CZ283531B6 - Zařízení pro plynulé lití mezi dvěma válci - Google Patents

Abstract

Zařízení pro plynulé lití mezi dvěma válci (1, 2) s rovnoběžnými osami, které vymezují mezi sebou a mezi dvěma pevnými bočními stěnami (3) licí prostor pro roztavený kov, přičemž každá boční stěna (3) obsahuje alespoň jednu boční část (6) umístěnou proti rovinnému čelnímu povrchu jednoho z válců (1, 2) a tvořenou částí kotouče o vnějším průměru rovnému průměru přilehlého válce (1, 2), a střední část (12) proti zmíněnému licímu prostoru ze žáruvzdorného izolačního materiálu. Zmíněná část kotouče je vytvořena z materiálu majícího tepelnou vodivost a mechanickou odolnost vyšší než zmíněný žáruvzdorný izolační materiál. Část kuželového kotouče, jehož čelní plocha má největší poloměr křivosti, je umístěna u válce (1, 2). Kuželový povrch (8) je ve styku s izolačním materiálem střední části (12).ŕ

Description

Vynález se týká zařízení pro plynulé lití mezi dvěma válci s rovnoběžnými osami, které vymezují mezi sebou a mezi dvěma pevnými bočními stěnami licí prostor pro roztavený kov, přičemž každá boční stěna obsahuje alespoň jednu boční část, umístěnou proti rovinnému čelnímu povrchu jednoho z válců a tvořenou částí kuželového kotouče, jehož větší průměr je rovný průměru přilehlého válce, a střední část, umístěnou proti uvedenému licímu prostoru, ze žáruvzdorného izolačního materiálu.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že při tomto způsobu lití kovů je jeden z problémů ohraničení kapalného kovu, přiváděného do licího prostoru, vymezeného mezi válci u konců těchto válců. Jedno řešení tohoto problému je použití pevných bočních stěn, udržovaných v těsném uspořádání proti válcům a zejména proti čelním povrchům jejich koncových oblastí. Aby se zamezilo ztuhnutí roztaveného kovu při styku s těmito stěnami a vytvoření hrany ztuhlého kovu, která by zabránila správnému vytvoření okrajů odlitku, je známé použití pro tyto boční stěny materiálu dostatečně izolujícího, který vyloučí nebo alespoň omezí toto ztuhnutí. Takový žáruvzdorný izolační materiál má dosud obecně nedostatečné mechanické vlastnosti, aby mohl být udržován v dotyku s pohyblivými válci bez způsobení jeho rychlého opotřebení.

Za účelem řešeni tohoto problému bylo ve francouzském patentovém spisu číslo FR 2636259 navrženo vytvořit boční stěny, u kterých je pouze střední oblast vytvořena z izolačního materiálu. Dva kovové jazyky, umístěné po jedné i druhé straně tohoto materiálu, vnikají mírně mezi válce a sledují jejich zakřivení. Kromě lepší mechanické odolnosti tyto jazyky podporují utěsnění mezi válci a bočními stěnami, protože slupky ztuhlého kovu se prodlužují na těchto pevných jazycích, po kterých okraje slupek klouzají a uzavírají tak stykovou oblast mezi válci a bočními stěnami.

Ve francouzské patentové přihlášce číslo 89 08086 téhož přihlašovatele je navržena boční stěna, obsahující alespoň jednu boční část, například kovovou, která je umístěna proti rovinnému čelnímu povrchu válce a jejíž povrch, ležící proti licímu prostoru, leží v prodloužení povrchu uvedeného válce a připojuje se k čelní části uvedené stěny při posunutí dozadu v ní vzhledem k boční části, takže ve stěně je vytvořena dutina, prodlužující bočně licí prostor.

Předložený vynález si klade za úkol vytvořit jiné, výhodnější řešení problému, uvedeného výše.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol tím, že vytváří zařízení pro plynulé lití mezi dvěma válci s rovnoběžnými osami, které vymezují mezi sebou a mezi dvěma pevnými bočními stěnami licí prostor pro roztavený kov, přičemž každá boční stěna obsahuje alespoň jednu boční část, umístěnou proti rovinnému čelnímu povrchu jednoho z válců a tvořenou částí kuželového kotouče, jehož větší průměr je rovný průměru přilehlého válce, a střední část, umístěnou proti uvedenému licímu prostoru, ze žáruvzdorného izolačního materiálu, jehož podstata spočívá v tom, že uvedená část kuželového kotouče je vytvořena z materiálu, který má tepelnou vodivost a mechanickou odolnost vyšší než žáruvzdorný izolační materiál střední části, že čelní plocha s větším poloměrem křivosti uvedené části kuželového kotouče je umístěna proti čelnímu povrchu válce a že kuželový povrch je ve styku se střední částí.

- I CZ 283531 B6

Podle výhodného provedeni předloženého vynálezu úhel (a), svíraný čelní plochou s větším průměrem a kuželovým povrchem části kuželového kotouče, leží v rozmezí od 5 do 85°.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu žáruvzdorným izolačním materiálem je vláknitý oxid hlinitý.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu střední část je vytvořena z několika vrstev materiálů se vzrůstající mechanickou odolností od vrstvy, umístěné čelně klícímu prostoru, k poslední vrstvě.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu částí kuželových kotoučů jsou vytvořeny z materiálu, vybraného ze skupiny, zahrnující litinu, ocel, měď, molybden, nebo jejich slitiny.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu kuželový povrch částí kuželových kotoučů zahrnuje zdrsnění.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu části kuželových kotoučů jsou povlečeny materiálem nebo vytvořeny v oblasti jejich čelní plochy většího průměru z materiálu s vysokou mechanickou pevností při vysokých teplotách.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu uvedeným materiálem je zirkon.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu části kotouče jsou opatřeny prostředkem pro chlazení oběhem chladicí tekutiny.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu částí kuželových kotoučů jsou v oblasti přilehlé k mezeře mezi válci, opatřeny vybráním, vyplněným žáruvzdorným izolačním materiálem.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu vybrání je vytvořeno v celé šířce části kotouče pro vytvoření přímého dotyku uvedeného izolačního materiálu s válci v celé výšce uvedeného vybrání.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu vybráni je vytvořeno na části šířky části kotouče, ponechávající zúženou část této částí kotouče ve styku s válcem pro zamezení přímého dotyku uvedeného izolačního materiálu s válci ve výšce uvedeného vybrání.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu střední část je opatřena výstupkem (15), vnikajícím mezi válce.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 je částečný půdorys zařízení podle vynálezu v řezu podél vodorovné roviny, obr. 2 je nárys v pohledu směrem šipky F na obr. 1, obr. 3a, 3b a 3c znázorňují vytváření střední části boční stěny v blízkosti mezery mezi válci na začátku lití, obr. 4 je schematický náry s boční stěny během lití, obr. 5 je řez podle čáry V-V z obr. 4, obr. 6 je nárys boční stěny podle prvního provedení vynálezu, obr. 7a a 7b jsou řezy v úrovních a a b z obr. 6, obr. 8 je nárys boční stěny podle druhého provedení vynálezu, obr. 9a a 9b jsou řezy v úrovních a a b z obr. 8, obr. 10 je částečný, řez jinou variantou vynálezu zařízení pro lití mezi dvěma válci, které jsou navzájem osově přemístitelné, a obr. 11 je zvětšený detail střední oblasti stěny s několika vrstvami žáruvzdorného izolačního materiálu.

-2 CZ 283531 B6

Příklady provedení vynálezu

Zařízení pro plynulé lití mezi dvěma válci, znázorněné částečně na obr. 1, zahrnuje dva válce 1 a 2 s navzájem rovnoběžnými vodorovnými osami a uváděné do otáčivého pohybu, a dvě boční stěny 3 pro omezení licího prostoru, umístěné u konců válců 1, 2 proti jejich čelním povrchům 4, 5.

Boční stěna 3, znázorněná na obr. 1 v řezu ve vodorovné rovině, procházející osami válců 1, 2, a na obr. 2 znázorněná v nárysu, obsahuje dvě boční části 6, z nichž každá je tvořena částí kotouče tvaru kužele, jehož největší průměr je rovný průměru válců 1, 2, takže čelo 7 částí kotoučů má největší poloměr křivosti při umístění proti čelnímu povrchu 4, 5 přivráceného válce 1, 2, a hrana 9 šikmého okraje, tvořená kuželovým povrchem 8 a čelem 7 těchto částí kotoučů, leží proti hraně, tvořené okrajem válcového povrchu 10 odpovídajícího válce 1, 2.

Na obr. 2 jsou válce 1, 2 znázorněny pouze obrysem 10' jejich válcového povrchu a je zřejmé, že tento obrys 10' se kryje s hranou 9 šikmého okraje částí kotoučů.

Úhel okraje, to je úhel základny části kotoučů tvaru kužele, je rovný od 5 do 85°, přednostně asi 30°.

Části kotouče, tvořící boční části 6 boční stěny 3, jsou vytvořeny z materiálu, který má dobré mechanické vlastnosti, je odolný vůči opotřebení a má s výhodou nízký součinitel tření pro omezení sil, vznikajících případným třením válců 1, 2 o části kotoučů. Mohou být například vytvořeny z litiny, oceli, mědi, a je možno omezit tření mazáním.

Budiž také uvedeno, že mechanická odolnost materiálu, tvořícího části kotoučů, umožňuje vyloučit jejich rozrušení při styku tuhnoucího tekutého kovu s nimi použitím žáruvzdorného izolačního materiálu. Postup opotřebení je zastaven nebo alespoň silně omezen a zamezí se tak vnikání kovu mezi části kotoučů a válce.

Boční části 6 mohou být také v blízkosti hrany 9 povlečeny nebo vytvořeny z materiálu, majícího zvláště vysokou mechanickou odolnost při vysoké teplotě, a s výhodou s malým sklonem k napadení roztaveným kovem, určeným k lití, a inertního ke styku s kapalnou ocelí k zamezení rozrušení hran 9 částí kotoučů nebo přichycení k nim litého kovu v případě přivádění roztaveného kovu během lití do styku se zmíněnými hranami 9. Je možno například použít povlaku z keramiky, například zirkonu, na kovovém podkladu nebo také na keramickém podkladu, nebo vytvořit část kotouče ve formě monolitického kusu keramiky nebo kompozitní keramiky, nebo použít antioxidačního povlaku.

Navíc mohou být tyto části kotoučů ochlazovány, například oběhem chladicí tekutiny v kanálech 11, vytvořených v částech kotoučů, přičemž takto vytvořené ochlazování by mělo být postačující pro udržování oblasti, přilehlé ke hraně, na teplotě nižší než teplota, při které může nastat rozrušení, aniž by bylo způsobeno ochlazení litého kovu.

Mezi dvěma částmi kotouče 6 ve střední části boční stěny 3 je umístěn žáruvzdorný izolační materiál 12 v těsném dotyku s kuželovými povrchy 8 částí kotoučů 6. Tato střední část ze žáruvzdorného izolačního materiálu je držena u zadní strany boční stěny 3 nosnou deskou 13, ke které jsou části kotoučů 6 připevněny.

Ke zlepšení přichycení žáruvzdorného izolačního materiálu k částem kotoučů 6, zejména v blízkosti mezery mezi válci 1, 2, je jejich kuželový povrch opatřen zdrsněním, například vpichy 14, které pronikají do žáruvzdorného izolačního materiálu, nebo dutinami, vytvořenými například propichováním, do kterých zmíněný materiál vniká.

- 3 CZ 283531 B6

Ostatně střední část 12 obsahuje výstupek 15 vzhledem k rovině čel 7 částí kotoučů, který vniká mezi válce l, 2.

Žáruvzdorný izolační materiál má tepelnou vodivost nižší než 0,35 W/m.K, to znamená, že má být dostatečně izolační pro zamezení ztuhnutí kovu při styku s ním a má mít dobrou rozměrovou stálost při rozličných změnách teploty. Je možno například použít některý vláknitý žáruvzdorný materiál, například kompozitní materiál z vláken oxidu hlinitého, impregnovaných gelem zirkonu, například komerční typ, označený Procélit nebo Procal.

Pro lepší pochopení výhod boční stěny podle vynálezu schémata na obr. 3 znázorňují vývoj této stěny na začátku lití.

Obr. 3a znázorňuje ve větším měřítku střední oblast boční stěny před začátkem lití v rovině, ležící mírně nad mezerou mezi válci. Je tam tedy znázorněna stěna a výstupek 15, který mírně vniká mezi válce 1, 2.

Po poměrně krátké době lití litý kov 22 opotřebil žáruvzdorný materiál, odebral výstupek 15 a vyhloubil lehce střední část, jak je znázorněno na obr. 3b.

Při dalším pokračování lití kov pokračuje v odebírání žáruvzdorného materiálu a vytvoří v něm dutinu 16 okrouhlého průřezu. Tuhá kůra 17, která se potom vytvoří v této dutině, se přichytí k žáruvzdornému izolačnímu materiálu a vytvoří tuhou kůru z litého kovu.

Tuhá kůra 17 zaujímá v žáruvzdorném materiálu větší prostor, než ten, který je na stejné úrovni mezi válci 1, 2. Toto zvětšení je způsobeno zvláštním vytvořením bočních stěn podle vynálezu, zejména tím, že části kotoučů 6 jsou kuželové.

Navíc toto zvětšení tuhé kůry 17 způsobuje, že okraje odlitku zachovávají šířku přibližně stejnou, jako je obecná šířka výrobku. Je zřejmé, že okraje konečného výrobku se získají, vycházejíc z kovu v průběhu ztuhnutí, který se přemisťuje současně s kovem, protékajícím mezi válci ve svislém žlabu, vytvořeném tuhou kůrou, která je pevná vzhledem k boční stěně.

Dále je zřejmé, že když se jednou tuhá kůra vytvořila, chrání žáruvzdorný izolační materiál před přímým stykem s roztaveným kovem a zamezuje postup jeho opotřebení, což umožňuje zajistit ustálení procesu pro pokračování lití.

Dále je zřejmé, že kůra 23 kovu, ztuhlého dotykem s válci 1, 2 as nimi se přemisťující, není spojena s tuhou kůrou 16.

Na obr. 4 a 5 je znázorněna boční stěna v režimu lití v úrovni vodorovného řezu podle čáry V-V nad mezerou mezi válci 1, 2. Je v nich znázorněna dutina tvaru V, vyplývající z opotřebení žáruvzdorného izolačního materiálu okraji kůry 23 kovu, ztuhlého dotykem s válci 1, 2. Hloubka a šířka značek 18 opotřebení roste směrem dolů, až se tyto spojí k vytvoření dutiny 16, znázorněné na obr. 3c, jako místo tuhé kůry 17,

Dále je třeba uvést, že vytváření a stabilita tuhé kůry vyplývá z tepelné stability, která se vytvoří mezi litým kovem a rozličnými součástmi zařízení, zejména boční stěnou.

Z toho důvodu žáruvzdorný izolační materiál, se kterým se přivádí do styku kapalný kov na začátku lití, musí být vysoce izolační k vyloučení předčasného ztuhnutí kovu mezi okraji válců 1,

2. Ostatně je žádoucí, aby jednou již vytvořená tuhá kůra byla co možno nejvíce stabilní. K. tomuto účelu je možno vytvořit střední část stěny ve formě jednoho kusu kompozitu, znázorněného na obr. 11 a vytvořeného z několika vrstev 12a, 12b, 12c z různých žáruvzdorných materiálů, uspořádaných svisle, jejichž mechanické odolnosti vzrůstají a tepelné izolace klesají,

-4CZ 283531 B6 vycházeje z roviny čela 7 částí kotouče směrem k nosné desce 13. Tímto opatřením zcela na začátku lití převažuje vliv tepelné izolace od prvního dotyku roztaveného kovu se žáruvzdorným izolačním materiálem, zatímco po vytvoření tuhé kůry vyhlubování střední části způsobí, že tuhá kůra dosáhne vrstev s větší mechanickou odolností, které omezují její postup a po dosažení ustáleného stavu zajišťují jeho lepší setrvání.

Poslední vrstva nebo nosná deska 13 o sobě tvoří bezpečnostní desku pro vyloučení jakéhokoli nebezpečí úniku roztaveného kovu v případě proražení tuhé kůry. Mohou být vytvořeny například z tvrdého materiálu, který se nedeformuje roztahováním, například z oxidu křemičitého.

Podle jednoho provedení vynálezu, znázorněného na obr. 6 a 7 mají části kuželových kotoučů 6 ve své spodní části přilehlé k mezeře mezi válci 1, 2, vybrání 19, které ve spodku boční stěny potlačuje část hrany zmíněných částí kuželových kotoučů 6, přičemž toto vybrání je zakončeno rozšířením 20, odpovídajícím žáruvzdornému izolačnímu materiálu, který se nachází v důsledku styku čelních stran válců 1, 2 ve výšce tohoto vybrání 19. Přítomnost izolačního materiálu, měkčího než je materiál částí kuželových kotoučů 6, způsobuje rozvinutí okrajů výrobku mimo vliv válců 1, 2, ztuhlých v blízkosti mezery. Síla vrstvení na úrovni mezery a na okrajích válců může takto být omezena, což zamezuje rozrušení zmíněných okrajů.

Výška vybrání nad mezerou Bude s výhodou blízká dálce oblouku β 2°, měřené na obvodu válců 1, 2.

Podle jiné varianty vynálezu, znázorněné na obr. 8 a 9, části kotouče nejsou opatřeny vybráním ve stejné oblasti jako dříve v části jejich šířky při ponechání zeslabené části 21 kotouče ve sty ku s válci 1, 2, což zamezí přímý styk žáruvzdorného materiálu s válci 1, 2 při zachování vyvinutí okraje odlitku ve velké časti.

Tato vybrání ostatně umožňují přechod případné větší šířky okraje výrobku do žáruvzdorného materiálu, což by mohlo nastat při přílišném přechodném zvětšení tlouštky tuhé kůry.

Na obr. 10 je znázorněno v řezu v úrovni mezery použití vynálezu pro případ lití mezi dvěma válci osově navzájem přemístěnými, například v zařízení, umožňujícím lití výrobků proměnlivé šířky vzájemným osovým přemístěním válců 1, 2.

V tomto případě není boční stěna souměrná jako ve výše uvedených příkladech vzhledem ke střední rovině P zařízení, rovnoběžné s osami válců 1, 2. Tato stěna 30 je tvořena stranou, kde je v dotyku s čelní plochou válce Γ, viz spodní část obr. 10, stejným způsobem jako ve výše uvedených příkladech, a obsahuje část kotouče 6' tvaru kužele, upevněnou na nosné desce 13', a střední část 12' ze žáruvzdorného izolačního materiálu. Druhá strana stěny 30, viz horní část obr. 10, je tvořena jazykem 31, umístěným proti válcovému povrchu válce 2', například ze stejného materiálu, jako část kotouče 6'. Tento jazyk má také hranu, konformní pro vytvoření křivosti válce, 2', a stejně upevněnou na nosné desce 13'. Žáruvzdorný izolační materiál 12' vyplňuje prostor mezi částí kotouče 6' a kovovým jazykem 31.

Tato boční stěna je ekvivalentní té, která je ve variantě, přizpůsobené válcům osově přemístěným, podle francouzské patentové přihlášky číslo 89 08086, zmíněné výše, ze které lze získat podrobné informace, a na kterou byl přenesen princip stěny podle předloženého vynálezu.

Je zřejmé, že zvláštní uspořádání podle obr. 10 umožňuje osové přemístění válce, 2' vzhledem k válci 1' a stěně 30, což umožňuje změnu šířky odlitku.

- 5 CZ 283531 B6

Je zřejmé, že v případě této varianty tuhá kůra, která se vytvoří způsobem, podobným k tomu, který byl výše vysvětlen, není souměrná vzhledem k rovině P, avšak je vychýlena směrem ke straně části kotouče 6', což způsobí tvar výrobku mírně prohnutý vzhledem k obecné rovině výrobku. Tato zřejmá chyba není závažná, neboť pásy výrobku jsou následně rozdělovány po lití, například střiháním. Naopak, v tomto případě může být dělení pásů usnadněno.

Vynález není popsanými příklady omezen, jsou možné obměny, aniž by se vybočilo z rámce myšlenky vynálezu.

Claims (13)

1. Zařízení pro plynulé lití mezi dvěma válci (1, 2) s rovnoběžnými osami, které vymezují mezí sebou a mezi dvěma pevnými bočními stěnami (3) licí prostor pro roztavený kov, přičemž každá boční stěna (3) obsahuje alespoň jednu boční část (6) umístěnou proti rovinnému čelnímu povrchu jednoho z válců (1, 2) a tvořenou částí kuželového kotouče (6), jehož větší průměr je rovný průměru přilehlého válce (1, 2), a střední část (12), umístěnou proti uvedenému licímu prostoru, ze žáruvzdorného izolačního materiálu, vyznačující se tím, že uvedená část kuželového kotouče (6) je vytvořena z materiálu, který má tepelnou vodivost a mechanickou odolnost vyšší než žáruvzdorný izolační materiál střední části (12), že čelní plocha (7) s větším poloměrem křivosti uvedené části kuželového kotouče (6) je umístěna proti čelnímu povrchu (5) válce (1, 2), a že kuželový povrch (8) je ve styku se střední částí (12).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že úhel (a), svíraný čelní plochou (7) s větším průměrem a kuželovým povrchem (8) části kuželového kotouče (6), leží v rozmezí od 5 do 85°.

3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že žáruvzdorným izolačním materiálem je vláknitý oxid hlinitý.

4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se t í m , že střední část (12) je vytvořena z několika vrstev (12a, 12b, 12c) materiálů se vzrůstající mechanickou odolností od vrstvy (12a). umístěné čelně k licímu prostoru, k poslední vrstvě (12c).

5. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že části kuželových kotoučů (6) jsou vytvořeny z materiálu, vybraného ze skupiny, zahrnující litinu, ocel, měd, molybden, nebo jejich slitiny.

6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kuželový povrch (8) částí kuželových kotoučů zahrnuje zdrsnění (14).

7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že části kuželových kotoučů jsou povlečeny materiálem nebo vytvořeny v oblasti jejich čelní plochy (7) většího průměru z materiálu s vysokou mechanickou pevností při vysokých teplotách.

8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že uvedeným materiálem je zirkon.

9. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že části kotouče jsou opatřeny prostředkem pro chlazení oběhem chladicí tekutiny.

-6CZ 283531 B6

10. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že části kuželových kotoučů jsou v oblasti, přilehlé k mezeře mezi válci, opatřeny vybráním (19), vyplněným žáruvzdorným izolačním materiálem (20).

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že vybrání (19) je vytvořeno v celé šířce části kotouče pro vytvoření přímého dotyku uvedeného izolačního materiálu (20) s válci v celé výšce uvedeného vybrání (19).

12. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že vybrání (19)je vytvořeno na části šířky části kotouče, ponechávající zúženou část (21) této části kotouče ve styku s válcem pro zamezení přímého dotyku uvedeného izolačního materiálu (20) s válci ve výšce uvedeného vybrání (20).

13. Zařízení podle nároku 1. vyznačující se tí m , že střední část (12) je opatřena výstupkem (15), vnikajícím mezi válce.