FI73373C - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MINIMERING AV SKUMBILDNING VID SMAELT METALLS FRIA FALL IN I FORMAR, TRAOG OCH MOTSVARANDE KAERL. - Google Patents

FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MINIMERING AV SKUMBILDNING VID SMAELT METALLS FRIA FALL IN I FORMAR, TRAOG OCH MOTSVARANDE KAERL. Download PDF

Info

Publication number
FI73373C
FI73373C FI834510A FI834510A FI73373C FI 73373 C FI73373 C FI 73373C FI 834510 A FI834510 A FI 834510A FI 834510 A FI834510 A FI 834510A FI 73373 C FI73373 C FI 73373C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
opening
atmosphere
molten metal
mold
containers
Prior art date
Application number
FI834510A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI73373B (en
FI834510A (en
FI834510A0 (en
Inventor
Edouard Gervais
Henri Levert
Laurence C Smyth
George Deep
Original Assignee
Noranda Mines Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noranda Mines Ltd filed Critical Noranda Mines Ltd
Priority to FI834510A priority Critical patent/FI73373C/en
Publication of FI834510A0 publication Critical patent/FI834510A0/en
Publication of FI834510A publication Critical patent/FI834510A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI73373B publication Critical patent/FI73373B/en
Publication of FI73373C publication Critical patent/FI73373C/en

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Description

1 733731 73373

Menetelmä ja laite vaahdon muodostuksen minimoimiseksi sulan metallin pudotessa vapaasti muotteihin, kaukaloihin ja vastaaviin astioihin. -Förfarande och anordning för minimering av skumbildning vid smält metalls fria fall in i formar, träg och motsvarande kari.A method and apparatus for minimizing the formation of foam when molten metal falls freely into molds, troughs and similar containers. -Forfarande och anordning för minimering av skumbildning vid smält metals from fria fall in i formar, träg och motsvarande Kari.

Tämän keksinnön kohteena on laite vaahdon muodostuksen minimoimiseksi sulan metallin yläpinnassa kaadettaessa metallia muotteihin tai vastaaviin astioihin tai sulan metallin pudotessa vapaasti uunista kaukaloon tai metallin syöksyessä kaukalosta toi seen.The present invention relates to a device for minimizing the formation of foam on the upper surface of molten metal when metal is poured into molds or similar containers or when molten metal falls freely from an oven to a trough or when metal falls from one trough to another.

Sulaa metallia, kuten sinkkiä kaadettaessa tai sen pudotessa vapaasti muodostuu sulan metallin yläpintaan huomattava määrä metalli vaahtoa. Tämä vaahto kuoritaan normaalisti sulan metallin pinnasta käsin. Tämä työ on vaivalloista, vaatii työntekijät lähelle sulaa metallia ja tuottaa suuria määriä metalli vaahtoa, joka pitää ottaa talteen.When molten metal, such as zinc, is poured or dropped freely, a considerable amount of metal foam is formed on the top surface of the molten metal. This foam is normally peeled from the surface of the molten metal. This work is laborious, requires workers close to molten metal and produces large amounts of metal foam that needs to be recovered.

Hakijan suorittamat kokeet kaadettaessa sulaa sinkkiä muotteihin ovat osoittaneet, että vaahdon muodostuminen johtui siitä, että putoava sulametallivirta vangitsi mukaansa ilmaa. Tällöin ilma siirtyy sulan metallin pinnan alle muodostaen ilmakuplia sulaan metalliin. Hapettumisen johdosta kuplien sisäpintaan muodostuu ohut mutta sitkeä sinkkioksidika Ivo. Nämä kuplat nousevat pintaan ja niiden työntyessä pinnassa esiin voidaan todeta, että myös kuplien ulkopinta hapettuu ja kun kysymyksessä ovat suuret kuplat (halkaisija noin 12,7 mm) voidaan todeta, että osa kuplan yläpintaa voi jähmettyä välittömästi siitä huolimatta, että sen alapuolella oleva metalliaines pysyi nestemäisenä useita minuutteja pidempään.Experiments performed by the applicant when pouring molten zinc into molds have shown that the formation of foam was due to a falling stream of molten metal trapping air with it. In this case, air moves below the surface of the molten metal, forming air bubbles in the molten metal. Due to oxidation, a thin but tough zinc oxide Ivo is formed on the inner surface of the bubbles. These bubbles rise to the surface and when they protrude on the surface it can be seen that the outer surface of the bubbles also oxidizes and in the case of large bubbles (diameter about 12.7 mm) it can be said that part of the bubble top can solidify immediately despite the metal material remaining below it. liquid for several minutes longer.

Ymmärrettyään sen, että sulan metallin päälle muodostuva vaahto johtuu sinkkioksidikalvon muodostumisesta kuplien pintaan, hakija tutki useita menetelmiä, joilla kuplat voitaisiin joko vapauttaa tai estää muodostumasta. Tämän tutkimuksen tuloksena hakija on oivaltanut, että vaahdon muodostuminen voidaan minimoida pitämällä sula metalli muottia täytettäessä tai sulan 2 73373 metallin pudotessa vapaasti kaukaloihin tai muihin astioihin olennaisesti hapettumattomassa ilmakehässä, jolloin saadaan estetyksi se, että putoava virta vangitsisi sulaan metalliin riittävästi happea muodostamaan liian suurta määrää sitkeällä hapettuneella kalvolla varustettuja kuplia, jotka eivät hajoa noustessaan sulan metallin pintaan vaan muodostavat sen sijaan tähän pintaan ei-toivottua vaahtoa.Realizing that the foam formed on molten metal is due to the formation of a zinc oxide film on the surface of the bubbles, the Applicant investigated several methods by which bubbles could either be released or prevented from forming. As a result of this study, the Applicant has realized that foam formation can be minimized by keeping molten metal when filling a mold or molten 2 73373 metal falling freely into troughs or other vessels in a substantially non-oxidizing atmosphere, preventing the falling stream from capturing enough oxygen to molten metal to form too much oxygen. bubbles with an oxidized film which do not disintegrate as they rise to the surface of the molten metal but instead form an undesired foam on that surface.

Hapettumaton ilmakehä muodostetaan edullisesti jollakin inertillä kaasulla, kuten typellä ja se voi sisältää pienen määrän happea, esim. korkeintaan 2% muodostamatta liian suuria määriä kuplia.The non-oxidizing atmosphere is preferably formed with an inert gas such as nitrogen and may contain a small amount of oxygen, e.g. up to 2% without forming excessive amounts of bubbles.

Yllä esitetty menetelmä voidaan suorittaa asettamalla kansi sulan metallin astian päälle ja tekemällä siihen aukko sulan metallin läpikulkua varten sekä elimet hapettamattoman kaasun syöttämiseksi kannen alle.The above method can be performed by placing a lid on a container of molten metal and making an opening therein for the passage of molten metal and means for supplying non-oxidized gas under the lid.

Edellä esitetty menetelmä voitaisiin suorittaa myös jatkuvassa laattavalukoneessa, johon kuuluu sarja päättymättömälle ketjukul-jettimelle asennettuja, lähekkäisiä ja ylhäältä avoimia harkko-muotteja järjestämällä kuomu valukoneen päälle täyttöasemassa ja syöttämällä hapettamatonta kaasua kuomun alle. Kuomun tulo- ja poistopäässä sekä sen sivuilla tarvittaisiin tiivisteet hapettamattoman kaasun liiallisen häviön estämiseksi. Kuomussa pitäisi luonnollisesti olla tiivistetty aukko sulan metallin toimittamiseksi sen yhden seinän läpi.The above method could also be performed in a continuous slab casting machine comprising a series of adjacent and top-open ingot molds mounted on an endless chain conveyor by arranging a canopy over the casting machine at a filling station and supplying non-oxidized gas under the canopy. Seals would be required at the inlet and outlet ends of the hood and on its sides to prevent excessive loss of non-oxidized gas. The hood should, of course, have a sealed opening to deliver molten metal through one of its walls.

Edellä esitetty menetelmä voitaisiin lisäksi suorittaa jatkuvassa laattavalukoneessa EP-hakemuksessa 88 071 esitetyn laitteen avulla, jolla laite käsittää kuomun tai kotelon sijoitettuna lyhyen välimatkan päähän liikkuvien muottien yläpuolelle ja sovitettuna peittämäään kaksi vierekkäistä muottia. Kotelon yläosassa on aukko sulan johtamiseksi muottiin samoinkuin sivussa on aukko hapettamattoman kaasun johtamiseksi kotelon alle. Kuitenkaan tämä laite ei mahdollista hapettamattoman kaasun riittävää jakautumista muotteihin.The above method could further be carried out in a continuous slab casting machine by means of the device disclosed in EP application 88 071, in which the device comprises a canopy or housing placed at short distances above the moving molds and arranged to cover two adjacent molds. At the top of the housing there is an opening for conducting the melt into the mold as well as an opening on the side for conducting non-oxidized gas under the housing. However, this device does not allow adequate distribution of the non-oxidized gas in the molds.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu kansilevy, joka onThe device according to the invention comprises a cover plate which is

Il : 3 73373 sijoitettu ennalta määrätyn välimatkan päähän useiden astioiden tai harkkomuottien yläpuolelle ja jossa on aukko sulan metallin valamiseksi kuhunkin astiaan niiden kulkiessa aukon alta. Kansi-levy ulottuu ennalta määrätyn matkan mainitun aukon etu- ja takapuolelle ja siinä on ennalta määrätty määrä sen pituussuunnassa sijoitettuja reikiä hapettamattoman kaasun syöttämiseksi kansile-vyn läpi hapettamattoman ilmakehän muodostamiseksi progressiivisesti astioihin niiden lähestyessä kansilevyn aukkoa sekä tämän ilmakehän ylläpitämiseksi astioissa niiden ohittaessa mainitun aukon.Il: 3 73373 placed at a predetermined distance above a plurality of vessels or ingots and having an opening for pouring molten metal into each vessel as they pass under the opening. The lid plate extends a predetermined distance to the front and rear of said opening and has a predetermined number of longitudinally spaced holes for supplying non-oxidized gas through the lid plate to progressively form an oxidized atmosphere in the containers as they approach the lid opening and maintaining this atmosphere in the vessels.

On välttämätöntä, että kansilevy ulottuu tietyn matkaa muotin täyttöaukon etupuolelle tarvittavan hapettamattoman ilmakehän muodostamiseksi progressiivisesti ja samoin kansilevyssä pitää olla takaosa tarvittavan hapettamattoman ilmakehän säilyttämiseksi. Etupään pituuden määrää kuljetinhihnan nopeus, astian tilavuus, astia välin peittämiseksi ja näiden tekijöiden vaikutus halutun ilmakehän aikaansaamiseksi tarvittavan puhdistus-kaasun tilavuuteen. Poistopään pituuden määrää se pneumaattinen vastus, joka tarvitaan ilman paluuvirtauksen estämiseksi täytettävään astiaan.It is necessary for the cover plate to extend a certain distance in front of the mold filling opening to progressively form the required non-oxidizing atmosphere, and likewise the cover plate must have a back to maintain the necessary non-oxidizing atmosphere. The length of the front end is determined by the speed of the conveyor belt, the volume of the vessel, the vessel to cover the gap, and the effect of these factors on the volume of purge gas required to provide the desired atmosphere. The length of the outlet head is determined by the pneumatic resistance required to prevent the return of air to the container to be filled.

Kuljetinhihnan nopeuden ollessa 5 cm sekunnissa ja täytettäessä noin 25 kg harkkomuotteja on havaittu, että voidaan saavuttaa alle 0,5 % happipitoisuudet solien ollessa korkeintaan 7,6 mm ja kaasun virtausnopeuksien alle 57 Nm /h käyttämällä levyä, jonka pituus on yhtä suuri kuin viiden muotin leveys (kolme ennen ja kaksi jälkeen muotin käyttöaukon).With a conveyor belt speed of 5 cm per second and filling of about 25 kg ingot molds, it has been found that oxygen concentrations of less than 0.5% can be achieved with cells up to 7.6 mm and gas flow rates below 57 Nm / h using a plate equal to five molds. width (three before and two after the mold opening).

Keksintöä selvitetään seuraavaksi esimerkin muodossa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:The invention will now be explained by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 esittää laitetta, jolla suoritetaan laboratoriokokeita käyttämällä kiinteätä laattamuottia.Figure 1 shows an apparatus for performing laboratory tests using a solid slab mold.

Kuvio 2 on esimerkki laitteesta, jota käytetän valettaessa sulaa metallia yksittäisiin muotteihin jatkuvassa harkkovalu-koneessa.Figure 2 is an example of an apparatus used to cast molten metal into individual molds in a continuous ingot casting machine.

7337373373

Kuvio 3 on leikkaus pitkin kuvion 2 linjaa 3-3.Figure 3 is a section along the line 3-3 in Figure 2.

Kuvio 4 on leikkaus pitkin kuvion 2 linjaa 4-4.Figure 4 is a section along line 4-4 of Figure 2.

Kuvio 5 on graafinen esitys olan mitoituksen muuttumisen vaikutuksesta happipitoisuuteen muotin ilmakehässä kiinteällä typen kulutuksella.Figure 5 is a graphical representation of the effect of shoulder sizing change on oxygen concentration in the mold atmosphere with fixed nitrogen consumption.

Kuvio 6 on graafinen esitys typpikulutuksen muutoksen vaikutuksesta happipitoisuuteen muotin ilmakehässä kahdella eri solamitoituksella.Figure 6 is a graphical representation of the effect of the change in nitrogen consumption on the oxygen content in the mold atmosphere with two different solder dimensions.

Kuviot 7 ja 8 esittävät muotin suoritusmuotoja kaasun virtausvaa-timuksen vähentämiseksi.Figures 7 and 8 show embodiments of a mold to reduce the gas flow requirement.

Kuvio 9 esittää toista mahdollista suoritusmuotoa, joka vähentää kaasuvirtausta mutta käsittää hankaamattoman tiivisteen.Figure 9 shows another possible embodiment which reduces the gas flow but comprises a non-abrasive seal.

Kuviossa 1 esitettyyn laboratoriolaitteeseen kuuluu altavaluastia 10, jota käytetään sulan sinkin syöttämiseksi laattamuottiin 12 muotin yläosan sulkevan kannen 14 läpi. Astian pohja on varustettu aukolla, joka on kohdakkain kannessa 14 olevan vastaavan aukon kanssa ja kyseinen pohja on kiinnitetty kanteen jollakin sopivalla tavalla, kuten hitsaamalla. Astian pohjassa oleva aukko on suljettu tulppaventtiilillä 16, joka voidaan avata haluttaessa valaa sulaa metallia muottiin. Kansi on tiivistetty muottiin O-renkaalla 18. Mitoitettu typen tulokanava 20 ja pakokanava 22 on järjestetty kannen läpi sopivan hapettamattoman ilmakehän säilyttämiseksi muotin yläpinnassa.The laboratory apparatus shown in Figure 1 includes a bottom casting vessel 10 used to feed molten zinc into the slab mold 12 through a lid 14 that closes the top of the mold. The bottom of the container is provided with an opening which is aligned with the corresponding opening in the lid 14 and said base is fixed to the lid in some suitable way, such as by welding. The opening in the bottom of the vessel is closed by a plug valve 16 which can be opened if desired to pour molten metal into a mold. The lid is sealed to the mold by an O-ring 18. A dimensioned nitrogen inlet duct 20 and an exhaust duct 22 are provided through the lid to maintain a suitable non-oxidizing atmosphere on the upper surface of the mold.

Valmistava koe suoritettiin täyttämällä astia sulalla sinkillä ja avaamalla sen jälkeen venttiili muotin täyttämiseksi. Varsin suuri määrä vaahtoa muodostui sulan metallin pintaan. Sama menettely toistettiin lukkuottamatta sitä, että peitetty muotti puhdistettiin typellä ennen venttiilin avaamista muotin täyttämiseksi. Muotti avattiin pian täytön jälkeen ennen jähmettymistä metallin saattamiseksi jähmettymään ilmassa. Sulan metallin pinnalla ei esiintynyt vaahtoa.The preparatory test was performed by filling the vessel with molten zinc and then opening the valve to fill the mold. Quite a large amount of foam formed on the surface of the molten metal. The same procedure was repeated without locking the fact that the covered mold was purged with nitrogen before opening the valve to fill the mold. The mold was opened shortly after filling before solidification to cause the metal to solidify in air. There was no foam on the surface of the molten metal.

Il 5 73373Il 5 73373

Sarja valukokeita suoritettiin vaihdellen samalla metallin valulämpötilaa ja typen happipitoisuutta. Metallin valulämpö-tilan muutoksen vaikutukset havaittiin normaalilla sinkin valulämpötila-alueella 460 - 530°C. Puhdistus tai huuhtelu suoritettiin kaasun virtausnopeuksilla 20 1/min. 1 minuutin ajan typpi-ilmakehien vaihdellessa kaupallisesta puhtaudesta 2 % happipitoisuuksiin. Laattaharkkoihin saatiin vaahdottomat pinnat typen happipitoisuuksien vaihdellessa 0:sta noin 2 ?ό:ϋη. Havaittiin myös, että lämpötilan ja hapen vaikutukset ovat vuorovaikuttavia hyväksyttävien laattapintojen valmistuksen suhteen. Olosuhteet hyväksyttävien pintojen aikaansaamiseksi laa11aharkoi 11e on esitetty yhteenvetona seuraavaksi: (a) Kaupallisesti puhdas typpi-ilmakehä lämpötiloissa alle 450°C. Nämä olosuhteet aikaansaavat säihkyvän, kiteisen pinnan, joka näkyy täysin läpinäkyvän oksidikalvon läpi. Lämpötiloissa yli 45 0°C havaittiin ilmiö, jota yleensä kutsutaan nimellä "värjäytyminen", jossa värit vaihtelevat o 1jenvärisestä tummaan purppuraan.A series of casting experiments were performed while varying the casting temperature of the metal and the oxygen content of the nitrogen. The effects of the change in the casting temperature of the metal were observed in the normal zinc casting temperature range of 460-530 ° C. Purification or purging was performed at gas flow rates of 20 1 / min. For 1 minute with nitrogen atmospheres ranging from commercial purity to 2% oxygen concentrations. Foamless surfaces were obtained for the slabs with nitrogen oxygen concentrations ranging from 0 to about 2? Ό: ϋη. It was also found that the effects of temperature and oxygen interact with respect to the fabrication of acceptable tile surfaces. The conditions for obtaining acceptable surfaces are summarized as follows: (a) A commercially pure nitrogen atmosphere at temperatures below 450 ° C. These conditions provide a shiny, crystalline surface that is visible through a completely transparent oxide film. At temperatures above 45 ° C, a phenomenon commonly referred to as "discoloration" was observed, with colors ranging from o to dark purple.

(b) Hapetus noin 2 % happipitoisuudessa lämpötila-alueella 450 - '475°C. Nämä olosuhteet saavat aikaan tasaisen hopeanharmaan oksidikalvon harkon pintaan.(b) Oxidation at about 2% oxygen in the temperature range of 450 to 475 ° C. These conditions produce a uniform silver-gray oxide film on the ingot surface.

Edellä esitetty menetelmä voidaan myös totettaa jatkuvassa laattavalukoneessa, kuten Sheppard-valukoneessa, josa on useita muotteja asennettu päättymättömään ketjukuljettimeen. Tällaisisa koneissa voidaan hapettamaton ilmakehä muoddostaa kuvulla, joka ympäröi valuko-netta täyttöasemassa. Sulaa metallia syötettäisiin uunista kuvun sisään sijoitettuun valusankoon ja valusangosta muotteihin niiden kulkiessa täyttöaseman ohi. Kuvun läpi olisi järjestetty mitoitettu typen tulokanava sekä pakokanava hapettamattoman ilmakehän muodostamiseksi kupuun. Typpi-i1 ma kehä pitää säilyttää kuvussa lievässä ylipaineessa siten, että ympäröivä hapettava ilmakehä kuvun ulkopuolella ei pääse tunkeutumaan kupuun muotin tulo- ja poistosolien kautta. Kuvun tulo- ja poistopäässä tarvittaisiin kuitenkin tiivisteet typpikaasun liiallisen 73373 6 häviön estämiseksi.The above method can also be carried out in a continuous slab casting machine, such as a Sheppard casting machine, if several molds are mounted on an endless chain conveyor. In such machines, a non-oxidizing atmosphere can be formed by a hood surrounding the casting machine at the filling station. The molten metal would be fed from the furnace to the ladle located inside the dome and from the ladle to the molds as they passed the filling station. A dimensioned nitrogen inlet duct as well as an exhaust duct would be provided through the dome to form an unoxidized atmosphere in the dome. The nitrogen-i1 ma circumference must be stored in the dome under a slight overpressure so that the surrounding oxidizing atmosphere outside the dome cannot penetrate the dome through the inlet and outlet cells of the mold. However, seals would be required at the inlet and outlet ends of the hood to prevent excessive 73373 6 loss of nitrogen gas.

Kuviossa 2 on esitetty sarja lähekkäin olevia ylhäältä avoimia harkkomuotteja 30, jotka on asennettu päättymättömään ketjukul-jettimeen 32, jonka kulkunopeus on noin 5 cm sekunnissa nuolen A osoittamaan suuntaan. Kaikissa harkkomuoteissa on tasaiset yläpinnat. Kiinteä kansilevy 34 on sijoitettu lähelle mutta ennalta määrätyn välimatkan D päähän muottien yläpinnasta ja se kattaa ennalta määrätyn määrän muotteja ennen ja jälkeen metallin kaato- tai valuaseman, joka on asennettu kansilevyn päälle. Metallin valuasema on rakenteeltaan tavanomainen käsittäen kaukalon 36, joka päättyy syöksytorveen 38 sulan metallin syöttämiseksi valusankoon 40. Sanko 40 kallistetaan tietyin väliajoin metallin kaatamiseksi peräkkäisesti kuhunkin muottiin kansilevyssä oleva valuaukon 42 kautta. Erotin 44 on sijoitettu kaukalon päähän sulan metallin pinnalla mahdollisesti olevan kuonan vangitsemiseksi.2 shows a series of closely spaced open top to the ingot mold 30, which is mounted to the endless conveyor ketjukul-32, the flow rate is about 5 cm per second in the arrow A direction. All ingot molds have flat tops. The fixed cover plate 34 is located close to but a predetermined distance D from the top surface of the molds and covers a predetermined number of molds before and after a metal pouring or casting station mounted on the cover plate. The metal casting station is conventional in construction, comprising a trough 36 terminating in a downcomer 38 for feeding molten metal to the ladle 40. The ladle 40 is tilted at regular intervals to pour the metal sequentially into each mold through a ladle opening 42 in the cover plate. A separator 44 is located at the end of the trough to trap any slag on the surface of the molten metal.

Kvion 3 mukaisesti kansilevy 34 on varustettu ennalta määrätyllä määrällä kaasun tulokanavia 46 ja inerttiä kaasua syötetään näihin kanaviin tai soliin etuputkiston 48 ja pääputkiston 30 kautta. Inerttiä kaasua syötetään levyn alle tulevaan ensimmäiseen muottiin kolmen kaasun tulokanavan kautta muottien puhdista mi sksi nopeasti sekä levyn alla jäljellä oleviin muotteihin yhden kanavarivin kautta happipitoisuuden alentamiseksi progressiivisesti ja sen pitämiseksi valuasemassa ennalta määrätyn arvon alapuolella. Mukana on myös happiputkisto 32 inertin kaasun syöttämiseksi valusangon koteloon 54 ja syöksytorven koteloon 56. Kansiliuskat 58 on sijoitettu muottien välisiin rakoihin kaasun liiallisen vuotamisen estämiseksi näiden rakojen kautta.According to the quart 3, the cover plate 34 is provided with a predetermined number of gas inlet ducts 46 and inert gas is supplied to these ducts or cavities through the front piping 48 and the main piping 30. Inert gas is fed to the first mold under the plate through three gas inlet ducts for quick cleaning of the molds and to the remaining molds under the plate through one row of channels to progressively reduce the oxygen content and keep it in the casting position below a predetermined value. Also included is an oxygen piping 32 for supplying inert gas to the ladle housing 54 and the downcomer housing 56. Lid strips 58 are located in the gaps between the molds to prevent excessive gas leakage through these gaps.

Kuvion 4 mukaiessti levyn 34 leveys on yhtä suuri kuin muottien 30. Inertti kaasu työntyy muotteihin kaasukanavista tai -solista 46 ja virtaa ulos kansilevyn sivuilla ja päissä olevien rakojen läpi. Kannen leveys sekä astian leveysAccording to Figure 4, the width of the plate 34 is equal to that of the molds 30. The inert gas protrudes into the molds from the gas passages or cells 46 and flows out through the slots in the sides and ends of the cover plate. Lid width and container width

IIII

7 73373 verrattuna astian sisätilaan riippuvat siitä pneumaattisesta vastuksesta, joka tarvitaan ’estämään ilman paluuvirtaus muotteihin.7 73373 compared to the interior of the vessel depend on the pneumatic resistance needed to ‘prevent the return of air to the molds.

On havaittu, että säätämällä kansilevyn 34 pituutta, kaasun purkausaukkojen määrää ja sijaintia, kaasun virtausnopeutta ja muottien ja kansilevyn välistä rakoa, voidaan inertti ilmakehä säilyttää valuaukon 42 alapuolella tarvitsematta käyttää kontaktitiivisteitä. Kaasun tuloaukkojen välin, raon mitoituksen ja inertin kaasun (typpi) virtausnopeuden tutkimisen helpottamiseksi suunniteltiin laboratoriossa laite tavanomaisen valukoneen jäljittelemiseksi eli simuloimiseksi. Kansilevyssä olevien kaasun tulokanavien tai -aukkojen määrä säädettiin sellaiseksi, että joka hetki oli ainakin kolme ja enintään neljä kaasuaukkoa liikkuvan muotin yläpuolella. Kansilevyn pituus oli sellainen, että jotka hetki kansilevyn alla sijaitsi viisi muottia (kolme ennen ja kaksi jälkeen valuaukon 22).It has been found that by adjusting the length of the cover plate 34, the number and location of gas discharge openings, the gas flow rate and the gap between the molds and the cover plate, an inert atmosphere can be maintained below the pouring opening 42 without the need for contact seals. In order to facilitate the study of the distance between the gas inlets, the dimensioning of the gap and the flow rate of the inert gas (nitrogen), a device for simulating or simulating a conventional casting machine was designed in the laboratory. The number of gas inlet ducts or openings in the cover plate was adjusted so that at any time there were at least three and at most four gas openings above the moving mold. The length of the cover plate was such that every moment under the cover plate were located five molds (three before and two after the drain hole 22).

Kokeet suoritettiin muodostamalla ennalta määrätty typen virtausnopeus kansilevyn läpi ja siirtämällä sitten muotit kansilevyn ohi samalla nopeudella kuin tavanomainen valukoneen kuljetin (3 cm sekunnissa). Kukin muotti puhdistettiin progressiivisesti sen tullessa kansilevyn alle. Muotin ilmakehästä otettiin näyte muotin keskustasta pumppaamalla näyte happi-analysaattoriin muotin lähestyessä valuaukkoa. Kokeet suoritettiin happipitoisuuden määrittämiseksi muotin ilmakehässä (a) muotin ja kannen välimittojen muuttuessa ja typen vakio-virtausnopeuksilla sekä (b) typen virtausnopeuksien muuttuessa ja välin ollessa vakiomittainen. Näiden kokeiden tulokset on esitetty kuvioissa 5 ja 6. Etuputkiston virtausnopeus kuviossa 5 esitetyssä kokeessa oli noin 5,7 Nm /h ja pääputkiston virtausnopeus oli noin 42 Nm /h. Kuviossa 6 esitetyssä kokeessa etuputkiston virtausnopeus asetettiin noin 5,7 3The experiments were performed by generating a predetermined nitrogen flow rate through the cover plate and then passing the molds past the cover plate at the same speed as a conventional casting machine conveyor (3 cm per second). Each mold was progressively cleaned as it came under the cover plate. A sample of the mold atmosphere was taken from the center of the mold by pumping the sample to an oxygen analyzer as the mold approached the pouring orifice. The experiments were performed to determine the oxygen content in the mold atmosphere with (a) changes in mold and lid spacing and constant nitrogen flow rates, and (b) changes in nitrogen flow rates and constant spacing. The results of these experiments are shown in Figures 5 and 6. The flow rate of the front piping in the experiment shown in Figure 5 was about 5.7 Nm / h and the flow rate of the main piping was about 42 Nm / h. In the experiment shown in Figure 6, the flow rate of the front piping was set to about 5.7 3

Nm /h ja pääputkiston virtausnopeutta vaihdeltiin välillä 14,2-85 Nm3/h.Nm / h and the flow rate in the main pipeline varied between 14.2-85 Nm3 / h.

BB

7337373373

Kuviossa 5 esitettyjen kokeiden tulokset osoittivat, että happipitoisuus kasvoi hyvin’ nopeasti välimittojen ollessa suuremmat kuin 6,35 mm. Tärkeämpää on, että tämä käyrä osoittaa, että alle 0,5 % happea voidaan saavuttaa välien ollessa korkeintaan 7,6 mm kaasun kulutuksen ollessa taloudellisesti 3 hyväksyttävä (noin 57 Nm /h). Kuviossa 6 on kahdella eri välimitalla 2,5 4 inm ja 3,17 m m esitetty muuttuvan typpiku-lutuksen vaikutus happipitoisuuteen muotin ilmakehässä.The results of the experiments shown in Figure 5 showed that the oxygen content increased very ‘rapidly with intermediate dimensions greater than 6.35 mm. More importantly, this curve shows that less than 0.5% oxygen can be achieved with gaps up to 7.6 mm with a gas consumption 3 that is economically acceptable (about 57 Nm / h). Figure 6 shows the effect of variable nitrogen consumption on the oxygen content in the mold atmosphere with two different intermediate dimensions of 2.5 4 inm and 3.17 m m.

Näistä käyristä käy selville, että mitään kasvua ei saavuteta lisäämällä ilmakehän käyttöä yli 57 Nm /h ja että hyväksyttävät happipitoisuudet saavutetaan helposti hyvin vähäisellä (28 Nm^/h) kaasun kulutuksella. Näissä kokeissa käytetyt välikor-keudet 2,54 mm ja 3,17 mm ovat käytännön arvoja, jotka voidaan saavuttaa ja ylläpitää nykyisissä valukoneissa.These curves show that no increase is achieved by increasing the use of the atmosphere above 57 Nm / h and that acceptable oxygen concentrations are easily achieved with very low (28 Nm ^ / h) gas consumption. The intermediate heights of 2.54 mm and 3.17 mm used in these experiments are practical values that can be achieved and maintained in current casting machines.

Pienemmät toleranssit, joihin pitäisi pyrkiä suunniteltaessa tulevaisuuden valukoneita, voivat saada aikaan alle 0,1 % happipitoisuuden taloudellisesti hyväksyttävällä kulutuksella.Lower tolerances that should be sought when designing future casting machines can result in an oxygen content of less than 0.1% with economically acceptable consumption.

Mainittujen koela itostestien tultua suoritetuiksi asennettiin kuviossa 2 esitetyt laitteet laattaharkon valukoneeseen yhtiössä ni meitä Canadian Eleet rolytic Zinc Limited,After the said test tests had been carried out, the equipment shown in Figure 2 was installed on a slab ingot in Canadian Eleet rolytic Zinc Limited,

Valleyfield, Quebec, Kanada, jotta tehdasvaImi stusolosuhteissa voitaisiin osoittaa, että vaahdottomia laattoja voidaan valmistaa valamalla nestemäistä sinkkiä typpi-ilmakehässä.Valleyfield, Quebec, Canada, in order to demonstrate under factory conditions that foam-free tiles can be made by casting liquid zinc in a nitrogen atmosphere.

Ilmakehäkokeet suoritettiin aluksi konetta käyttäen mutta valamatta nestemäistä metallia. Nämä kokeet osoittivat, että happipitoisuudet kyetään pitämään valuasemalla alueella 0,3 -0,5 % ja että mitään kasvua ei saavuteta lisäämällä 3 hapen virtausnopeus yli 57 Nm/h.Atmospheric experiments were initially performed using a machine but without casting liquid metal. These experiments showed that the oxygen concentrations can be kept at the casting station in the range of 0.3-0.5% and that no increase is achieved by increasing the flow rate of 3 oxygen above 57 Nm / h.

Tämän jälkeen sinkin nesteytys aloitettiin suuntaamalla kaukaloon ja valusankoon esikuumennusliekit. Typpeä toimitettiin 3 aluksi nopeudella 7,1 Nm /h et uput kist oon ja nopeudella ¢2 3Zinc liquefaction was then started by directing preheating flames into the trough and ladle. Nitrogen was initially supplied at a rate of 7.1 Nm / h to the Kist o and at a rate of ¢ 2 3

Nm/h kansilevyn pääput k is t oo n ja tämän jälkeen peräkkäin 3 valusangon ja syöksytorven koteloihin nopeudella 7,1 Nm /h.Nm / h is used to cover the main pipes of the cover plate and then successively to the housings of 3 ladles and downcomers at a speed of 7.1 Nm / h.

Il 9 73373Il 9 73373

Valuasemassa säilytetty happipitoisuus oli alueella 0,35 -0,45 S.The oxygen content stored at the casting station ranged from 0.35 to 0.45 S.

Huomattava valulaatoissa olevan vaahdon väheneminen havaittiin jo ennenkuin aloitusvaiheet oli suoritettu loppuun. Vaahdon katoaminen kokonaan saavutettiin, kun valusangon ja kaukalon koteloiden sulkeminen ja puhdistus oli suoritettu.A significant reduction in the foam in the casting tiles was already observed before the initial steps were completed. Complete disappearance of the foam was achieved after the closure and cleaning of the ladle and trough housings had been completed.

Laattaharkkojen pinnat todettiin kirkkaiksi ja kuonattomiksi. Laafoissa havaittiin läpinäkyvät oksidika1vot, jotka olivat samanlaiset kuin ne, jotka saatiin laboratoriokokeissa käyttämällä happipitoisuusaluetta 0,2 - 0,5 %.The surfaces of the slabs were found to be clear and slag-free. Transparent oxide membranes similar to those obtained in laboratory experiments using an oxygen concentration range of 0.2 to 0.5% were observed in the leaves.

Kuviot 7, 8 ja 9 esittävät suoritusmuotoja kaasuhäviön vähentämiseksi muottien välistä ja kaas uvirta usvaatimusten vähentämiseksi tästä johtuen. Kuviossa 7 muottien reunat ovat paksummat kuin kuviossa 2 esitetyn muotin ja tämä lisää ka a suvirtauksen vastusta muottien välisessä raossa 60. Kuviossa 8 muottien reunat on muotoiltu siten, että rako 62 on vaakasuuntainen kaasun suoran virtauksen estämiseksi kannen aukoista. Tämä rakenne on tavallaan samanlainen kuin se, joka saavutettiin kuvion 2 kansiliuskoi 11 a 58, mutta tämä rakenne kestää paremmin kulutusta ja repimistä. Kuvio 9 esittää erästä toista menetelmää kaasuvirran vähentämiseksi, jossa menetelmässä käytetään tiivistettä 64 muottien välissä. Tämä vaihtoehto on mahdollinen, koska tämä tiiviste ei ole hankaava.Figures 7, 8 and 9 show embodiments for reducing gas loss between molds and reducing gas flow requirements as a result. In Fig. 7 the edges of the molds are thicker than the mold shown in Fig. 2 and this also increases the flow resistance in the gap 60 between the molds. In Fig. 8 the edges of the molds are shaped so that the gap 62 is horizontal to prevent direct gas flow from the lid openings. This structure is in a way similar to that achieved with the cover strip 11a 58 of Figure 2, but this structure is more resistant to abrasion and tearing. Figure 9 shows another method for reducing the gas flow, which method uses a seal 64 between the molds. This option is possible because this seal is not abrasive.

Vaikka keksinnön mukainen menetelmä on esitetty tiettyyn laitteeseen liittyen, on selvää, että se voidaan suorittaa muillakin laitteilla mukaanluettuna erityyppiset jatkuvat valukoneet ja että menetelmä ei suinkaan rajoitu keksinnön toteuttamiseen esitetyllä laitteella.Although the method according to the invention has been presented in connection with a particular device, it is clear that it can be carried out with other devices, including various types of continuous casting machines, and that the method is by no means limited to the device presented for carrying out the invention.

Claims (3)

10 7337310 73373 1. Laite, jota käytetään jatkuvassa valukoneessa, johon kuuluu sarja lähekkäin olevia ylhäältä avoimia astioita (30) asennettuina päättymättömään ketjukuljettimeen (32) vaahdonmuodos-tuksen minimoimiseksi sulan metallin pinnalla sen pudotessa vapaasti astioihin, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu kansilevy (34), joka on sijoitettu ennalta määrätyn välimatkan päähän useiden tällaisten astioiden (30) yläpuolelle ja jossa on aukko (42) sulan metallin valamiseksi kuhunkin astiaan niiden kulkiessa aukon (42) ali, joka kansi-levy (34) ulottuu ennalta määrätyn matkan mainitun aukon (42) eteen ja taakse ja siinä on ennalta määrätty määrä sen pituussuunnassa sijoitettuja reikiä (46) ja laite sulan metallin pitämiseksi sen vapaan pudotuksen aikana oleellisesti hapettamattomassa ilmakehässä, joihin kuuluu elimet hapetta-mattoman kaasun syöttämiseksi kansilevyn (34) läpi hapetta-mattoman ilmakehän muodostamiseksi astioihin (30) niiden lähestyessä kansilevyn aukkoa (42) sekä mainitun ilmakehän säilyttämiseksi astioissa niiden kulkiessa mainitun aukon ohi.A device for use in a continuous casting machine comprising a series of adjacent top open containers (30) mounted on an endless chain conveyor (32) to minimize foaming on the surface of molten metal as it falls freely into the containers, characterized in that the device comprises a cover plate (34) disposed at a predetermined distance above a plurality of such vessels (30) and having an opening (42) for casting molten metal into each vessel as they pass under the opening (42), the lid plate (34) extending a predetermined distance in front of said opening (42) and rearwardly and has a predetermined number of longitudinally spaced holes (46) and means for holding the molten metal during its free fall in a substantially non-oxidized atmosphere, including means for supplying non-oxidized gas through the lid plate (34) to form an non-oxidized atmosphere in the containers (30) as they approach the opening (42) of the cover plate and said atmosphere to be stored in containers as they pass through said opening. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu ilmakehä on inertti ilmakehä.Device according to claim 1, characterized in that said atmosphere is an inert atmosphere. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu tiivistyselin (58, 64) astioiden (30) välisissä raoissa (60, 62) tai niiden päällä kaasun liiallisen vuodon estämiseksi näiden rakojen kautta. IIDevice according to claim 1, characterized in that it comprises a sealing member (58, 64) in or on the gaps (60, 62) between the containers (30) to prevent excessive gas leakage through these gaps. II
FI834510A 1983-12-09 1983-12-09 FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MINIMERING AV SKUMBILDNING VID SMAELT METALLS FRIA FALL IN I FORMAR, TRAOG OCH MOTSVARANDE KAERL. FI73373C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI834510A FI73373C (en) 1983-12-09 1983-12-09 FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MINIMERING AV SKUMBILDNING VID SMAELT METALLS FRIA FALL IN I FORMAR, TRAOG OCH MOTSVARANDE KAERL.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI834510 1983-12-09
FI834510A FI73373C (en) 1983-12-09 1983-12-09 FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MINIMERING AV SKUMBILDNING VID SMAELT METALLS FRIA FALL IN I FORMAR, TRAOG OCH MOTSVARANDE KAERL.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI834510A0 FI834510A0 (en) 1983-12-09
FI834510A FI834510A (en) 1985-06-10
FI73373B FI73373B (en) 1987-06-30
FI73373C true FI73373C (en) 1987-10-09

Family

ID=8518193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI834510A FI73373C (en) 1983-12-09 1983-12-09 FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MINIMERING AV SKUMBILDNING VID SMAELT METALLS FRIA FALL IN I FORMAR, TRAOG OCH MOTSVARANDE KAERL.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI73373C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI73373B (en) 1987-06-30
FI834510A (en) 1985-06-10
FI834510A0 (en) 1983-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1097881A (en) Apparatus for changing protective shrouding tubes on casting vessels used in continuous casting
US20090269239A1 (en) Process for Production of Aluminum Ingots, Aluminum Ingots, and Protective Gas for the Production of Aluminum Ingots
RU2168391C2 (en) Pouring cup for supplying molten metal into continuous metal article pouring crystallizer and continuous metal article pouring apparatus equipped with pouring cup
US4858674A (en) Casting aluminium alloys
US4565234A (en) Casting process and installation for a non-ferrous metal in the molten state
US3845809A (en) Means for the continuous casting of steel
FI73373C (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MINIMERING AV SKUMBILDNING VID SMAELT METALLS FRIA FALL IN I FORMAR, TRAOG OCH MOTSVARANDE KAERL.
US4619443A (en) Gas distributing tundish barrier
US4015655A (en) Process and apparatus for continuously casting strands of unkilled or semi-killed steel
ES8404887A1 (en) Process and device for the protection of a casting stream of liquid metal.
US4549598A (en) Process for minimizing foam formation during free falling of molten metal into moulds, launders or other containers
US3908735A (en) Method and device for the continuous casting of killed steel with artificial wildness
EP0150226B1 (en) Process and apparatus for minimizing foam formation during free falling of molten metal into moulds, launders or other containers
US4576220A (en) Method and apparatus for maintaining an atmosphere around a predetermined portion of an endless discrete object conveyor
CA1160017A (en) Process for minimizing foam formation during free falling of molten metal into moulds, launders or other containers
JPS5514132A (en) Preventing method for oxygen entry of cast ingot in continuous casting and device thereof
PL92986B1 (en)
CS651489A3 (en) Process of filling a cast-iron mould of a device for continuous casting ofsheet bars and a filing set for making the same
CA1201572A (en) Apparatus for maintaining an atmosphere around a predetermined portion of an endless discrete object conveyor
KR101914089B1 (en) Molten material processing apparatus and processing method
KR20100008953A (en) Continuous casting machine for tundish
JPS566761A (en) Pouring method of molten metal in continuous casting
KR100367453B1 (en) Continuous Casting Mold with Gate and Gas curtain for the Metal-Casting Process
KR200217173Y1 (en) Continuous Casting Mold with Gate and Gas curtain for the Metal-Casting Process
US4991752A (en) Method and apparatus for stirring and pouring molten metal in a neutral atmosphere

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: NORANDA MINES LIMITED