KR820001360B1

KR820001360B1 - Process for the continuous casting of tubular products

Info

Publication number: KR820001360B1
Application number: KR7900246A
Authority: KR
Inventors: 피이렐 미첼; 벨로치 리오
Original assignee: 진루이스 베파; 폰트 에이 모우선 에스. 에이
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1979-01-29
Publication date: 1982-07-30

Abstract

The continuous casting of thin walled iron tubes is effected using an annular die(16) with a graphite core(18). The outside portion of the mould die is cooled while the major protion of the core is heated except for a cool end zone. The solidification front of the casting extends from a point close to the input side of the die at the outer wall to a point close to the output side at the inner wall. The liquid metal is supplied to the die under pressure and the tube cast in a vertically downward direction. This method allows relatively high casting speeds to be obtained.

Description

Continuous casting method of tubular body

제1도는 본 발명에 따른 관상체의 연속주조를 위한 장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of an apparatus for continuous casting of a tubular body according to the present invention.

제2도는 제1도에서 보인 장치의 주조작업정지 상태의 부분단면도.2 is a partial cross-sectional view of the casting operation stop state of the apparatus shown in FIG.

제3도는 제1도 및 제2도에서 보인 장치의 관상 주조 안내부의 확대단면도.3 is an enlarged cross-sectional view of the tubular casting guide of the device shown in FIGS. 1 and 2;

제4도는 본 발명에 따른 연속주조과정에서 액체금속의 금속용융물의 고화전단 위치를 보인 다이의 부분단면도.Figure 4 is a partial cross-sectional view of the die showing the solidified shear position of the molten metal of the liquid metal during the continuous casting process according to the present invention.

제5도는 제1도 및 제2도에서 보인 장치를 위한 주입 용기의 수정형태를 보인 부분단면도.FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a modification of an injection container for the device shown in FIGS. 1 and 2.

제6도는 다이의 코아를 가열하기 위한 장치의 수정형태를 보인 부분단면도.6 is a partial cross-sectional view of a modification of the apparatus for heating the core of a die.

제7도는 다이의 주형을 냉각하기 위한 장치의 수정형태를 보인 부분단면도.7 is a partial cross-sectional view of a modification of the apparatus for cooling a die mold.

본 발명은 강철과 같은 철합금 또는 알루미늄이나 동합금과 같은 비철합금의 관상체(管狀體)의 연속주조방법에 관한 것으로, 특히 두께가 얇은 주철관의 연속주조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous casting method for tubular bodies of iron alloys such as steel or non-ferrous alloys such as aluminum or copper alloys, and more particularly, to a continuous casting method for thin cast iron pipes.

현재, 두께 15mm 이상으로 두께가 두꺼운 중공단면 부재를 수직방향으로 연속주조하는 방법은 알려져 있다. 그러나 이러한 방법은 주조제품의 생산이 불연속주조방법, 예를 들어 철파이프의 원심주조방법에 의한 생산보다도 생산성이 낮은 결점을 갖는다.At present, a method of continuously casting a hollow cross-section member having a thickness of 15 mm or more in the vertical direction is known. However, this method has the drawback that the production of the cast product is lower in productivity than the production by the discontinuous casting method, for example, the centrifugal casting method of iron pipe.

이러한 낮은 생산성은 실질적으로 금속의 균열을 방지하여야 한다는 사실에 의한 것이며, 이러한 균열은 인출장치에 의하여 주조제품에 가하여지는 인장력에 의하여 순간 순간마다 일어날 수 있는 것이다. 따라서 주조제품은 매우 느리고 한결같이 인장되어야 하며 액체금속의 공급은 일어나기 쉬운 파열이나 균열부위를 폐쇄하거나 충전될 수 있도록 실질적으로 연속 공급되어야 한다.This low productivity is substantially due to the fact that the cracking of the metal must be prevented, and this cracking can occur moment by moment due to the tensile force exerted on the cast product by the drawer. Therefore, the cast product must be very slow and uniformly tensioned, and the supply of liquid metal must be supplied substantially continuously to close or fill the rupturable or cracked areas that are likely to occur.

통상 구조의 주조 다이의 낮은 생산성은 특히 냉각효과 및 균질성의 결여에 기인된다. 튜우브 또는 중공부재를 주조하기 위한 다이는 대개 흑연으로 만들어지며, 주형 또는 주조금형과 이들사이의 환상공간내에 형성된 코아(core) 또는 맨드릴(medrel)로 구성되며 이는 물자켓트(water jacket)를 구성하는 슬리이브 내에 삽입착설된다. 그러나 열접촉이 필름에 의한 영역 또는 절연공기의 영역에서 차단되므로 불완전한 것으로 밝혀졌다. 따라서 고화전단(固化前端)의 위치, 즉 주입금속의 액체-고체중간면의 위치가 여러 가지 주조변수의 통상적인 변화에 대하여 제어되지 못하므로 현저하게 변화된다.The low productivity of casting dies of ordinary construction is due in particular to the lack of cooling effect and homogeneity. Dies for casting tubing or hollow members are usually made of graphite and consist of a core or mandrel formed in a mold or casting mold and an annular space therebetween, which forms a water jacket. It is inserted into and mounted in the constituting sleeve. However, it has been found that thermal contact is incomplete because it is blocked in the area of the film or in the area of insulating air. Therefore, the position of the solidification shear, i.e., the position of the liquid-solid intermediate surface of the implanted metal, is remarkably changed because it is not controlled for the usual change of various casting parameters.

이러한 변화는 두께가 두꺼운 튜우브의 주조에는 허용될 수 있으나 두께가 수밀리미터에 지나지 않는 얇은 튜우브의 주조에는 허용될 수 없다. 실제로 이와 같은 경우 주조다 이의 하측으로 액체금속이 흘러나가거나 주조다이내에서 조기고화되는 위험이 있으며 이러한 위험은 코아의 둘레에서 수축하여 코아를 파지하게 되고 그 결과 주조제품의 하강을 저지하게 된다. 어떤 경우에는 주조다이에 의한 얇은 금속튜우브의 연속주조를 재개하는 것이 불가능 할 때가 있다.This change may be acceptable for casting thicker tubs but not for casting thinner tubs that are only a few millimeters thick. In this case, there is a risk of liquid metal flowing out of the casting die or premature solidification in the casting die, and this risk contracts around the core to grip the core and consequently prevents the casting from falling. In some cases it may not be possible to resume continuous casting of thin metal tubing by a casting die.

본 발명의 목적은 특히 얇은 두께의 튜우브를 연속주조하기 위한 것이다.It is an object of the present invention, in particular, to continuously cast thin tubes.

본 발명에 따라서, 흑연 주형과 코아사이에 형성된 환상의 주조다이에서 철 또는 다른 금속합금의 튜우브를 수직하강방향으로 연속 주조하는 방법이 제공되며, 이 방법은 압력하에 액체금속을 주조다이에 공급하는 단계, 주조다이의 코아와 접촉하는 금속을 액체상태로 유지하는 한편 주형과 접촉하는 금속의 고화를 용이하게 하는 단계와, 주조다이의 입력단에 비교적 근접된 주형의 벽의 영역으로부터 이 주조다이의 출구단에 위치하는 코아의 한 부분으로 연장된 액체금속의 고화전단을 주조다이의 환상공간내에서 형성되게 하는 단계로 구성된다.According to the present invention, there is provided a method of continuously casting a tube of iron or another metal alloy in a vertically downward direction in an annular casting die formed between a graphite mold and a core, which method supplies a liquid metal under pressure to the casting die. Maintaining the metal in contact with the core of the casting die in a liquid state and facilitating solidification of the metal in contact with the mold; and from the region of the wall of the mold relatively close to the input end of the casting die. And forming a solidified shear of liquid metal extending into a portion of the core located at the exit end in the annular space of the casting die.

한 실시예에서 코아는 그 길이의 대부분이 내부로부터 가열되다 주조다이의 출구단에 해당하는 그 단부에서는 냉각이 유지된다.In one embodiment, the core is heated from the inside for most of its length and cooling is maintained at that end corresponding to the exit end of the casting die.

주형의 냉각은 낮은 융점을 갖는 액체금속의 자켓트와 순환수의 자켓트로 구성되는 두 개의 연속자켓트에 의하여 행하여지는 것이 바람직하다.The cooling of the mold is preferably carried out by two continuous jackets consisting of a jacket of liquid metal having a low melting point and a jacket of circulating water.

압력하의 금속공급과, 주조다이내에서 이 금속의 온도를 조절하는 것, 즉 코아와 접촉하는 금속을 액체상태로 유지하고 주형과 접촉하는 금속을 냉각하는 것의 조합에 의하여, 고화전단이 실질적으로 일정하고 용이하게 제어되는 위치에서 유지된다. 그 결과 액체금속의 누출 또는 고화된 금속의 폐색위험과 균열의 형성위험을 실제로 배제할 수 있었다.By combining a metal supply under pressure and controlling the temperature of the metal in the casting die, ie, keeping the metal in contact with the core in a liquid state and cooling the metal in contact with the mold, the solidification shear is substantially constant. And maintained in a controlled position. As a result, the risk of leaking or solidifying of liquid metals and the formation of cracks could be excluded.

본 발명을 예시도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도에서 보인 바와 같이 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치는 스탠드(1)로 구성되고 이 스탠드는 금속프레임으로 형성되는 것이 좋으며 그 상부에서 주입용기(2)를 지지한다. 주입용기(2)는 내화라이닝(3)을 가지며 커어버(4)로서 밀봉되며, 이 커어버(4)에는 마개(6)로 폐쇄되는 공급공(5)이 형성되어 있고, 예를 들어 질소와 같은 중성가스를 용입한 탱크와 같은 가압가스원(도시하지 않았음)에 연결된 파이프(8)가 관통 연장되어 있다.As shown in FIG. 1, the apparatus for carrying out the method of the present invention is composed of a stand 1 which is preferably formed of a metal frame and supports the injection vessel 2 thereon. The injection container 2 has a refractory lining 3 and is sealed as a cover 4, which is provided with a supply hole 5 which is closed by a stopper 6, for example nitrogen. A pipe 8 connected to a pressurized gas source (not shown), such as a tank in which neutral gas is injected, extends through.

주입용기는 그 저면 높이에서 주입노즐(10)이 연장되어 이에 주입헤드(12)가 분리 가능하게 밀폐고정되어 있다. 이 주입헤드(12)는 "L"형의 주입통로, 즉 직각으로 구성된 두 통로"L"(13)를 갖는 형태이다. 통로(13)은 주입노즐(10)의 연장이며 통로(14)는 주형(16)과 코아(18)사이의 환상공간으로 형성된 다이(15)의 내측으로 개방되어 있다.The injection container has an injection nozzle 10 extending from the bottom height thereof, and the injection head 12 is detachably sealed. The injection head 12 has a type of "L" injection passage, that is, two passages "L" 13 formed at right angles. The passage 13 is an extension of the injection nozzle 10 and the passage 14 is open to the inside of the die 15 formed of an annular space between the mold 16 and the core 18.

코아(18)는 하측단부가 저면벽(19)으로 폐쇄되었으나 상부가 개방된 흑연과 같은 내화재질의 중공형 실린더로 형성되어 있다. 이 코아의 상측부에는 코아를 주입헤드(12)의 상측부에 고정하기 위한 플랜지(20)가 고착되어 있다. 코아(18)의 내측에는 가열장치(22)(제3도)가 착설되어 있으며, 이 가열장치(22)는 예를 들어 코일 또는 유도체와 같은 유도가열장치, 또는 주울 효과를 이용한 가열저항과 같은 가열장치이다.The core 18 is formed of a hollow cylinder of a refractory material such as graphite whose lower end is closed by the bottom wall 19 but whose top is open. A flange 20 for fixing the core to the upper side of the injection head 12 is fixed to the upper side of the core. Inside the core 18, a heating device 22 (FIG. 3) is installed, which is, for example, an induction heating device such as a coil or a derivative, or a heating resistance using a joule effect. It is a heating device.

제3도에서 보인 실시예에서, 이 장치는 물로 냉각되는 코일형의 유도체(22)로 구성된다. 이 코일형 유도체(22)는 코아(18)의 내벽에 대하여 나선형으로 구성되어 있고 이 코아의 축선상에 놓이는 회수관을 갖는다. 코일형 유도체의 출구단과 입구단은 코아의 외부에서 예를들어 10,000Hy의 주파수를 갖는 전류원(도시하지 않았음)에 연결되어 있다. 이 코일형 유도체(22)는 코아(18)의 대부분에 걸쳐 연장되어 있으나 저면벽(19)에 까지 도달하지는 않았다. 실제로 코아(18)의 하측부는 항상 가열할 필요가 없다. 한 실시예에서는 저면벽(19)에 대하여 냉각장치가 설치되어 있는데 이 냉각장치(24)는 예를 들어 제3도에서 일점 쇄선으로 보인 바와 같이 냉각수가 순환하는 환상형의 용기로 되어 있다.In the embodiment shown in FIG. 3, the device consists of a coiled derivative 22 which is cooled with water. The coiled derivative 22 is spirally formed with respect to the inner wall of the core 18 and has a recovery tube which lies on the axis of the core. The outlet end and the inlet end of the coiled derivative are connected to a current source (not shown) having a frequency of 10,000 Hy, for example, outside the core. This coiled derivative 22 extends over most of the core 18 but has not reached the bottom wall 19. In fact, the lower part of the core 18 does not always need to be heated. In one embodiment, a cooling device is provided for the bottom wall 19. The cooling device 24 is an annular container in which cooling water circulates, for example, as shown by the dashed-dotted line in FIG.

또한 주형 또는 인고트 주형도 흑연재질의 중공형 실린더로 구성되고, 이는 튜우브의 주조를 위한 다이(15)를 구성하고 그 크기가 제조될 튜우브의 두께와 같은 환상공간부를 코아(18)와 함께 형성하도록 주입헤드(12)의 하측에 코아(18)과 동축상으로 밀폐되고 분리가능하게 착설된다. 관상체 주형(16)은 그 상측부가 주입헤드(12)의 하측부에 고정되게 하는 플랜지(26)과, 봉체(28)에 의하여 주입헤드(12)로부터 현수되어 주형(16)의 하측부를 지지하는 제2플랜지(27)에 의하여 중심이 일치되게 고정된다.The mold or ingot mold is also composed of a hollow cylinder made of graphite, which constitutes a die 15 for casting the tube, and the annular space portion whose size is the same as the thickness of the tube to be manufactured with the core 18 and the core. It is hermetically sealed and detachably installed coaxially with the core 18 below the injection head 12 to form together. The tubular mold 16 has a flange 26 which allows its upper side to be fixed to the lower side of the injection head 12, and is suspended from the injection head 12 by the rod 28 to support the lower side of the mold 16. The center is fixed to match by the second flange (27).

또한, 상측플랜지(26)와 하측플랜지(27) 사이에는 평활한 관상벽체(30)이 착설되어 있고, 이 벽체(30)은 주형(16)을 둘러싸고 이 주형(16)의 둘레에 그 하측부에서 파이프(32)에 의하여 낮은 융점을 갖는 액체금속, 예를들어 주석을 용입한 탱크(34)에 연결된 얇은 환상공간의 냉각자켓트(31)를 형성한다. 이 자켓트(31)은 상측부가 확개되어 저장실(36)을 형성하며, 이는 밸브(39)를 갖는 파이프(38)로 가압 중성 가스원에 연결되어 있다. 마찬가지로 탱크(34)의 상측부가 스톱밸브(stopvave)(41)를 갖는 파이프(40)에 의하여 압력원에 연결된다. 상기 두 압력원은 하나의 압력원에 연결할 수도 있다. 관상벽체(30)은 양호한 열전도체인 금속 또는 금속합금으로 되어 있으며 탱크(34)에 용입된 액체금속에 대하여 화학적인 친화력을 갖지 않는 것이다.In addition, between the upper flange 26 and the lower flange 27, a smooth tubular wall 30 is installed, and the wall 30 surrounds the mold 16 and its lower portion around the mold 16. In the pipe 32 forms a thin annular cooling jacket 31 connected to a liquid metal having a low melting point, for example tin infused tank 34. The jacket 31 is enlarged on its upper side to form a reservoir 36, which is connected to a pressurized neutral gas source by a pipe 38 having a valve 39. The upper side of the tank 34 is likewise connected to the pressure source by a pipe 40 with a stop valve 41. The two pressure sources may be connected to one pressure source. The tubular wall 30 is made of a metal or metal alloy, which is a good thermal conductor, and has no chemical affinity for the liquid metal infiltrated into the tank 34.

예를들어 벽체(30)는 확산으로 제조된 알루미늄층 또는 전해, 확산 또는 다른 방법으로 부착시킨 크롬층으로 코팅된 구리이다.For example, the wall 30 is copper coated with an aluminum layer produced by diffusion or a chromium layer deposited by electrolysis, diffusion or other methods.

벽체(30)는 저장실(36)의 저면과 하부플랜지(27) 사이에 삽착된 리브(rib)가 형성된 관상벽체(42)의 내측에 삽착된다. 벽체(42)의 리브(43)는 벽체(30)의 외면을 향하여 연장되어 있고 이 벽체에 거의 접촉되도록 배열되어 있으나 이들사이에 유로(流路)가 형성되어 있다. 리브를 갖는 벽체(42)는 예를 들어 구리 또는 강철과 같이 양호한 열전도체인 금속이 좋다. 냉각유체, 예를들어 물을 공급하기 위한 입구파이프(45)가 벽체(42)를 통하여 벽체(42)의 하측부에 연장되어 있으며 상기 냉각유체의 배출을 위한 출구파이프(46)가 벽체(42)의 상측부에 연장되어 있다. 따라서 벽체(42)와 벽체(30)에 의하여 형성된 자켓트(42)는 주형(16)의 냉각수순환을 위한 자켓트로서 작용하며 리브(43)는 이 자켓트의 벽체(42)(30) 사이의 열교환을 개선한다. 이 자켓트(44)는 주형의(16)의 냉각이 효과적이고 균일하게 분포될 수 있도록 액체금속 자켓트(31)와 조합되어 있다.The wall 30 is inserted inside the tubular wall 42 having ribs inserted between the bottom surface of the storage chamber 36 and the lower flange 27. The rib 43 of the wall 42 extends toward the outer surface of the wall 30 and is arranged to almost contact the wall, but a flow path is formed therebetween. The wall 42 with ribs is preferably a metal which is a good thermal conductor, for example copper or steel. An inlet pipe 45 for supplying cooling fluid, for example water, extends through the wall 42 to the lower side of the wall 42, and an outlet pipe 46 for discharging the cooling fluid is provided on the wall 42. It extends to the upper side of). Thus, the jacket 42 formed by the wall 42 and the wall 30 acts as a jacket for cooling water circulation of the mold 16 and the rib 43 is between the walls 42 and 30 of the jacket. To improve heat exchange. This jacket 44 is combined with the liquid metal jacket 31 so that the cooling of the mold 16 can be distributed effectively and uniformly.

다이(15)의 하부에서 스탠드(1)는 다이로부터 주조되어 나오는 고화된 튜우브를 인출하는 장치를 지지한다. 이 인출장치(50)는 스탠드(1)에 고정된 프레임(51)으로 구성된다. 프레임(51)에는 두쌍의 로울러(52)(53)이 착설되어 있고 수평축선을 갖는 이들 로울러(52)(53)는 인출되는 고화튜우브(54)를 위하여 이들사이에 인출통로를 형성한다.At the bottom of the die 15, the stand 1 supports a device for withdrawing solidified tubing that is cast out of the die. This take-out device 50 is composed of a frame 51 fixed to the stand 1. In the frame 51, two pairs of rollers 52 and 53 are mounted, and these rollers 52 and 53 having a horizontal axis form a drawing passage therebetween for the solidified tube 54 to be drawn out.

로울러(52)는 고정적으로 착설되어 있는데 반하여 다른 로울러(53)는 잭(55)의 작동봉상에 착설되어 로울러(52)로부터 멀리 떨어질 수 있도록 이동가능하게 되거나 튜우브(54)에 대하여 주어진 압력을 가할 수 있게 되어 있다. 두 쌍중의 로울러(53)는 전동체인(56)에 의하여 연결되어 있으며 튜우브(54)의 인출을 위하여 모우터 감속장치(57)에 의하여 구동된다. (제1도)The roller 52 is fixedly mounted while the other roller 53 is mounted on the operating rod of the jack 55 so that it can be moved away from the roller 52 or at a given pressure against the tube 54. It is possible to add. Two pairs of rollers 53 are connected by an electric chain 56 and driven by a motor deceleration device 57 for drawing out the tub 54. (Figure 1)

온도를 측정하기 위한 만원경 또는 측정장치(60)가 튜우브(54)가 다이(15)로부터 나올때에 튜우브(54)를 향한다. 이 측정장치(60)는 제1도에서 일점 쇄선으로 보인 서어보제어선(62)에 의하여 모우터 감속장치(57)에 연결되어 튜우브(54)의 온도에 따라 이 모우터감속 장치의 속도를 제어한다.A full diameter or measuring device 60 for measuring the temperature is directed towards the tube 54 when the tube 54 emerges from the die 15. The measuring device 60 is connected to the motor deceleration device 57 by the servo control line 62 shown by a dashed-dotted line in FIG. 1 to adjust the speed of the motor reduction device according to the temperature of the tub 54. To control.

제1도 및 제2도에서 보인 실시예에서는 주입용기(2)가 스탠드(1)상에 회동가능하게 착설되어 있다. 이는 스탠드(1)상에 착설된 축수(66)에 의하여 재가된 핀(64)으로 회동가능하게 되어 있다. 스탠드(1)에 의하여 재가된 잭(65)는 주입용기를 제1도에서 보인 작동위치와 제2도에서 보인 비작동위치사이에서 상승시킨다. 비작동위치에서 주입헤드(12)의 높이는 주입용기(2)의 지면높이보다 높으므로 통로(13) 내의 모든 액체금속은 주입용기내로 흘러들어가 비게 된다. 또한 다이(15)는 주입헤드(12)와 동시에 상승되므로 액체금속이 주입 개시전에 다이내로 주입되지 않는다. 좋기로는 이러한 위치에서 다이(15)의 하단부가 구조되기 시작한 튜우브(도시하지 않았음)로 폐쇄되는 것이 좋다.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the injection container 2 is mounted on the stand 1 so as to be rotatable. This is rotatable to the pin 64 reapplied by the bearing 66 mounted on the stand 1. The jack 65 re-applied by the stand 1 raises the injection vessel between the operating position shown in FIG. 1 and the non-operating position shown in FIG. Since the height of the injection head 12 in the non-operational position is higher than the ground height of the injection container 2, all liquid metal in the passage 13 flows into the injection container and becomes empty. In addition, since the die 15 is raised at the same time as the injection head 12, no liquid metal is injected into the die before the start of the injection. Preferably in this position the lower end of the die 15 is closed with a tub (not shown) where it has begun to be constructed.

주입을 시작할 때에 잭(65)는 용기(2)를 제1도에서 보인 수평위치로 하강시킨다. 그러면 상기 주조시작튜우브가 인출장치(50)의 로울러(52)(53) 사이로 삽입되고 다이(15)는 수직위치가 된다.At the start of injection the jack 65 lowers the container 2 to the horizontal position shown in FIG. The casting start tube is then inserted between the rollers 52 and 53 of the take-out device 50 and the die 15 is in the vertical position.

가열장치(22)가 먼저 코아(18)를 가열하는 한편 파이프(38)를 통하여 가압가스를 저장실(36)과 자켓트(31)내에 주입하기 위하여 밸브(39)를 개방하므로서 탱크(34)내의 액체를 몰아내고, 밸브(41)를 개방하므로서 파이프(40)를 통하여 탱크(34)의 상측부에 파이프(38)에 의하여 유입된 가스압력보다 낮는 압력이 수립되게 한다. 자켓트(31)이 비었을 때에 주형(16)이 코아(18)의 근접으로 가열된다. 그리고 주입용기(10)가 공급공(5)를 통하여 용융금속으로 채워지며 파이프(8)를 통하여 약 4바아정도의 압력을 받게된다. 액체 철이 주입헤드(12)의 통로(14)로 유동하여 다이를 형성하는 환상공간부(15)로 유입된다.The heating device 22 first heats the core 18 while opening the valve 39 to inject pressurized gas through the pipe 38 into the storage compartment 36 and the jacket 31, thereby allowing the inside of the tank 34. The liquid is driven off and the valve 41 is opened so that a pressure lower than the gas pressure introduced by the pipe 38 is established in the upper portion of the tank 34 through the pipe 40. When the jacket 31 is empty, the mold 16 is heated in proximity to the core 18. The injection vessel 10 is filled with molten metal through the supply hole 5 and is subjected to a pressure of about 4 bar through the pipe 8. Liquid iron flows into the passage 14 of the injection head 12 and flows into the annular space portion 15 forming the die.

다이(15)가 액체 철으로 채워졌을 때에 파이프(38)의 압력은 반전되어 탱크(41) 내의 액체금속이 자켓트(31)와 저장실(36)로 되돌아가고 밸브(39)(41)가 다시 폐쇄된다. 탱크(34)와 파이프(38) 내의 압력은 액체금속자켓트(31)가 항상 가압상태를 유지하도록 선택되어야 한다.When the die 15 is filled with liquid iron, the pressure in the pipe 38 is reversed so that the liquid metal in the tank 41 returns to the jacket 31 and the reservoir 36 and the valves 39 and 41 again. It is closed. The pressure in the tank 34 and the pipe 38 should be chosen so that the liquid metal jacket 31 is always pressurized.

코아(18)를 가열함으로서 코아(18)와 접촉하는 철은 항상 액체상태로 유지된다. 반면에 철이 자켓트(44)(31)의 조합으로 냉각된 주형(16)과 접촉함으로서 철이 냉각되고 고화될 것이다. 이와 같이 함으로서 다이(15)의 내부에서 고체와 액체사이의 경계면에 의하여 구성된 고화전단이 형성되고, 이는 코아와 동축상인 재두원추형이다. 고화(固化)는 실제로 주형(16)의 냉각된 벽체로부터 코아(18)의 외면을 향하여 점진적으로 형성되고 코아의 하부, 즉 코아 저면벽(19)에 근접한 가열되지 않는 부분의 부분에 이르른다.By heating the core 18 iron in contact with the core 18 is always kept in a liquid state. On the other hand, iron will cool and solidify as iron comes into contact with the cooled mold 16 in a combination of jackets 44 and 31. In this way, a solidified shear formed by the interface between the solid and the liquid is formed inside the die 15, which is a conical head which is coaxial with the core. Solidification is actually formed gradually from the cooled wall of the mold 16 toward the outer surface of the core 18 and reaches the bottom of the core, that is, the portion of the unheated portion close to the core bottom wall 19.

제4도는 고화된 재두원추체의 모선 PN의 위치를 보이고 있다. 점 N은 코아(18)의 하측부에 위치하며 이 코아의 단변부와 일치하는 것이 좋다. 이는 가열장치(22)의 단부와 코아단부사이의 거리, 가열장치(22)의 가열온도 및 주입용기(2) 내의 압력을 적당히 선택하여 달성할 수 있다. 다이(15)내로 주입된 금속은 실제로 이 압력과 다이(15)의 수직위치에 의한 중력효과를 받게된다. 따라서 액체 철이 이러한 다이를 형성하는 환상공간에 연속적으로, 그리고 전체적으로 채워진다. 이는 코아(18)와 주형(16)의 내벽에 밀접하게 접촉된다. 코아(18)를 따라서 철은 이 코아의 가열부분과의 접촉으로 용융점이상의 온도가 유지된다.4 shows the position of the bus bar PN of the solidified laryngeal cone. Point N is located on the lower side of core 18 and preferably coincides with the short side of the core. This can be achieved by appropriately selecting the distance between the end of the heating device 22 and the core end, the heating temperature of the heating device 22 and the pressure in the injection vessel 2. The metal injected into the die 15 is actually subjected to the gravitational effect of this pressure and the vertical position of the die 15. Thus, liquid iron is continuously and wholly filled in the annular space forming this die. It is in intimate contact with the inner wall of the core 18 and the mold 16. Iron along core 18 maintains its temperature above its melting point in contact with the heating portion of the core.

그러나 저면벽(19)의 부근에서 이러한 가열이 그치고 철이 고화된다. 한편 주형(16)에 의하여 결정되는 다이(15)의 외벽은 물자켓트(44)에 의하여 냉각되고, 이 자켓트(44)는 주형의 전 높이를 통하여 냉각분포를 균일하게 하여 필름 또는 공기의 영역에 의한 불균일성을 배제하는 액체금속자켓트(31)로 완비된다.However, in the vicinity of the bottom wall 19, this heating is stopped and iron solidifies. On the other hand, the outer wall of the die 15 determined by the mold 16 is cooled by the material jacket 44, and the jacket 44 uniforms the cooling distribution through the entire height of the mold, It is equipped with the liquid metal jacket 31 which excludes the nonuniformity by an area | region.

이와 같은 균일한 냉각과 다이(31)내에서 유동하는 액체금속에 가하여진 압력효과에 의하여, 금속의 냉각과 주형(16)의 벽에 연하여 일어나는 고화가 균열이나 파열의 위험없이 극히 균일하고 연속적으로 일어난다.Due to the uniform cooling and the pressure effect applied to the liquid metal flowing in the die 31, the cooling of the metal and the solidification occurring in connection with the wall of the mold 16 are extremely uniform and continuous without the risk of cracking or rupture. Happens as.

고화에 위한 금속의 수축으로 고화된 튜우브(16)의 벽이 주형(54)의 벽으로부터 떨어져 이 튜우브가 다이로부터 인출될 때에 저항을 받지 않는 것이다. 튜우브(54)의 반대측에서는 점 N이 코아(18)의 단부에 위치하므로 수축이 이 코아를 넘어서 일어나게 되므로 코아를 조이거나 튜우브가 다이를 폐쇄되게 하는 위험을 피할 수 있다.The wall of the tube 16 solidified by shrinkage of the metal for solidification is separated from the wall of the mold 54 so that it is not subjected to resistance when it is withdrawn from the die. On the opposite side of the tubing 54, the point N is located at the end of the core 18, so that shrinkage will occur beyond this core, thereby avoiding the risk of tightening the core or causing the tubing to close the die.

재두원추형의 고화전단 NP는 주입 또는 주조변수의 변화에 따라서 변화되나 이를 변화하는 극히 제한되어 있으며, 점 N은 항상 코아의 가열되지 않은 부분 즉 저면벽(19)에 근접한 점과 일치한다. 예를 들어 고화전단 NP는 제4도에서 일점쇄선으로 보인 바와 같은 NP₁의 위치로 이동될 수 있다.The hardening shear NP of the redo conical shape is changed according to the change of the injection or casting variable, but it is extremely limited. The point N always coincides with the unheated part of the core, that is, the point close to the bottom wall 19. For example, the solidified shear NP can be moved to the position of NP ₁ as shown by the dashed-dotted line in FIG.

이와 같은 구성으로 튜우브(54)가 인출장치(50)에 의하여 인출된다. 이 튜우브의 온도는 모우터 감속장치(57)의 속도를 제어하는 망원경 또는 측정장치(60)에 의하여 일정하게 제어된다.In this configuration, the tub 54 is drawn out by the drawing device 50. The temperature of this tubing is constantly controlled by a telescope or measuring device 60 which controls the speed of the motor deceleration device 57.

인출속도는 항상 고화속도에 관계하므로 균열 또는 파열의 위험을 피할 수 있다. 본 발명의 방법에 있어서 인출속도는 실제로 종래 공지된 방법에 의한 인출속도보다 빠르다는 것이 입증되었다. 더우기 본 발명의 방법에 의하여 제조된 주철관은 그 직경에 대하여 그 두께가 얇다.The withdrawal rate always relates to the rate of solidification, thus avoiding the risk of cracking or rupture. It has been proved that the withdrawal speed in the method of the invention is actually faster than the withdrawal speed by the conventionally known method. Moreover, the cast iron pipe produced by the method of the present invention is thin in thickness with respect to its diameter.

예를들어, 두께가 3mm이고 0.2 바아의 압력이 유지되는 액체금속자켓트를 구비한 본 발명에 따른 다이를 이용하여 25cm의 높이를 갖는 다이에서 4바아의 압력하에 공급된 액체 철로부터 외경 170mm, 벽두께 5mm의 튜우브를 제조할 수 있었다.For example, using a die according to the invention with a liquid metal jacket having a thickness of 3 mm and maintaining a pressure of 0.2 bar, an outer diameter of 170 mm from a liquid iron supplied under pressure of 4 bar in a die having a height of 25 cm, A tube of 5 mm wall thickness could be produced.

상술한 실시예에서 여러가지의 수정이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 예를들어, 제5도에서 장치는 스탠드(1)의 상부 지지대에 의하여 지지된 주입용기(72)가 고정적으로 설치되어 있다. 이 용기의 저면으로부터 주입파이프(74)가 상향연장되어 통형태의 주입헤드(76)과 연통되어 있다. 주입헤드(76)의 저면에는 다이(75)와 연통되는 주입공(77)이 구비되어 있으며, 다이(75)는 주입헤드(76)를 통하여 수직으로 연장된 코아(78)와, 주입헤드(78)의 하측에 밀폐가능하고 분리할 수 있도록 착설된 주형(79) 사이에 형성되어 있다. 이 다이(75)는 제3도에서 보인 다이(15)와 같은 방법으로 구성되고 냉각된다. 그러나 이 경우에 주형(79)는 제3도에서 일점쇄선으로 보인 재두원추형 돌출부(80)가 주입공(77) 내로 연장되는 것이 좋다. 이 돌출부(80)는 환상의 다이(75)로 유입되어야 하는 액체상의 철이 주입용기의 한 점으로부터 가열된 상태에서 유입되게 하므로서 철의 고화에 의한 주입공의 폐색위험을 줄일 수 있는 것이다. 다이(75)는 인출장치의 상부위치에 일정하게 놓여 있으나 주입종료시에 파이프(8)내의 압력을 제거하므로서 액체금속이 주입헤드(76)내에 머물게하여 주입용기(72)로 재하강되게 하여 주입공으로 하강되지 않게 한다.It will be appreciated that various modifications are possible in the above embodiments. For example, in FIG. 5, the apparatus is fixedly provided with an injection container 72 supported by the upper support of the stand 1. The injection pipe 74 is extended upward from the bottom of this container and communicates with the cylindrical injection head 76. The bottom of the injection head 76 is provided with an injection hole 77 in communication with the die 75, the die 75 is a core 78 extending vertically through the injection head 76, and the injection head ( 78 is formed between the molds 79 which are installed in a sealable and detachable form at the lower side. This die 75 is constructed and cooled in the same way as the die 15 shown in FIG. However, in this case, the mold 79 preferably extends into the injection hole 77 with the receding conical projection 80 shown as a dashed line in FIG. The protrusion 80 allows the liquid iron to be introduced into the annular die 75 to be introduced in a heated state from one point of the injection vessel, thereby reducing the risk of clogging the injection hole due to the solidification of the iron. The die 75 is constantly placed in the upper position of the take-out device, but at the end of the injection, the pressure in the pipe 8 is removed so that the liquid metal stays in the injection head 76 to be lowered back into the injection container 72 to the injection hole. Do not lower.

코아(78)는 코아(18)과 같은 방법으로 구성되며 주입헤드(76)의 상부에 코아(18)과 같은 방법으로 고정되어 있다. 이 코아(18)는 장치(22)와 유사한 코일형 구조, 또는 제6도에서 보인 수정형태와 같이 오일순환으로 냉각되는 중공형의 구리링(84)을 통하여 고압전류를 공급하는 회로에 그 상부가 연결된 중공형의 흑연봉으로 된 가열저항(82)에 의하여 가열된다. 이 링(84)는 흑연봉의 단부를 위요한다. 그 하측부에서는 흑연봉, 즉 가열저항(82)이 이를 코아(78)의 단부벽(86)으로부터 절연하고 이 코아의 하측부를 비교적 낮은 냉각온도로 유지되게하는 내화원판(85)에 지지되어 있다.The core 78 is configured in the same way as the core 18 and is fixed to the top of the injection head 76 in the same way as the core 18. The core 18 has a coiled structure similar to that of the device 22, or an upper portion of the circuit for supplying a high voltage current through a hollow copper ring 84 that is cooled by oil circulation, as shown in the modification shown in FIG. It is heated by a heating resistance 82 made of a hollow graphite rod connected to. This ring 84 serves the end of the graphite rod. At its lower side, a graphite rod, that is, a heating resistor 82, is supported by a refractory disc 85 which insulates it from the end wall 86 of the core 78 and keeps the lower side of the core at a relatively low cooling temperature. .

주형(16)과 같은 방법으로 주형(79)도 물자켓트(44)의 내측에 설치된 액체금속자켓트(31)에 의하여 위요 되어 있다. 이 자켓트(31)는 적당한 압력이 유지되는 탱크와 연통되어 있다. 이 탱크는 제3도에서 보인 실시예에서와 같이 주형(16)을 지지하고 그 저면이 자켓트(31)의 하측부의 높이와 같은 위치에 있는 하부 플랜지(27)에 의하여 재가된 탱크(34)와 같다. 제7도에서 보인 수정형태에서 자켓트(31)는 파이프(88)로 탱크(90)에 연결되어 있으며 탱크(90)는 하부플랜지(27)의 완전한 하측에 놓여있다. 이와 같은 경우, 파이프(38)은 단순히 대기에 연결된다. 자켓트(31)와 저장실(36) 내의 내용물은 파이프(40)가 대기에 연결될 때에 중력의 효과로 간단히 탱크(90)내로 흘러내린다. 반대로, 자켓트(31)는 파이프(40)를 가압가스원에 연결하므로서 채워지므로 액체는 이 자켓트와 저장실(36)에 용입된 공기가 파이프(38)를 통하여 배기되는 동안 자켓트(31)내로 상승유입된다.In the same manner as the mold 16, the mold 79 is also enclosed by the liquid metal jacket 31 provided inside the material jacket 44. This jacket 31 is in communication with a tank in which a suitable pressure is maintained. This tank supports the mold 16 as in the embodiment shown in FIG. 3 and is replenished by a lower flange 27 whose bottom is flush with the height of the lower part of the jacket 31. Same as In the modification shown in FIG. 7, the jacket 31 is connected to the tank 90 by a pipe 88 and the tank 90 lies completely under the lower flange 27. In such a case, the pipe 38 is simply connected to the atmosphere. The contents in the jacket 31 and the storage compartment 36 flow into the tank 90 simply by the effect of gravity when the pipe 40 is connected to the atmosphere. On the contrary, the jacket 31 is filled by connecting the pipe 40 to the pressurized gas source, so that the liquid is jacketed 31 while the air injected into the jacket and the storage chamber 36 is exhausted through the pipe 38. Upstream into.

상기 실시예에 관계없이, 본 발명에 있어서는 가압하의 액체상 철을 수직다이로 공급하는 것과 이 다이전체의 온도를 조절하는 것의 조합으로 얇은 두께의 관상체를 유리하게 연속제조할 수 있는 것이다.Regardless of the above embodiment, in the present invention, a tubular body having a thin thickness can be advantageously continuously produced by a combination of supplying pressurized liquid iron to a vertical die and adjusting the temperature of the entire die.

Claims

For continuous casting of thin iron tube in annular die formed between graphite mold and core, it is a jacket of liquid metal surrounded by cooling water circulation jacket with low melting point while continuously supplying liquid metal under pressure to die. In the continuous casting method of the tubular body that is externally cooled by the heating and the core is heated, the method includes heating the core at the start of casting of the metal, supplying the injected metal to the annular die, and supplying liquid to the annular die. Cooling the liquid metal jacket under pressure for the purpose of direct cooling of the mold when the metal is filled and gradually solidifying the cast metal near the exit end of the die.