EA037177B1 - Method for producing semi-finished metallurgical products and shaped castings, and device for carrying out said method - Google Patents
Method for producing semi-finished metallurgical products and shaped castings, and device for carrying out said method Download PDFInfo
- Publication number
- EA037177B1 EA037177B1 EA201700559A EA201700559A EA037177B1 EA 037177 B1 EA037177 B1 EA 037177B1 EA 201700559 A EA201700559 A EA 201700559A EA 201700559 A EA201700559 A EA 201700559A EA 037177 B1 EA037177 B1 EA 037177B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- mold
- autoclave
- liquid metal
- casting
- ingots
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/09—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
- B22D27/13—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure making use of gas pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
- B22D35/06—Heating or cooling equipment
Abstract
Description
(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК, ФАСОННОГО ЛИТЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (31) 2015122307 (32) 2015.06.11 (33) RU (43) 2018.04.30 (86) PCT/RU2016/000218 (87) WO 2016/200289 2016.12.15 (71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец:(54) METHOD FOR PRODUCING METALLURGICAL BILLS, SHAPED CASTING AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (31) 2015122307 (32) 2015.06.11 (33) RU (43) 2018.04.30 (86) PCT / RU2016 / 000218 (87) WO 2016/200289 2016.12.15 (71) (72) (73) Applicant, inventor and patent owner:
ЕЛИСЕЕВ АНДРЕЙ ВИТАЛЬЕВИЧ (RU); РАШЕВ ЦОЛО ВЪЛКОВ (BG) (74) Представитель:ELISEEV ANDREY VITALIEVICH (RU); RASHEV TSOLO VOLKOV (BG) (74) Representative:
Ломский С.М., Иващенко О.И. (RU)Lomsky S.M., Ivaschenko O.I. (RU)
RU-C1-2127172RU-C1-2127172
SU-A1 1482751SU-A1 1482751
US-A-4616808US-A-4616808
037177 В1037177 B1
037177 Bl (57) Изобретение относится к металлургической и литейной промышленности и может найти применение для производства металлов и сплавов под газовым давлением и в специальной газовой среде. Устройство содержит печной автоклав (1) и разливочный автоклав (2), связанные между собой отсекателем (3), в котором встроен газоплотный шибер (4). Разливочный автоклав (2) отсекается газоплотным шибером (5). Литниковая система (6, 7, 20, 21, 32) крепится к нижней части поддона (7) изложницы (8). В капсуле (9) при высоком исполнении антигравитационно осуществляется разливка слитков (слябов, фасонного литья), биметаллических и трёхслойных слитков из двух или трех марок сплавов, а также конвенциональных слитков. Печной автоклав (1) выполнен с индукционной печью (12). Особенностью изобретения является использование приспособления индиректного интенсивного охлаждения расплава, что обеспечивает существенное повышение производительности устройства, а также позволяет производить многослойные слитки и фасонное литьё.037177 Bl (57) The invention relates to the metallurgical and foundry industry and can be used for the production of metals and alloys under gas pressure and in a special gas environment. The device contains an oven autoclave (1) and a filling autoclave (2), interconnected by a cut-off device (3), in which a gas-tight gate (4) is built. The filling autoclave (2) is cut off by a gas-tight gate (5). The gating system (6, 7, 20, 21, 32) is attached to the bottom of the pallet (7) of the mold (8). In the capsule (9) with a high performance, the anti-gravity casting of ingots (slabs, shaped casting), bimetallic and three-layer ingots from two or three grades of alloys, as well as conventional ingots is carried out. The furnace autoclave (1) is made with an induction furnace (12). A feature of the invention is the use of a device for an indirect intense cooling of the melt, which provides a significant increase in the productivity of the device, and also allows the production of multilayer ingots and shaped casting.
Изобретение относится к металлургической и литейной промышленности и может найти применение для производства металлов и сплавов под высоким газовым давлением и в специальной газовой среде.The invention relates to the metallurgical and foundry industry and can be used for the production of metals and alloys under high gas pressure and in a special gas environment.
Известна установка [Rasheval.A.,PetkantchinL.T. Pat. 2001/6887.23 august 2001, Equipment for Production and Casting of Alloys, Republic of South Africa] для производства и разливки металлов и сплавов под высоким газовым давлением или в специальной газовой среде, которая может производить монолитные (моно)слитки, переплавляемые электроды и литье сталей, легированных высокими концентрациями азота и легко испаряющимися элементами, такими как Ca, Pb, Mg, Zn и другими. Установка включает печной и разливочный автоклавы, герметичную капсулу с литниковой трубой, которые могут быть герметично выполнены как одно целое или герметично автономными с герметичным соединением между собой. В печном автоклаве находится индукционная печь, а в разливочном - комплект изложниц для монослитков, переплавляемых электродов или литейная форма. Печной и разливочный автоклавы могут иметь общее рабочее пространство и при необходимости автоклавы могут автономно разделяться один от другого с помощью двух газоплотных шиберов. В разливочном автоклаве движется вертикально герметичная капсула с металлургическим или литейным комплектом, которая может иметь автономное газовое давление (независимое от общего рабочего давления в разливочном автоклаве или общего сосуда под давлением, образованным печным и разливочным автоклавами). В разливочной капсуле расположена изложница (форма), в которую антигравитационно заливается жидкий металл. Литниковая труба закреплена герметично к капсуле. Верхние и нижние подвижные платформы передвигаются по горизонтальным рельсовым путям, а печной и разливочные автоклавы передвигаются вертикально подъемниками. Недостатками известной установки являются:Known installation [Rasheval.A., PetkantchinL.T. Pat. 2001 / 6887.23 august 2001, Equipment for Production and Casting of Alloys, Republic of South Africa] for the production and casting of metals and alloys under high gas pressure or in a special atmosphere that can produce monolithic (mono) ingots, remeltable electrodes and steel castings doped with high concentrations of nitrogen and easily evaporating elements such as Ca, Pb, Mg, Zn and others. The installation includes oven and filling autoclaves, a hermetically sealed capsule with a sprue pipe, which can be hermetically made as a whole or hermetically self-contained with a hermetically sealed connection to each other. The furnace autoclave contains an induction furnace, and the casting one contains a set of molds for mono-ingots, remeltable electrodes or a casting mold. Furnace and filling autoclaves can have a common working space and, if necessary, autoclaves can be autonomously separated from one another using two gas-tight dampers. In the filling autoclave, a vertically sealed capsule with a metallurgical or casting kit moves, which can have an autonomous gas pressure (independent of the total operating pressure in the filling autoclave or a common pressure vessel formed by the furnace and filling autoclaves). The casting capsule contains a mold (mold), into which liquid metal is poured anti-gravity. The gating pipe is sealed to the capsule. The upper and lower movable platforms move along horizontal rail tracks, while the furnace and filling autoclaves are moved vertically with lifts. The disadvantages of the known installation are:
низкая производительность, так как керамическая литниковая труба имеет низкую теплопроводность, в следствие чего приходится ждать, пока жидкий металл (расплав), находящийся в ней, закристаллизуется, и, чтобы начать следующую плавку, необходимо разъединить оба автоклава;low productivity, since the ceramic gating tube has a low thermal conductivity, as a result of which you have to wait until the liquid metal (melt) in it crystallizes, and to start the next melting, it is necessary to disconnect both autoclaves;
ограниченный ассортимент, исключающий возможность производства двухслойных и трехслойных слитков и отливок;limited assortment, excluding the possibility of producing two-layer and three-layer ingots and castings;
повышенный расход электроэнергии, воды, огнеупоров и прочих расходуемых материалов, так как после заполнения изложницы (формы) индукционная печь продолжает работать;increased consumption of electricity, water, refractories and other consumable materials, since after filling the mold (mold), the induction furnace continues to operate;
уменьшение эффективности применения жидкой шихты, так как кристаллизация в разливочной камере лимитирует все процессы производства;a decrease in the efficiency of using a liquid charge, since crystallization in the pouring chamber limits all production processes;
смена дорогих литниковых систем после каждой плавки, так как в огнеупорной трубе образуется твердая пробка сплава.replacement of expensive gating systems after each melting, since a solid alloy plug is formed in the refractory pipe.
Технический результат, на достижение которого направлены предлагаемый способ производства металлургических заготовок, фасонного литья и устройство для его осуществления, заключается в повышении производительности, уменьшении энергоемкости и в расширении ассортимента получаемой продукции.The technical result to be achieved by the proposed method for the production of metallurgical billets, shaped casting and the device for its implementation consists in increasing productivity, reducing energy consumption and expanding the range of products.
Технический результат при реализации способа достигается тем, что в способе производства металлургических заготовок и фасонного литья, по которому печной автоклав заполняют жидкой или твердой шихтой, которую плавят, и за счет разницы в давлении через литниковую трубу подают расплав в изложницу или форму разливочного автоклава, перед подачей в литниковую трубу расплава между ней и поддоном изложницы устанавливают индиректное приспособление интенсивного локального охлаждения расплава с двумя сменными втулками, которое используют после заполнения изложницы или формы расплавом и последующего прессования газом для локальной кристаллизации расплава.The technical result in the implementation of the method is achieved by the fact that in the method for the production of metallurgical billets and shaped casting, according to which the furnace autoclave is filled with a liquid or solid charge, which is melted, and due to the difference in pressure through the gating pipe, the melt is fed into the mold or the mold of the casting autoclave, before by feeding the melt into the gating pipe between it and the mold pan, an indirect device for intensive local cooling of the melt with two replaceable sleeves is installed, which is used after filling the mold or mold with the melt and subsequent pressing with gas for local crystallization of the melt.
В приспособление интенсивного охлаждения расплава может подаваться вода или другой охлаждающий реагент.The device for intensive cooling of the melt can be supplied with water or other cooling agent.
Индиректное приспособление интенсивного локального охлаждения расплава включает в себя сменную коническую огнеупорную втулку, сопрягающуюся со сменной высокотеплопроводящей втулкой и высокотеплопроводящей охлаждаемой втулкой. Литниковая труба и индиректное приспособление интенсивного локального охлаждения расплава являются литниковой системой.An indirect device for intensive local cooling of the melt includes a replaceable conical refractory sleeve mating with a replaceable high-heat-conducting sleeve and a high-heat-conducting cooled sleeve. The gating pipe and the indirect device for intensive local cooling of the melt are the gating system.
При получении многослойных сплавов перед подачей расплава нагревают по крайней мере одну предварительно расположенную в изложнице металлургическую заготовку.When producing multilayer alloys, before feeding the melt, at least one metallurgical billet preliminarily located in the mold is heated.
Для получения металлургических заготовок и фасонного литья с различными свойствами расплав в печном автоклаве обрабатывают под высоким давлением азотом.To obtain metallurgical billets and shaped castings with different properties, the melt is treated with nitrogen under high pressure in an autoclave in an oven.
Технический результат при реализации устройства достигается тем, что в устройстве производства металлургических заготовок и фасонного литья, содержащем перемещаемые печной автоклав и разливочный автоклав по крайней мере с одной изложницей или формой, сопрягаемы между собой соответствующей литниковой трубой и запорной системой поддон изложницы и конец литниковой трубы сопряжены с приспособлением интенсивного охлаждения расплава.The technical result in the implementation of the device is achieved by the fact that in the device for the production of metallurgical billets and shaped casting, containing a movable furnace autoclave and a pouring autoclave with at least one mold or mold, are mated with each other by the corresponding gating pipe and the locking system, the mold tray and the end of the gating pipe are mated with a device for intensive cooling of the melt.
Поддон изложницы выполнен с установкой в нем сменной конической огнеупорной втулки, сопрягающейся со сменной высокотеплопроводящей втулкой и высокотеплопроводящей охлаждаемой втулкой.The mold pan is made with the installation of a replaceable conical refractory sleeve in it, mating with a replaceable high-heat-conducting sleeve and a high-heat-conducting cooled sleeve.
В разливочном автоклаве для получения многослойных сплавов с возможностью перемещения ус- 1 037177 тановлен нагреватель, расположенной в изложнице металлургической заготовки, и газопроницаемая крышка, закрывающая изложницу.In a casting autoclave for producing multilayer alloys with the ability to move us- 1 037177, a heater is installed, located in the mold of a metallurgical billet, and a gas-permeable cover that closes the mold.
Количество печных и разливочных автоклавов определяется объемом производства.The number of furnace and filling autoclaves is determined by the volume of production.
Сущность изобретений поясняется чертежами.The essence of the inventions is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показан общий вид устройства производства металлургических заготовок и фасонного литья; на фиг. 2 - приспособление интенсивного охлаждения расплава; на фиг. 3 - схема производства биметаллического слитка; на фиг. 4 - схема производства трехслойного слитка; на фиг. 5 - схема производства биметаллического сляба.FIG. 1 shows a general view of the device for the production of metallurgical billets and shaped casting; in fig. 2 - device for intensive cooling of the melt; in fig. 3 is a diagram of the production of a bimetallic ingot; in fig. 4 is a diagram of the production of a three-layer ingot; in fig. 5 is a diagram of the production of a bimetallic slab.
Устройство производства металлургических заготовок и фасонного литья состоит из подвижных, неподвижных и автономных частей: печной автоклав 1 и разливочный автоклав 2, связанные между собой стационарным отсекателем 3, в который встроен газоплотный шибер 4. Разливочный автоклав 2 отсекается газоплотным шибером 5. Литниковая труба 6 крепится к нижней части поддона 7 изложницы 8. Разливочная капсула 9 перемещается вертикально механизмом 10, а в горизонтальном направлении передвигается вместе с разливочным автоклавом 2 на тележке 11.The device for the production of metallurgical billets and shaped casting consists of movable, stationary and autonomous parts: an oven autoclave 1 and a filling autoclave 2, interconnected by a stationary shutter 3, in which a gas-tight gate is built in. 4. The casting autoclave 2 is cut off by a gas-tight gate 5. The gating pipe 6 is fixed to the bottom of the pallet 7 of the mold 8. The filling capsule 9 moves vertically by the mechanism 10, and moves horizontally together with the filling autoclave 2 on the trolley 11.
В капсуле 9 при высоком исполнении антигравитационно осуществляется разливка слитков (слябов, фасонного литья) типа биметаллических и трёхслойных слитков из двух или трех марок сплавов, а также конвенциональных слитков. Печной автоклав 1 вместе с индукционной печью 12 перемещается вертикально подъемником 13 до байонетного стационарного отсекателя 3, а в горизонтальном направлении перемещается тележкой 14. Стационарный отсекатель 3 связывает печной автоклав 1 и разливочный автоклав 2, а тележки 11 и 14 передвигаются по рельсовым путям 15 и 16.In capsule 9, with a high performance, the anti-gravity casting of ingots (slabs, shaped casting) of the type of bimetallic and three-layer ingots of two or three grades of alloys, as well as conventional ingots, is carried out. The furnace autoclave 1 together with the induction furnace 12 is moved vertically with a lift 13 to the stationary bayonet cutter 3, and horizontally moved by a trolley 14. The stationary cutter 3 connects the furnace autoclave 1 and the filling autoclave 2, and trolleys 11 and 14 move along the rail tracks 15 and 16 ...
В печном автоклаве 1 расположена индукционная печь 12, а в разливочном автоклаве 2 - комплект изложниц 8 для слитков (литейных форм), используемых в производстве монослитков, переплавляемых электродов, фасонных отливок, двух или трехслойных слитков или отливок. Кожухи разливочных автоклавов и капсулы 9 могут быть низкими и высокими (в случае биметаллических и трехслойных слитковслябов). Оба автоклава 1 и 2 могут иметь общее рабочее пространство, но могут быть и с автономной атмосферой. Капсула 9 в разливочном автоклаве 2 движется вертикально с литейной формой или разливочным комплектом для монослитка, биметаллического слитка, слитка из трех различных металлических слоев или слитка из трех слоев двух сплавов. Капсула 9 имеет герметичное исполнение с автономной газовой средой, имеет нагреватель(ли) 18 для подогрева внутренней поверхности слитка (сляба) 19 непосредственно перед заполнением изложницы 8. На днище капсулы (в поддоне) 7 смонтирована высокотеплопроводная втулка 20 в контакте с медной водоохлаждаемой втулкой 21. Ниже их на поддоне 7 закреплена герметично литниковая труба 6.In the furnace autoclave 1 there is an induction furnace 12, and in the casting autoclave 2 there is a set of molds 8 for ingots (casting molds) used in the production of mono-ingots, remelted electrodes, shaped castings, two or three-layer ingots or castings. The casings of autoclaves and capsules 9 can be low or high (in the case of bimetallic and three-layer ingots and slabs). Both autoclaves 1 and 2 can have a common working space, but they can also have a self-contained atmosphere. The capsule 9 in the casting autoclave 2 moves vertically with a casting mold or a casting kit for a mono-ingot, a bimetallic ingot, an ingot of three different metal layers or an ingot of three layers of two alloys. The capsule 9 has a sealed design with an autonomous gaseous medium, has a heater (s) 18 for heating the inner surface of the ingot (slab) 19 immediately before filling the mold 8. On the bottom of the capsule (in the pallet) 7, a highly heat-conducting sleeve 20 is mounted in contact with a copper water-cooled sleeve 21 Below them on the pallet 7, a hermetically sealed sprue pipe 6 is fixed.
Печной автоклав 1 состоит из кожуха 22, крышки 23, соединенных байонетным соединением 24.The furnace autoclave 1 consists of a casing 22, a cover 23, connected by a bayonet connection 24.
Разливочный автоклав 2 состоит из кожуха с нижней частью 25 и верхней частью 26, связанных байонетным соединением 27. Капсула 9 имеет нижнюю часть 28 и верхнюю часть 29, соединенные байонетным соединением 30.The filling autoclave 2 consists of a casing with a lower part 25 and an upper part 26 connected by a bayonet connection 27. The capsule 9 has a lower part 28 and an upper part 29 connected by a bayonet connection 30.
Приспособление интенсивного охлаждения расплава помимо ранее указанных втулок 20 и 21 содержит пластичную уплотняющую обмазку 31, датчик расхода воды (охлаждающего реагента) и автоматический кран на пульте управления, который включает максимальный расход охлаждающей воды (охлаждающего реагента) сразу же по сигналу о заполнении изложницы 8, но с учетом времени на подпрессование жидкого металла для плотного шва со слитком (слябом) 19 и уменьшения усадочной раковины новоотлитого слитка.The device for intensive cooling of the melt, in addition to the previously mentioned sleeves 20 and 21, contains a plastic sealing compound 31, a water flow sensor (cooling agent) and an automatic tap on the control panel, which turns on the maximum flow rate of cooling water (cooling agent) immediately upon the signal about filling the mold 8, but taking into account the time for pre-pressing the liquid metal for a tight seam with an ingot (slab) 19 and reducing the shrinkage cavity of the newly cast ingot.
В поддоне 7 размещается сменная огнеупорная коническая втулка 32 (камень).The pallet 7 accommodates a replaceable refractory tapered bushing 32 (stone).
При изготовлении сплавов в изложнице 8 жестко закрепляется сляб (полуслиток) 19, который занимает часть рабочего пространства изложницы 8. В свободную половину изложницы 8 манипулятором опускается нагреватель 18 для нагрева внутренней поверхности слитка(сляба) 19. После достижения заданной температуры (разная для различных металлов и сплавов) нагреватель 18 поднимается и снизу подается жидкий металл 33 для формирования второй части биметаллического слитка (сляба) или третьей части триметаллического сплава.In the manufacture of alloys, a slab (semi-ingot) 19 is rigidly fixed in the mold 8, which occupies a part of the working space of the mold 8. A heater 18 is lowered into the free half of the mold 8 by a manipulator to heat the inner surface of the ingot (slab) 19. After reaching a predetermined temperature (different for different metals and alloys), the heater 18 rises and liquid metal 33 is fed from below to form the second part of the bimetallic ingot (slab) or the third part of the trimetallic alloy.
В своем дне разливочный автоклав 2 имеет вмонтированный верхний газоплотный шибер 5. В стационарный отсекатель 3, соединяющий автоклавы 1, вмонтирован нижний газоплотный шибер 4. Индукционная печь 12 смонтирована стационарно в кожухе 22 печного автоклава 1, который на цапфах 34 поставлен на подвижной тележке 14.At its bottom, the pouring autoclave 2 has a built-in upper gas-tight gate 5. The stationary cut-off device 3 connecting the autoclaves 1 is fitted with a lower gas-tight gate 4. The induction furnace 12 is permanently mounted in the casing 22 of the furnace autoclave 1, which is mounted on pins 34 on a movable cart 14.
В случае производства трехслойного (фиг. 4) слитка (сляба) последовательность операции аналогична производству биметаллического слитка(ов).In the case of the production of a three-layer (Fig. 4) ingot (slab), the sequence of operation is similar to the production of bimetallic ingot (s).
При работе на твердой шихте индукционная печь 12 заполняется твердой шихтой, которая плавится и обрабатывается при атмосферных условиях. Разливочный автоклав 2 готовится для плавки на самой установке или на рельсовом пути 16. К нижней поверхности (фиг. 2) поддона 7 монтируется камень 32 (коническая втулка), контактирующий с высокотеплопроводящей втулкой 20 (обмазана пластической обмазкой 31) и накладывается высокотеплопроводящая охлаждаемая медная втулка 21, а затем монтируется литниковая труба 6. Медная втулка 21 связана на пульте управления двумя датчиками с термопарами, заложенными в крышке изложницы 8 для регистрации конца процесса разливки металла. Далее мон- 2 037177 тируется и жестко закрепляется в изложнице 8 сляб (часть слитка) 19, рядом с ним спускается нагреватель 18. После нагрева до заданной температуры внутренней поверхности сляба 19 нагреватель 18 поднимается и вслед за ним ставится газопроницаемая крышка 35, крышка 29 капсулы 9, фиксируется байонетным соединением 30. Верхняя часть 26 разливочного автоклава 2 ставится на нижнюю часть 25 и фиксируется байонетным соединением 27. Индукционная печь 12 с помощью тележки 14 движется по рельсовому пути 15, центрируется под разливочным автоклавом 2, поднимается подъемниками 36 до упора в стационарный отсекатель 3 и фиксируется байонетным соединением 24. Жидкий сплав 33 обрабатывается под газовым давлением, затем капсула 9 начинает управляемым способом спускаться, пока нижний конец литниковой трубы 6 не погрузится в жидкий металл. Таким образом, создаются условия для транспортирования за счет разницы в давлении (ΔΡ=Ρ2-Ρ1) в объединенном рабочем пространстве печного автоклава 1 и разливочного автоклава 2, и жидкий металл начинает течь антигравитационно через литниковую трубу 6 в изложницу 8. После заполнения свободного объёма изложницы 8 (фиг. 3) включается самый интенсивный расход охлаждающей воды (охлаждающего реагента) и происходит локальная кристаллизация жидкого металла в узле (приспособлении) управляемой кристаллизации (фиг. 2). После локальной кристаллизации в зоне втулки 20 газоплотный шибер 5 закрывается. Давление P2 становится выше давления P3, а давление газа P1 в печном автоклаве 1 снижается до атмосферного давления. Байонетное соединение 24 открывается, печной автоклав 1 спускается в конечное нижнее положение подъемниками 36, печной автоклав 1 передвигается в крайнее левое положение и печь 12 готовится для приема шихты для следующей плавки.When operating on a solid charge, the induction furnace 12 is filled with a solid charge, which is melted and processed under atmospheric conditions. The pouring autoclave 2 is prepared for melting on the installation itself or on the rail track 16. A stone 32 (tapered bushing) is mounted to the lower surface (Fig. 2) of the pallet 7, in contact with the highly heat-conducting bushing 20 (coated with plastic coating 31) and a highly heat-conducting cooled copper bushing is applied. 21, and then the gating pipe 6 is mounted. The copper sleeve 21 is connected on the control panel by two sensors with thermocouples embedded in the mold cover 8 to register the end of the metal casting process. Further, the slab (part of the ingot) 19 is mounted and rigidly fixed in the mold 8, the heater 18 descends next to it. After heating to the specified temperature of the inner surface of the slab 19, the heater 18 rises and a gas-permeable cover 35, a cover 29 of the capsule is placed after it 9, is fixed with a bayonet connection 30. The upper part 26 of the filling autoclave 2 is placed on the lower part 25 and fixed with a bayonet connection 27. The induction furnace 12 with the help of a trolley 14 moves along the rail track 15, is centered under the filling autoclave 2, is lifted by lifters 36 until it stops in a stationary the cutter 3 and is fixed by the bayonet connection 24. The liquid alloy 33 is processed under gas pressure, then the capsule 9 begins to descend in a controlled manner until the lower end of the sprue pipe 6 is immersed in the liquid metal. Thus, conditions are created for transportation due to the difference in pressure (ΔΡ = Ρ 2 -Ρ1) in the combined working space of the furnace autoclave 1 and the pouring autoclave 2, and the liquid metal begins to flow anti-gravity through the gating pipe 6 into the mold 8. After filling the free volume molds 8 (Fig. 3) turns on the most intensive flow rate of cooling water (cooling agent) and local crystallization of liquid metal occurs in the unit (device) of controlled crystallization (Fig. 2). After local crystallization in the area of the sleeve 20, the gas-tight gate 5 is closed. The pressure P2 becomes higher than the pressure P 3 , and the pressure of the gas P1 in the furnace autoclave 1 is reduced to atmospheric pressure. The bayonet connection 24 is opened, the furnace autoclave 1 is lowered to the final lower position with lifters 36, the furnace autoclave 1 is moved to the extreme left position and the furnace 12 is prepared to receive the charge for the next melting.
При работе на жидкой шихте индукционная печь 12 загружается жидкой шихтой, печной автоклав 1 передвигается и центруется под разливочным автоклавом 2. Последовательность остальных операций аналогична варианту работы на твердой шихте.When operating on a liquid charge, the induction furnace 12 is loaded with a liquid charge, the furnace autoclave 1 is moved and centered under the filling autoclave 2. The sequence of other operations is similar to the option of working on a solid charge.
При работе устройства реализуется способ производства металлургических заготовок и фасонного литья с получением следующих слитков.During the operation of the device, a method is implemented for the production of metallurgical billets and shaped casting to obtain the following ingots.
1. Монолитный конвенционный слиток.1. Monolithic conventional ingot.
Индукционная печь 12 разогревается до температуры 1580-1600°С. Давление Pi в печном автоклаве 1 и P2, P3 соответственно в разливочном автоклаве 2 и капсуле 9 выравниваются в течение 20 с. После выравнивания давления вводится высокоазотированный феррохром, который усваивается в течении 10 мин. В капсуле 9 создается отрицательное дифференциальное давление ΔΡ=Ρ1-Ρ3 = 0,05 МПа.The induction furnace 12 is heated to a temperature of 1580-1600 ° C. The pressure Pi in the furnace autoclave 1 and P2, P3, respectively, in the filling autoclave 2 and the capsule 9 are equalized within 20 s. After equalizing the pressure, high-nitrided ferrochrome is introduced, which is assimilated within 10 minutes. A negative differential pressure Δ создается = Ρ1-Ρ 3 = 0.05 MPa is created in the capsule 9.
В течении 6 с заполняется литниковая труба 6, дифференциальное давление повышается до 0,25 МПа и изложница 8 заполняется расплавом и затвердевает примерно через 10 мин. Затем осуществляется подпрессовка слитка в течении примерно около 6 мин, включается приспособление интенсивного охлаждения и через 2 мин разливка заканчивается. Давление P3 над слитком в капсуле 9 выдерживается 2 мин на уровне 0,45 МПа. Затем в течения 15 с давление P1 в печном автоклаве 1 снимается и он перемещается под загрузку для новой плавки.Within 6 s, the gating pipe 6 is filled, the differential pressure rises to 0.25 MPa, and the mold 8 is filled with melt and solidifies in about 10 minutes. Then the ingot is pre-pressed for about 6 minutes, the intensive cooling device is switched on, and after 2 minutes the casting ends. The pressure P 3 over the ingot in the capsule 9 is maintained for 2 minutes at the level of 0.45 MPa. Then, within 15 s, the pressure P1 in the furnace autoclave 1 is removed and it moves under the charge for a new melting.
2. Биметаллический слиток (фиг. 3).2. Bimetallic ingot (Fig. 3).
Операции идут как в п.1, только изложница 8 другая - в нее заранее заложен твердый полуслиток сплава 19, подогретый до 100-150°С нагревателем 18.The operations are as in claim 1, only the mold 8 is different - a solid semi-ingot of alloy 19 is pre-loaded into it, heated to 100-150 ° C by the heater 18.
3. Трехслойный слиток (фиг. 4).3. Three-layer ingot (Fig. 4).
Операции идут как в п.2, только в изложницу 8 заложены два полу слитка 19.The operations proceed as in clause 2, only two semi ingots 19 are laid in the mold 8.
4. Биметаллический слябовый (листовой) слиток (фиг. 5).4. Bimetallic slab (sheet) ingot (Fig. 5).
Операции идут как в п.1, но твердый полуслиток 19 имеет форму параллелепипеда.The operations proceed as in claim 1, but the solid semi-ingot 19 has the shape of a parallelepiped.
Устройство и способ имеют следующие преимущества:The device and method have the following advantages:
приспособление интенсивного управляемого охлаждения участка литникового канала вне литниковой керамической трубы 6 позволяет уменьшить время на разливку и увеличить производительность установки;the adaptation of intensive controlled cooling of the gating channel section outside the gating ceramic tube 6 makes it possible to reduce the casting time and increase the productivity of the installation;
приспособление интенсивного управляемого охлаждения расположено вне литниковой трубы 6, что увеличивает срок ее службы в десятки раз;the device for intensive controlled cooling is located outside the gating pipe 6, which increases its service life tenfold;
создается возможность многократного применения дорогой литниковой системы;the possibility of multiple use of the expensive gating system is created;
более широкий ассортимент выпускаемой продукции, включая высокотехнологичное производство биметаллов и триметаллов, сваренных металлургическим способом;a wider range of products, including high-tech production of metallurgically welded bimetals and trimetals;
уменьшение расхода электроэнергии, воды, материалов и др. за счет меньшей длительности плавки; увеличение эффективности работы на жидкой шихте, что является основой конкурентоспособности всего производства;reducing the consumption of electricity, water, materials, etc. due to a shorter melting time; increasing the efficiency of work on a liquid charge, which is the basis for the competitiveness of the entire production;
уменьшение длительности вредного влияния высокотемпературного зеркала жидкого сплава (16001700°С, излучение, пыль, газы) на полированные цилиндры и полированные направляющие колонн подъемного механизма;reducing the duration of the harmful effect of the high-temperature mirror of the liquid alloy (1600-1700 ° C, radiation, dust, gases) on polished cylinders and polished guides of the columns of the lifting mechanism;
существенное уменьшение риска производственных аварий за счёт увеличение интервала службы литниковой системы;a significant reduction in the risk of industrial accidents due to an increase in the service interval of the gating system;
устройство позволяет проводить плавки как под давлением, так и в атмосферных условиях и, в том числе, в вакууме;the device allows melting both under pressure and in atmospheric conditions, including in vacuum;
- 3 037177 способ производства металлургических заготовок и фасонного литья и устройство для его осуществления могут быть использованы для производства и разливки металлов и сплавов под газовым давлением, в вакууме или при атмосферных условиях, а также при специальной газовой среде получения конвенциональных (моно) слитков (слябов) монометаллических, биметаллических, трехслойных с двумя или тремя марками металлов или сплавов, переплавляемых электродов; фасонного литья, конвенциональных, азотистых - АС, высокоазотистых - ВАС сталей, легированных легкоиспаряющимися элементами, такими как кальций, свинец, цинк, магний, марганец и др., а также цветных металлов и сплавов.- 3 037177 a method for the production of metallurgical billets and shaped casting and a device for its implementation can be used for the production and casting of metals and alloys under gas pressure, in vacuum or under atmospheric conditions, as well as in a special gaseous environment for obtaining conventional (mono) ingots (slabs) ) monometallic, bimetallic, three-layer with two or three grades of metals or alloys, remelted electrodes; shaped castings, conventional, nitrogenous - AC, high nitrogenous - BAC steels alloyed with volatile elements such as calcium, lead, zinc, magnesium, manganese, etc., as well as non-ferrous metals and alloys.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122307/12A RU2573283C1 (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Method of producing of metallurgical blanks, shaped castings, and device for its implementation |
PCT/RU2016/000218 WO2016200289A1 (en) | 2015-06-11 | 2016-04-15 | Method for producing semi-finished metallurgical products and shaped castings, and device for carrying out said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201700559A1 EA201700559A1 (en) | 2018-04-30 |
EA037177B1 true EA037177B1 (en) | 2021-02-15 |
Family
ID=55087140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201700559A EA037177B1 (en) | 2015-06-11 | 2016-04-15 | Method for producing semi-finished metallurgical products and shaped castings, and device for carrying out said method |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180161863A1 (en) |
EP (1) | EP3311938A4 (en) |
JP (1) | JP2018520886A (en) |
KR (1) | KR20180018588A (en) |
CN (1) | CN107635697A (en) |
AU (1) | AU2016277194A1 (en) |
CA (1) | CA2988704A1 (en) |
EA (1) | EA037177B1 (en) |
RU (1) | RU2573283C1 (en) |
WO (1) | WO2016200289A1 (en) |
ZA (1) | ZA201708660B (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4616808A (en) * | 1984-08-29 | 1986-10-14 | Institute Po Metaloznanie I Technologia Na Metalite | Apparatus for the treatment and casting of metals and alloys in a closed space |
SU1482751A1 (en) * | 1987-07-07 | 1989-05-30 | Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе | Method of producing castings |
RU2127172C1 (en) * | 1994-05-27 | 1999-03-10 | Георг Фишер Диса А/С | Method of closing mold inlet after nongravity casting of noniron alloy in green-sand molds of row plant (versions) |
ZA200106887B (en) * | 2001-08-21 | 2002-02-07 | High Nitrogen Steel Pty Ltd | Equipment for production and casting of alloys. |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2646187A1 (en) * | 1976-10-13 | 1978-04-20 | Ture Arvid Bertland | Low pressure casting of steel in moulds - where stand pipe contains sliding stopper which chills metal in ingate (SW 8.11.76) |
SU1042881A1 (en) * | 1982-05-21 | 1983-09-23 | Предприятие П/Я Г-4967 | Apparatus for low pressure die casting |
JPS6433356U (en) * | 1987-08-19 | 1989-03-01 | ||
JP2634842B2 (en) * | 1988-03-18 | 1997-07-30 | 本田技研工業株式会社 | Low pressure casting and casting mold |
SK281378B6 (en) * | 1990-01-31 | 2001-03-12 | Zimmermann & Jansen Gmbh | Equipment for the controlled setting of the closing plug of the distributing channel in a continuous casting machine |
JPH08243722A (en) * | 1995-03-06 | 1996-09-24 | Asahi Tec Corp | Mold device for low pressure casting |
FR2760984B1 (en) * | 1997-03-24 | 1999-06-25 | Aerospatiale | PROCESS FOR MANUFACTURING A COMPOSITE PART WITH MAGNESIUM MATRIX, BY PRESSURE FOUNDRY |
RU2138557C1 (en) * | 1998-06-26 | 1999-09-27 | Селиванов Вадим Николаевич | Method for manufacture of cast iron, steel, blanks and articles produced from cast iron and steel by agglomeration, blast furnace, steel-making and rolling processes in metallurgical plant |
EA009004B1 (en) * | 2003-11-26 | 2007-10-26 | Мэри Томас Гиллс Рэффл | Process and apparatus for casting of metal artefacts |
US7484548B2 (en) * | 2004-11-16 | 2009-02-03 | Rmi Titanium Company | Continuous casting of reactionary metals using a glass covering |
US7377304B2 (en) * | 2005-07-12 | 2008-05-27 | Alcoa Inc. | Method of unidirectional solidification of castings and associated apparatus |
JP5319893B2 (en) * | 2007-03-06 | 2013-10-16 | アイ・イー・ソリューション株式会社 | High vacuum suction casting equipment |
-
2015
- 2015-06-11 RU RU2015122307/12A patent/RU2573283C1/en active
-
2016
- 2016-04-15 CN CN201680034124.9A patent/CN107635697A/en active Pending
- 2016-04-15 CA CA2988704A patent/CA2988704A1/en not_active Abandoned
- 2016-04-15 EP EP16807899.6A patent/EP3311938A4/en not_active Withdrawn
- 2016-04-15 EA EA201700559A patent/EA037177B1/en not_active IP Right Cessation
- 2016-04-15 US US15/735,291 patent/US20180161863A1/en not_active Abandoned
- 2016-04-15 JP JP2018517120A patent/JP2018520886A/en active Pending
- 2016-04-15 KR KR1020177037518A patent/KR20180018588A/en not_active Application Discontinuation
- 2016-04-15 AU AU2016277194A patent/AU2016277194A1/en not_active Abandoned
- 2016-04-15 WO PCT/RU2016/000218 patent/WO2016200289A1/en active Application Filing
-
2017
- 2017-12-19 ZA ZA2017/08660A patent/ZA201708660B/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4616808A (en) * | 1984-08-29 | 1986-10-14 | Institute Po Metaloznanie I Technologia Na Metalite | Apparatus for the treatment and casting of metals and alloys in a closed space |
SU1482751A1 (en) * | 1987-07-07 | 1989-05-30 | Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе | Method of producing castings |
RU2127172C1 (en) * | 1994-05-27 | 1999-03-10 | Георг Фишер Диса А/С | Method of closing mold inlet after nongravity casting of noniron alloy in green-sand molds of row plant (versions) |
ZA200106887B (en) * | 2001-08-21 | 2002-02-07 | High Nitrogen Steel Pty Ltd | Equipment for production and casting of alloys. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201700559A1 (en) | 2018-04-30 |
KR20180018588A (en) | 2018-02-21 |
US20180161863A1 (en) | 2018-06-14 |
WO2016200289A1 (en) | 2016-12-15 |
CN107635697A (en) | 2018-01-26 |
JP2018520886A (en) | 2018-08-02 |
ZA201708660B (en) | 2018-12-19 |
AU2016277194A1 (en) | 2018-01-04 |
RU2573283C1 (en) | 2016-01-20 |
EP3311938A1 (en) | 2018-04-25 |
CA2988704A1 (en) | 2016-12-15 |
EP3311938A4 (en) | 2018-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5299619A (en) | Method and apparatus for making intermetallic castings | |
US9381569B2 (en) | Vacuum or air casting using induction hot topping | |
CN103691909B (en) | A kind of aluminium/magnesium solid-liquid composite casting forming method | |
ITVI20110076A1 (en) | MACHINE FOR FORMING METAL BARS | |
CN104475693A (en) | Reduction casting compositing method and device for large iron ingots | |
EP0697577B1 (en) | Vacuum melting - pressure pouring induction furnace | |
JPH08120357A (en) | Production of copper alloy containing active metal | |
CN101602102A (en) | The solidification process control method of using small external temperature gradient to eliminate shrinkage cavities and porosity in casting | |
CN104785757A (en) | Multi-core reducing multi-ladle co-casting method and device for casting large composite steel ingots | |
CN101181743A (en) | Metal casting device equipped with noble gas protective sealing system | |
WO2006055148A2 (en) | Continuous casting of reactionary metals using a glass covering | |
US7484549B2 (en) | Continuous casting of reactionary metals using a glass covering | |
US7484548B2 (en) | Continuous casting of reactionary metals using a glass covering | |
RU2001114461A (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCTION OF PRODUCTS FROM LIGHT METALS, IN PARTICULAR, PARTS FROM MAGNESIUM AND MAGNESIUM ALLOYS | |
CN116441501A (en) | Vacuum horizontal continuous casting and die casting device | |
Yang et al. | A Combined Electromagnetic Levitation Melting, Counter‐Gravity Casting, and Mold Preheating Furnace for Producing TiAl Alloy | |
EA037177B1 (en) | Method for producing semi-finished metallurgical products and shaped castings, and device for carrying out said method | |
EP2925469A1 (en) | The pressure reactor for producing materials having directed porosity | |
CN203018725U (en) | Electro-slag liquid pouring system | |
US3603374A (en) | Methods of producing large steel ingots | |
CN219944549U (en) | Vacuum horizontal continuous casting and die casting device | |
JPS609574A (en) | Casting device | |
JP4312217B2 (en) | Low melting point material casting manufacturing method and system | |
RU2605720C1 (en) | Method of producing metallurgical billets with porous structure and device for its implementation | |
WO1981001810A1 (en) | Process and apparatus for casting rounds,slabs and the like |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KG TJ TM RU |