FI77391C - Anordning foer straenggjutning av metaller. - Google Patents

Description

! 77391

Laite metallien jatkuvavalua varten Tämä keksintö koskee laitetta, joka sopii käytettäväksi metallien, nimenomaan kuparin, jatkuvavalussa, ja 5 varsinkin sellaista laitetta, jossa valu tapahtuu vaakasuorassa tasossa. Keksintö koskee myös tähän laitteeseen sovellettavaa menetelmää.

Yleensä yhtäjaksoinen valuprosessi tarkoittaa sellaista menetelmää, jossa säiliöön, jota nimitetään taval-10 lisesti välialtaaksi, varastoidun sulan metallin annetaan virrata etukäteen määrätyllä nopeudella muotissa olevan putkimaisen tai muun syvennyksen läpi, jossa metallin jähmettyminen tapahtuu.

Monien metallien kohdalla on tärkeää, että lukui-15 sat prosessiparametrit valvotaan oikein, myös muotin sen pinnan koostumus ja rakenne, jossa metalli jähmettyy, metallin virtausnopeus, lämpötila valulaitteen eri osissa ja nimenomaan lämpötilagradientti laitteen kriittisissä osissa.

20 Varsinkin kuparin ollessa kysymyksessä voi syntyä vaikeuksia haluttujen ominaisuuksien saamiseksi valettuun metalliin. Yleisesti on todettu, että grafiitti on mainio muotin pintamateriaali, koska juuri jähmettynyt metalli voi liukua helposti sen pinnalla eikä tartu siihen kiinni, 25 joten voiteluaineita ei tarvita. Lisäksi tiedetään, että vaakasuorassa tasossa tapahtuva valu on tietyissä olosuhteissa edullista, vaikka tällöin voikin erilaisten proses-siparametrien valvomisessa syntyä vaikeuksia.

Käsiteltävä keksintö koskee uutta laitetta, joka 30 on tarkoitettu käytettäväksi metallien vaakasuorassa jatkuvavalussa ja jonka käytöllä eliminoidaan pääasiassa tällaiseen laitteeseen liittyneet ongelmat.

Keksinnön mukaan metallien jatkuvavalua varten tarkoitettu laite käsittää 35 - vaakasuoraan suunnatun muotin, - välineet muotin jäähdyttämistä varten.

2 77391 - syöttölaitteen, jonka kautta sula metalli voi siirtyä säiliöstä muottiin, - syöttölaitteen vieressä, muotin puoleisessa päässä olevan tulenkestävän osan, jonka poikkileikkaus muo- 5 tin tuloaukon kohdalla on pienempi kuin muotin poikkileikkaus, niin että välittömästi muotin sisääntulokoh-dalle muodostuu olake. Tälle laitteelle on tunnusomaista, että tulenkestävä osa on sovitettu syöttölaitteen ja muotin välille ja käsittää yhdistelmäholkin, jossa on grafiit-10 tia oleva sisäosa, joka on kosketuksessa sulaan metalliin, ja grafiittia heikommin lämpöä johtavaa materiaalia oleva ulko-osa.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että typpeä tai muuta inerttiä kaasua käytetään yh-15 distelmäholkin suojaamiseksi ja sen grafiittia olevan sisäosan hapettumisen estämiseksi.

Keksinnön mukainen laite sopii nimenomaan kuparin jatkuvavaluun. Sen avulla on mahdollista, että i) muotti ja siihen liittyvät komponentit saadaan 20 liikkumaan edestakaisin, mikä estää jähmettyvän metallin tarttumisen muotin pintaan, ii) laitteen lämpötilagradientti ohjataan niin, että sula metalli pysyy riittävän kuumana, mikä estää jähmettymisen, kunnes se tulee muottiin, mutta takaa ai- 25 nakin ohuen kuoren tai vaipan jähmettymisen metallin pintaan heti tämän tultua muottiin, iii) saadaan olake välittömästi muotin tuloaukon viereen, jonka lähelle jähmettyvä kuori tai metallivaippa pääasiassa muodostuu, 30 iv) voidaan käyttää valittua muotin pintamateriaa lia, nimenomaan grafiittia, ei vain itse muotin, vaan myös olakkeen pinnassa.

Laitteen eräs tärkeä komponentti on yhdistelmäholk-ki. Hoikilla on tyypillisesti, vaikkakaan ei välttämättä, 35 pyöreä poikkileikkaus, ja se on suhteellisen lyhyt ja 3 77391 sen vuoksi sitä voidaankin pitää renkaan muotoisena komponenttina. Tämän hoikin tai renkaan poikkileikkausmuoto on yleensä sama kuin muotin poikkileikkausmuoto, ja holkki on yleensä kiinteässä kosketuksessa muotin toiseen päähän vas-5 taavien pituusakselien ollessa yhdensuuntaisia ja suunnattu niin, että holkki muodostaa pääasiassa yhtenäisen olak-keen muotin pään ympärille.

Grafiitti on suositettava materiaali muotin pintaa varten ja samaa materiaalia voidaan käyttää edullisesti 10 yhdistelmäholkin tai -renkaan sisäosaa varten. Tämän sisäosan vahvuuden on kuitenkin oltava riittävän suuri sen varmistamiseksi, että vain sisäosa, mutta ei ulko-osa muodostaa olakkeen. Grafiitti ei ole hyvä eristysaine ja sen varmistamiseksi, että sula metalli pysyy riittävän kuuma-15 na, kunnes se tulee muottiin, yhdistelmäholkin tai -renkaan ulkO-osa on tehtävä hyvästä eristysmateriaalista, jolla on riittävä mekaaninen lujuus, ja lisäksi sisä- ja ulko-osa on pidettävä läheisessä kosketuksessa toisiinsa.

Tämän yhdistelmäholkin tai -renkaan käyttö varmis-20 taa sen vuoksi sen, että valittua materiaalia, kuten grafiittia, voidaan käyttää koskettamaan valettavaa metallia itse muotissa ja muotin välittömässä läheisyydessä, samalla kun varmistetaan, että yhdistelmäholkin tai -renkaan eristysosa estää metallin ennenaikaisen jähmettymisen.

25 Hoikin tai renkaan sisäosa on mahdollisimman ohut, kuitenkin niin, että se pystyy muodostamaan olakkeen ja pysymään ehjänä. Mieluimmin sisäosan poikkileikkaus kape-nee optimaalisen eristyksen takaamiseksi sillä puolella, joka on lähellä eristävää ulko-osaa, ja tulee pienemmäksi 30 olakkeesta poispäin olevaan suuntaan, niin että sisäosan poikkileikkaus on muodoltaan esimerkiksi puolisuunnikas.

On myös todettu, että tällainen puolisuunnikasmuoto (tai vastaava) voi olla edullinen muodostettaessa tiukka sovi-35 tus tai pakkosovitus hoikin tai renkaan molempien osien väliin, mikä on eristystoiminnon edistämiseksi oleellista.

Muotin jäähdyttäminen tapahtuu tavanomaisella lait- 4 77391 teella. Yleensä muotin grafiitti- (tai mikä tahansa) pintakerros on ympäröity kuparia (tai muuta johtavaa metallia) olevalla vaipalla, jonka ympärillä on kanavia, joiden läpi jäähdytysneste, tavallisesti vesi, menee. Grafiittipin-5 taa on yleensä suipennettu jonkin verran, niin että muotin sisäpuolen poikkileikkaus on pienempi poisto- kuin tulo-päässä muotissa jähmettyvän metallin kutistumisen ottamiseksi huomioon.

Grafiitti hapettuu helposti valuprosessissa esiinty-10 vissä lämpötiloissa, ja tällainen hapettuminen voi varsinkin kriittisellä jakopinta-alueella yhdistelmäholkin ja muotin tuloaukon välissä lähellä olaketta vaikuttaa haitallisesti valettavan metallin laatuun. Keksinnön suositettaviin rakenteisiin on sen vuoksi järjestetty laitteet 15 yhdistelmäholkin tai renkaan ja muotin rajapinnan pinnan suojaamiseksi ilmakehältä. Tämä voidaan saada aikaan järjestämällä typpeä tai muuta reagoimatonta kaasua oleva suojus laitteen tärkeiden osien ympärille; reagoimaton kaasu voidaan edullisesti syöttää näiden osien kohdalle 20 muodostettuja kanavia pitkin.

Keksinnön havainnollistamiseksi viitataan vain esimerkkinä oheiseen piirustukseen, joka esittää osaa keksinnön mukaisesta valulaitteesta.

Piirustuksessa esitetty valulaite käsittää syöttö-25 laitteen, joka on merkitty yleisesti numerolla 1 ja jossa on eristävä keraaminen syöttöputki 2 ja sen ympärillä tulenkestävä betoni 3, pyöreän yhdistelmärenkaan, jossa on ulko-osa 4, joka on tehty eristyskeramiikasta, johon on pakkosovitettu grafiitista tehty sisäosa 5, ja muotin, jos-30 sa on kuparivaippa 6, johon on sovitettu tiukasti grafiitista tehty muottivuoraus 7.

Putki 2 ja yhdistelmärengas 4/5 pysyvät lujasti kiinni toisissaan laitteella, jota ei ole esitetty, ja niiden välinen tiiviys on saatu aikaan eristystiivisteel-35 lä 8. Rengas 4/5 on kutistussovitettu teräksisen tukirenkaan 9 avulla ja on tukevasti kiinni muotissa ja nimen- 5 77391 omaan grafiittia olevassa muotin vuorauksessa 7 laitteiden avulla, joita ei ole esitetty erikseen. Sisäosa 5 muodostaa tällöin olakkeen 5' välittömästi muotinpinnan 10 viereen. Muotin pinta 10 suippenee, niin että sen poikkileik-5 kaus on suurempi vastavirtapäässä. Jäähdytysvesi menee kanavien 11 läpi muotin niissä osissa, jotka ovat kuparivai-pan 6 ympärillä.

Piirustuksessa esitettyä laitteen koko rakennetta voidaan siirtää edestakaisin 1-2 mm muotin akselin pi-10 tuussuunnassa, toisin sanoen keskiviivaa 12 pitkin.

Laitteen ollessa toiminnassa sula kupari syötetään välialtaasta syöttöputkeen 2 ja siitä edelleen renkaassa 4/5 olevaan tilaan; tänä aikana metalli pysyy sulana syöt-töputken 2 ja yhdistelmärenkaan 4/5 eristysominaisuuksista 15 johtuen. Metalli menee sitten muottiin, ja jäähtynyt muotin pinta 10 saa aikaan ohuen metallikuoren tai -vaipan, joka jähmettyy olakkeen 5' kohdalle. Tämä vaippa tulee paksummaksi, kun se liikkuu muottia pitkin, ja täysin jähmettynyt metalli poistetaan muotin ulostulosta yhtäjaksoi-20 sena toimintona. Muotin kartiomuoto ottaa huomioon metallin kutistumisen sen jähmettymisen ja jäähtymisen aikana ja takaa tiiviin kosketuksen valettavan metallin ja muotin pinnan 10 välillä.

Claims (5)

6 77391

1. Laite metallien jatkuvavalua varten, joka käsittää - vaakasuoraan suunnatun muotin (6,7), 5. välineet (11) muotin jäähdyttämistä varten, - syöttölaitteen (1), jonka kautta sula metalli voi siirtyä säiliöstä muottiin, - syöttölaitteen vieressä, muotin puoleisessa päässä olevan tulenkestävän osan (4,5), jonka poikkileikkaus muo- 10 tin tuloaukon kohdalla on pienempi kuin muotin poikkileikkaus, niin että välittömästi muotin sisääntulokohdalle muodostuu olake (5'), tunnettu siitä, että tulenkestävä osa (4,5) on sovitettu syöttölaitteen (1) ja muotin (6,7) välille ja kä- 15 sittää yhdistelmäholkin (4,5), jossa on grafiittia oleva sisäosa (5), joka on kosketuksessa sulaan metalliin, ja grafiittia heikommin lämpöä johtavaa materiaalia oleva ulko-osa (4).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnet- 20. u siitä, että yhdistelmäholkki (4,5) on renkaan muotoinen, yhdistelmäholkin (4,5) poikkileikkaus on samanmuotoinen kuin muotin (6,7) poikkileikkaus, ja yhdistelmäholkki (4,5) on kiinnitetty olemaan kosketuksessa muotin (6,7) toisen pään kanssa, jolloin näiden pituussuuntaiset akselit 25 ovat yhdensuuntaisia ja samassa linjassa siten, että yhdistelmäholkki (4,5) muodostaa oleellisesti yhdenmuotoisen olakkeen (5') muotin (6,7) pään ympärille.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että yhdistelmäholkin (4,5) sisäosan (5) 30 poikkileikkaus suippenee hoikin ulko-osan (4) viereisellä puolella ja pienenee olakkeen (5') olevassa suunnassa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että yhdistelmäholkin sisäosan (5) poikkileikkaus on pääasiallisesti puolisuunnikkeen muotoinen. 77391 7

5. Menetelmä metallin vaakasuoraa jaktuvavalua varten, jossa metallia syötetään jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen laitteen läpi ja poistetaan siitä, tunnet-t u siitä, että typpeä tai muuta inerttiä kaasua käytetään 5 yhdistelmäholkin (4,5) suojaamiseksi ja sen grafiittia olevan sisäosan (5) hapettumisen estämiseksi. „ 77391 8