NO160120B - Fremgangsmaate til kontinuerlig stoeping av metall. - Google Patents
Fremgangsmaate til kontinuerlig stoeping av metall. Download PDFInfo
- Publication number
- NO160120B NO160120B NO824210A NO824210A NO160120B NO 160120 B NO160120 B NO 160120B NO 824210 A NO824210 A NO 824210A NO 824210 A NO824210 A NO 824210A NO 160120 B NO160120 B NO 160120B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- mold
- molten metal
- stated
- intermediate piece
- outlet opening
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 115
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 115
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 15
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010957 pewter Substances 0.000 description 1
- 229910000498 pewter Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- DECCZIUVGMLHKQ-UHFFFAOYSA-N rhenium tungsten Chemical compound [W].[Re] DECCZIUVGMLHKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til kontinuerlig støping av en metallblokk med en glatt og vakker overflate.
En metallblokk oppnådd ved kontinuerlig støping har vanligvis ikke en fullstendig glatt overflate, men oppviser
en ujevn og ofte lokalt sprukket overflate. Dette skyldes bruken av en kald støpeform.i en hvilken som helst vanlig prosess til kontinuerlig støping. En fast hinne eller hud (skin) som avgrenser overflaten av en blokk, dannes inne i støpeformen, og der utvikles friksjon mellom blokkens hud og innerflaten av støpeformen når blokken beveger seg gjennom støpeformen. Dersom en blokk med en slik overflatedefekt
i utsettes direkte for bearbeiding ved plastisk deformasjon, f.eks. smiing eller valsing, fører dette til et produkt som
har en rekke mangler. Det er derfor nødvendig med grovavskilling eller flammehøvling av blokken på forhånd. Dersom blokken har en for dyp sprekk, kan den ikke underkastes slik bearbeiding, men må smeltes om igjen for dannelse av en tilfredsstillende blokk.
I henhold til vanlige kontinuerlige støpeprosesser som anvender en kald støpeform, forlater blokken vanligvis støpeformen gjennom dennes bunn. Dersom en fast hud dannet av det metall som skal støpes hefter til støpeformens inner-flate, blir den faste hud hindret i å bevege seg nedover mot utløpet av støpeformen, og dette fører til brudd. Dersom et slikt brudd skjer i nærheten av støpeformens utløp, blåser det smeltede metall omgitt av den faste hud, ut gjennom bunnen av støpeformen. Dette fenomen kalles et gjennombrudd (breakout), og ikke bare hindrer det fortsettelsen av støpe-operasjonen, men det byr også på et alvorlig problem med hensyn til sikkerhet av driften. Gjennombruddet er særlig tilbøyelig til å finne sted i et metall eller en legering med et vidt størkningsområde.'For å skaffe en kontinuerlig støpt blokk av et hvilket som helst metall av en slik type,. f.eks. støpejern eller fosforbronse, finnes der ikke noe annet alternativ enn å basere seg på en intermitterende prosess i hvilken det smeltede metall størkner fullstendig inne i støpeformen. Denne prosess er meget besværlig og tidkrevende.
Oppfinnelsen skaffer en ny fremgangsmåte som overvinner ulempene ved de tidligere kjente metoder slik det er angitt ovenfor, og tillater kontinuerlig støping av en metallblokk med en glatt og vakker overflate med en høy grad av stabilitet i driften uten fare for gjennombrudd. Nærmere bestemt går oppfinnelsen ut på en fremgangsmåte til kontinuerlig støping av metall,karakterisert vedat smeltet metall tilføres en støpeform forsynt med en innløpsåpning og en utløpsåpning,
på en slik måte at trykket av det smeltede metall kan holdes på stort sett null ved utløpsåpningen, idet støpeformen har en innervegg som holdes på en temperatur som er høyere enn størkningstemperaturen av metallet, et mellomstykke (dummy bar) som holdes på en temperatur som er lavere enn den nevnte størkningstemperatur, bringes i berøring med det smeltede metall ved utløpsåpningen og mellomstykket beveges bort fra utløpsåpningen, hvorved et størknet metallegeme dannes kontinuerlig på enden av mellomstykket.
Oppfinnelsen tillater kontinuerlig støping i en nedadrettet, oppadrettet, horisontal eller annen retning, av en blokk av et praktisk nyttig metall eller legering med et tverrsnitt i form av en plate, stang, rør eller lignende, og en glatt og vakker overflate uten at det innbefatter noen fare eller gjennombrudd.
Det er en hensikt med oppfinnelsen å skaffe en ny fremgangsmåte som tillater kontinuerlig støping av en metallblokk med en glatt og vakker overflate med en høy grad av letthet og stabilitet uten å medføre noen fare for gjennombrudd.
Det er en annen hensikt med oppfinnelsen å skaffe et metallisk materiale med et tverrsnitt i form av en stang, plate, rør eller lignende, og som så å si ikke krever noen overflate-grovavskilling.
Det er nok en hensikt med oppfinnelsen på en økonomisk måte å skaffe et metallisk materiale som har en ensrettet søylestruktur.
Disse hensikter og fordeler vil fremgå tydeligere av den følgende detaljerte beskrivelse av grunnbegrepet og for-skjellige utførelsesformer av oppfinnelsen.
Fig. 1(a) og 1(bl viser skjematisk, det grunnleggende begrep, ved oppfinnelsen. Fig. 2 er et sideriss i snitt av et apparat som kan anvendes til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, slik det anvendes til kontinuerlig støping i en oppadgående retning. Fig. 3 er et sideriss i. snitt av et annet apparat til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved kontinuerlig støping i en oppadgående retning Fig. 4 er et sideriss i snitt av et apparat til utførelse av fremgangsmåten ifølge o<p>pfinnelsen anvendt på kontinuerlig støping i horisontalt retning, og
fig. 5 er et sideriss i snitt av et apparat til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendt på kontinuerlig ' støping i nedadgående retning.
Fig. 1(a) viser den situasjon som eksisterer like før kontinuerlig støping startes i henhold til oppfinnelsen, og fig. 1(b) viser den situasjon som eksisterer når støpeopera-sjonen er blitt startet. Fig. l(a) og l(b) viser en støpe-form 1 til nedadgående støping forsynt med et varmeapparat 6 deri, et smeltet metall 2, en mellomblokk eller -stang 3 som kan beveges vertikalt ved en passende drivanordning ikke vist, en blokk 4 som fås ved kontinuerlig støping og en anordning 5 til kjøling av mellomstykket eller den kontinuerlig støpte blokk.
Innerveggen av støpeformen 1 varmes opp av varmeapparatet 6 i denne til en temperatur som er høyere enn størkningstempera-turen av det smeltede.metall og det smeltede metall 2 føres inn i støpeformen 1. Det smeltede metall 2 har et trykk på null eller stort sett null ved den lavere ende a av støpeformen 1 som avgrenser en utløpsåpning. Det smeltede metall kan inn-føres i støpeformen ved f.eks. et system som vist på fig. 5. Systemet omfatter en hevertledning med en ende nedsenket i det smeltede metall i en holdeovn for smeltet metall og en annen ende forbundet med støpeformen. Utløpsåpningen av støpe-formen forblir på samme høydenivå som overflaten av det smeltede metall i holdeovnen.
Mellomstykket 3 anvendes på den nedre ende a av støpe-formen 1 som vist på fig. 1 (a), før det smeltede metall føres inn i støpeformen 1. Da den øvre ende av mellomstykket 3
som kommer i berøring med det smeltede metall 2, har en temperatur lavere enn størkningstemperaturen av det smeltede metall, begynner det smeltede metall i støpeformen 1 å
størkne i sentrum av støpeformen 1 mens det ikke størkner i et område i tilslutning til den varme innervegg av støpe-formen 1. Dersom mellomstykket 3 beveges nedover bort fra den nedre ende av støpeformen 1 mens den.kjøles av kjøle-anordningen 5, vokser det størknede metallegeme eller blokken 4 gradvis og slippes ut kontinuerlig fra støpeformen 1, slik det er vist på fig. l(b). Da innerveggen av støpeformen har en temperatur som er høyere enn størkningstemperaturen av metallet, blir en fast hud som avgrenser den omgivende overflate av blokken ikke dannet i støpeformen, men like nedenfor utløpsåpningen av støpeformen for derved å meddele blokken en meget glatt overflate.
Ifølge en viktig side ved oppfinnelsen holdes trykket av det smeltede metall ved utløpsåpningen ved bunnen av støpe-formen i nærheten av null, da det smeltede metall blåser ut dersom den faste hud ikke dannes innen ca. 1 mm nedenfor ut-løpsåpningen av støpeformen.
I henhold til oppfinnelsen er det også viktig å passende regulere temperaturen av det smeltede metall og kjølehastig-heten og utslippshastigheten av blokken. Det er særlig viktig å sikre en passende balanse mellom kjølehastigheten og utslippshastigheten av blokken. Dersom blokken avkjøles for hurtig sammenlignet med dens utløpshastighet, stivner det smeltede metall inne i støpeformen og dets faste hud fester seg til støpeformen. Blokken har en mindreverdig overflate som ikke bare forårsaker skade på støpeformens innervegg, men som også hindrer jevn fjerning av blokken fra støpeformen. Følgelig er der skaffet et varmeapparat6i støpeformen for å holde innerveggen av støpeformen på en passende temperatur.
For å unngå det ovenfor nevnte problem er det også virkningsfullt å forme innerveggen av støpeformen svakt divergerende utover mot utløpsåpningen. Dette tillater fjerning av blokken uten at man gjør skade på innerveggen av støpeformen selv om mellomstykket kjøles for hurtig, hvilket fører til stivning av det smeltede metall på støpeformens overflate.
Ved forsøk er det funnet at dersom det smeltede metall ved utløpsåpningen av støpeformen har et trykk som ikke overstiger 196 Pa, kan den kontinuerlige støpeoperasjon utføres uten å forårsake noe gjennombrudd.under oppadrettet eller nedadrettet støping av.nær sagt alle slags materialer eller legeringer. Det er også funnet at et trykk på inntil 490 Pa av smeltet metall er tillatt for horisontal støping dersom den størknede kjerne av metall tillates å dannes i større utstrekning inne i støpeformen.
Støpeformen kan være dannet av grafitt, et ildfast materiale som består hovedsakelig av et oksid, f.eks. silisium-oksid, aluminiumoksid, berylliumoksid, magnesiumoksid eller thoriumoksid, et ildfast materiale som består hovedsakelig av et nitrid, f.eks. bor- eller silisiumnitrid, silisiumkarbid, et ildfast materiale såsom platina, wolfram eller tantal, eller en legering av et hvilket som helst slikt metall. Det er mulig å anvende en glass-støpeform for støping av et metall med et lavt smeltepunkt, f.eks. tinn.
Et metall med et lavt smeltepunkt, f.eks. lavere enn 500°C, zink, bly, kadmium eller tinn, eller en legering derav, og et metall med et smeltepunkt lavere enn 1.000°C, f.eks. kobber, aluminium eller magnesium, eller en legering derav, kan støpes i åpen atmosfære ved en støpeform dannet fra grafitt, silisiumkarbid, bornitrid, aluminium-oksyd, silisiumoksyd, magnesiumoksyd, eller nesten alle andre oksider eller nitrider.
Varmeapparatet for støpeformen kan være et vanlig mot-stand^varmeelement dannet fra f.eks. ferrokrom-, nikkelkrom-,
wolframrhenium- eller platinarhodium-legering, molybden, platina, tantal eller silisiumkarbid. For støpingen av støpejern eller stål eller et hvilket som helst annet metall eller legering med høyt smeltepunkt, er det imidlertid nød-vendig å beskytte støpeformen og varmeapparatet mot ned-
brytning ved oksidasjon eller havari i en varm atmosfære.
For dette formål er det nødvendig å beskytte støpeformen med en inert gass-atmosfære, f.eks. nitrogen, argon eller helium.
Mellomstykket og den kontinuerlig støpte blokk som forlater støpeformen kan kjøles tilstrekkelig i luft dersom den støpte blokk er av et metall med et lavt smeltepunkt eller en legering derav. Det er imidlertid ønskelig å anvende tvungen kjøling med vann eller et gassformet kjølemiddel dersom blokken er av et metall med middels høyt smeltepunkt, såsom aluminium, magnesium eller.kobber, eller en legering derav, eller et metall med høyt smeltepunkt, f.eks. jern eller stål, eller en legering derav.
For vannkjøling av en blokk støpt i en oppadgående retning er det mulig å anvende en kjøleinnretning som har en oppoverskrånende dyse rettet mot den omgivende overflate av støpeblokken til å blåse en oppoverrettet stråle av vann under trykk mot blokkens overflate for derved å hindre vann i å falle på den smeltede metalloverflate.
Fig. 2 viser et eksempel på et vannkjølt kontinuerlig oppoverrettet støpeapparat som innbefatter en varm støpeform beskyttet av en inertgassatmosfære. En støpeform 22 er dannet på toppen av denne med en ytre omgivende kant som hindrer eventuelt overløp av det smeltede metall. Et elektrisk motstandsvarmeapparat 2 3 er innleiret i innerveggen av støpe-formen 22. Støpeformen 22 er stort sett neddykket i det smeltede metall 25 i en holdeovn 24 for smeltet metall. Det smeltede metall 25 har en overflate som holdes på et konstant høydenivå ved.en regulert,tilførsel av smeltet metall gjennom en tilførselsledning 26 for smeltet metall. En vann-kjøle-innretning 28 er f6\ret med isolerende .ildfaste materialer 27 og anordnet oppå holdeovnen 24. Innretningen 28 er delt i to partier anordnet på avstand fra hinannen, som vist på fig. 2, og kjølevann tilføres gjennom det lavere parti og slippes ut gjennom det øvre parti. Det lavere parti har et vanninnløp 29 gjennom hvilket vann under trykk føres inn, og et utløp
35 gjennom hvilket en oppoverrettet vannstråle rettes mot den omgivende overflate av et mellomstykke 32 eller en kontinuerlig støpt blokk 34. Vannet beveger seg oppover overflaten av mellomstykket 32 eller støpeblokken 34 og faller ned i en mottager 36 i det øvre parti av kjøleinn-retningen 28 for til sist å slippes ut gjennom et utløp 37.
Holdeovnen 24 har et innløp 30 for en inertgass, såsom nitrogen, argon eller helium. Inertgassen føres inn i ovnen 24 gjennom innløpet 30 for å opprettholde et gasstrykk i ovnen høyere enn atmosfæretrykket og skaffe en inertgassatmosfære rundt støpeformen 22. Et par materuller. 33 regulerer den vertikale bevegelse av mellomstykket 32 og den oppover-rettede fjerning av støpeblokken 34. Ovnen 24 er forsynt med et støtteorgan 38 som holder støpeformen 22 i stilling.
I henhold til det apparat som er vist på fig. 2, blir støpeformen neddykket i det smeltede metall for å opprettholde en innerveggstemperatur som er høyere enn størkningstempera-turen av metallet.Neddykkingen av støpeformen er imidlertid ikke alltid nødvendig for kontinuerlig støping i retning oppover. Det er f.eks. mulig å anvende en ovn med en holdesone for smeltet metall og en støpesone og forbinde en eksternt oppvarmet støpeform med støpesonen, slik at det smeltede metall kan tilføres under trykk fra holdesonen til støpe-formen. Denne type apparat er vist på fig. 3.
Fig. 3 viser en holdeovn 41 for smeltet metall som har en holdesone 4 2 for smeltet metall og en støpesone 43 av den lukkede type. En støpeform 50 med et utvendig varmeapparat 4 5 er anordnet oppå sentrum ay støpesonen 43. Støpeformen 50 er åpen ved begge sine på avstand fra hinannen anordnede ender og åpningen 51 ved dens lavere ende er forbundet med et utløp 52 for smeltet metall skaffet på toppen av støpesonen 43. Et mellomstykke 5 3 er bevegelig i vertikal retning ved rotasjon av et par materuller 49 forbundet med et.passende drivorgan ikke vist. Mellomstykket 53 bringes i berøring med det smeltede metall i støpeformen for gradvis utløfting av en kontinuerlig støpt blokk 46.
Apparatet vist på fig. 3 erkarakterisert vedholdesonen 4 2 for smeltet metall i hvilken et passende regulert høydenivå kan opprettholdes for overflaten av det smeltede metall, hvilket tillater det smeltede metall å tilføres til støpe-formen med et visst trykk. Det letter fremstillingen av et støpt produkt som har et forholdsvis lite tverrsnittsareal i form av f.eks. en plate eller en valsetråd med meget liten diameter. Apparatet har også den fordel at støpeformen 5Q er lett å fjerne for reparasjon, da den er anordnet utenfor ovnen.
Støpeformen 50 kan skråstilles til en viss grad for å be-virke at støpeblokken løftes av mellomstykket langs en oppoverskrånende bane. Dette arrangement tillater vannkjøling av mellomstykket og støpeblokken uten fare for at kjølevannet skal renne nedover inn i det smeltede metall i støpeformen.
På fig. 4 er der vist et apparat til kontinuerlig støping i horisontal retning. Apparatet innbefatter en støpeform 61 som er forsynt med et elektrisk motstandsvarmeapparat 62. Hulrommet i støpeformen 61 har en øvre kant som går i ett med overflaten av det smeltede metall 64 i en holdeovn 63 for smeltet metall. Ovnen 63 har en tilførselsledning 65 for smeltet metall og et overløp 66 for eventuelt overskytende metall, hvorved overflaten a<y>det smeltede metall i ovnen alltid holdes på et konstant høydenivå, hvilket sikrer at det smeltede metall har et trykk på 490 Pa eller mindre ved den nedre kant av støpeformens utløp. En kjøleinnretning 67 sprøyter vannstråler for avkjøling av et mellomstykke 68 eller en kontinuerlig støpt blokk 69. En skilleanordning 70 er skaffet mellom støpeformen 61 og kjøleinnretningen 67 for å hindre eventuell spredning av vann som kan kjøle støpeformen 61. Et par materuller 71 regulerer den horisontale.bevegelse av mellomstykket 68 og fjerningen av støpeblokken 69 fra støpe-formen 61. Skjønt støpeformen.61 er vist installert i horisontal stilling, kan den alternativt anbringes, i en nedad-skrånende stilling for å hindre eventuelt kjølevann fra å rettes mot støpeformen. For å tillate stivningstilstanden av det smeltede metall å observeres, kan formen 61
dannes uten sin øvre halvdel, mens varmeapparatet 62 leveres som anordnet. Dette vil ikke ha noen ugunstig innflytelse på det resulterende produkt.
Oppmerksomheten skal nå rettes mot anvendelse av opp finnelsen til kontinuerlig støping i en nedadgående retning. Det er nyttig å anvende en hevertledning for mating av det smeltede metall inn i en støpeform for å holde.trykket av det smeltede metall, ved utløpsåpningen av støpeformen på stort sett null. Denne type apparat er vist på fig. 5.
Fig. 5 viser en støpeform 81 som er forsynt med. et varmeapparat, og en hevertledning 82 som har en ende forbundet med støpeformen 81, mens den andre ende av hevertledningen 82 er neddykket i det smeltede metall 84 i en holdeovn 83 for smeltet metall. Varmeapparatet 85 omfatter et elektrisk mot-stands varmeapparat som holder det nedre parti av innerveggen av støpeformen 81 på en temperatur som er høyere enn størk-ningstemperaturen av det smeltede metall. Et mellomstykke 86 anvendes på det lavere parti av støpeformen 81, og senkes ved et par roterende materuller.88, idet det kjøles av vannstråler fra en kjøleinnretning 87, hvorved en støpeblokk 89 med en glatt og vakker overflate dannes kontinuerlig på toppen av mellomstykket 86.
Hevertledningen 82 er forsynt med en utluftingsventil 90 mens ovnen 83 har en overløpsåpning 91. Ventilen 9 0 er åpen og overløpsåpningen 91 lukket for å starte tilførselen av det smeltede metall til støpeformen 81 gjennom hevertledningen 82. Et høyere nivå av det smeltede metall i ovnen 83 bevirker at det smeltede metall fyller hevertledningen 82 og når støpe-formen 81. Deretter blir ventilen 90 lukket, og overløps-åpningen 91 åpnet, slik at nivået av det smeltede metall 84 kan senkes og holdes på samme høyde som den nedre ende av støpeformen 81. Etter hvert som mellomstykket 86 gradvis senkes, kan støpeblokken 89 gradvis støpes uten at der oppstår noen fare for gjennombrudd. Hevertledningen 82 er dekket av isolasjon 93 som kan være forsynt med et varmeapparat inni om ønskelig.
I henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har det smeltede metall et trykk som er stort sett lik null ved ut-løpet av støpeformen, unntatt for produksjonen av små støpte produkter, såsom en valsetråd med en liten diameter eller en plate med en meget liten tykkelse, hvilket fortrinnsvis ut-føres med et visst trykk av det smeltede metall ved støpe- formens utløp. Følgelig er der ingen fare for gjennombrudd av eventuelt smeltet metall. Da innerveggen av støpeformen holdes på en temperatur som er høyere enn størkningstempera-turen av det smeltede metall, danner ikke metallet en fast hud inne i støpeformen, men der fås en støpeblokk; med en glatt og vakker overflate, uansett metall eller legering som anvendes. Da den faste hud ikke fester seg til innerveggen av støpe-formen, er oppfinnelsen følgelig med fordel anvendelig på ikke bare støpeblokker med relativt enkle fasonger, slik de fås ved en hvilken som helst vanlig kontinuerlig støpeprosess, men også støpeblokker med en rekke andre relativt kompliserte tverrsnittsformer som kan vise seg direkte å utgjøre ende-produkter for salg.
I henhold til fremgangsmåten er det mulig å oppnå en støpeblokk med en ensrettet søy.leformet f iberstruktur. Pro-sessen har derfor større fordeler i fremstillingen av en støpeblokk for en magnet, en silisiumstålplate, et eutektisk komposittmateriale eller lignende produkt som krever en ensrettet størknet struktur. Det er også mulig å produsere en plate, et rør, et formet produkt eller lignende av rustfritt stål, eller et hvilket som helst annet metall eller legering som det er vanskelig å bearbeide ved plastisk deformering fra en vanlig støpeblokk. Dersom mellomstykket roteres rundt sin egen akse når det beveges bort fra støpeformen, er det mulig å støpe en tråd eller stang med en i lengderetningen vridd form, f.eks. et armeringsjern for innleiring i betong.
Ifølge oppfinnelsen er det også mulig å støpe kontinuerlig fra et smeltet metall en høytsmeltende.superlegeringsstøp med en ensrettet størknet struktur, f.eks. et gassturbinblad, og derved skaffe en meget forbedret erstatning for den vanlige prosess som anvender en bråkjølingsblokk og synkeboks for en ildfast støpeform for støping av hvert slikt produkt for seg. De følgende eksempler tjener til å belyse den foretrukne fremgangsmåte til kontinuerlig støping ay metallblokker i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
Eksempel 1
En sylindrisk støpeform av grafitt med en innvendig dia- .
meter på 12 mm, en utvendig diameter på 20 mm og en høyde på 30 mm og som var åpen ved sin øvre og nedre ende, ble montert i et oppadrettet, kontinuerlig støpeapparat av den type som er vist på fig. 2, slik at dens øvre ende kunne være i høyde med overflaten av et smeltet metall i en holdeovn for smeltet metall. Det smeltede metall var 5% fosforbronse bestående av 94,75% vektprosent kobber, 5 vektprosent tinn og 0,25 vektprosent fosfor, det hadde en temperatur på 1.100°C og ble kontinuerlig tilført ovnen for å samsvare med mengden av kontinuerlig støpt metall som forlot støpeformen, slik at trykket av det smeltede metall ved utløpsåpningen av støpe-formen, ble holdt stort sett lik null. Støpeformen var dekket av en nitrogenatmosfære og varmet opp av et innleiret platina-tråd-varmeapparat, slik at innerveggen kunne holdes på en temperatur på 1.100°C. Et mellomstykke av rustfritt stål med en diameter som var stort sett lik den innvendige diameter av støpeformen, ble bragt i berøring med overflaten av det smeltede metall i støpeformen.. Mellomstykket ble deretter ført oppover med en hastighet på 15 mm pr. min, mens vann ble tilført med en hastighet på 100 cm 3 pr. min på et nivå 100 mm over den smeltede metalloverflate, hvorved en stang av fosforbronse med en meget glatt og vakker overflate ble kontinuerlig støpt på den nedre ende av mellomstykket.
Eksempel 2
En sylindrisk støpeform av zirkoniumoksyd med en innvendig diameter på 5 mm, en utvendig diameter på 12 mm og en høyde på 30 mm og som var åpen ved sin øvre og nedre ende, ble montert i et oppadrettet kontinuerlig støpeapparat av den type som er vist på fig. 3 med sin øvre ende såvidt lavere enn overflaten av et smeltet metall i en holdeovn for smeltet metall, for opprettholdelse av trykket av det smeltede metall ved utløpsåpningen av støpeformen på 19 6 Pa. Det smeltede jernmetall omfattet 3,8 vektprosent karbon og 1,8 vektprosent silisium og hadde en temperatur på 1.200°C og ble kontinuerlig innført til ovnen for å samsvare med mengden av kontinuerlig støpt metall som forlot støpeformen.
Støpeformen hie varmet opp ved et innleiret platinatråd-varmeapparat slik at innerveggen kunne holdes.på 1.2Q0°C. Et mellomstykke av stål med en diameter som var stort sett lik den innvendige diameter av støpeformen, ble bragt i berøring med overflaten av det smeltede metall i støpeformen.. Mellomstykket ble deretter ført oppover med en hastighet på 10 mm pr. min mens vann ble tilført med en hastighet på 50. cm 3 pr. min på et nivå 120 mm over den smeltede metalloverflate, hvorved en støpt jerntråd med en diameter på 5 mm og en meget glatt og vakker overflate ble kontinuerlig støpt på den nedre ende av mellomstykket.
Eksempel 3
En støpeform av bornitrid med et rektangulært hulrom med en høyde på 3 mm og en bredde på 20 mm og en veggtykkelse på 3 mm ble montert i et horisontalt kontinuerlig støpeapparat av den type som er vist på fig. 4. Støpeformtemperaturen ble holdt på 680°C ved et innleiret varmeapparat. Smeltet aluminium (99,9% Al) med.en temperatur på 700°C ble kontinuerlig tilført fra en holdeovn inn i støpeformen for å samsvare med mengden av kontinuerlig støpt metall som forlot støpe-formen, for opprettholdelse av trykket av det smeltede aluminium ved støpeformens utløpsåpning på stort sett null. Et støpt produkt ble tatt ut horisontalt fra støpeformen med en hastighet på 60 mm pr. min og avkjølt med vann med en hastighet på 600 cm^ pr. min ved en avstand på 50 mm fra utløpet av støpeformen, for å gi et aluminiumbånd med en tykkelse på 3 mm og en bredde på 20 mm som hadde en glatt og vakker overflate.
Eksempel 4
En søyleformet kjerne ay rustfritt stål med. en diameter på 12 mm ble plassert i en hul sylindrisk støpeform av rustfritt stål med en veggtykkelse på 1,5 mm og en innvendig diameter på 16 mm i et nedadgående kontinuerlig støpeapparat av den type som er vist på fig. 5. Støpeformtemperaturen ble holdt på 240°C ved et innleiret nikkelkrom-varmeapparat. Smeltet tinn (99,9% Sn) med en temperatur på 270°C ble kontinuerlig tilført til støpeformen for å svare til mengden av kontinuerlig støpt metall som forlot støpeformen, for opprettholdelse av et trykk av det smeltede tinn ved utløpsåpningen av støpeformen på stort sett null, og et støpt produkt ble tatt ut derfra i nedadgående retning med en hastighet på 4 0 mm pr. min og avkjølt ved blåsing av luft med en hastighet på
50 liter pr. min mot det støpte produkt ved en avstand på
20 mm fra utløpet av støpeformen, for å gi et tinnrør med en vakker overflate.
Claims (14)
1. Fremgangsmåte til kontinuerlig støping av metall,karakterisert vedat
smeltet metall tilføres en støpeform (1, 22, 50, 61,
81) forsynt med en innløpsåpning og en utløpsåpning, på en slik måte at trykket av det smeltede metall (2, 25, 54, 64, 84) kan holdes på stort sett null ved utløpsåpningen, idet støpeformen (1, 22, 50, 61, 81) har en innervegg som holdes på en temperatur som er høyere enn størkningstemperaturen av metallet,
et mellomstykke (3, 32, 53, 68, 86) som holdes på en temperatur som er lavere enn den nevnte størkningstemperatur, bringes i berøring med det smeltede metall ved utløpsåpningen, og
mellomstykket (3, 32, 53, 68, 86) beveges bort fra utløpsåpningen, hvorved et størknet metallegeme (4, 34, 46, 69, 89) dannes kontinuerlig på enden av mellomstykket (3,
32, 53, 68, 86).
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat mellomstykket (32, 53) beveges oppover og det nevnte trykk ligger i området 0-196 Pa.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat mellomstykket (3, 86) beveges nedover og det nevnte trykk ligger i området 0-196 Pa.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat mellomstykket (68) beveges horisontalt og det nevnte trykk ligger i området 0-490 Pa.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat i det minste innerveggen ved utløps-åpningen varmes opp av et varmeapparat (6, 23, 45, 62, 85) innleiret deri, slik at der kan opprettholdes en temperatur høyere enn størkningstemperaturen.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat smeltet metall (84) tilføres støpeformen (81) ved en hevert (82) med én ende neddykket i det smeltede metall (84) i en holdeovn (83) for smeltet metall.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat et flytende eller et gassformet kjøle-middel eller en blanding derav påføres på mellomstykket (3,
32, 53, 68, 86) eller det størknede legeme (4, 34, 46, 69, 89) for å holde temperaturen lavere enn størkningstempe-raturen.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat et flytende eller gassformet kjølemiddel eller et blandet gass/væske-kjølemiddel påføres på mellomstykket (3, 32, 53, 68, 86) eller det størknede legeme (4, 34, 46, 69, 89) på en slik måte at kjølemiddelet forblir i berøring med overflaten av mellomstykket (3, 32, 53, 68,
86) eller det størknede legeme (4, 34, 46, 69, 89) og beveger seg i samme retning som mellomstykket eller det størknede legeme bort fra støpeformen (1, 22, 50, 61, 81).
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat utløpsåpningen av støpeformen (1, 22, 50, 61, 81) dekkes med en inertgassatmosfære.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat innerveggen av støpeformen (1, 22, 50, 61, 81) er formet svakt divergerende mot utløpsåpningen.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat der anvendes en rekke støpeformer (1, 22, 50, 61, 81) og et tilsvarende antall mellomstykker (3, 32, 53, 68, 86).
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat det størknede legeme (4, 34, 46, 69, 89) fremstilles med en tverrsnittsform som avhenger av ut-løpsåpningens tverrsnittsform og er et produkt valgt fra gruppen en tråd, en stang, en barre, en plate, et rør, en fiber og en profil.
13. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat mellomstykket (3, 32, 53, 68, 86) roteres rundt sin egen akse idet det beveges bort.
14. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat det størknede legeme (4, 34, 46, 69, 89) bringes til å danne en fast hud straks det forlater utløpsåpningen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO824210A NO160120C (no) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | Fremgangsmaate til kontinuerlig stoeping av metall. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO824210A NO160120C (no) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | Fremgangsmaate til kontinuerlig stoeping av metall. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO824210L NO824210L (no) | 1984-06-18 |
NO160120B true NO160120B (no) | 1988-12-05 |
NO160120C NO160120C (no) | 1989-03-15 |
Family
ID=19886861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO824210A NO160120C (no) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | Fremgangsmaate til kontinuerlig stoeping av metall. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO160120C (no) |
-
1982
- 1982-12-15 NO NO824210A patent/NO160120C/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO160120C (no) | 1989-03-15 |
NO824210L (no) | 1984-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4515204A (en) | Continuous metal casting | |
US944370A (en) | Process and apparatus for making metal ingots. | |
AU2003254397B2 (en) | Twin roll casting of magnesium and magnesium alloys | |
EP1531020B1 (en) | Method for casting a directionally solidified article | |
EP0471798A1 (en) | MOLTEN SPINNING WITH COOLED MOLD BASE BY INDUCTION OF REACTIVE METAL ALLOYS. | |
US2968848A (en) | Method of casting refractory shells | |
DK150888B (da) | Stoebemaskine og fremgangsmaade til stoebning af strenge af metal | |
US5427173A (en) | Induction skull melt spinning of reactive metal alloys | |
US5799721A (en) | Method of remelting metals to form an elongate portion and apparatus therefor | |
US7849912B2 (en) | Process for electroslag remelting of metals and ingot mould therefor | |
EP0968065A1 (en) | Method and apparatus for producing directionally solidified castings | |
CN101537485B (zh) | 用于制造单晶铸件的薄壳上浮方法及其装置 | |
CN100406161C (zh) | 一种定向凝固铸造方法 | |
NO160120B (no) | Fremgangsmaate til kontinuerlig stoeping av metall. | |
JPS6257418B2 (no) | ||
JPS6072646A (ja) | 一方向凝固組織からなる金属成形体の水平連続鋳造法および装置 | |
US1053738A (en) | Process of treating cast ingots. | |
US1998258A (en) | Ingot casting apparatus | |
US6715534B1 (en) | Method and apparatus for producing directionally solidified castings | |
US6179042B1 (en) | Non-hot crack bottom block for casting aluminum ingot | |
KR950005288B1 (ko) | 알루미늄합금 재질의 환봉 제조방법 및 장치 | |
JP7406074B2 (ja) | チタン鋳塊の製造方法およびチタン鋳塊製造鋳型 | |
FI69972C (fi) | Kontinuerlig metallgjutning | |
SU977108A1 (ru) | Способ изготовлени отливок направленным затвердеванием | |
JPS61176454A (ja) | 連続鋳造装置 |