku pó-rovitosti žáruvzdorné trubky vzduch, který oxiduje tekutý kov.

Vzhledem k tomu se u běžných zařízení pro plynulé litíčastěji používá výlevky ponořovací, čímž se zabraňuje potřeběchránit proud taveniny vystupující z výlevky shora uvedenýmzpůsobem. Je však známo, že v tomto případě i při odlévánítovaru o velkém průměru, má kov tendenci tuhnout na volném po-vrchu v kokile, čímž vznikají mezi koncem ponořené výlevky astěnami kokily nežádoucí ztuhlé mosty. Navíc je životnost vý-levky omezena erozí, k níž dochází v úrovni menisku. V tomto případě plynulého lítí hrám nebo ploštin vzhle- dem k tomu, že rozměr licí komory kokily je vzhledem k jejímu příčnému rozměru, to jest k její šíři menší, jsou stěny kokily velmi blízko výlevky nebo výlevek a nebezpečí tvoření tuhnoucích mostů je tím větší· Mimoto v závislosti na tvaru kenálů výlevky se tvoří přednostní oirkul ční proudy taveniny a při určitémSk rozdělení taveniny vzniká nebezpečí koncentrace vměstků vurčitýoh oblastech, zvláště pod licí trubkou· Úkolem vynálezu je odstranit tyto nedostatky a zvýšitmetalurgickou jakost plynule odlévaných ploštin·

Vynález splňuje uvedený úkol způsobem, jehož podstataspočívá v tom, že se spodní konec výlevky udržuje uvnitř kokilyve stanovené konstantní vzdálenosti nad volným povrchem taveni-ny obsažené v kokile posouváním rozdělovače ve svislém směruv závislosti na změnách volného povrchu taveniny vůči pevnéreferenční hladině, přičemž se lioí proud taveniny promícháváve vodorovném směru rovnoběžném s hlavními stěnami kokily po-souváním rozdělovače taveniny, výlevky a lioí trubky, kteréjsou k němu připevněny· V důsledku tohoto opatření zůstává výška licího proudutaveniny vystupujíoí z výlevky konstantní a oo nejtenčí bezohledu na volný povrch taveniny v kokile, takže spájení vy-volané v licím proudu taveniny v kovu tovaru při tuhnutí jestále homogenní· Různé části hlavních stěn kokily ležících v blízkostivolného povrchu taveniny v kokile a tento volný povrch se postupně promíchávají licím proudem taveniny, což rovněž při-spívá k homogennímu spájení taveniny v horní části tovaru přijeho tuhnutí, odstraňují se nepravidelnosti při tuhnutí, aodstraňuje se zvláště, když je konec výlevky nad hladinou ta-veniny, vytváření mostů vzniklých nestejnoměrným tuhnutím ta-veniny.

Tekutý kov vstupující do rozdělovače musí týt dohré jakos-ti a není radno jej měnit. Aby se°&osáhlo se licí trubka avýlevka obklopují podle vynálezu vrstvou zkapalněného plynu,neoxidujícího taveninu, protékajícího licí trubkou a výlevkou,a vrstvou zkapalněného plynu se pokrývá volný povrch taveninyobsažené v kokile do výšky, která se alespoň rovná vzdálenostimezi spodním koncem výlevky a volným povrchem taveniny. licí trubka a výlevka jsou opatřeny pouzdrem připevněnýmk rozdělovači, přičemž mezi nimi vytvořená prstencovitá komoraje spojena se zdrojem zkapalněného plynu a zaústěna nad vol-ným povrchem taveniny obsažené v kokile prstencovitým hrdlem,přičemž se zkapalněný plyn uvádí v prsteneovité komoře dooirkulaoe a vytéká prstencovitým hrdlem nad volný povrch tave-niny· Tím chrání neutrální zkapalněný plyn licí proud taveninya taveninu v kokile proti oxidaci kyslíkem obsaženým ve vzduchu.Savíc pouzdrem a~ zkapalněným plynem obsaženým v prstene ovitémprostoru se zvyšuje těsnost licí trubky. Tepelná izolace, jížbylo dosaženo plynem a pouzdrem, přispívá k udržení licí trubky vco nej vyšší teplotě, čímž se zabraňuje usazování oxidů napří-klad oxidu hlinitého, který je u známých zařízení hlavní příčinou ucpávání licí trubky. Činitele způsobujícího proti sálánítepla z taveniny zvýšený odraz pohlcuje zkapalněný plyn.

Licí trubka a výlevka jsou tedy tepelně izolovány a chráněnyproti změnám teploty protékající taveniny.

Na zkapalněný plyn v prstencovíté komoře příznivě působítlak podobný střednímu ferostatickému tlaku v licí trubce,kte-rý odstraňuje alespoň zčásti radiální napětí v licí trubce vdůsledku ferostetického tlaku a prodlužujíoí tak životxno?tlicí trubky a výlevky· Rozdělovač se posouvá v jednom směru podobu rovnající se čtvrtině doby» jíž je třeba k protaženítovaru kokilou.

Vynález se týká též soupravy pro plnění kokily, sestáva-jící z rozdělovače taveniny umístěné nad kokilou a opatřenélicí trubkou, na jejímž spodním konci je připevněna výlevkaa ze zátkové tyče, umístěné nad hrdlem licí trubky a určenék regulaci množství kovů v licí trubce, z měřicího a regulačníhozařízení výšky hladiny taveniny v kokile, spřaženého se zátkovoutyčí, přičemž spodní konec výlevky je umístěn uvnitř kokilynad volným povrchem taveniny obsažené v kokile. Tato soupravaje zvláště určena k provádění způsobu podle vynálezu a jejípodstata podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje prostředekpro posuv rozdělovače ve vodorovném směru k promíchávání tave-niny, rovnoběžném s hlavními stěnami kokily.

Další výhody a charakteristické znaky vynálezu vyplynouz níže uvedeného popisu s odvoláním na připojené výkresy, kdeznačí obr. 1 podélný řez horní částí zařízení pro plynulé li-

F tí ploštin způsobem podle vynálezu v rovině 1 - I na obr.2, obr. 2 příčný řez tímtéž zařízením v rovině II - II na obr.1,obr. 3 je principiálně schéma znázorňující regulační zařízenívýšky hladiny kovu v kokile, obr. 4 rozdělovač ve střední po-loze při bočním posuvu, obr. 5 rozdělovač v jedné z konco-vých poloh bočního posuvu a obr. 6 diagram znázorňující ná-razové body proudu taveniný na Část ploštiny umístěné v ko-kile po dvou posunech tam a zpět rozdělovače. HLnicí zařízení £ se skládá z rozdělovače obsahujícíhoroztavenou ocel a hrdlo £ uspořádané napříč dna rozdělovače £.Rozdělovač £ zásobuje plynule svislým lícím proudem £ ta-veniny kokilu 2, z jejíhož spodku je rovněž plynule vytahovánazčásti ztuhlá ploština. Kokila 2 může svisle kmitat. Svislýlicí proud 6 taveniný vystupuje z kanálu X výlevky 8, připev-něné na spodním konci £ licí trubky 10. zaústěné v hrdle £napříč dna rozdělovače "£· Horní část 11 kokil 2 je rozšíře- v na tak, aby dolní konec výlevky 8 do ní zasahoval a končilnad volným povrchem 13 proudu taveniný v kokile 2.

Odměřovací zařízení 14 výšky volného povrchu 13 kovuv kokile 2 poskytuje údaje regulačnímu zařízení 15 hladinyv kokile, které působí na zátkovou tyč 16 pomocí pracovníhoválce 17. Zátková tyč 16 uzavírá více nebo méně hrdlo 5 .čímž působí snížení dávky měnící ferostatický tlak ve výlevce8 a tím reguluje průtok proudu 6 taveniný. Přesněji je objem oceli určen úsekem výlevky 8 a fero-statickou výškou, to jest výškou tekutého kovu na výlevce 8.Zátková tyč 16 nebo jiný vhodný uzávěr slouží zvláště jakospouštěč a přerušovač lití. 7 tomto případě umožňuje též zátko*vá tyč 16 měnit objem výlevky 8, ovšem v úzkém rozmezí tím, že zmenšuje vsázku taveniny, s níž souvisí změna poměru fero-statiokého tldcu v důsledku zmenšení vsázky způsobené výlevkou 8.

Rozdělovač 4 je uložen na soupravě hydraulických válců 18 a výška rozdělovače £ je regulována regulačním zařízení® 19 výšky působícím na hydraulické válce 18 a trvale spřaženýms regulačním zařízením 15 hladiny v kokile 2 tak, aby výškalicího proudu taveniny 6, jinak řečeno, vzdálenost oddělujícíkanál X výlevky 8 od volného povrchu 13 kovu v kokile 2byla konstantní bez ohledu na hladinu taveniny v kokile 2.

Počet lioích proudů 6 taveniny závisí na rozměrech koki-ly 2. Například polotovar s rozměry 1 600 mm na 50 mm potře-buje tři licí proudy 6 taveniny vystupující z výlevek 8,uspořádaných v řadě vě stejných vzdálenostech mezi hlavnímistěnami 20 a 21 kokily 2, které jsou tlusté.

Rozdělovač £ je uložen vratně posuvně ve vodorovném směrua rovnoběžně s hlavními stěnami 20, 21 kokily 2. Za tím úče-lem jsou hydraulické váloe 18 nesoucí rozdělovač 4·. připev-něny na základně 22, která je vratně posouvána ovládacím or-gánem, který není na výkresu znázorněn, podél hlavních stěn20. 21 stran kokily 2 tak, aby se výlevky 8, nacházející sev blízkosti bočních konců kokily 2, střídavě přibližovaly avzdalovaly od odpovídajících konců kokily 2. Trvání bočníhoposuvu rozdělovače £ se přibližně rovná čtvrtině času, jehožje třeba k tomu, aby tovar 2. zaplnil kokilu

Například pro odlití tovaru s rozměry 1 600 mm x 50 mmvsázkou 2,8 mZmn v kokile 2, jejíž aktivní výška je 1 m a vy- tváří při výstupu kůru 12mm, je dráha posuvu rozdělovače4 510 mm, přičemž posuv trvá 5 «36 s» což je rychlost posuvu5·7 m/mn, která je z mechanického hlediska velmi malá·

Ha obr· 6 je znázorněn příklad promíchávání dotykovéhobodu A licího proudu 6 taveniny představovaného šipkou v tovaru3, závislém na posuvu tovaru který je úměrný času· ífeniskusM0 určuje řez tovarem 2, který postupuje kokilou 2 a nacházíse v poloze M2 uprostřed výšky kokily 2, když licí proud 6taveniny provedl celý boční posuv tam a zpět v kokile 2 . V boduA2, u něhož se předpokládá vzdálenost 50 cm od bodu AÓ. pokro-čilo tuhnutí kůry na 9 mm a zůstává tekuté jádro 32 mm mezidvěma velkými plochami tovaru 2· Boční posuv licích proudů 6taveniny mění proudy taveniny podle boční polohy lioích prpu-dů 6 taveniny, čímžfůsobí spájení tekutého jádra tovaru 2 azabraňuje nepravidelnostem v tuhnutí kůry· licí trubka 10 je vyrobena z jednoho kusu žáruvzdornéhomateriálu a vnitřní kanál trubky 10· rozšířený ve své horníčásti, je mezi oběma svými konci souvislý· Vnitřní kanál výlevky8 je rovněž ve své horní části rozšířen tak, aby činnost licítrubky 10 a výlevky 8 byly pod £eroštatickým tlakem tekutýmkovem naplněny. Erůtok výlevky 8 závisí na průřezu hrdla χa na ferostatickém tlaku· £ro informaci se uvádí, že výlevka 8s průměrem 19 mm a délce 140 mm, připevněná k licí trubce 10o;;průměru 50 mm a délce 650 mm pojme 650 kg/min oceli·

Je důležité, aby do výlevky 8 nevnikl vzduch, jelikožvzduch má tři nepříznivé účinky, jeden na kvalitu kovu tovaru2» druhý na vznik oxidů ve výlevce 8, přičemž oba mají sklon zúžit úsek hrdla 2 a konečně do jisté míry ochlazuje lioítrubku 10.

Aby se zabránilo těmto nevýhodám, které již byly značněsníženy tvarem lioí trubky 10 a výlevky 8, je licí trubka 10obklopena pouzdrem 25 povšechně válcového tvaru, které jepřipevněno těsně k vnitřnímu povrchu 26 nádrže rozdělovače

Vnitřní průměr pouzdra 25 je větší než vnější průměr licítrubky JO, čímž se vytváří mezi pouzdrem 25 a lioí trubkou JOprstencová komora 27. Pouzdro 25 je opatřeno ve své horníčásti 28 otvorem 29. spojeným se zdrojem neutrálního zkapalně-ného plynu. Tento zdroj není ve výkresu zakreslen.

Spodní konec 2 licí trubky 10 má zužující se nebo kuže-lovitý tvar a vnitřní stěna 31 spodního konoe 30 pouzdra 25má kuželovitý tvar přizpůsobený vnější stěně spodního konce 2licí trubky 10. přičemž prstencová komora 27 je zaústěna vblízkosti spodního konoe lioí trubky 10 prstencovým otvorem 32vytvořeným okolo výlevky Q·

Ha spodním konoi 30 pouzdra £2 jsou vytvořena dvě vzhledemk výlevoe 8 vzájemně diametrálně protilehlá prodloužení 33.Prodloužení 33 probíhají svisle v malé vzdálenosti od výlejvky8 a jsou umístěna mezi hlavními stěnami 20, 21 kokily 2» Při-čemž jejich spodní konce 34 se nacházejí téměř v téže úrovnijako kanál 2 výlevky 8.

Prstencový otvor 32 prstencové komory 27 je tím za-ústěn nad volným povrchem 13 kovu v kokile 2 a nad částmi 35hlavních stěn 20,21 kokily 2, ležících v blízkosti výlevky 8. 10 V prstencové komoře 27 cirkuluje zkapalněný neutrální plyn,například tekutý dusík pří - 196° C, zpravidla pod tlakem zaúčelem vyrovnání ferostatického tlaku uvnitř licí trubky 10.Zkapalněný plyn naplňuje komoru 27 a teče prstencovým otvorem 32bučí na části 35 hlavních stěn 20, 21 kokily 2 nebo přímo podéldvou prodloužení 33 pouzdra 25, až překryje volný povrch 13kovu v kokile 2 na hustotu potřebnou k tomu, aby licí proud 6,taveniny byl zcela ponořen do vrstvy zkapalněného plynu.

Tavenina v kokile 2 a licí proud 6, taveniny jsou tím doko-nale chráněny před kyslíkem obsaženým ve vzduchu. Navíc, výlevka8 a dolní část licí trubky 10 jsou zcela obklopeny vrstvou zka-palněného plynu, který zajišťuje tepelnou ochranu kovu obsaženéhov licí trubce 10 a ve výlevce 8 a dokonalé utěsnění celého zaří-zení.

Vynálezu však lze použít na všechny typy zařízení pro ply-nulé lití ploštin, sestávající z úzké kokily, jejíž stěny jsou pevné nebo svisle kmitají nebo kmitají při vytahování výrobku. 1

Do posléze uvedené kategorie se řadí zvláště zařízení zvaná"lití mezi válci”, u nichž je kokila vymezena vnějšími chlaze-nými povrchy dvou rovnoběžných válců rotujících v opačném smyslua koncovými deskami uzavírají čelně licí prostor. Ha tomto ty-pu zařízení je možno provádět změnu rychlosti licí jemným zvý-šením nebo snížením hladiny kovu v kokile. Je totiž zvláště dů-ležité udržovat konstantní vzdálenost mezi dávkovači výlevkou * a povrchem kovu pomocí zařízení, které bylo právě popsáno. .

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY 11

   I λΖ3Τ/ΝλΛ 0(ÍV^O ffipoa 1 1· Způsob plnění kokily zařízení pro plynulé)lití ploštin,která sestává ze dvou hlavních chlazených st|i^ ^vgř^dKah páLde do StyJu, plochy, na nichž tuhne kov, který s nimi prtLjdeze dvou koncových stěn vymezujících spolu * -τη áv» ímj, .sAS-' i ,-l«. námi lioí prostor, spočívající v tom, že se tavenina při-vádí do kokily alespoň jedním licím proudem vytékajícímz kanálu výlevky, spojené s rozdělovačem taveniny licítrubkou a hladina volného povrchu taveniny v kokile sereguluje odměřováním množství kovu v lící trubce, vy-značující se tím, že spodní konec výlevky udržuje uvnitřkokily ve stanovené konstantní vzdálenosti nad volnýmpovrchem taveniny obsažené v kokile posouváním rozdělo-vače ve svislém směru v závislosti na změnách hladinyvolného povrchu taveniny v&či pevné referenční hladině,přičemž se licí proud taveniny promíchává ve vodrovnémsměru rovnoběžném s hlavními stěnami kokily posouvánímrozdělovače taveniny výlevky a licí trubky, které jsouk němu připevněny*
2. 2* Způsob plněni kokily podle bodu 1, vyznačující se tím,že licí trubka a výlevka obklopují vrstvou zkapalněnéhoneutrálního plynu taveninu, protékající licí trubkoua výlevkou a vrstvou zkapalněného plynu se pokrývávolný povrch taveniny obsažené v kokile do výšky, která se alespoň rovná vzdálenosti oddělující spodní konecvýlevky a volný povrch taveniny. 12
3. 3. Způsob plnění kokily podle bodu 2, vyznačující se tím, želicí trubka a výlevka je opatřená pouzdrem připevněným k rozdělovači, přičemž je prstencovitá komora spojena sezdřojem zkapalněného plynu a zaústěna nad volným povrchemtaveniny obsažené v kokile prstencovitým hrdlem a zkapal-něný plyn se uvádí v prstencovíté komoře do cirkulace avytéká prstencovitým hrdlem nad volný povrch taveniny.
4. 4. Způsob plnění kokily podle bodu 1 až 3, vyznačující setím, že se rozdělovač posouvá v jednom směru po dobu rov-nající se přibližně čtvrtině doby, jíž je třeba k naplněníkokily tovarem.
5. 5· Souprava pro plnění kokily sestávající ze dvou hlavníchchlazených stěn tvořících plochy, na nichž tuhne kov, kterýs nimi přijde do styku, a ze dvou koncových stěn, vyme-zujících spolu s hlavními stěnami licí prostor, přičemžvlastní souprava k provádění způsobu podle bpdu 1 až 4»sestává z rozdělovače taveniny» umístěného nad kokilou aopatřeného licí trubkou, na jejímž spodním konci je při-pevněna výlevka a ze zátkové tyče umístěné nad hrdlemlicí trubky a určené k regulaci množství kovu v licí trubce,z měřicího regulačního zařízení výšky hladiny taveniny vkokile, spřaženého se zátkovou tyčí, přičemž spodní konecvýleviy je umístěn uvnitř kokily nad volným povrchem ta-veniny obsažené v kokile, vyznačující se tím, že obsahujeprostředek pro posuv rozdělovače /4/ ve vodorovném směruk promíohávání taveniny, rovnoběžném s hlavními stěnami/20,21/ kokily /2/. 13
6. 6. Souprava podle bodu 5, vyznačující se tím, že prostředeksvislého posuvu rozdělovače /4/ obsahuje hydraulické válce/18/, jimiž j» rozdělovač /4/ podepřen, regulační zaří-zení /19/ výškové polohy rozdělovače /4/, které je spojenos měřioím a regulačním zařízením /15/ volného povrchu /13/taveniny v kokile /2/.
7. 7· Souprava podle bodu 6, vyznačující se tím, že hydraulickéválce /18/ jsou připevněny na podpěře /22/ uspořádané po-suvně ve vodorovném směru a rovnoběžně s hlavními stěnami/20,21/, kokily /2/.
8. 8· Souprava podle bodů 5 až 7» vyznačující se tím, že spodníkoneo /9/ licí trubky /10/ je zúžen a licí trubka /10/ jeobklopena pouzdrem /25/, které je připojeno těsně na roz-dělovač /4/ a je odděleno od licí trubky /10/ prstencovitýmprostorem /27/ opatřeným spodním prstencovitým otvorem /32/,přičemž vnitřní stěna /31/ spodního konce f3Q{ pouzdra /25/má tvar spodního konce /9/ licí trubky /10/ a prostor fZl/je spojen se zdrojem zkapalněného plynu·
9. 9· Souprava podle bodu 8, vyznačující se tím, že spodní konec/30/ pouzdra /25/ je opatřen dvěma dolů obrácenými prodlou-ženími /33/ zasahujícími do kokily /2/ v blízkosti částístěny výlevlqr /8/, vzdálené od hlavních stěn /20,21/ kokily/2/ a spodní konec /34/ prodloužení /33/ je v úrovni dol-ního konce /12/ výlevky /8/. 23. 1. 1990 Z 2931 Zástupce : UTRIN—Ustav technickéhorozvoji» « tnfsrmací, P ». A n A ' a/'r n o náměstí 2 663 0 1 b N O dl