CZ84097A3 - Casting apparatus and process of continuous vertical casting of metal blanks - Google Patents

Description

ODLÉVACÍ ZAŘÍZENÍ A ODLÉVÁNÍ KOVOVÝCH PŘEDLITKŮ

Oblast vynálezu

Předložený vynález se týká odlévacího zařízení pro výrobu

_jaí31N1SV1A

ZPŮSOB PRO PLYNULÉ VERTIKÁLŇŤ^ °___ obecně vertikáín^í^o^ í f, 0 kovových předlitků z roztaveného kovu. Dále předložený vynález zahrnuje způsob výroby kovových předlitků z roztaveného kovu a jeho prostřednictvím vyrobených kovových předlitků a polotovarů.

Dosavadní stav techniky

Plynulé odlévání kovového předlitků je ze stavu techniky dobře známý proces. Jedním z příkladů takového procesu je odlévání hliníkového předlitků za použití odlévacího zařízení s otočným stolem. Hliníkový předlitek se používá jako počáteční polotovar pro výrobu hliníkových tyčí a drátů. Výhodou plynulého odlévání oproti konvenčním způsobem vyráběných hliníkových tyčí a drátů protlačováním' z velkých předvalků (patnáct palců v průměru) je, že způsob plynulého odlévání odstraňuje určité výrobní kroky, což’ vede k odstranění některého potřebného vybavení a některých pracovních míst. Uvedená skutečnost významně snižuje _f potřebné množství vynaložené práce a spotřebu nákladů na konstrukci, údržbu a energie.

Známé odlévací zařízení s otočnou formou pro odlévání předlitků zahrnuje otočný kotouč, ve kterém je vytvořena lichoběžníková drážka pro odlévání roztaveného hliníku. Drážka je při otáčení kotouče a současném odlévání roztaveného hliníku překryta prostřednictvím ocelového nebo měděného pásu. Drážka a pás takto vytváří formu pro odlévání hliníkového předlitku. Roztavený hliník tuhne v drážce a následně opouští otočný kotouč odlévacího zařízení. Proces odlévání a tuhnutí se uskutečňuje za pomoci chladicího média, které se přivádí na zadní stranu pásu a na boční stěny formy. Po ztuhnutí se hliníkový předlitek zavádí do válcovací stolice, kde se předlitek tvaruje do vývalku pro tažení drátu. Následně se takto vytvořený hliníkový vývalek pro tažení drátu prudce ochlazuje, maže a navíjí na cívku.

Jak je osobám obeznámeným se stavem techniky dobře známo, kvalita hliníkového předlitku vyrobeného plynulým odléváním závisí především na teplotních podmínkách v průběhu procesu tuhnutí. Z uvedeného důvodu musí být, za účelem zabránění (i) výskytu povrchových vycezenin; (ii) vytváření zbytkových pnuti v průběhu tuhnutí, která mohou být příčinou tvorby trhlin na bočních stranách předlitku a destrukce předlitku během odlévání nebo při následujícím zpracování; a (iii) segregace legovacích přísad ve středové oblasti, v průběhu procesu odlévání regulována intenzita přenosu tepla. Ačkoli již bylo zavedeno mnoho zdokonalení procesu odlévání v odlévacím zařízení s otočnou formou, shora uvedené problémy a nevýhody přetrvávají, zejména při odlévání určitých typů slitin, například hliníkových slitin typu 2XXX, 5XXX, 6XXX a 7XXX.

Výskyt povrchových vycezenin je způsoben vytvářením vzduchové mezery mezi tuhnoucím hliníkovým předvalkem a formou, která vede k přetavování již ztuhlé povrchové kůry předlitku. Tento problém lze odstranit prostřednictvím udržování styku mezi formou a tuhnoucím hliníkovým předlitkem po celou délku odlévacího procesu. Vzhledem k tomu, že forma uvedeného odlévacího zařízení s otočnou formou má tři ze čtyřech bočních stěn tuhé a nepohyblivé, je obtížné, jestliže ne přímo nemožné, udržovat styk forma/tuhnoucí předlitek v celé délce odlévacího procesu. Kromě toho dochází k nepředvídatelnému deformování jak formy, tak pásu, což rovněž dále ztěžuje udržování styku forma/tuhnoucí předlitek. Z uvedeného vyplývá, že pro proces odlévání předlitku a zařízení pro jeho provádění je potřebné zabezpečit kvalitní styk forma/tuhnoucí předlitek za účelem zabránění výskytu povrchových vycezenin a zlepšení celkové kvality povrchu odlitého polotovaru.

Ohýbání částečně ztuhlého předlitku ve formě vytvořené v otočném kotouči způsobuje vytváření trhlin na bočních stranách předlitku a z toho vyplývající destrukci předlitku buď během odlévání a nebo při následujícím válcování. Různé slitiny, používané pro odlévání, vykazují různou náchylnost k vytváření zbytkových pnutí. Tento problém souvisí s intenzitou přenosu tepla po celé délce odlévacího prostoru a lze ho při procesu odlévání regulovat pomocí pečlivě prováděného ochlazování strategicky důležitých míst. Vzhledem k uvedené skutečnosti je pro úspěšné odlévání různých slitin nezbytné, aby byl odlévací proces flexibilní k různým intenzitám přenosu tepla v odlévacím prostoru. Ačkoli byla zavedena zdokonalení, která spočívají v pečlivě regulovaném ochlazování při odlévání v zařízení s otočnou formou, je ještě nezbytné pro uvedený proces odlévání kovového předlitku a zařízení pro jeho provádění zajistit potřebnou flexibilitu k různým intenzitám přenosu tepla po celé délce odlévacího prostoru.

Kromě toho musí být pro slitiny s delším časovým účinné ochlazovací otočnou formou však rozmezím tuhnutí (například slitiny typu 2XXX, 4XXX, 6XXX a 7XXX) z důvodu rychlého odcházení tepla z tuhnoucího kovového předlitku zajištěno velmi zařízení, popsané odlévací zařízení s vysoké ochlazovací rychlosti, které jsou nezbytné pro účinné tuhnutí odlévaných předlitků, nezabezpečuje. Neúčinné ochlazování způsobuje výskyt segregace legovacích přísad ve středové oblasti, která je všeobecně nežádoucí. Z uvedeného důvodu je dále potřebné vybavit odlévací zařízení ochlazovacím systémem, který účinně odnímá teplo z přiváděného roztaveného kovu za účelem výroby vysoce kvalitního hliníkového předlitku.

Podstata vynálezu odlévací zařízení navržené předloženým vynálezem vyhovuje shora zmiňovaným jakož i dalším požadavkům odlévaciho procesu. Obecně vertikální odlévací zařízení pro odlévání roztaveného kovu do kovových předlitků sestává z dvojice protilehlých pohyblivých pásů, přičemž každý z uvedených pásů má odlévací povrchovou plochu a ochlazovanou povrchovou plochu, ležící na opačné straně k uvedené odlévací povrchové ploše; dvojice protilehlých posuvných hradících prostředků, přičemž posuvné hradící prostředky zahrnují množství hradících bloků s jedním koncem upevněným na oběžných prostředcích a odlévací povrchovou plochou, ležící na opačné straně k uvedenému upevňovacímu konci. Odlévací povrchové plochy pásů a odlévací povrchové plochy hradících bloků vymezují odlévací prostor pro tuhnutí roztaveného kovu do kovových předlitků. Odlévací zařízení dále sestává z ochlazovacích prostředku pro ochlazování uvedených pásů během jejich průchodu skrze odlévací prostor, při kterém dochází k tuhnutí roztaveného kovu do kovových předlitků.

Podle předloženého vynálezu je rovněž navržen způsob odlévání roztaveného kovu do kovových předlitků. Uvedený způsob zahrnuje využití obecně vertikálního odlévacího zařízení popsaného shora, které zahrnuje dvojici posuvných pásů, dvojici protilehlých posuvných hradících prostředků a ochlazovací prostředky pro ochlazování uvedených pásů. Způsob dále zahrnuje tuhnutí roztaveného kovu v odlévacím prostoru, vymezeném prostřednictvím odlévacích povrchových ploch pásů a odlévacích povrchových ploch hradících bloků pro výrobu kovového předlitků.

' Rovněž je podle předloženého vynálezu navržen kovový předlitek vyrobený pomocí nárokovaného způsobu.

Přehled obrázků na výkresech

Podrobné objasnění předloženého vynálezu lze pochopit z následujícího popisu přednostního provedení ve spojení s připojenou výkresovou dokumentací, kde:

Na obr. 1 je znázorněno v axonometrickém pohledu vertikální odlévací zařízení podle tohoto vynálezu.

Na obr. 2 je znázorněn řez vedený rovinou 2-2 z obr.

Na obr. 3 je znázorněn řez vedený rovinou 3-3 z obr.

1.

1.

Na obr. 4 je znázorněn řez vedený rovinou 4-4 z obr.

3.

Na obr. 5 je znázorněn příčný řez vedený rovinou 5-5 z obr. 4.

Na obr. 6 je znázorněn horizontální řez vedený odlévacím prostorem.

I

Na obr. 7 je znázorněn schématicky částečný horizontální řez vedený odlévacím prostorem, znázorňující pásy a tuhnoucí předlitek.

	Na obr.	7A	je	znázorněn	příčný řez	vedený	rovinou
7A-7A	z obr. 7	•
	Na obr.	7B	je	znázorněn	příčný řez	vedený	rovinou
7B-7B	z obr. 7	«
	Na obr.	7C	je	znázorněn	příčný řez	vedený	rovinou
7C-7C	z obr. 7	«
	Na obr.	7D	je	znázorněn	příčný řez	vedený	rovinou
7D-7D	z obr. 7	*
	Na obr.	8	je	znázorněn	v pohledu	ze předu jeden

prostředek pro ochlazování předlitku.

Na obr. 9 je znázorněn příčný řez vedený rovinou 9-9 z obr. 8 a je znázorněno umístění pásu vzhledem k prostředku pro ochlazování předlitku.

Na obr. 10 jsou znázorněny v detailu v řezu v pohledu ze shora trysky na horní části prostředku pro ochlazování předlitku.

Na obr. 11 je znázorněn v detailu ve zvětšení příčný řez tryskami ve střední části prostředku pro ochlazování předlitku.

Na obr. 12 je znázorněn v detailu ve zvětšení příčný řez tryskami ve spodní části prostředku pro ochlazování předlitku.

Příklady provedení vynálezu

S odvoláním na obr. 1 až obr. 3 je znázorněno konstrukční uspořádání obecně vertikálního odlévacího zařízení 10. Všeobecně řečeno, odlévací zařízení 10 sestává z dvojice protilehlých pohyblivých pásů 12 a 14 poháněných a vedených v uvedeném pořadí prostřednictvím válců 20, 22 a 24, 26. Přednostně jsou válci 20 a 24 opěrné válce a válci 22 a 26 poháněči válce, ačkoli, bude pochopitelné, i když ne tak výhodné, že toto uspořádání může být i v obráceném pořadí a poháněcími válci mohou být válce 22 a 26 a opěrnými válci válce 20 a 24. Válce mají obvyklou konstrukci a s výhodou mají, v závislosti na tloušťce pásů, průměr v rozmezí dvacet až padesát palců.

Válce jsou uloženy v nosném rámu (na přiložených obr. není znázorněn) a uzpůsobeny pro posouvání pásů rychlostí alespoň 40 stop za minutu. Pásy 12 a 14 jsou s výhodou nekonečné pásy, ačkoli lze použít i pásy, které jsou popsány a znázorněny v patentovém spisu U.S. č. 4,823,860, který je takto výslovně začleněn do odvolávek jako stav techniky. Pásy 12 a 14 mohou být vyrobeny z mědi nebo oceli a jsou přibližně 12 až 18 palců široké a asi 0,010 až 0,050 palců tlusté. Pásy 12 a 14 zajišťují vynikající prostředí pro přenos tepla za účelem ochlazování roztaveného kovu.

Pás 12 má odlévací povrchovou plochu 12a a ochlazovanou povrchovou plochu 12b a pás 14 odlévací povrchovou plochu 14a a ochlazovanou povrchovou plochu 14b. Z uvedeného bude zřejmé, že odlévací povrchové plochy 12a, 14a jsou ve styku s tuhnoucím roztaveným kovem a ochlazovanou povrchové plochy 12b, 14b se ochlazují prostřednictvím chladicího média dodávaného z ochlazovacích prostředků, což bude podrobně objasněno v dalším popisu.

Dále je odlévací zařízení 10 opatřeno dvojicí protilehlých posuvných hradících prostředků 30, 32, z nichž každé sestávají z množství hradících bloků, takových jako hradící blok 34 na posuvných hradících prostředcích 30 a hradící blok 36 na posuvných hradících prostředcích 32. Každý z hradících bloků je upevněn na příslušných oběžných prostředcích, které sestávají z řetězů 43, 44, na kterých jsou hradící bloky upevněny a nosných rámů 45, 46, vzhledem ke kterým jsou řetězy 43, 44 posuvné. Obíhání řetězů 43., 44 je zajištěno prostřednictvím motoru (na přiložených obr. není znázorněn) tak, že jsou posuvné hradící prostředky 30 a 32 jsou poháněny nezávisle na sobě. Uvedené posuvné hradící prostředky 30, 32 jsou vedeny prostřednictvím opěrných prvků (na přiložených obr. nejsou znázorněny), které vystupují z nosných rámů 45, 46, přičemž opěrné prvky jsou ve styku se základnou konstrukce zahrnující odlévací zařízení 10. Hradící bloky jsou s výhodou vyrobeny z mědi a každý z nich má odlévací povrchovou plochu, takovou jako je odlévací povrchová plocha 34a hradícího bloku 24 a odlévací povrchová plocha 36a hradícího bloku 36, Bude pochopitelné, že odlévací povrchové plochy 34a a 36a hradících bloků jsou ve styku s tuhnoucím roztaveným kovem v odlévacím zařízení 10 jak bude podrobně objasněno v dalším popisu.

Ačkoli jsou v příkladném provedení znázorněny posuvné hradící prostředky 30, 32 s na sobě nezávislým pohonem, bude pochopitelné, že mohou být použita i další konstrukční uspořádání stěnových hradících prostředků. Lze například použít stacionární stěnové hradící prostředky, které jsou upevněny na nosném rámu odlévacího zařízení a účelně uspořádány pro účely vytvoření odlévacího prostoru. Další konstrukční provedení zahrnuje montážní uspořádání množství stěnových hradících bloků na obou stranách jednoho z oběžných pásů. Stěnové hradící bloky jsou konstruovány á uspořádány tak, že při přítomnosti v odlévacím prostoru jsou navzájem spřaženy a tvoří plynulou boční stěnu, vymezující odlévací prostor roztaveného kovu a při opouštění odlévacího prostoru se stěnové hradící bloky, podobné řetězu jízdního kola, od sebe oddělují tak, aby mohli obíhat kolem poháněcího válce.

S odvoláním na obr. 4 a obr. 5 bude zřejmé, že odlévací povrchová plocha 34a hradícího bloku 34 zahrnuje dvojici štěrbin 34b, 34c, které jsou orientovány obecně kolmo vůči sobě navzájem. Štěrbiny 34b, 34c mají hloubku D, znázorněnou na obr. 5. Účelem tohoto uspořádání je udržovat povrchovou plochu hradícího bloku rovinnou a zároveň usnadňovat tepelné roztahování a kontrakci hradícího bloku 34 při vlastním odlévacím procesu. Konfigurací a uspořádání štěrbin 34b, 34c musí být věnována náležitá pozornost z důvodu zabránění nežádoucího vnikání roztaveného kovu do štěrbin 34b, 34c. Zabránění pronikání kovu do štěrbin se dosáhne omezením jejich šířky.

Odlévací zařízení 10 dále zahrnuje mezipánev 60 pro přívod váného kovu takového jako voz/tavený MwK, do odiěvauiho prvá toru je u D. taveny Kov- g t = a ρνΛν'-Λ'^.η skrze přiváděči prostředky (na přiložených obr. nejsou znázorněny) z udržovací pece (na přiložených obr. není rovněž znázorněna), přičemž v nich může být ještě před dosažením mezipánve 60 prováděna jeho úprava nebo obohacování struskotvornými přísadami. Roztavený kov 64 pak prochází skrze mezipánev do výlevky 66 pro přívod roztaveného kovu do odlévacího prostoru (podrobně bude objasněno v dalším popisu).

Dvojice ochlazovacich prostředků 70 a 72 (na obr. 1 jsou znázorněny pouze ochlazovací prostředky 70.) je účelně uspořádána, v uvedeném pořadí, na zadní straně pásů 12 a 14.. ochlazovací prostředky 70 a 72 jsou upevněny na nosném rámu (na přiložených obr. není znázorněn), na kterém jsou zároveň upevněny válce a pásy. ochlazovací prostředky přivádějí chladicí médium, takové jako voda, skrze rozdělovači potrubí, takové jako rozdělovači potrubí 74 ochlazovacich prostředků 70 (viz obr. 1), ze zdroje chladicího média, které se směruje na ochlazovanou povrchovou plochu 12b pásu 12, což bude podrobně objasněno v dalším popisu s odvoláním na obr. 7 až 10. ochlazovací prostředky 70 mohou být opatřeny rozvětveným rozdělovacím potrubím, takovým jako je rozdělovači potrubí 74a a 74b.

Jak může být dobře patrné z obr. 2, je odlévací zařízení opatřeno pružinou zatěžovaná uzávěra 80 pásu 12 a pružinou zatěžovaná uzávěra 82 pásu 14. Uvedené uzávěry 80 a 82 pásů napomáhají k zabránění úniku roztaveného kovu z odlévacího prostoru a zároveň udržují dokonalý styk pás/forma. Uzávěry pásů mohou mít podobnou konstrukci a mohou být stejně činné jako uzávěry pásu, které jsou popsány a znázorněny v patentovém spisu U.S. č. 4,785,873, který je takto výslovně začleněn do odvolávek jako stav techniky.

Z obr. 2 může být rovněž dobře patrné, že odlévací zařízení je opatřeno napínacími čelistmi 90 a 91 pásu 12 a napínacími čelistmi 92 a 92 pásu 14. Uvedené napínací čelisti pásů zvětšují vzájemný rozestup válců od sebe a v důsledku toho vytváří větší prostor mezi pásy. Tato skutečnost dovoluje větší rozsah vertikálních poloh mežipánve, což umožňuje nastavování výtlačného tlaku z mežipánve 60.· Kromě toho umožňuje umístění ochlazovacích prostředků 70 a 72 blíže k výlevce 66 tak, že ochlazování pásů 12 a 14 může začít jakmile je roztavený kov ve styku s pásy 12 a 14. A konečně může být takto zvláště vytvořený prostor použit pro umístění indukčních topných článků 94 a 95 v těsné blízkosti oblasti, ve kterém přichází roztavený kov do styku s pásy 12 a 14. Bude pochopitelné, že napínací čelisti 91 a 93 lze vyloučit, přičemž může být průměr válců 22 a 26 zvětšen z důvodu uvedení do souladu s uspořádanými napínacími čelistmi 90 a 92.

S odvoláním na obr. 6 je znázorněn horizontální řez odlévacím zařízením 10, který ukazuje příčný průřez odlévacího prostoru 100. Uvedený odlévací prostor 100 je vymezen prostřednictvím odlévacích povrchových ploch 34a a 36a hradících bloků 34 a 36 a odlévacích povrchových ploch 12a a 14a pásů 12 a 14. Šířka pásů 12 a 14 je větší než šířka odlévacího prostoru 100, jak může být vidět na obr.

6, za účelem vytvoření, v kombinaci s posuvnými hradícími prostředky 30 a 32, formy pro odlévání kovového předlitku.

Odlévací prostor má obecně tvar pravoúhlého čtyřúhelníku a charakteristické rozměry jeho průřezové mohou být dva palce na tři čtyři palce (2 x 4)? tři nebo tři palce na tři palce plochy, znázorněné na obr. 6, palce (2 x 3)? dva palce na palce na čtyři palce (3 x 4)?

(3 x 3). Odlévací prostor má, jak je znázorněno na obr. 6, s výhodou profilované rohy, vytvořené prostřednictvím dodatečně tvarovaných hradících bloků 34 a 36. Profilované rohy napomáhají existenci nižších pnutí předlitku v odlitém stavu během válcování a anulují výskyt povrchových šupin á tvorbu trhlin na stěnách předlitku. Obecně, a v souladu se zde popsaným provedením, je odlévací prostor 100 definován s příčným průřezem obecně ve tvaru pravoúhlého čtyřúhelníku s prvním rozměrem Fl a druhým rozměrem F2, jehož velikost je asi 50 % až 400 % velikosti prvního rozměru.

Obr.

znázorňují předlitku.

a obr. 7A, obr. 7B, obr. 7C a obr. 7D tuhnutí roztaveného kovu 64 do kovového

Roztavený kov 64 se přivádí do odlévacího prostoru 100 skrze mezipánev 60 a výlevku 66. Po vstupu do odlévacího prostoru 100 roztavený kov 64., který je ve zcela kapalném stavu, se na vnějších okrajích roztaveného kovu rychle vytváří ztuhlá kůra 102, čímž dochází k počátku vytváření kovového předlitku. Teplo tuhnoucího roztaveného kovu se přenáší skrze pásy 12 a 14, které jsou ochlazovány prostřednictvím ochlazovacích prostředků 70 a 72. Po té roztavený kov tuhne z vnějšku směrem k jádru předlitku, přičemž se dochází k vytváření ztuhlé kůry 102, kašovitého pásma 104 a roztaveného středového pásma 106. Posouváním vznikajícího předlitku skrze odlévací prostor 100 pokračuje odběr tepla z roztaveného kovu pokračuje a v souvislosti s tím i tuhnutí předlitku. Z pohledu svislého průřezu odlévacím prostor se prostřednictvím hranic mezi ztuhlou kůrou 102, kašovitým pásmem 104 a roztaveným středovým pásmem 106 tvoří charakteristický profil V-tvaru. Průchodem odlévacím prostorem 100 předlitek 110 úplně ztuhne a pak vystupuje z odlévacího zařízení 10 k dalšímu zpracování, takovému jako je tvarové válcování nebo dělení do plochých sochorů. Teplota předlitku na výstupu je s výhodou v rozmezí 800° až 1000° F.

Roztavený hliník lze odlévat do hliníkových předlitků za použití odlévacího zařízení podle předloženého vynálezu. Ačkoli lze takto odlévat jakoukoli hliníkovou slitinu, nejvhodnějšími slitinami pro odlévání v takových odlévacích zařízeních jsou slitiny, které jsou podle Aluminum Association označeny jako 2XXX, 3XXX, 4XXX, 5XXX, 6XXX a 7XXX, Odlévací zařízení 10 je účinné zejména pro takzvané tvrdé slitiny (slitiny typu 2XXX, 4XXX, 6XXX a 7XXX), které nemohou být za normálních podmínek v zařízeních pro plynulé odlévání předlitků a obvyklými způsoby bez komplikací odlévány, protože mají dlouhou dobu tuhnutí. Obecně vertikální odlévací zařízení je opatřeno tlakovou hlavou, která napomáhá k výbornému styku roztaveného kovu s pásy a přívodu kvalitně roztaveného kovu v celém příčném průřez během počátečního tuhnutí. Tomu napomáhá existence krátkého kašovitého pásmo. Obecně vertikální odlévací zařízení zajišťuje v podstatě rovnoměrné tuhnutí ze všech stran. Kromě toho je, následkem konstrukčního uspořádání ochlazovacích trysek, schopné udržovat výborný styk mezi pásem a vznikajícím předlitkem. Uvedené skutečnosti vedou k výrobě kvalitního odlitého polotovaru, který snižuje na minimum nevýhody spojené s výrobky vytvořenými jinými způsoby odlévání, takové jako je výskyt povrchových vycezenin a segregace legovacích přísad ve středové oblasti.

Při vlastní výrobě předlitků existuje několik kritických parametrů, které se během odlévacího procesu musí být odolávat deformacím, jejich prvním kontaktu výlevky 66, v případě regulovat. Za prvé musí pásy musí které se mohou vyskytovat při s roztaveným kovem přiváděným z k výskytu zkrucování nebo jiných deformací pásů (ze stavu techniky známé jako borcení pásů) může uvedená skutečnost nepříznivě ovlivňovat kvalitu povrchu předlitků. Za druhé musí pás při tuhnutí předlitků udržovat dokonalý styk s předlitkem z důvodu zabránění vzniku vzduchových mezer mezi pásem a předlitkem. Tato skutečnost bude eliminovat přetavování částečně ztuhlé kůry. Uvedené přetavování způsobuje výskyt vad, které se nazývají povrchové vycezeniny. Rovněž musí být zabezpečen účinný přenos tepla z tuhnoucího předlitků skrze pás. Tato skutečnost bude zlepšovat metalurgické vlastnosti předlitků a snižovat na minimum takové problémy jako je segregace ve středové oblasti.

Konstrukční uspořádání ochlazovacích prostředků 70, 72 zabraňuje vzniku deformací pásů 12, 14 při vstupu roztaveného kovu do odlévacího prostoru 100 a zároveň napomáhá udržování dokonalého styku pásů s tuhnoucím předlitkem. s odvoláním na obr. 8 a obr. 9 ochlazovací prostředky 70 (které jsou stejné jako ochlazovací prostředky 72 a proto budou v následujícím popisu podrobně objasněny pouze ochlazovací prostředky 70) tvoří ochlazovací stěna “

200, která je čelně orientována k ochlazované povrchové ploše 12b pásu 12 a je opatřena dutým vybráním. Chladicí médium (takové jako voda) se přivádí ze zdroje chladicího média (na přiložených obr. není znázorněn) do rozdělovacího potrubí 74. Rozdělovači potrubí 74 je na obr. umístěno ve středu v ochlazovacích prostředcích 70, ačkoli bude pochopitelné, že může být umístěno v dalších různých polohách. Chladicí médium se dodává při tlaku asi 40 až 60 psi (liber na čtverečný palec) a plní dutou komoru 200, vytvořenou prostřednictvím stěn ochlazovacích prostředků 70.

Ochlazovací stěna 200 je opatřena množstvím obecné kruhové trysek takových jako jsou trysky 218, které jsou dobře seznatelňé na obr. 8. Jak může být vidět na obr. 9, každá z trysek je vymezena průchozím kanálem 223, uspořádaným v jejím středu, pomocí kterého se vytváří proud vody směrovaný na ochlazovanou povrchovou plochu 12b pásu

12.

Chladicí médium opouští ochlazovací prostředky vstupem do dutého vybrání 230 (viz obr. 8 a obr. 9) vymezeného tryskami a následným odváděním jednak vlastní tíhou a jednak prostřednictvím odsávacích prostředků 240. znázorněných na obr. 9. Odsávací prostředky 240 sestávají ze skříně, připevněné k zadní straně ochlazovacích prostředků 70. Podtlak přiváděný ze zdroje pro vytváření podtlaku (na přiložených obr. není znázorněn) nasává chladicí médium vytvářením podtlaku uvnitř odsávacích prostředků 240 a odstraňuje ho z ochlazovacích prostředků 70 skrze výtokové potrubí 242 a 244.

Pro zabránění vzniku deformací pásu v blízkosti horní části odlévacího prostoru 1QQ jsou trysky v horní části konfigurovány tak, jak je znázorněno na obr. 10. Trysky mají vydutou vodicí plochu 250 a rovinný okraj 252. Vzdálenost mezi rovinným okrajem .252 a ochlazovanou povrchovou plochou 12b pásu 12 musí být menší než vzdálenost mezi ústím 223á průchozího kanálu 223 a ochlazovanou povrchovou plochou 12b pásu. Přednostní vzdáleností mezi rovinným okrajem 252 a ochlazovanou povrchovou plochou 12b pásu je vzdálenost o velikosti jedna šestnáctina palce (1/16) nebo menší. Proud vody 254 se přivádí skrze průchozí kanál 223, vystupuje z ústí 223a a víří, jak je znázorněno na obr. 10, čímž dochází k vytváření tenké kapalinové vrstvy 260. po které se pás 12 posouvá. Je zřejmé, že za účelem vytváření podtlaku prostřednictvím trysky 218· musí být ochlázovací médium udržováno rovněž v oblasti vyduté vodicí plochy 250 trysky, jak je znázorněno na obr. 10 . Z důvodu existence hloubky vyduté vodicí plochy 250, velikosti průměru ústí 223a, vzdálenosti mezi rovinným okrajem 252 a ochlazovanou povrchovou plochou 12b pásu 12 a hladiny chladicího média, udržované v oblasti vodicí plochy trysek, se mezi pásem a vydutou vodicí plochou 250 trysky vytváří podtlak tak, žě nasává pás směrem ke trysce, jak je na obr. znázorněno prostřednictvím šipky v. Podtlak udržuje pás v rovinné poloze a snižuje tak možnost výskytu jeho deformací na minimum. Šipka V podtlaku je znázorněna rovněž na obr. 7A.

Při posuvu předlitku skrze odlévací prostor dále postačuje menší podtlak a z toho důvodu nejsou vyduté vodicí plochý tak hluboké. Tato skutečnost je znázorněna na obr. 11, který ukazuje trysky středního úseku ochlazovacích prostředků. Odkazové značky, použité na obr. 11, představují stejné charakteristické znaky, znázorněné na obr. 10, pouze s tím, že jsou doplněny o dolní index a. Při dalším posuvu předlitku v odlévacím prostoru těsně před úplným ztuhnutím kovu není už podtlak potřebný, ve skutečnosti je naopak pro nezbytné udržování pásu v dokonalém styku s tuhnoucím předlitkem potřebný přetlak proto, že při tuhnutí předlitku dochází ke kontrakci jeho příčného průřezu. Z uvedeného důvodu jsou, jak je znázorněno na obr. 12 (ve kterém jsou stejné charakteristické znaky jako charakteristické znaky na obr. 10 označeny stejnými odkazovými značkami pouze s tím, že jsou doplněny dolním indexem b), který znázorňuje trysky spodního úseku ochlazovacích prostředků, vodici plochy trysek obecně rovinné, což umožňuje vytváření přetlaku P proudu vodu působícího na ochlazovanou povrchovou plochu pásu zá účelem uvádění pásu do styku s tuhým předlitkem. Rovněž průměr ústí, ačkoli na obr. znázorněný průměr má stejný průměr jako ústí horního úseku, může být menší, čímž dochází k vytváření většího přetlaku. Šipka P přetlaku je znázorněna rovněž na obr. 7D.

Bude pochopitelné, že se prostřednictvím změny hloubky vydutí vodicí plochy a průměru ústí mohou modifikovat podtlakové a přetlakové síly, které působí na nekonečné pásy. Z uvedeného důvodu může být obecně vertikální odlévací zařízení 10 úspěšně použito pro odlévání různých slitin s rozdílnou rychlostí tuhnutí, v uvedeném odlévacím zařízení lze rovněž dosáhnout mnohem účinněji regulovatelného přenosu tepla, což vede ke zvyšování metalurgické kvality odlévaného polotovaru.

Způsob podle předloženého vynálezu zahrnuje stanovení obecně vertikálního odlévaciho zařízení, znázorněného na přiložených obr. 1 až obr. 12 a tuhnutí roztaveného kovu přiváděného do odlévacího prostoru odlévacího zařízení, vymezeného prostřednictvím odlévacích povrchových ploch pásů a hradících bloků.

Obecně vertikální odlévací zařízení zajišťuje oproti ze stavu techniky známým zařízením pro plynulé odlévání předlitků několik výhod. Protože je proces odlévání vertikální, využívá tlakovou hlavu. Tlaková hlava zabezpečuje vynikající styk roztaveného kovu s tlakem udržovaným pásem a zároveň přívod kvalitního roztaveného kovu během počátečního tuhnutí. Tato skutečnost napomáhá vytváření . co možná nejkratší délky kašovitého pásma (viz obr. 7). Předlitek tuhne rovnoměrně zé všech stran a vzhledem ke konstrukčnímu uspořádání ochlazovacích prostředků je po celé délce odlévacího prostoru udržován vynikající styk tuhnoucího kovu s nekonečným pásem. Uvedené skutečnosti umožňují výrobu kvalitního polotovaru, ve kterém je na minimum snížen výskyt povrchových vycezenin a segregace ve středové oblasti. Použité pásy zabezpečují vynikající mechanismus přenosu tepla a není třeba je dále upravovat pomocí ochranné vrstvy, předehříváním nebo mazanim.

Bude zřejmé, že ačkoli těžiště celého popisu předloženého vynálezu bylo zaměřeno na odlévání roztaveného hliníku, bude možné za použití odlévacího zařízení a způsobu podle předloženého vynálezu odlévat rovněž i další kovy, například měd', zinek, ocel a olovo. Předložený vynález rovněž zahrnuje vlastní kovový předlitek nebo litý polotovaru a hliníkový předlitku, které byli vyrobeny pomocí způsobu podle předloženého vynálezu.

Bude pochopitelné, že obecně vertikální odlévací zařízení a k němu přičleněny způsob jsou navrženy tak, že se ve vertikálním odlévacím zařízení vyrábí z roztaveného kovu kovový předlitek a k němu přičleněné kovové odlité polotovary.

Ačkoli byla popsána konkrétní provedení předloženého vynálezu byly popsány, bude osobám obeznámeným se stavem techniky zřejmé, že pod zorným úhlem všech skutečností uvedených v popisu vynálezu mohou být vytvořeny různé další modifikace a uzpůsobení charakteristických znaků vynálezu. Z uvedeného důvodu jsou konkrétní popsaná uspořádání míněna pouze jako ilustrativní a žádným způsobem neomezují ani rozsah a ani jakékoliv ekvivalenty předloženého vynálezu, uvedeného v plné šíři v připojených patentových nárocích.

Claims (10)

1. Vertikální odlévací zařízení (10) pro odítéVáh^ ; I roztaveného kovu (64) do kovových předlitků (110) v odléva^íj oblasti vyznačující se tím, že vertikální o^lévacT’““” zařízení sestává z horní části a spodní části kde roztavený kov je přiváděn do uvedené horní části a uvedené kovové předlitky vystupují ze spodní části, uvedené vertikální odlévací zařízení dále obsahuje (i) dvojici protilehlých pohyblivých pásů (12, 14), přičemž každý z uvedených pásů má odlévací povrchovou plochu (12a, 14a) a ochlazovanou povrchovou plochu (12b, 14b); (ii). dvojici protilehlých posuvných hradících prostředků (30, 32), přičemž posuvné hradící prostředky zahrnují množství hradících bloků (34,

36) s jedním koncem upevněným na oběžných prostředcích (43,

44) a odlévací povrchovou plochou (34a, 36a), ležící na opačné straně k uvedenému upevňovacímu konci; uvedené odlévací povrchové plochy pásů a odlévací povrchové plochy hradících bloků vymezují odlévací prostor (100) pro tuhnutí roztaveného kovu do kovových předlitků; a (iii) množství trysek (218) umístěných v ochlazovací stěně (200j ochlazovacích prostředků (70, 72) pro směrování proudu (254) chladicího média ná ochlazovanou povrchovou plochu pásu, uvedené trysky v horní části obsahují konkávní vodící povrch s první hloubkou takovou, že proud chladicího média vytváří podtlak pro nasávání pásu směrem k uvedeným tryskám, čímž se zabraňuje výskytu deformace pásu a uvedené trysky, ve spodní části obsahují vodící povrch, který je buď konkávní s druhou hloubkou, uvedená druhá hloubka je menší než uvedená první hloubka uvedeného konkávního vodícího povrchu uvedených trysek v uvedené horní části ochlazovací t

stěny, nebo je v podstatě rovinná tak, že uvedený proud chladicího média vytváří přetlak pro odtlačování pásu směrem od uvedených trysek, čímž se udržuje dokonalý styk mezi ochlazovanými povrchovými plochami uvedených pásů a tuhnoucím roztaveným kovem.

2. Odlévací zařízení podle nároku . 1, vyznačující se tím, že uvedené trysky jsou vůči sobě uspořádány tak, že vymezují duté vybráni (230) pro příjem a následné odvádění chladicího média z ochlazovací stěny;

přičemž se odváděné chladicí médium odstraňuje z odlévacího zařízení prostřednictvím odsávacích prostředků (240).

3. Odlévací zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že alespoň některé z uvedených trysek jsou opatřeny vydutou vodicí plochou (250), která je orientována k ochlazované povrchové ploše pásu a Uvedený průchozí kanál je účelně uspořádán obecně ve středu vodicí plochy, pomocí čehož chladicí médium vytváří tenkou kapalinovou vrstvu (260), na které se posouvá pás při jeho průchodu skrze odlévací prostor.

4. Odlévací zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že uvedená vodicí plocha zahrnuje okraj (252) s obecně rovinnou povrchovou plochu, přičemž rovinná povrchová plocha je uspořádána obecně paralelně k uvedené ochlazované povrchové ploše uvedeného pásu.

5. Odlévací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený odlévací prostor má f ’ ' f v příčném průřezu tvar obecně pravoúhlého čtyřúhelníku s prvním rozměrem (Fl) a druhým rozměrem (F2), jehož velikost je asi 50 % až 400 % velikosti prvního rozměru.

6. Odlévací zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedený odlévací prostor je vymezen prostřednictvím odlévací povrchové plochy pásu a hradícícho bloku; a rozměr odlévacího prostoru, stanovený prostřednictvím odlévací povrchové plochy pásu je větší než rozměr odlévacího prostoru stanovený prostřednictvím hradicícho bloku.

7. Odlévací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená odlévací povrchová plocha hradícího bloku má alespoň jednu štěrbinu (34b, 34c) pro eliminaci tepelného rozpínání hradícího bloku.

posuv každého přičemž každý

8. Odlévací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje na sobě nezávislé prostředky pro z uvedených pásů do odlévacího prostoru, z uvedených na sobě nezávislých prostředků zahrnuje:

první válec (20, 24) účelné uspořádaný nad odlévacím prostorem;

druhý válec (22, 26) účelně uspořádaný pod odlévacím prostorem;

napínací čelist (90, 92) pro vedení a napínání pásu po jeho průchodu přes uvedený první válec a před dosažením horní části odlévacího prostoru, přičemž uvedená napínací čelist vymezuje prostor vytvořený nad odlévacím prostorem, který je větší než vzdálenost mezi pásy pro (i) nastavování _Z w ' / tlakové hlavy roztaveného kovu, který se přivádí do odlévacího prostoru; (ii) uložení pomocného zařízení (94, 95) do uvedeného prostoru; a (iii) umístění ochlazovacích prostředků blíže k oblasti, ve které roztavený kov poprvé vstupuje do Odlévacího prostoru..

9. Odlévací zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že uvedenými pásy jsou nekonečné pásy. 10. Odlévací zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že uvedené pomocné zařízení

zahrnuje indukční ohřívací prostředky (94, 95), účelně uspořádané v uvedeném prostoru pro ohřev pásů před jejich vstupem do odlévacího prostoru.

11. Odlévací zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že uvedená mezipánev zahrnuje zásobovací výlevku (66) pro přivádění roztaveného kovu do odlévacího prostoru, přičemž část uvedené zásobovací výlevky je účelně uspořádána v odlévacím prostoru; a pružinou zatěžované těsnicí prostředky (80, 81, 82, 83) pro předepínání pásu za účelem dosažení dokonalého styku s uvedenou zásobovací výlevkou tak, že nedochází k úniku roztaveného kovu z odlévacího prostoru.

12. Odlévací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené trysky mají kruhový průřez,