PL109775B1

PL109775B1 - Method of continuous,horizontal casting of metal alloys,especially brass and continuous casting mould for horizontal casting metal alloys,especially brass

Info

Publication number: PL109775B1
Application number: PL1977202977A
Authority: PL
Original assignee: Kreidler Werke Gmbh
Priority date: 1976-12-17
Filing date: 1977-12-15
Publication date: 1980-06-30
Also published as: FR2374112A1; PL202977A1; FR2374112B3; DE2657207C2; BE861877A; DE2657207B1; CH622449A5; US4183394A; GB1591897A; IT1088834B

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego po¬ ziomego odlewania stopów metali, które maja sklonnosc do wydzielenia jednego skladnika w po¬ staci pary podczas lub krótko po zakrzepnieciu stopu metali, zwlaszcza mosiadzu oraz krystalizator do ciaglego poziomego odlewania stopów metali.Przy odlewaniu ciaglym tego rodzaju stopów me¬ tali trudno jest otrzymywac przy dluzszym trwaniu procesu prety wymaganej jakosci. Pokazuja sie ry¬ sy i chropowatosci na powierzchni wlewków oraz wystepuja przewezenia na dlugosci wlewka. Do¬ tychczas uwazano, ze wady te sa spowodowane przez osadzajacy sie na wewnetrznych scianach krystali- zatora osad, który wydziela sie w postaci pary ze skladników stopu. Okazalo sie jednak, ze osadzaja¬ ce sie na wewnetrznych scianach krystalizatora czastki sa czastkami oderwanymi od zewnetrznych warstw ciastkowatego ciaglego wlewka silnego przy¬ wierania tego wlewka do krystalizatora. Z czasem warstwa osadzajacych sie czastek na wewnetrznych sciankach krystalizatora tworzy sie coraz grubsza, z powodu czego zmniejsza sie otwór krystalizatora, a tym samym maleje poprzeczny przekrój odlewa¬ nego ciaglego wlewka. Ponadto powstajace na po¬ wierzchni wlewka naderwania nie zawsze zdolaja sie zgrzac z powodu postepujacego krzepniecia jego zewnetrznej warstwy.Pomijajac czesta wymiane krystalizatora, wy¬ stepuje koniecznosc czestego usuwania tworzacej sie kilkumilimetrowej warstwy narostu, co jest zbyt 10 15 20 25 30 uciazliwe i powoduje dodatkowe naklady ekono¬ miczno-materialowe.Przy ciaglym odlewaniu pionowym z nie polaczo¬ nym z piecem, a wiec otwartym od góry krystaliza- torem, mozna bylo przez zastosowanie odpowiednich srodków smarujacych i izolujacych na lustrze me¬ talu zapobiec w pewnej mierze tworzeniu sie tego rodzaju narostów, wskutek czego mozna bylo osiag¬ nac przynajmniej korzystne wyniki przy wiekszych srednicach pretów.Przy odlewaniu ciaglym np. mosiadzu znane jest równiez pokrywanie lustra metalu w krystalizato¬ rze pionowym palnym gazem. Stosuje sie do tego celu palnik, który ma pierscieniowa szczeline i jest tak ustawiony nad lustrem metalu, ze gaz jest pro¬ wadzony na sciane krystalizatora w postaci nie¬ przerwanej warstwy w celu wytworzenia atmosfery ochronnej, zapobiegajacej utlenieniu powierzchni lustra metalu (Hermann „Handbuch des Stranggies- sens", 1958, S. 433, rys. 1469).Równiez do wytwarzania i utrzymywania atmo¬ sfery ochronnej, zgodnie z innym rozwiazaniem, usta¬ wiono nad króccem wlewowym, rynna doprowa¬ dzajaca i krystalizatorem czesciowo rozbieralny kol¬ pak, zaopatrywany gazem ochronnym z bocznego krócca rurowego w ten sposób, ze równiez przy zdjeciu jednej czesci kolpaka, celem dostepu do rynny doprowadzajacej, króciec wlewowy znajduje sie pod gazem ochronnym (Hermann, Handbuch des Stranggiessens" str. 484, rys. 1470). 109 775109 7 3 Oczywiste jest, ze wyzej wymieniane mozliwosci musza byc ograniczone tylko do odlewania ciaglego pionowego i nie moga byc stosowane dla poziomego odlewania ciaglego, które ze wzgledu na oszczednosc wysokosci zabudowy oraz sprawniejszy przebieg 5 procesu znajduje stale coraz wieksze uznanie.Wiadomo równiez, ze przy pionowym odlewaniu ciaglym z krystalizatorem niezaleznym od pieca do¬ prowadza sie palny gaz zawierajacy wegiel miedzy swiezo utworzona zewnetrzna warstwa krzepnacego 10 metalu i sciane krystalizatora w miejscu ponizej czola krzepniecia razem z taka iloscia powietrza, która nie wystarcza do spalenia gazu tak, ze na sku¬ tek nie zupelnego spalania osadza sie miedzy wlew¬ kiem a sciana krystalizatora wegiel, który dziala is jako srodek smarujacy. Zgodnie z nieco innym spo¬ sobem postepowania wprowadza sie do przestrzeni miedzy ulegajacym skurczowi wlewkiem i sciana krystalizatora gaz pod cisnieniem razem z olejem lub innym srodkiem smarujacym, przy czym jako an gaz ochronny moze byc uzyty azot lub wodór. Przy tym postepowaniu oczywiste jest dazenie do utrzy¬ mywania z dala od scianki krystalizatora krzepna¬ cego metalu za pomoca warstwy smaru lub ewentu¬ alnie gazu ochronnego, jak równiez lustra cieklego M metalu. Poza tym nalezy równiez nie dopuscic do wnikania zuzla miedzy metal i sciane krystalizato¬ ra. W celu utrzymania niezbednego cisnienia i kie¬ rowania w kazdym przypadku gazu do góry, prze¬ widziano przy koncu wylotowym krystalizatora do 30 odlewania ciaglego uszczelnienie pierscieniowe ota¬ czajace wlewek (Herman, Handbuch des Strangies- sens S. 405 i 406, rys. 1404 do 1407).Równiez i te srodki zaradcze nie moga byc prze¬ niesione do odlewania ciaglego z poziomym krysta- 35 lizatorem polaczonym z piecem. Smary i gaz dosta¬ lyby sie do stopionego metalu i doprowadzilyby do wtracen wegla, wybuchniec i wytwarzanie sie pe¬ cherzy gazowych z tym skutkiem, ze wtracenia, po¬ ry i pecherze gazowe wniknelyby przy postepuja- 40 cym odlewie w glab wlewka. Nie mozna otrzymac wymaganej struktury w stanie lanym tak, ze moze pozostac do rozstrzygniecia, czy przynajmniej moz- naby osiagnac czysta, pozbawiona rys powierzchnie wlewka. 45 Tak wiec pozostaje nadal zadanie takiego rozwia¬ zania mozliwie prostymi srodkami sposobu oszcze¬ dzajacego wysokosc zabudowy do sprawnego odle¬ wania ciaglego stopów metali omówionego wyzej ro¬ dzaju, aby otrzymac gladki, pozbawiony rys wlewek 50 o stalej srednicy bez pecherzy gazowych, porów oraz szkodliwych wtracen obcych, równiez przy dluzszej zywotnosci krystalizatora do odlewania cia¬ glego. 55 Do rozwiazania tego zadania wprowadza sie wpra¬ wdzie równiez gaz ochronny do przestrzeni miedzy kurczacy sie pret i sciane krystalizatora, zgodnie z wynalazkiem postepuje sie jednak w ten sposób, ze przy polaczonym z piecem poziomym krystalizato- 60 rem do odlewania ciaglego wprowadza sie obojetny gaz, jak azot lub argon przez szczeline skurczowa na calkowita powierzchnie wlewka w miejscu, w któ¬ rym wlewek odsuwa sie wlasnie nieco swoimi naj¬ bardziej zewnetrznymi zakrzepnietymi warstwami t5 4 od sciany krystalizatora az do jego wylotu^ Dlate¬ go uzyskuje sie np. przy odlewaniu ciaglym stopu mosiadzu samoczynnie bez dodatku dalszych sub¬ stancji smarujacych to, ze nie wytwarzaja sie rów¬ niez przy dluzszej eskploatacji zadne narosty silnie przywierajace do scianki krystalizatora ze swoimi szkodliwymi skutkami.Ten nieoczekiwany wynik mozna wyjasnic tym, ze rozchodzi sie przy dotychczas zaobserwowanych narostach nie o osad metaliczny skladnika stopu wydzielonego w postaci pary, ale raczej osad tlen¬ ku metalu, np. tlenku cynku, który powstaje na skutek tego, ze powietrze wchodzi do .szczeliny skur¬ czowej i prowadzi do utlenienia pary metalu. Takie narosty z tlenku metalu, które zawieraja zwykle równiez metalowe wtracenia, sa wyjatkowo twarde i maja wysoka przyczepnosc oraz sa przyczyna wspomnianych niedogodnosci przy odlewaniu ciag¬ lym wzietych pod uwage stopów, a zwlaszcza przy odlewaniu ciaglym mosiadzu. Przez wywolane wed¬ lug wynalazku usuniecie powietrza otaczajacego ze szczeliny skurczowej nie moze wystapic utlenia¬ nie wydzielonego skladnika stopu, co tlumaczy brak silnie przywierajacych narostów na sciance kry¬ stalizatora.Krystalizator nadajacy sie do stosowania sposobu wedlug wynalazku ma kanaly promieniowe, wcho¬ dzace do jego wneki, przy czym kanaly te sa pola¬ czone poprzez kolektor ze zródlem gazu ochronnego.Ze wzgledu na lepsze mozliwosci wykonawcze i ce¬ lem pomniejszenia nakladów na wymiane w przy¬ padku zuzycia wykladziny ogniotrwalej, wykladzina ta jest wykonana z dwóch róznego rodzaju stykaja¬ cych sie ze soba wykladzin, a kanaly sa wykonane jako wyzlobienia na calej czolowej powierzchni tej ogniotrwalej wykladziny, która znajduje sie od stro¬ ny pieca i od strony wylotu wlewka. Znaczne po¬ lepszenie trwalosci kystalizatora osiaga sie juz przez to, ze odcinek wykladziny od strony pieca wykona¬ ny jest z grafitu, a odcinek przy wylocie z metalu odpornego na scieranie, do którego skladniki stopu wydzielone w postaci pary przywieraja tylko w nie¬ wielkim stopniu, zwlaszcza z molibdenu lub wyso- koweglowego zeliwa szarego.Dla unikniecia zatykania sie promieniowych ka¬ nalów nalezy starac sie o stromy spadek cisnienia w odcinku wylotowym, co uzyskuje sie przez to, ze kanaly promieniowe maja kazdorazowo przy wlocie do wneki krystalizatora przewezenie o dlugosci naj¬ wyzszej jednego milimetra o przekroju najwyzej 0,5 mm2.Przedmiot wynalazku jest blizej wyjasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia krystalizator do ciaglego poziomego odlewania stopów metali w przekroju poosiowym, fig. 2 — krystalizator z fig. 1 w przekroju poprzecz¬ nym wedlug linii II—II, a fig. 3 powiekszony szcze¬ gól III z fig. 1.Do pieca 1, na którego miejscu moze znajdowac sie zbiornik posredni lub podobny, przylaczony jest krystalizator 2 za pomoca kolnierza 3. Sklada sie on z tulei 4, plaszcza chlodzacego 5, pierwszego zwró¬ conego do pieca odcinka 6 wykladziny z grafitu i drugiego zwróconego do wylotu krystalizatora od-& 109 775 6 cinka 7 wykonanego z wysokoweglowego zeliwa sza¬ rego. W tulei 4 wykonany jest mniej wiecej w srod¬ ku jej dlugosci kanal pierscieniowy stanowiacy ko¬ lektor 8, który moze byc polaczony przez otwór po¬ przeczny 9 i otwór podluzny 10 z przewodem na gaz obojetny (np. argon lub azot). Na zwróconej do pie¬ ca stronie czolowej wykladziny 7 od strony wylo¬ tu krystalizatora sa wykonane promieniowe kanaly 11 w postaci wyzlobien rozdzielone równomiernie, które na swoim wlocie maja przewezenie o dlugosci najwyzej jednego milimetra o przekroju najwyzej 0,5 mm2.Podczas odlewania wprowadza sie przez otwory 9 i 10, kolektor 8 i kanaly promieniowe 11 gaz obojet¬ ny, np. argon lub azot, do szczeliny skurczowej 13 miedzy wlewek 14, który przynajmniej w swoich najbardziej zewnetrznych warstwach wlasnie za¬ krzepl i sciane wewnetrzna wykladziny 7 po stro¬ nie wylotowej. Gaz ten przeplywa w kierunku wy¬ suwania sie wlewka przez wspomniana szczeline i wychodzi z krystalizatora przy wylocie wlewka.Wskutek tego powietrze jest usuniete ze szczeliny 13 i wydzielona w niej para metalu nie moze sie utlenic. Okazalo sie równiez, ze unika sie przez to nie tylko przeszkadzajacych narostów na scianie wewnetrznej krystalizatora, ale takze metal tam osadzony w stanie plynnym, a wiec np. przy odlewa¬ niu ciaglym mosiadzu cynk dziala jeszcze jako sro¬ dek smarujacy.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego poziomego odlewania stopów metali, które podczas krzpniecia albo krótko po za¬ krzepnieciu wykazuja sklonnosc do wydzielania jed¬ nego skladnika w postaci pary, zwlaszcza stopów mosiadzu, przy którym wprowadza sie gaz ochronny do przestrzeni miedzy ulegajacy skurczowi wlewek i sciane krystalizatora, znamienny tym, ze przy po¬ laczonym z piecem poziomym krystalizatorze do ciaglego odlewania doprowadza sie gaz obojetny, korzystnie azot lub argon, poprzez szczeline skur¬ czowa na calkowita powierzchnie wlewka w miejs¬ cu, w którym wlewek odsuwa sie nieco w swoich najbardziej zewnetrznych zakrzepnietych warstwach od sciany krystalizatora, az do wyplywu na koncu wylotowym krystalizatora do ciaglego odlewania. 2. Krystalizator do ciaglego poziomego odlewania stopów metali, zwlaszcza mosiadzu, znamienny tym, ze ma kanaly promieniowe (11) wpadajace do jego wneki, które sa dolaczone do zródla gazu ochronne¬ go poprzez kolektor (8). 3. Krystalizator wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze posiada zaroodporna wykladzine skladajaca sie z dwóch róznego rodzaju stykajacych sie ze soba wykladzin (6, 7), przy czym kanaly promieniowe sa wykonane w postaci wyzlobien (11) na powierzchni czolowej skierowanej do pieca odcinka (7) wykladzi¬ ny ze strony Wylotowej. 4. Krystalizator wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wykladzina (6) od strony pieca jest wykonana z grafitu, a wykladzina (7) od strony wylotu z metalu odpornego na scieranie, do którego wydzielony w postaci pary skladnik stopu przywiera tylko niezna¬ cznie, zwlaszcza z molibdenu lub wysoko weglowe¬ go zeliwa szarego. 5. Krystalizator wedlug zastrz. 2 albo 3, znamien¬ ny tym, ze kanaly promieniowe (11) przy swoim wlocie do komory krystalizatora maja przewezenie (12) o dlugosci najwyzej jednego milimetra o prze¬ kroju najwyzej 0,5 mm2. 10 15 20 25 307 109 775 8 z^\ \ \ \ ' h \ \ \ \ 1\\\ \x FIG. 2 FIG.3 12/7 Bltk 910/80 r. 110 egz. A4 Cena 45 zl PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ciaglego poziomego odlewania stopów metali, które podczas krzpniecia albo krótko po za¬ krzepnieciu wykazuja sklonnosc do wydzielania jed¬ nego skladnika w postaci pary, zwlaszcza stopów mosiadzu, przy którym wprowadza sie gaz ochronny do przestrzeni miedzy ulegajacy skurczowi wlewek i sciane krystalizatora, znamienny tym, ze przy po¬ laczonym z piecem poziomym krystalizatorze do ciaglego odlewania doprowadza sie gaz obojetny, korzystnie azot lub argon, poprzez szczeline skur¬ czowa na calkowita powierzchnie wlewka w miejs¬ cu, w którym wlewek odsuwa sie nieco w swoich najbardziej zewnetrznych zakrzepnietych warstwach od sciany krystalizatora, az do wyplywu na koncu wylotowym krystalizatora do ciaglego odlewania.
2. Krystalizator do ciaglego poziomego odlewania stopów metali, zwlaszcza mosiadzu, znamienny tym, ze ma kanaly promieniowe (11) wpadajace do jego wneki, które sa dolaczone do zródla gazu ochronne¬ go poprzez kolektor (8).
3. Krystalizator wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze posiada zaroodporna wykladzine skladajaca sie z dwóch róznego rodzaju stykajacych sie ze soba wykladzin (6, 7), przy czym kanaly promieniowe sa wykonane w postaci wyzlobien (11) na powierzchni czolowej skierowanej do pieca odcinka (7) wykladzi¬ ny ze strony Wylotowej.
4. Krystalizator wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wykladzina (6) od strony pieca jest wykonana z grafitu, a wykladzina (7) od strony wylotu z metalu odpornego na scieranie, do którego wydzielony w postaci pary skladnik stopu przywiera tylko niezna¬ cznie, zwlaszcza z molibdenu lub wysoko weglowe¬ go zeliwa szarego.
5. Krystalizator wedlug zastrz. 2 albo 3, znamien¬ ny tym, ze kanaly promieniowe (11) przy swoim wlocie do komory krystalizatora maja przewezenie (12) o dlugosci najwyzej jednego milimetra o prze¬ kroju najwyzej 0,5 mm2. 10 15 20 25 307 109 775 8 z^\ \ \ \ ' h \ \ \ \ 1\\\ \x FIG. 2 FIG.3 12/7 Bltk 910/80 r. 110 egz. A4 Cena 45 zl PL