NO161246B - Fremgangsmaate og anordning for kontinuerlig stoeping av etmetallprodukt direkte fra smeltet metall. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for kontinuerlig støping av et metallprodukt med forholdsvis tynt tverrsnitt direkte fra smeltet metall hvor en inert gass som i det vesentlige ikke reagerer med det metallet som støpes, mates gjennom en gassmatningspassasje for å beskytte det smeltede metall. Mere spesielt er oppfinnelsen knyttet til kontinuerlig støping av f.eks. bånd, tynnplater, plater,

stenger, valseblokker o.l. Smeltet metall ledes gjennom et delvis forseglet innløpsstykke inn i støpeområdet til en form som er i bevegelse og mellom partier av to atskilte kjøleflater som er i bevegelse og som kjøler metallet og metallprodukter som støpes.

Den bevegelige formen som benyttes omfatter vanligvis fleksible bånd eller belter som virker som kjøleoverflater og omslutter det smeltede metallet som føres mellom dem mens de beveger seg, samtidig som det smeltede metallet suksessivt størkner til et produkt som f.eks. bånd, tynnplater, plater, stenger, smiblokker eller valseblokk. Kontinuerlige støpe-maskiner som anvender slike fleksible bånd eller belter og som ofte kalles "tvillingbeltestøpere", er i mange år blitt utviklet og fremsitlt av Hazelett Strip-Casting Corporation of Mallets Bay, Vermont.

Ved innmatning av smeltet metall i den bevegelige formen

til en hovedsakelig horisontal eller nedoverhellende kontinuerlig støpemaskin, er kritiske faktorer for støping av metall med akseptabel kvalitet, passende overflatekvalitet og overflate-karakteristikker for kommersielle anvendelser, unngåelse av hurtige hastighetsendringer i det innførte, smeltede metallet, unngåelse av turbulens i det smeltede metallet, begrensning av det smeltede metallets utsettelse for en reaktiv atmosfære eller andre reaktive midler og foranstaltning av gunstig interaksjon mellom den bevegelige formens overflater og metallet som innesluttes av disse overflater.

Utstyr for transport og håndtering av smeltet metall som bringer det smeltede metallet som skal støpes fra smelteovnen eller holdovnen til støpemaskinens formeområce er vanligvis konstruert for å unngå begrensninger og for å begrense det smeltede metallets utsettelse for en ukontrollert atmosfære,

noe som vanligvis oppnås ved undersjenking ved hver overføring. Således blir ikke det smeltede metallet helt ut over en åpen kant, men tas i stedet godt under karets overflate slik at overflateoksyder og de fleste fremmedpartikler blir igjen. Over-føring eller innføring av det smeltede metallet til den neste beholderen under metalloverflaten deri ved slik undersjenkings-teknikk utføres slik at omrøring holdes til et minimum og kontakt med atmosfære eller oksygenholdige midler unngås. Disse begrensninger og teknikker gjelder generelt ved behandling av smeltet bly, sink, aluminium, kobber, jern og stål,' og legerin-gene av disse metallene tillike med andre metaller. Om man ikke holder seg til disse teknikker og begrensninger kan resultatet bli ukontrollert dannelse av oksyder, noe som har en tendens til å påvirke det støpte metallets metallurgiske kvalitet i negativ retning og som dessuten forårsaker vanskeligheter i mateutstyret for det smeltede metallet og i formen. I visse av disse metallene kan selv små mengder oksygen forårsake slike vanskeligheter. Hydrogen kan også bli oppløst innen det smeltede metallet og dette kommer fra dissosiering av atmosfæriske vanndampmolekyler som igjen er et resultat av kontakt med det varme smeltede metallet eller fra kontakt med hydrogenholdige forbrenningsgasser. Slikt hydrogen kan når det er oppløst, selv i små mengder, forårsake uønsket porøsitet. Selv nitrogen kan være uvelkomment under visse forhold.

Oksydasjonsproblemer innen åpne kanaler, renner og mellom-beholdere er generelt blitt løst ved hjelp av undersjenking sammen med bruk av reduserende atmosfærer over det smeltede metallets overflate. Slike reduserende atmosfærer oppnås ved hjelp av brennende oljeflammer eller gassflarjner som blir fattige på oksygenet som leveres til dem. Når det. gjelder aluminium vil en beskyttende oksydfilm holde seg rolig på overflaten i en åpen beholder når den konstrueres slik at omrøring blir minimal og i dette tilfelle er reduserende atmosfærer ikke nødvendige i de første trinn ved overføring av aluminium med undersjenking. Inneslutning av oksyder eller andre forurensninger er mindre sannsynlig ved de vanlige vertikale kontinuerlige støpepro-sessene hvor det benyttes en fast form som er åpen i topp og bunn. Ved disse vertikale støpeprosessene gjennomføres vanligvis innsjenkingen i formen som undersjenking og forholdsvis langsomt. Oksyder og andre forurensninger som måtte dannes får tid til å flyte opp og vil således vanligvis være i oksydlaget som dannes på toppen eller fryses inn i midten eller kjerneom-rådet i det relativt store tverrsnittet til blokken som støpes. Når det gjelder vertikal støping av produkter med stort tverrsnitt er det liten sjanse for at de innesluttede oksydene eller andre forurensningene er skadelige for de utstøpte produkter eller at disse ikke kan godtas.

Situasjonen er ganske anderledes og spesiell ved støpning i hovedsakelig horisontale eller nedoverskrånende kontinuerlige støpemaskiner. Når formområdet strekkes ut som f.eks. i tilfel-let med tvillingbeltestøpemaskiner kjøres de kontinuerlige bevegelige formsidene med relativt store lineære hastigheter. Her kan problemene med inneslutning av oksyder eller andre forurensninger være alvorligere og de kan gjøre det støpte produktet uak-septabelt.

Når relativt tynne strenger støpes i nær horisontal stilling, er undersjenkingsteknikken for innføring av det smeltede metallet til det'bevegelige formområdet til en kontinuerlig støpemaskin vanligvis ikke praktisk eller mulig da der ikke er tilstrekkelig vertikal avstand mellom formoverflåtene. Når slike relativt tynne strenger støpes innføres det smeltede metallet vanligvis gjennom et delvis forseglende innføringsstykke. Som en praktisk forholdsregel må dette innføringsstykket holdes i en viss avstand fra de bevegelige formoverflåtene nær inngangen til formområdet for å kompensere for de uunngåelige variabler og va-riasjoner ved inngangen til den kontinuerlig bevegelige formen. Denne avstanden fra de kontinuerlig bevegelige formoverflåtene er også nødvendig for å tillate nødvendige dimensjonstoleranser ved utforming og tildanning av det ildfaste materiale som har passende fysiske, kjemiske og termiske egenskaper for de påkjen-ninger det blir utsatt for ved behandling av smeltet metall. De ildfaste materialene for dette krevende formålet er vanskelige å forme og å holde innen snevre og reproduserbare driftstoleranser. Således må tilpasningen mellom innføringsstykket for innmating av smeltet metall og de kontinuerlig bevegelige formoverflatene være forholdsvis romslig og en initiell klaring på

0,25 mm er vanlig for et nytt innføringsstykke. Men denne kla-ringen vil pga. slitasje ha en tendens til å øke spesielt på toppen av innføringsstykket. Periodisk lekkasje av de fleste typer smeltet metall rundt innføringsstykkets forseglende overflater er uunngåelig hvis den som betjener den bevegelige formen prøver å holde formområdet kontinuerlig oppfylt med smeltet metall og mot innføringsstykket. Med andre ord så er det ganske enkelt ikke vanligvis praktisk gjennomførbart å prøve å holde formområdet fullt av smeltet metall helt opp mot innføringsstyk-ket.. Vanligvis vil en klaring på ca. 0,5 mm rundt innførings-stykket gi lekkasje av et hvilket som helst smeltet metall med lav overflatespenning og dette metallet vil lett og raskt stør-kne eller fryse i utide og danne "finner" som forårsaker uøns-ket forkiling mot innføringsstykket, noe som resulterer i at innføringsstykket ødelegges.

Derfor er det vanligvis nødvendig å unngå å fylle formområdet for å unngå at det smeltede metallet rekker opp til innfø-ringsstykket. Slik oppfylling kan tåles noe bedre med aluminium pga. dets høye overflatespenning som har en tendens til å hindre lekkasje gjennom åpningene. Men selv med aluminium bør en væske-søyle smeltet metall som er vesentlig høyere enn det øvre støpe-område unngås, fordi det resulterende trykket i den smeltede alu-miniumen ved åpningene nær innføringsstykket vil overvinne overflatespenningen og forårsake lekkasje. Derfor vil operatøren selv med aluminium ofte holde nivået på det smeltede metallet i formområdet ikke høyere enn den forre, nedre kanten av innfø-ringsstykket slik at et vesentlig gassfylt hulrom vil være tilstede .

I virkeligheten vil der under kontinuerlig støping spesielt av aluminium, med et tettsluttende innføringsstykke alltid være et lite gassfylt hulrom tilstede, selv med en liten væskesøyle av metall som er litt høyere enn noe pjnkt i'formområdet, altså høyere enn nevnte gassfylte resthulroms plassering. Vi tror at dette fenomenet med et uønsket gassfylt resthulrom delvis er et resultat av dynamikken i innmatningen og av friksjonen mellom de bevegelige formoverflåtene og metallsmeltens overflater for-sterket av overflatespenningen.

Derfor er der vanligvis en gasslomme eller et gassfylt hulrom innen formområdet enten som et resultat av bevisst betjening, for å unngå enhver sjanse for lekkasje av det smeltede metallet ut gjennom nesestykkets tilstøtende åpninger, eller til og med hvor det ikke ønskes som et resultat av slike dynamiske frik-sjonsfenomener. Dette hulrommet befinner seg i formområdets øvre del over det smeltede metallets nivå og tilstøtende innfø-ringsstykkets forre ende.

Det vil forstås at når innføringsstykkets overflater er plassert innenfor en avstand av ca. 0,5 mm fra de kontinuerlig bevegelige formoverflåtene er ikke operatøren i stand til sik-kert å se det smeltede metallets nivå eller status til enhver tid i formområdet. Således kan ikke operatøren stole på synet når det gjelder å styre nivået på det smeltede metallet eller styre størrelsen av det ovenfor beskrevne hulrommet. Nyhetlige fremgangsmåter og utstyr for å overvinne vanskelighetene angå-ende operatørens mangel på visuell operasjon for å styre helle-nivået, er beskrevet og krevet i US-patenter 3 864 973 og 3 921 697 og det som er beskrevet i disse innarbeides heri som referanse. Disse patenters fremgangsmåter og utstyr er anvendt med suksess på tvillingbeltestøpere hvor de eliminerer behovet for fysisk å se det smeltede metallets nivå. De har bevist sin praktiske nytte ved styring av tvillingbeltestøpere i produksjon. Således blir det å bruke et riktig tilpasset innføringsstykke en praktisk måte å føre metall inn i støpeområdet mens et kontrol-lert hulrom vedlikeholdes i formområdets øvre del mellom inn-føringsstykket og det smeltede metallet.

Smeltet aluminium og aluminiumlegeringer er spesielt høyre-aktive. De kan forbinde seg med andre metaller, gasser og ildfaste materialer,. For eksempel har aluminiumlegeringer i smeltet tilstand ved kontinuerlig støping en tendens til tilfeldig reaksjon med eller påvirkning av atmosfærisk oksygen, vanndamp og sporstoffer som finnes i atmosfæren i gassform. Ved kontinuerlig støping av aluminiumlegeringer som inneholder magnesium, resulterer tilfeldig atmosfærekontakt de reaksjoner som igjen forårsaker oksydflekker eller oksydstriper i den støpte overflaten og flytbarheten til slike legeringer i smeltet tilstand vil også reduseres.

Vanskeligheten med det smeltede metallets ukontrollerte ok-sydering og reaksjoner forsterkes på to måter når forholdsvis tynne tverrsnitt støpes kontinuerlig. Først er der det nevnte problemet med manglende klaring for midler for å undersjenke metallet over i det kontinuerlig bevegelige formområdet, men for det andre økes forholdet mellom overflate og volum ved slike tynne tverrsnitt. Da oksydasjon hovedsakelige er en overflatereaksjon eller grenseflatereaksjon, utgjør oksyddannelse på slike relativt tynne kontinuerlig støpte tverrsnitt en forholdsvis større andel av produktet i motsetning til det tykke tverrsnitt. Det er også praksis å fjerne oksyder mekanisk fra det støpte produktets overflate når det gjelder tykke tverrsnitt, men ikke når det gjelder forholdsvis tynne tverrsnitt.

En del av den foregående beskrivelse gjelder tvillingbelte-støpemaskiner, men de samme problemer er tilstede ved andre typer kontinuerlige støpemaskiner når forholdsvis tynne tverrsnitt støpes horisontalt eller svakt fallende.

"Forholdsvis tynne tverrsnitt" slik det er benyttet heri, er ment å omfatte områder fra 6 mm til 51 mm, og det foretrukne området er 6 mm til 38 mm.

Denne oppfinnelsens formål er å tilveiebringe fremgangsmåter og utstyr for å mate inn og roe ned smeltet metall og kontinuerlig støping av metallprodukter med godtagbare overflate-kvaliteter og karakteristikker og godtagbar indre struktur og kvalitet, ved hjelp av kontinuerlige støpemaskiner som anvender et bevegelig horisontalt eller nedoverhellende støpeområde. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker i det vesentlige

ved at det innsettes en metallmatningsanordning som omfatter matningsinnretninger av ildfast materiale i et innløp med klaringsgap mindre enn 1,27 mm mellom metallmatningsanordningen og motsatte kjøleoverflate som avgrenser en form som er i bevegelse, hvis nedstrømsretning forløper omtrent horisontalt og på skrå nedover, at det tilveiebringes i det minste én metallmatningspassasje som strekker seg nedstrøms gjennom matningsinnretningene, at smeltet metall mates gjennom metallmatningspassasjen inn i innløpet til formen i bevegelse, at det tilveiebringes i det minste én gassmatningspassasje som strekker seg gjennom matningsinnretningen av ildfast materiale

nedstrøms mot innløpet til formen, og at inert gass mates gjennom gassmatningspassasjen ved et trykk som overskrider litt det atmosfæriske trykk. Matningsanordningen kan utstyres med en stiv støttedel for understøttelse av det ildfaste materiale i innløpet i det minste én gassmatningspassasje anordnes i støttedelen som strekker seg nedstrøms mot innløpet til den bevegelige form.

Ved en utførelse av oppfinnelsen utstyres matningsanordni-ningen med en stiv støttedel for understøttelse av det ildfaste materiale i innløpet og i det minste én gassmatningspassasje kan anordnes i støttedelen som strekker seg nedstrøms mot innløpet til den bevegelige form.

Ved en utførelse av oppfinnelsen holdes nivået for det smeltede metall i innløpet til formen som er i bevegelse nedstrøms for enhver metallmatningspassasje og derved tilveiebringes et hulrom i innløpet til formen, og i det minste én bevegelig formoverflate tvinges til å bære den inerte gass inn i hulrommet for skjerming med den inerte gass for å utelukke atmosfæriske gasser fra hulrommet og kontrollere gassinnholdet i hulrommet.

Ved en annen utførelse av fremgangsmåten tilveiebringes gassmatningspassasjer som strekker seg nedstrøms i hver av støttedelene og løper ut nær de respektive klaringsgap for mykt å lede den inerte gass mot de respektive klaringsgap og mot de respektive bevegelige formflater som beveger seg mot innløpet til formen i bevegelse for å tvinge hver av de bevegelige formflater til å bære inert gass gjennom det respektive klaringsgap inn i formens innløp. Inert gass som er tyngre enn luft kan mates varsomt over metallmatningspassasjen for å

tvinge den inerte gass til å søke og ligge ned på metallmatningsanordningen nær det øvre klaringsgap og en inert gass som er lettere enn luft varsomt kan mates under metallmatningspassasjen for å tvinge den inerte gass til å søke og stige og ligge an mot metallmatningsanordningen nær det nedre klaringsgap.

Ved en ytterligere utførelse av fremgangsmåten tilveiebringes i det minste ett lite område i innløpet til formen som er i bevegelse, og den inerte gass mates direkte fra gassmatningspassasjen inn i hulrommet for å fylle hulrommet med den inerte gass ved et trykk som overstiger atmosfærisk trykk.

Ved enda en utførelse av fremgangsmåten Ifølge oppfinnelsen ledes den inerte gass som strømmer ut av innløpet til formen oppover nærmest mulig den bevegelige formoverflate når disse nærmer seg innløpet for å tvinge den ledede gass til å rense og fortrenge atmosfæriske gasser fra de respektive formoverflater før de kommer inn i formen. Ved en ytterligere utførelse av fremgangsmåten tilveiebringes multiple metallmatningspassasjer som strekker seg parallelt med hverandre nedstrøms gjennom det ildfaste materiale og mater det smeltede metall gjennom alle metallmatningspassasjene inn i innløpet til formen og i det minste én gassmatningspassasje som forløper nedstrøms i det ildfaste materiale plasseres parallelt med og i det vesentlige mellom to tilstøtende metallmatningspassasjer. Det kan tilveiebringes et antall gassmatningspassasjer som strekker seg nedstrøms i det ildfaste materiale mellom respektive par med tilstøtende metallmatningspassasjer og inert gass da samtidig under trykk som overstiger atmosfærisk trykk gjennom alle gassmatningspassasjer inn i innløpet til formen.

Ved en ytterligere utførelse av fremgangsmåten anordnes gassmatningspassasjens utløp over metallmatningspassasjen utløp for å innføre den inerte gass direkte i det kontrollerte hulrom over det smeltede metalls nivå i innløpet til formen. Tørr, renset argon kan mates over metallmatningspassasjen og tørr nitrogen kan mates under metallmatningspassasjen. Utløpsenden av det ildfaste materiale kan forsynes med et spor som strekker seg på tvers i forhold til metallmatningens retning og den inerete gass fra gassmatningspassasjen kan ledes inn i sporet for fordeling av den inerte gass med minst mulig turbulens av det smeltede metall. Inert gass kan også mates gjennom gassmatningspassasjen i det ildfaste materiale direkte inn i innløpet til formen som er i bevegelse samtidig som inert gass mates varsomt gjennom i det minste én gassmatningspassasje i en stiv støttedel.

Blant de fordeler som tilveiebringes ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen finnes det faktum at inert gass kan innføres indirekte til ethvert hulrom som eksisterer i oppstrøms-delen av den bevegelige form. Den inerte gassen tilføres til minst én av de bevegelige formoverflåtene mens denne beveger seg mot formens inngangsparti. Derved oppnås en spredende, omhyllende og rensende virkning av den inerte gassen mot den bevegelige formoverflate. Enda en fordel oppnås ved den samtidige bruk av to slags inerte gasser med to forskjellige tetthetsvirkninger. Inert gass som er tyngre enn luft kan ledes over innføringsstykket, og en slik gass vil ha en tendens til å legge seg ned på innføringsstykket og dets øvre bærekonstruksjon snarere enn å fjerne seg. Samtidig kan en inert gass som er lettere enn luft innføres under innføringsstykket og en slik gass vil ha en tendens til å stige og til å legge seg opp mot bunnen av innføringsstykket og dets nedre bærekonstruksjon snarer enn å fjerne seg. For å illustrere, så er en passende tyngre-enn-luft-gass for bruk på toppen argon, som er ca. 35% tyngre enn luft. En passende lettere-enn-luft-gass for bruk i bunnen er nitrogen som er ca. 3% letter enn luft. (Innførings-stykket omfatter metallmatningspassasjen).

Som nevnt omfatter oppfinnelsen også en anordning til utførelse av den ovenfor omtalte fremgangsmåte og anordningen er av den art som omfatter i det minste én metallmatningspassasje som strekker seg nedstrøms gjennom anordningen for innføring av det smeltede metall i en form som er i bevegelse, hvis nedstrøms-retning er omtr-ent horisontal og skrånende nedover, hvilken form er dannet mellom motsatte kjølte formoverflater som er i bevegelse, og innretninger til matning av smeltet metall gjennom metallmatningspassasjen inn i innløpet til formen. Anordningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at metallmatningsanordningen er innsatt i innløpet med klaringsgap på mindre enn 1,27 mm mellom metallmatningsanordningen og de bevegelige formflater, hvor anordninger omfatter i det minste én gassmatningspassasje som strekker seg nedstrøms mot innløpet til formen som er i bevegelse og innretninger til matning av inert gass gjennom gassmatningspassasjen ved et trykk som litt overstiger atmosfærisk trykk.

Ved en anordning hvor metallmatningsanordningen omfatter matningsinnretninger av ildfast materiale, kan både metallmatningspassasjen og gassmatningspassasjen være anordnet inne i matningsinnretningene av ildfast materiale. Hvis metallmatningsanordningen også omfatter en stiv støttedel til å understøtte det ildfaste materiale, kan gassmatningspassasjen være anordnet i støttedelen.

Oppfinnelsen sammen med videre formål, sider, fordeler

og egenskaper derved vil forstås klarere ved gjennomtenkning av den følgende beskrivelsen sett i sammenheng med de medfølgende tegningene, hvori like elementer vil ha samme referanser i de forskjellige figurene. Inntegnede åpne piler viser bevegelses-retningen til metallet som mates inn i den bevegelige formen og som støpes deri i retning fra oppstrøms til nedstrøms, hvor metallet mates inn i den kontinuerlig bevegelige formens opp-strømsende. Tegningene er ikke nødvendigvis i skala, vekten er heller lagt på det å illustrere oppfinnelsens prinsipp.

Fig. 1 er et perspektivriss av innløpsenden eller oppstrøms-enden til en kontinuerlig støpemaskin som omfatter den foreliggende oppfinnelsen sett mot maskinen fra en stilling oppstrøms for og utenfra utenfor de to belteunderstellenes ytre side. Fig. 2 er et oppriss delvis gjennomskåret og i snitt av en støpemaskin som omfatter den foreliggende oppfinnelse sett mot de to belteunderstellenes ytterside og som viser støpeområdet hellende svakt nedover i en for-utbestemt helningsvinkel. Fig. 3 er et oppriss i snitt av denne maskinens oppstrøms-ende eller mateende vist forstørret utstyrt med et delvis forseglende innføringsstykke for støping av et relativt tynt rnetalltverrsnitt mens inertgass til-føres og den viste utformingen passer spesielt for metaller med smeltepunkter i de lavere temperaturområder. Fig. 4 er et perspektivriss vist forstørret av én av et par bærekonstruksjons-klemanordninger for det ildfaste innføringsstykke hvor klemanordningen er anordnet for fordeling av inertgass ved å tilføre nevnte inertgass ved én av klaringsåpningene fra nært hold. Fig. 5 er et perspektivriss av et ildfast metallinnmatende innføringsstykke eller en seksjon av et bredt innfø-ringsstykke og denne utformingen er spesielt passende for innmating av smeltede metaller med smeltepunkter i de nedre temperaturområder.

Fig. 6 er et perspektivriss av et innføringsstykke som vist

i fig. 5 og som har en passasje dsri for innføring av inert gass direkte inn i hulrommet i inngangspartiet til den bevegelige formen. Fig. 7 er et grunnriss av en mellombeholder som egner seg spesielt for innmating av smeltede metaller med høy-ere smeltepunkt.

Fig. 8 er et oppriss i snitt av mellombeholderen ifølge

fig. 7-vist i forhold til oppstrømsenden eller inn-matingsenden til en kontinuerlig støpemaskin for stø-ping av relativt tynne metalltverrsnitt under tilfør-sel av inertgass.

Fig. 9 er et oppriss i snitt generelt lignende fig. 3. Fig.

9 viser en gassforseglende skjørtformet kappe og

gassbeskyttelseskanal sammenstilt med en sammenstil-ling for metallmating for kontinuerlig støping av metaller med høyt smeltepunkt under tilførsel av inertgass med innmating av metall fra en åpen beholder .

Et illustrerende eksempel på en kontinuerlig metallstøpe-maskin hvori den foreliggende oppfinnelse kan brukes med fordel, er vist i fig. 1 og 2. I denne støpemaskinen tilføres smeltet metall 1 gjennom innmatningsapparatur som kan være en hellekasse, øse eller åpen kanal 2 og det flyter ned gjennom en helletut 3

på en undersjenkende måte i en mellom beholder 4 som er kledd innvendig med et passende ildfast materiale 31. Av klarhetshensyn er mellombeholderen i fig. 1 vist svakt tilbaketrukket fra den bevegelige formens inngangsparti. Strømningshastigheten fra den åpne kanal som er vist som 2 til mellombeholderen 4, styres ved hjelp av en konisk topp (ikke vist) montert i den nedre enden av en styrestang 5. Fra mellombeholderen 4 mates det smeltede metallet 1 gjennom en dyse eller et innføringsstykke 7 av ildfast materiale eller gjennom rør 21 (fig. 7) inn i inngangspartiet E til den bevegelige formen eller støpeområdet C. Dette inngangspartiet E er i oppstrømsenden av støpeområdet C som dannes mellom hovedsakelig parallelle og i en avstand fra hverandre holdte overflater av øvre og nedre endeløse fleksible støpebel-ter henholdsvis 9 og 10. Støpebeltene er vanligvis laget av kald-

valset lavkarbonstål i båndform og med jevne egenskaper og sveiset ved hjelp av tigsveising. De sandblåses vanligvis for å gjøre den overflaten som vender mot det smeltede metallet grov, etterfulgt av utjevningsvalsing og belegging.

Støpebeltene 9 og 10 bæres av og drives av henholdsvis

øvre og nedre understell, generelt indikert med U og L. Begge understellene er montert på en maskinramme 11. Hvert understell innbefatter to hovedruller eller remskiver som direkte bærer, driver og styrer støpebeltene. Disse remskivene er henholdsvis øvre og nedre inngangsremskiver eller oppstrømsremskiver 12 og 13 og øvre og nedre utgangsremskiver eller nedstrømsremskiver henholdsvis 14 og 15.

Støpebeltene 9 og 10 ledes av flerfinnede støperuller 16 (fig. 2) slik at de motstående beltenes støpeoverflater holdes i et forvalgt forhold til hverandre gjennom hele lengden av stø-peområdet C. Disse finnede støtterullene 16 kan være av typen som er vist og beskrevet i US-patent nr. 3 167 830.

En fleksibel, endeløs, metallholdende sidedemning 17, noen ganger kalt en bevegelig kantdemning, er innrettet på hver side av støpeområdet og for å holde på det smeltede metallet. Side-demningene 17 (bare én ses på fig. 2) ledes ved støpemaskinens inngangserJde eller oppstrømsende av ledestykker 35, delvis vist, som er montert på det nedre understellet L, f.eks. slike som er vist i nevnte US-patent eller i US-patent nr. 4 150 711.

Under støpeoperasjonen drives de to støpebeltene 9 og 10 med den samme lineære hastigheten av en drivmekanisme 18 som f.eks. er slik som beskrevet i nevnte patent nr. 3 167 830. Som vist i fig. 2 er de øvre og nedre understellene U og L svakt nedoverhellende i nedstrømsretningen, slik at det bevegelige form-støpeområdet C mellom støpebeltene har en helningsvinkel A i forhold til horisontalen. Denne nedoverhelningen A underletter strømmen av smeltet metall inn i inngangspartiet E til støpeom-rådet C. Denne helningsvinkelen A er vanligvis mindre enn 20° og kan justeres ved hjelp av en jekkemekanisme 50. Den nåværende foretrukne helningsvinkelen for aluminium og aluminiumlegeringer er i området fra 6° til 9°.

Intense varmemengder føres bort gjennom hvert støpebelte ved hjelp av et høyhastighets bevegelig kjølevæskelag påført fra dysetilfør-selsrør 6 og som beveger seg langs baksidene som kjø-les av de øvre og nedre beltene henholdsvis 9 og 10. Kjølevæs-ken påføres med høy hastighet og det hurtigstrømmende laget kan bibeholdes på en måte som vist i nevnte patent nr. 3 167 830

og i patent nr. 3 041 686. Det nåværende foretrukne kjølemediet er vann med korresjonshindrende tilsetninger ved en temperatur 1 området fra 21°C til 32°C.

Etter at det støpte produktet P er sterknet i hvert fall på alle sine ytre overflater og er matet ut av støpemaskinen, føres og ledes det bort ved hjelp av et rulletransportbånd (ikke vist).

For innmating av metaller med lavt smeltepunkt, f.eks. bly, sink eller aluminium, kan innføringsstykket være laget av mari-nitt eller annet passende ildfast materiale. Dette innførings-stykket 7 er laget av ett stykke ildfast materiale som vist i fig. 5 og 6. Alternativt kan dette innføringsstykket 7 være sammenstilt av en flerhet av enkeltstykker av ildfast materiale.

Betegnelsen "innføringsstykke" slik som det er brukt hele veien, kan referere seg til ett enkelt stykke eller til en sam-menstilling av en flerhet av enkeltstykker.

For å bære dette ildfaste innføringsstykke 7 er der stive øvre og nedre bærekonstruksjoner henholdsvis 25 og 26 plassert over og under innføringsstykket 7 som klemanordninger med innfø-ringsstykket som ett lag mellom disse klemkonstruksjonene 25

og 26.

Som vist i fig. 5 og 6 innbefatter det ildfaste innførings-stykket 7 minst én metallmatingspassasje 20. I dette eksemplet er det vist to slike passasjer 20 som strekker seg i et parallelt forhold til hverandre i nedstrømsretningen longitudinelt gjennom innføringsstykket 7 med en sentral barrierevegg 40 mellom dem. Disse metallmatingspassasjene 20 har et rektangulært tverrsnitt. De er relativt brede, men grunne i vertikal retning, slik som det passer seg når man støper forholdsvis tynne metalltverrsnitt. For å fordele det innmatede smeltede metallet jevnt og rolig uten unødig turbulens til den bevegelige formen C (fig.

2 og 3), er nedstrømsendene av disse metallmatepassasjene 20

vist utvidet gradvis i bredden i nedstrømsretningen som vist ved

41 (fig. 5 og 6).

Som vist i fig. 3 er de øvre og nedre bærekonstruksjonene

25 og 26 som klemmer det ildfaste innføringsstykket 7 mellom seg vanligvis lik hverandre av oppbygning unntatt at den nedre er omvendt utformet. Disse bærekonstruksjonene 25 og 26 er stive og f.eks. laget av stål.

I fig. 4 er den øvre bære- og klemkonstruksjonen 25 vist forstørret. Denne konstruksjonen innbefatter en stiv underlags-plate 28 og dennes klemflate 42 innbefatter grunne, tverrgående rygger 43 og spor 44 for å sikre et fast kleminngrep med det ildfaste innføringsstykket 7. Der er en opprettstående stiv bakre flens eller vegg 45 festet til underlagsplaten 28 f.eks. ved sveising ved 4 6 og 4 7.' Sammenstillingen av denne underlagsplaten 28 og den bakre veggen 4 5 er avstivet med en diagonal plate 33 sveiset ved henholdsvis 48 og 49 til underlagsplaten og bakveggen. Som vist i fig. 3 overenstemmer skråvinkelen til denne diagonale platen 33 generelt med utformingen av det nærliggende øvre støpebelte 9 der hvor dette belte runder og beveger seg (pil 51) rundt den øvre inngangsremskiverullen 12. Med andre ord så er denne diagonalplaten 33 skråttstilt slik at den er generelt parallell med et imaginært tangenplan til det nærme-ste område av det sylindrisk buede belte 9.

Der er en trekantet sidevegg 53 (fig. 4) festet i et gass-tett forhold til underlagsplaten, bakveggen og den diagonale platen 33, og en tilsvarende trekantet sidevegg (ikke vist) på den andre siden av bæreklemkonstruksjonen 25 og danner derved et skjullignende overtrykkskammer 54. En del av konstruksjonen 25 er vist gjennomskåret for å vise dette skjullignende kammeret 54 klart og der er et lignende skjullignende overtrykkskammer 54 i den nedre klemkonstruks jonene 26'. Denne klemkonstruks jonen 25 er utstyrt med utboringer eller monteringshull 55 for innfesting til monteringsbraketter 56 (fig. 3) som er montert på oppstrøms endestykker 57 på hovedrammedelene til det undre understellet L. Mellombeholderen 4 er vist understøttet ved hjelp av en stang 58 som strekker seg fra braketten 56 og andre opphengsmidler 65 for mellombeholderen kan anordnes.

For å innrettet seg etter den nærliggende buede bevegelige formoverflaten 9 er den forre (nedstrøms) kanten eller leppen på underlagsplaten 28 skråttskåret ved 59 i en vinkel som er mindre bratt enn skråplaten 33. Som vist i fig. 3 er denne skråttskrå-nende leppen 59 generelt parallell med et imaginært tangentplan til den nærliggende buede, bevegelige formoverflaten 9.

Fig. 3 viser det smeltede metallet som kommer ut ved 60 fra passasjen 20 i innføringsstykket 7 og som går inn i inngangsområdet 1 til det bevegelige formstøpeområdet C. Derved eksisterer der et resulterende gassrom eller hulrom 8 i inngangsområdet E over det smeltede metallets nivå i det bevegelige formområde

C nær nedstrømsenden av innføringsstykket 7.

For å føre inertgassen direkte under trykk inn i dette hulrommet 8 for å styre gassinnholdet deri, er innføringsstykket 7 utstyrt med minst én i lengderetningen utstrekkende gassmatepas-sasje 19 (fig. 6) som løper langs metallmatningspassasjene 20. Denne gassmatepassasjen 19 er plassert i midtdelen 40 av innfø-ringsstykkets ildfaste materiale. Denne gassmatepassasjen 19

er plassert på et nivå over innføringsstykkets senterlinje og dets utløp 61 er nær den øvre kanten av innføringsstykkets ned-strømsende eller endepunkt 62. Måten hvorved inertgass mates ned i den vertikale innløpsåpningen 63, med forbindelse til gassmatningspassasjen 19 skal forklares senere.

I kraft av at dette gassmatningsutløpet 61 er gitt en opp-høyet plassering i dyseenden 62, er gasstrømmen generelt over det smeltede metallnivået ut fra 60 (fig. 3) fra innmatnings-passasjene 20. Således kommer inertgassen direkte inn i hulrommet 8 for å holde dette hulrommet ladet med inertgass ved et trykk som er litt over atmosfæretrykket. Selv om det smeltede metallnivået i inngangsområdet E ved temporær uaktsomhet tillates å heves litt over det nivå som er vist i fig. 3, vil den opp-høyede stillingen til gassmatningsutløpet 61 vanligvis plassere dette over metallet slik at den vanligvis forblir ublokkert av det smeltede metallet i inngangen E og derfor i kontinuerlig forbindelse med det styrte gasshulrommet 8. Gassmatingsutløpet 61

er vist med forbindelse til et horisontalt utstrekkende smalt tverrspor eller utsparing 61-1 som er skåret inn i enden 62

på det ildfaste innføringsstykket 7 for å hjelpe til å distri-buere inertgass direkte inn i det styrte gasshulrommet 8 ved lav hastighet og med et minimum av resulterende omrøring eller turbulens i det smeltede metallet. Hulrommet 8 styres således ved kontinuerlig innmatning av inertgass gjennom én eller flere passasjer 19 og ved et trykk litt over atrncsf æretrykket. Inntrengning av uønskede gasser, spesielt oksygen og vanndamp (og også atmosfæriske forurensende gasser som f.eks. svoveldioksyd og kullsyregass) inn i hulrommet 8 forhindres ved at denne inertgassen

kontinuerlig mates inn i dette hulrommet. Inertgassen omhyller dette hulrommet 8 og fortrenger og utelukker deretter de uøns-kede gassene fra inngangsområdet E.

En konstant inertgasstrøm vedlikeholdes gjennom gassmatepassasjen 19 under støping og dette holder hulrommet 8 fullt av inertgass litt over atmosfæretrykk. Som sagt i introduksjonen, er der små klaringsåpninger over og under ved 22 (fig. 3) mellom nedstrømsenden av innføringsstykket 7 og de øvre og nedre formoverflatene 9 og 10 som beveger seg kontinuerlig som vist ved pilene 51 og 52. I denne støpemaskinen dannes disse bevegelige formoverflåtene 9 og 10 av støpebeltene. Noe av denne konstante inertgasstrømmen strømmer ut i oppstrømsretningen gjennom de før nevnte trange klaringsåpningene ved 22. Disse klaringsåpningene 22 er mindre 1,27 mm og er vanligvis i området 0,25 mm til

0,5 mm. Inertgassen som strømmer ut gjennom disse klaringsåpningene 22 rundt innføringsstykket 7 feier, renser og erstatter fordelaktig atmosfæriske gasser inklusive vanndamp fra de inngående formoverflåtene 9 og 10 og spyler gassende vekk fra inngangsområdet E.

Den ovenfor beskrevne nærstrømmende, erstattende, omhyllende og rensende virkningen på de bevegelige formoverflåtene forsterkes og utvides over et stort område av de bevegelige formoverflatene 9 og 10 når de nærmer seg hverandre 51, 52, mot inngangsområdet E ved at det dannes en trang kanal 66 for å holde den ut-strømmende inertgassen nær disse bevegelige formoverflåtene 9

og 10 ved hjelp av buede beskyttelsesdeler 34 (fig. 3) plassert mellom skråplatene 33 og de bevegelige formoverflåtene. Beskyttelsesdelene 34 er buet sylindrisk for å holdes nært til de respektive buede bevegelige formoverflåtene 9 og 10 og er plassert i en avstand mindre enn 6 mm og fortrinnsvis meget nært innen 3 mm fra disse bevegelige overflatene. Den forre (nedstrøms) kanten til den buede beskyttelsesdelen 54 er sveiset langs toppen 64 (fig. 4) til underlagsflaten 28 nær oppstrømsgrensen mot den skråttstående leppen 59. Inertgassen strømmer ut ved 36 (fig. 3) fra den smale kanalen 66 mellon beskyttelsen 34 og den nært befinnende bevegelige formoverflaten 9 eller 9 etter å ha strømmet gjennom denne trange kanalen i en retning motsatt bevegelsen 51 eller 52 til den bevegelige formoverflaten og i et nær-strømmende, fortrengende og rensende forhold dermed.

Bruken av beskyttelsesdelene 34 senker inertgassforbruket fordelaktig og øker også den tiden hvor de bevegelige formoverflatene 9 og 10 er utsatt for inertgassen for å fortrenge og rense de atmosfæriske gassene derfra.

Om det ønskes for videre å øke motstanden mot innbrudd el-

ler inntrengning av atmosfærisk gass til inngangsområdet E, kan et fleksibelt pakningsmateriale 23 plasseres i denne trange ka-

nalen 66. Et passende løst og fleksibelt pakningsmateriale er f.eks. glassfiberisolasjon eller "Kaowool" keramisk isolasjons-materiale som kan fås fra Babcock & Wilcox. Denne løse paknin-

gen kan tillates å berøre svakt de bevegelige formoverflåtene 9

og 10. Den kan plasseres i kanal 66 og/eller nær den forre kan-

ten av den skråttskårne leppen 59 mot innføringsstykket 7 som vist ved 23. Denne løse pakningen 23 kan bare brukes med " di-

rekte" innmating av inertgass til hulrommet 8 gjennom passasjer 19 (fig. 6) i innføringsstykket 7.

Der er bevis for at noe atmosfærisk oksygen og andre atmosfæriske gasser som f.eks. vanndamp absorberes på de bevegelige formoverflåtene 9 og 10, og/eller på deres belegg f.eks. slike belegg som er beskrevet og krevet i US-patent nr. 3 871 905.

Videre har atmosfærisk oksygen og andre gasser en tendens til å

fanges inn i de resulterende små ujevnhetene når bevegelige formoverflater 9 og 10 som er blitt gjort ru, f.eks. ved sandblåsing, benyttes. I tillegg til absorpsjon kan også ru belegg på de bevegelige formoverflåtene 9 og 10 fange inn atmosfæriske gasser.

De absorberte og/eller innfangede atmosfæriske gassene ville bæres eller transporteres kontinuerlig inn i den bevegelige formen med medfølgende negative virkninger på metallproduktet P som støpes hvis ikke det var for den fordelaktige spyle-, inntrengnings-

og erstatningsvirkningen på de bevegelige formoverflåtene 9 og 10

som forårsakes av inertgassen som beskrevet ovenfor.

I tillegg til at den strømmer ut på en inntrengende og spy-

lende måte på de bevegelige formoverf]åtene 9 og 10 strømmer noe av inertgassen fra det trykkontrollerte gasshulrommet 8 på tvers utover mot hver side forbi de respektive bevegelige kantdemnin-

gene 17 og spyler og erstatter derved atmosfæriske gasser fra disse kantdemningene og stopper slike gasser fra å trenge inn i inngangsområdet 8.

Denne inertgassen er ofte nitrogen, men den kan være argon, karbondioksyd eller andre gasser som er passende inert og ikke-reaktiv i forhold til det spesielle metallet eller legeringen 1 som støpes. Inertgassen som med fordel kan brukes når aluminium og aluminiumlegeringer støpes er renset nitrogen som er blitt vannpumpet, dvs. pumpet med vannforsecling i kompressoren og kjent som "tørr" nitrogen til forskjell fra oljepumpet nitrogen. Denne "tørrpumpede" nitrogenen selges vanligvis til svei-sere som beskyttelsesgass. En typisk spesifikasjon for slik nitrogenbeskyttelsesgass krever mindre enn 2 ppm oksygen og mindre enn 6 ppm vann.

Denne innmatingen av inertgass gjennom én eller flere passasjer 19 i det ildfaste innføringsstykket 7 hvor utløp 61 kommuniserer direkte med det styrte gasshulrommet 8, kalles " direkte "-in j isering av inertgass. En videre fordelaktig virkning av denne direkte ladingen av hulrommet 8 med inertgass er å for-tynne og fortrenge all oksygen, vanndamp eller annen skadelig eller forurensende gass som kan utvikles eller avgis av form- og dysedeler i nærværet av det uhyre varmeutslippet som skjer fra det innstrømmende 60 smeltede metallet fra inngangsområdet E.

For å styre og utestenge problematiske atmosfæriske gasser på en skikkelig måte, trenges det mer enn direkte innsprøytning av inertgass inn i hulrommet 8 i og for seg, noe som betyr at de bevegelige formoverflåtene 9 og 10 også bør omsluttes og ren-ses ved oppstrømmende gass kanalisert 66 svært nært de bevegelige formoverflåtene ved hjelp av de buede beskyttelsesdelene 34 som beskrevet ovenfor.

I tillegg til denne direkte innsprøytningen eller som et alternativ dertil kan en fordelaktig " indirekte" innmating av gassen også anvendes. Det bes om oppmerksomhet mot fig. 4, hvor det vil ses at inertgass G går inn gjennom en tilførselsåpning 68 i den trekantede endeveggen 53 for å mate inertgass G inn i det skjullignende og overtrykks- og tilførselskammeret 54. Denne tilførselsåpningen 68 er gjenget for å kunne kobles til en gass-materørledning eller fleksibel leder (ikke vist). Fra dette kammeret 54 strømmer gassen G som vist ved piler gjennom en flerhet vertikale passasjer 27-1 til respektive lange utborede passasjer 27-2 som strekker seg horisontalt nedstrøms i underlagsplaten 28 og som gir forbindelse til en tverrgående utboret samlepassasje 27-3 som er forbundet med et flertall små hull 24 i den skråttskårne leppen 59 i underlagsplaten 28. Oppstrømsenden av hver langsgående uthoret passasje 27-2 er lukket ved hjelp av en plugg 67. Hver ende av den tversgående utborede samlepassasjen 27-3 er lukket ved hjelp av en plugg 67.

Hvis det ønskes at noe av denne inertgassen G i samlepassasjen 27-3 skal tilføres kantdemningene lateralt, så bores der et hull 24-2 i hver av de sistnevnte to pluggene 67. For å støpe tykkelser opptil ca. 25 mm er det vanligvis ikke nødven-dig å bruke laterale strømningshull 24-2. Opptil denne tykkel-sen kan vanligvis 'tilstrekkelig trykk holdes i det styrte gasshulrommet 8 til å bevege inertgassen lateralt utover mot de bevegelige kantdemningene 17 og oppstrøms langs de vertikale side-overflatene 69 til underlaget 28 med en tilstrekkelig strømnings-hastighet og mengde slik at atmosfæriske gasser ikke kan trenge inn i formens inngangsområde E.

Inertgass som kommer ut gjennom hullene 24 i den skrånende leppeoverflaten 59 tilføres med fordel.de bevegelige overflatene 9 og 10 fra nært hold for å tildekke dem, overdekke dem, omslutte dem og rense dem forsiktig og lydløst. Hvis de direkte innmat-ningspassasjene for gass 19 utelukkes fra innføringsstykket 7, som vist i fig. 5, så bærer og skyver bevegelsen 51 bg 52 (fig.

3) av formoverflaten 9, 10 noe av denne inertgassen inn i hulrommet 8. En fordelaktig måte å ordne dette på er 'å bore hullene 24 i en horisontal rekke og i en avstand av 25 mm fra hverandre målt mellom sentrene, og hvor hvert har en forholdsvis liten dia-meter, f.eks. 1,6 mm. Ved kontinuerlig støping av aluminium og aluminiumlegeringer og bruk av "indirekte" innmating av "tørrpum-pet" nitrogen som inertgassen G gjennom passasjene 27-1, 27-2, 27-3 og hullene 24 er den strømningshastighet som er brukt med suksess 0,28 m^ pr. time for en støpebredde på 355 mm og en støpt tykkelse opptil 25 mm. Disse 0,28 m pr. time er volumet av inertgass ved atmosfærisk trykk, og ved romtemperatur. Den kor-responderende utregnede hastighet ved lydløs utsprøyting av inertgass fra hullene 24 er ca. 1,5 m pr. sekund. Det tilsvarende overtrykket i forhold til atmosfæren i det skjullignende overtrykks- og leveringskammeret 44 er. tror vi, under 0,07 kilo-pascal) . Med dimensjoneringen av hullene 24 gitt, har vi den teori at denne lave strømmen er innenfor området av fluidstrøm-ningsparametre hvori laminert strømning råder i motsetning til turbulent strømning. Laminert strømning er definisjonsmessig ikke-turbulent strømning, og denne mangel på turbulens er en nød-vendighet for å unngå innfangning av luft. lurbulens og lyd-forstyrrelse knyttet til. en for høy strømningshastighet vil fange inn luft og slik innfangning av luft er uønsket. Uansett hvorvidt vår teori om at laminær strømning råder er korrekt eller ikke, vil anvendelsen av denne oppfinnelsen som beskrevet gi de fordelaktige resultater som beskrevet ved kontinuerlig støping av aluminium og aluminiumlegeringer, og vil virke posi-tivt ved kontinuerlig støping av andre metaller i en hovedsakelig horisontal eller svakt nedoverhellende kontinuerlig maskin hvor oksydasjon eller forurensning av det støpte produktet ved atmosfæriske gasser er et problem.

For å redusere muligheten for turbulens når inertgassen strømmer gjennom hullene 24 for å redusere enhver tendens til å fange inn luft, kan disse hullene avsluttes som et tverrgående spor eller utsparing 24-1 som freses ut i den skrånende overflaten 59.

Når inertgassen skyves ut fra alle hullene 24 senkes strøm-ningshastigheten og det skapes øyensynlig en kontinuerlig sone eller "rygg" med ubetydelig trykk i hornområdet mellom den bevegelige formoverflaten 9 eller 10, den skrånende leppen 59 og innføringsstykkets forre (nedstrøms) ende. Denne nedsettelse av hastigheten og skapelsen av trykkryggen hjelpes og tilskyndes ved å kulminere hullene 24 i tverrsporet eller tverrutsparingen 24-1. Noe av gassen fra denne trykkryggen strømmer gjennom kla-ringsåpningen 22 og inn i det styrte gasshulrommet 8. Resten av inertgassen fra denne trykkryggen strømmer oppover, hvilket betyr at den strømmer ut gjennom kanalen 66 på den nærtstrømmende, erstattende og rensende måten som beskrevet ovenfor og strømmer til slutt ut ved 36.

Denne "indirekte" måten å tilføre inertgassen rolig på, altså lydløst på uten hørbar forstyrrelse inn i inngangen E til den bevegelige formen ved å danne trykkryggen i hornområdet nær innføringsstykket som beskrevet ovenfor, er den foretrukne fremgangsmåten for å produsere støpt aluminiumsprodukt P og støpt aluminiumlegeringsprodukt P og spesielt for å fremstille støpte aluminiumlegeringsprodukter P som inneholder magnesium selv forholdsvis høye prosentvise andeler magnesium, og som er velsignet fri fra uønskede og problematiske overflateoksyder og har godtagbare kvaliteter og karakteristikker både når det gjelder overflater og innvendig.

Den samtidige bruken av både de "direkte" og "indirekte" metodene for innføring av inertgass kan med fordel benyttes.

For eksempel når metallsmelten i den bevegelige formens inngang

E kan forventes å stige til et nivå som er tilstrekkelig for å tildekke minst de nedre klaringsåpningene 22 (fig. 3 eller 8)

ved innføringsstykket, så tildekkes og styres denne nedre kla-ringsåpningen 22 med den "indirekte" inn/øringen av inertgass gjennom det nedre skjullignende overtrykkskammeret 54 og til-knyttede gassmatepassas jer i den nedre klemkonstruksjonen 26.

Slike gassmatepassasjer i den nedre klemkonstruksjonen 26 er lignende de som er vist i fig. 4 i den øvre klemkonstruksjonen 25. Således tildekkes og styres de nedre klaringsåpningene 22

(fig. 3 eller 8) ved hjelp av den "indirekte" fremgangsmåten,

mens de øvre klaringsåpningene 22 samtidig styres og tildekkes ved hjelp av "direkte" injisert inertgass som deretter strømmer oppover ut av hulrommet 8 gjennom de øvre klaringsåpningene 22

(fig. 3 eller 8) og oppstrøms gjennom den øvre nærtstrømmende kanalen 66.

Under henvisning til fig. 6 og 4 så mates inertgassen inn i innløpsåpningen 63 som fører til passasje 19 ved at det bores en passasje 70 som fører fra overtrykkskammeret 54 som har et svakt overtrykk gjennom underlagsplaten 28 og gjennom én av ryggene 43

som er overett med og i forbindelse med innløpsåpningen 63.

Hvis det ønskes å øke den rolige, ikke-turbulente strømning

av den inerte dekkgassen i nærheten av innføringsstykkets klem-

og bærekonstruksjoner 25 og 26 kan det bores flere utløpshull '72 gjennom skråplaten 33 inn i det skjullignende overtrykkskammeret 54 som er under overtrykk.

Når det støpes metaller med høy smeltetemperatur, f.eks. kobber, jern og stål, dekkes de bevegelige formoverflåtene 9 og 10 med et passende belegg, f.eks. belegg av silikonoljetypen,

eller en alkyloljetype som f.eks. UCON LBr300X som fås fra Union Carbide Corporation, og denne kan brukes med eller uten tilset-

ning av grafitt. Med metaller som har slik høy'smeltetemperatur,

er det vanligvis fordelaktig å bruke et■ innføringsstykke 7 med en flerhet parallelle utskiftbare skjenkedyser eller rør 21 i for-

bindelse med en mellombeholder 4 som vist i fig. 7, 8 og 9. Disse utskiftbare rørene 21 settes inn i innføringsstykket 7 slik at de får forbindelse med det smeltede metallet i mellombeholderen 4, noe som ses best av fig. 9. Disse rørene 21 er laget av ildfast materiale som er motstandsdyktig mot høye tem-peraturer, f.eks. brent silisiumdioksyd (kvarts), titandioksyd, aluminiumoksyd eller høytemperaturfaste nitrilmaterialer, og alle disse er kommersielt tilgjengelige i rørform. Rørene 21

er lagt inn i parallelle1 hull i det nøyaktig maskinerte innfø-ringsstykket 7.

En flerhet parallelle gassinnmatningspassasjer 63 og 19 an-alogt med den anordningen som er vist i fig. 6, bores i innfø-ringsstykket 7 for innsprøyting av inertgass G direkte inn i det styrte gasshulrommet 8 (.fig. 8). Denne inertgassen kommer fra det skjullignende overtrykkskammeret 54 (se også fig. 4) gjennom passende plasserte tilførselspassasjer 70 som kommuniserer med de respektive vertikale passasjene 63. Klaringsåpningene ved nedstrømsenden av innføringsstykket 7 ér vist ved 22.

For å isolere det styrte gasshulrommet 8 fra atmosfæriske gasser, og tilveiebringe videre motstand mot inntrengning av slike gasser plasseres en løs, fleksibel forseglende pakning 23 som beskrevet ovenfor, over og under innføringsstykket 7 ved nedstrømskanten av leppen 59 (fig. 4) på underlagsplaten 28

som tilhører bære- og klemkonstruksjonene 25, 26. Denne pakningen 23 kan tillates å komme i kontakt med de bevegelige form-overf låtene 9 og 10.

I tillegg til gassinnmatningspassasjene 19 kan inertgass mates inn i de trange kanalene mellom skråplatene 33 (fig. 8) og de bevegelige formoverflåtene 9 og 10 ved å benytte utløpshull 72 (fig. 4) i disse skråplatene. Selv om iig. 8 ikke viser de buede beskyttelsesdelene 34 (fig. 3 og 9) må det forstås at slike beskyttelsesdeler kan benyttes ved metallmating ved hjelp av flere rør 21 som vist i fig. 7 og 8. Indirekte mating av inertgass gjennom passasjene 27-1, 27-2, 27-3, 24 og 21-1 i klemkonstruks jonene 25 og 26 kan også anvendes.

Fremgangsmåtene med å mate det smeltede metallet inn i inngangen E til den bevegelige støpeformen C som vist i fig. 2, 3 og 8, kalles mating med lukket basseng fordi hulrommet 8 i hoved-sak er lukket ved hjelp av de små klaringsåpningene 22 nær ned-

strømsenden av innføringsstykket 7 som beskrevet ovenfor.

En alternativ fremgangsmåte for å mate c'et smeltede metallet, som kalles mating med åpent basseng er vist i fig. 9. Mens mating med åpent basseng ikke medfører noe tettsluttende innfø-ringsstykke 7, er bruk av denne fremgangsmåten noen ganger passende spesielt når tykkere metalltverrsnitt støpes som er over 38 mm i tykkelse. Inertgassen tilføres gjennom tilførselsåpnin-gene 68 inn i skjullignende kamre 54' som er av en traktlignende utforming. Disse skjullignende traktkamrene 54' er begrenset av det buede skjoldet 34, underlagsplaten 28 og bakveggen 45

til den bærende klemkonstruksjonen 25 eller 26, og av en skjold-bærende veggplate 74 som er innsveiset mellom bakveggen 45 og skjoldet 34. Inertgassen strømmer neJstrøms fra traktkammeret

54' gjennom utløpet 38 nær nedstrømskanten til det buede skjoldet 34.

Noe av denne inertgassen strømmer i omhyllende forhold inn

i inngangsområdet E til den bevegelige støpeformen C. Noe av denne inertgassen returnerer motstrøms gjennom de trange kanalene 66 i et rensende forhold til de bevegelige formoverflåtene og strømmer så ut fra disse kanalene ved 36.

Selv om metallmating gjennom utskiftbare flerrørsanordninger 21 av ildfast materiale med høy temperaturbestandighet (fig. 7,

8 og 9) er beskrevet for bruk for metaller eller legeringer med høye smeltetemperaturer, kan også slik flerrørsmating benyttes

for metaller og legeringer med lave smeltetemperaturer om ønske-lig.

Resultatene med alle de ovenfor beskrevne fremgangsmåtene

og anordningene vil forbedres i tvillingbelte-støpemaskinene ved samtidig bruk av belteforvarming som beskrevet og krevet i US-patenter nr. 3 937 270 og 4 002 197 og/eller ved forvarming av beltene med damp nært før inngangen E til den bevegelige formen C som beskrevet og krevet i samtidig søknad Serial No. 199 619, innlevert 22. oktober 1980, og tildelt fullmektigene til den foreliggende oppfinnelse.

Den foreliggende oppfinnelsen forbedrer overflatekvalitet

og overflatekarakteristika til kontinuerlig støpt metallprodukt P med relativt tynt tverrsnitt når det støpes i tilnærmet horisontalt eller svakt nedoverhellende orientert stilling, spesielt ved aluminium og dets legeringer, også innbefattende legeringer

derav med høyt magnesiuminnhold og den gir ocså forbedringer i intern kvalitet og karakteristikk til slike kontinuerlig støpte metallprodukter. Denne oppfinnelsen forbedrer også kvaliteten til tykkere kontinuerlig støpte metallprodukter P når de støpes 1 horisontal stilling eller svakt nedoverhellende stilling.

Betegnelsen svakt nedoverhellende, sovn den er brukt heri, betyr ved en vinkel på mindre enn 45° med horisontalen og vanligvis mindre enn omtrent 20°..

Eksempler på aluminiumlegeringer som med fordel kan støpes kontinuerlig ved bruk av den foreliggende oppfinnelsen er:

EKSEMPEL 1

AA 1100 ved støpehastigheter opptil 635 kg/time pr. 25 mm bevegelig formbredde.

EKSEMPEL 2

AA 3003 ved støpehastigheter opptil 635 kg/time pr. 25 mm bevegelig formbredde.

EKSEMPEL 3

AA 3105 ved støpehastigheter opptil minst 454 kg/time pr.

2 5 mm bevegelig formbredde.

EKSEMPEL 4

AA 7072 ved støpehastigheter opptil minst 454 kg/time pr.

25 mm bevegelig formbredde.

EKSEMPEL 5

Legeringer inneholdende opptil 2,8 vektprosent magnesium ved støpehastigheter opptil 52.2 kg/time pr. 25 mm bevegelig formbredde .

EKSEMPEL 6

Harde legeringer inneholdende opptil 3 vektprosent magnesium ved støpehastigheter opptil minst 454 kg/time pr. 25 mm bevegelig formbredde.

EKSEMPEL 7

Legeringer inneholdende opptil 1,8i magnesium ved støpehas-tigheter opptil minst 533 kg/time pr. 25 mm bevegelig formbredde.

EKSEMPEL 8

Legeringer lignende AA 3105 unntatt at de inneholder 0,8 vektprosent mangan og 0,3 vektprosent magnesium, ved støpehas-tigheter opptil minst 454 kg/time pr. 25 mrn bevegelig formbredde .

EKSEMPEL 9

Legeringer som inneholder 1,8 vektprosent magnesium, 0,3 vektprosent silisium, 0,3 vektprosent jern og 0,52 vektprosent mangan ved støpehastigheter opptil minst 454 kg/time pr. 25 mm bevegelig formbredde.

Selv om spesifikke nåværende foretrukne utførelser av oppfinnelsen er åpenbart heri i detalj, rå det forstås at disse

eksemplene på oppfinnelsen er beskrevet for illustrasjonsformål. Denne åpenbaringen må ikke oppfattes slik at den begrenser oppfinnelsens omfang siden detaljene i de beskrevne fremgangsmåter og anordninger kan endres av dem med kjennskap til faget for å

tilpasse anordningene og fremgangsmåtene ved å tilføre inertgass til spesielle støpemaskiner uten å avvike fra omfanget i. de føl-gende krav.

Claims (33)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig støping av et metallprodukt med forholdsvis tynt tverrsnitt direkte fra smeltet metall (1), hvor en inert gass som i det vesentlige ikke reagerer med det metallet som støpes, mates gjennom en gassmatningspassasje for å beskytte det smeltede metall, karakterisert ved at det innsettes en metallmatningsanordning som omfatter matningsinnretninger (7) av ildfast materiale i et innløp (E) med klaringsgap (22) mindre enn 1,27 mm mellom metallmatningsanordningen og motsatte kjøleoverflate (9, 10) som avgrenser en form som er i bevegelse, hvis nedstrømsretning forløper omtrent horisontalt og på skrå nedover, at det tilveiebringes i det minste én metallmatningspassasje (20) som strekker seg nedstrøms gjennom matningsinnretningene (7) , at smeltet metall (1) mates gjennom metallmatningspassasjen (20) inn i innløpet (E) til formen i bevegelse, at det tilveiebringes i det minste én gassmatningspassasje (19) som strekker seg gjennom matningsinnretningen (7) av ildfast materiale nedstrøms mot innløpet (E) til formen, og at inert gass mates gjennom gassmatningspassasjen (19) ved et trykk som overskrider litt det atmosfæriske trykk.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at matningsanordningen utstyres med en stiv støttedel (25, 26) for understøttelse av det ildfaste materiale i innløpet (E) og at i det minste én gassmatningspassasje (19) anordnes i støttedelen (25, 26) som strekker seg nedstrøms mot innløpet (E) til den bevegelige form.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassmatningspassasjer (19) anordnes i to stive støttedeler (25, 26) over og under metallmatningspassasjen (20) for å holde det ildfaste materiale laminataktig mellom støtte-delene (25, 26).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at nivået for det smeltede metall (1) i innløpet (E) til formen som er i bevegelse holdes nedstrøms for enhver metallmatningspassasje (20) og derved tilveiebringes et hulrom (8) i innløpet (E) til formen og i det minste én bevegelig formoverflate (9, 10) tvinges til å bære den inerte gass inn i hulrommet (8) for skjerming av hulrommet med inert gass for å utelukke atmosfæriske gasser fra hulrommet og kontrollere gassinnholdet i hulrommet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, 3 eller 4, karakterisert ved at det tilveiebringes gassmatningspassasjer (19) som strekker seg nedstrøms i hver av støttedelene (25, 26) og løper ut nær de respektive klaringsgap for mykt å lede den inerte gass mot de respektive klaringsgap og mot de respektive bevegelige formflater som beveger seg mot innløpet (E) til formen i bevegelse for å tvinge hver av de bevegelige formflater (9, 10) til å bære inert gass gjennom det respektive klaringsgap inn i formens innløp (E).

6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at en inert gass som er tyngre enn luft mates varsomt over metallmatningspassasjen (20) for å tvinge den inerte gass til å søke og ligge ned på metallmatningsanordningen nær det øvre klaringsgap og at en inert gass som er lettere enn luft varsomt mates under metallmatningspassasjen for å tvinge den inerte gass til å søke og stige og ligge an mot metallmatningsanordningen nær det nedre klaringsgap.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det tilveiebringes i det minste ett lite område i innløpet (E) til formen som er i bevegelse, som er befridd for smeltet metall (1) hvorved det dannes et hulrom (8) nedstrøms for metallmatningspassasjen (20) i innløpet (E) til formen som er i bevegelse, og at den inerte gass mates direkte fra gassmatningspassasjen (19) inn i hulrommet (8) for å fylle hulrommet (8) med den inerte gass ved et trykk som overstiger atmosfærisk trykk.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 7, karakterisert ved at hvert klaringsgap (22) tettes løst med en pakning (23) av bøyelig isoleringsmateriale som er i løs kontakt med den respektive formoverflate (9, 10) som er i bevegelse.

9. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-8, karakterisert ved at den inerte gass som strømmer ut av innløpet (E) til formen ledes oppover nærmest mulig den bevegelige formoverflate (9, 10) når disse nærmer seg innløpet for å tvinge den ledede gass til å rense og fortrenge atmosfæriske gasser fra de respektive formoverflater (9, 10) før de kommer inn i formen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2, 7, 8 eller 9, karakterisert ved at det tilveiebringes multiple metallmatningspassasjer (20) som strekker seg parallelt med hverandre nedstrøms gjennom det ildfaste materiale og mater det smeltede metall (1) gjennom alle metallmatningspassasjene (20) inn i innløpet (E) til formen, og i det minste én gassmatningspassasje (19) som forløper nedstrøms i det ildfaste materiale plasseres parallelt med og i det vesentlige mellom to tilstøtende metallmatningspassasjer (20) .

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at det tilveiebringes et antall gassmatningspassasjer (19) som strekker seg nedstrøms i det ildfaste materiale mellom respektive par med tilstøtende metallmatningspassasjer (20) og at inert gass mates samtidig under trykk som overstiger atmosfærisk trykk gjennom alle gassmatningspassasjer (19) inn i innløpet (E) til formen.

12. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-11, karakterisert ved at gassmatningspassasjens (19) utløp (61) anordnes over metallmatningspassasjens (20) utløp (62) for å innføre den inerte gass direkte i det kontrollerte hulrom (8) over det smeltede metalls (1) nivå i innløpet (E) til formen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at tørr, renset argon mates over metallmatningspassasjen (20) og tørr nitrogen mates under metallmatningspassasjen (20).

14. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1, 2 og 7 -12, karakterisert ved at utløpsenden av det ildfaste materiale forsynes med et spor som strekker seg på tvers i forhold til metallmatningens retning og at den inerte gass fra gassmatningspassasjen (19) ledes inn i sporet for fordeling av den inerte gass med minst mulig turbulens av det smeltede metall (1).

15. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-14, karakterisert ved at inert gass mates gjennom gassmatningspassasjen (19) i det ildfaste materiale direkte inn i innløpet (E) til formen som er i bevegelse samtidig som inert gass mates varsomt gjennom i det minste én gassmatningspassasje (19) i en stiv støttedel (25, 26).

16. Anordning til utførelse av fremgangsmåten ifølge ett eller flere av kravene 1-15, for kontinuerlig støping av metallprodukt med forholdsvis tynt tverrsnitt direkte fra smeltet metall (1) , omfattende i det minste én metallmatningspassasje (20) som strekker seg nedstrøms gjennom anordningen for innføring av det smeltede metall (1) i en form som er i bevegelse, hvis nedstrømsretning er omtrent horisontal og skrånende nedover, hvilken form er dannet mellom motsatte kjølte formoverflater (9, 10) som er i bevegelse, og innretninger til matning av smeltet metall (1) gjennom metallmatningspassasjen (20) inn i innløpet (E) til formen, karakterisert ved at metallmatningsanordningen (7) er innsatt i innløpet (E) med klaringsgap på mindre enn 1,27 mm mellom metallmatningsanordningen (7) og de bevegelige formflater (9, 10), hvor anordninger omfatter i det minste én gassmatningspassasje (19) som strekker seg nedstrøms mot innløpet (E) til formen som er i bevegelse, og innretninger til matning av inert gass gjennom gassmatningspassasjen (19) ved et trykk som litt overstiger atmosfærisk trykk.

17. Anordning ifølge krav 16, hvor metallmatningsanordningen (7) omfatter matningsinnretninger av ildfast materiale, karakterisert ved at både metallmatningspassasjen (20) og gassmatningspassasjen (19) er anordnet inne i matningsinnretningene av ildfast materiale.

18. Anordning ifølge krav 16, hvor metallmatningsanordningen omfatter matningsinnretninger av ildfast materiale og en stiv støttedel (25, 26) til å understøtte det ildfaste materiale, karakterisert ved at gassmatningspassasjen (19) er anordnet i støttedelen (25, 26).

19. Anordning ifølge krav 18, hvor det er anordnet stive støttedeler (25, 26) over og under det ildfaste materiale til å holde det ildfaste materialet mellom støttedelene (25, 26), karakterisert ved at anordningen omfatter gassmatningspassasjer (19) i begge støttedelene (25, 26) over og under matningspassasjen (20).

20. Anordning ifølge krav 18 eller 19, karakterisert ved at nivået for smeltet metall (1) i innløpet (E) til formen som beveger seg er anordnet nedstrøms for enhver metallmatningspassasje (20) for dannelse av et hulrom (8) i innløpet (E) til formen, og at i det minste én av formens overflater (9, 10) bærer den inerte gass inn i hulrommet (8) for skjerming av hulrommet (8) med den inerte gass for å utelukke atmosfæriske gasser fra hulrommet og for å kontrollere gassinnholdet i hulrommet (8).

21. Anordning ifølge krav 19 eller 20, karakterisert ved at gassmatningspassasjene (19) er anordnet nedstrøms i hver av støttedelene (25, 26) og har utløp nær de respektive klaringsgap (22) for varsom ledning av den inerte gass mot det respektive klaringsgap (22) og mot den respektive formoverflate (9, 10) som beveger seg mot innløpet (E) til formen, for å tvinge hver av formoverflåtene (9, 10) til å bære inert gass gjennom det respektive klaringsgap (22) inne i innløpet (E) til formen.

22. Anordning ifølge krav 18, 19, 20 eller 21, karakterisert ved at den omfatter innretninger til varsomt å mate en inert gass som er tyngre enn luft over metallmatningspassasjen (20) for å tvinge den inerte gass til å søke og legge seg ned på metallmatningsanordningen (7) nær det øvre klaringsgap (22), og innretninger til varsomt å lede en inert gass som er lettere enn luft under metallmatningspassasjen (20) for å tvinge den inerte gass til å søke og stige og legge seg an mot metallmatningsanordningen (7) nær det nedre klaringsgap (22).

23. Anordning ifølge krav 17, karakterisert ved at det omfatter i det minste et lite område i innløpet (E) i formen som er uten smeltet metall hvorved det er dannet et hulrom (8) nedstrøms for metallmatningspassasjen (20) i innløpet (E) til formen, og innretninger til å mate den inerte gass direkte fra gassmatningspassasjen (19) til hulrommet (8) for fylling av hulrommet med den inerte gass ved et trykk som overstiger atmosfærisk trykk for å kontrollere gassinnholdet i hulrommet (8).

24. Anordning ifølge krav 17 eller 23, karakterisert ved at bøyelig isolasjon (23) er anordnet i løs kontakt med den respektive formoverflate (9, 10) for løs tetning av hvert av klarihgsgapene (22) .

25. Anordning ifølge ett eller flere av kravene 17 - 24, karakterisert ved at krumme skjermdeler (34) er anordnet meget nær de respektive formoverflater (9, 10) for å lede den inerte gass som strømmer fra formens innløp (E) til å strømme oppover meget nær formoverflatene og i motsatt retning i forhold til formoverflåtenes (9, 10) bevegelsesretning når disse nærmer seg innløpet (E) for å tvinge den ledede gass til å rense og fortrenge atmosfæriske gasser bort fra de respektive formoverflater (9, 10) før disse kommer inn i formen.

26. Anordning ifølge ett eller flere av kravene 17 og 23 - 25, karakterisert ved at den omfatter multiple metallmatningspassasjer (20) som strekker seg parallelt med hverandre nedstrøms gjennom det ildfaste materiale, innretninger til matning av det smeltede metall (1) gjennom alle metallmatningspassasjer (20) inn i formens innløp (E), og i det minste én gassmatningspassasje (19) som strekker seg nedstrøms i det ildfaste materiale parallelt med og i det vesentlige mellom et par tilstøtende metallmatningspassasjer (20).

27. Anordning ifølge krav 26, karakterisert ved at den omfatter flere gassmatningspassasjer (19) som strekker seg nedstrøms i det ildfaste materiale mellom respektive par med tilstøtende metallmatningspassasjer (20), og innretninger til samtidig matning av den inerte gass under trykk som overstiger det atmosfæriske trykk gjennom alle gassmatningspassasjer (19) i inn i innløpet (E) til formen.

28. Anordning ifølge ett eller flere av kravene 17 og 23 - 27, karakterisert ved at utløpet (61) fra gassmatningspassasjen (19) er anordnet over nivået av utløpet (62) fra metallmatningspassasjen (20) for innføring av den inerte gass direkte inn i det kontrollerte gasshulrom (8) over nivået for det smeltede metall (1) i innløpet (E) til formen.

29. Anordning ifølge ett eller flere av kravene 17 og 23 - 27, karakterisert ved at det er anordnet er spor som strekker seg horisontalt på tvers av metallmatningsretningen i det ildfaste materialets utløpsende, og at gassmatningspassasjen (19) er forbundet med sporet for fordeling av den inerte gass med minst mulig turbulens i det smeltede metall (1).

30. Anordning ifølge ett eller flere av kravene 17 - 29, karakterisert ved at den omfatter matningsinnretninger for matning av inert gass gjennom gassmatningspassasjen (19) i det ildfaste materiale direkte inn i innløpet (E) til formen, og innretninger for samtidig varsom matning av inert gass gjennom i det minste én gassmatningspassasje (19) i en stiv støttedel (25, 26).

31. Anordning ifølge krav 25, karakterisert ved at nedstrømspartiet av hver skjermdel (34) er anordnet nær det respektive klaringsgap (22) for å tvinge inert gass som strømmer ut gjennom klaringsgapet (22) til å strømme oppstrøms gjennom den smale kanal motsatt til formoverflaten (9, 10) for rensing og fortrengning av atmosfæriske gasser fra den respektive formoverflate (9, 10) før denne kommer inn i formen.

32. Anordning ifølge krav 22, karakterisert ved at den inerte gass som er tilsatt i det øvre område er renset argon og den inerte gass som er tilsatt i det nedre område er renset nitrogen.

33. Anordning ifølge ett eller flere av kravene 16 - 32, hvor formens hulrom (8) også er avgrenset ved to kantvulster som er i bevegelse, karakterisert ved at anordningen omfatter innretninger for tilførsel av den inerte gass til hver av kantvulstene nær formhulrommet (8).