Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.VII.1965 (P 110 023) 22.IX.1964 Niemiecka Republika Federalna 5.XIL1967 54232 KI. 31 b2, 11/10 MKP B 22 d UK h£ZYTLLNIA Wlasciciel patentu: Dortmund — Horder Hiittenunion Aktiengesellschaft.Dortmund (Niemiecka Republika Federalna) Sposób ciaglego odlewania metalu zwlaszcza stali oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przy ciaglym odlewaniu metali uzyskuje sie od¬ lew o tak dalece nierównomiernym rozkladzie tem¬ peratury w jego przekroju poprzecznym, ze nie nadaje sie on bezposrednio do walcowania1. Musia¬ no wiec otrzymany odlew dzielic na czesci i na nowo ogrzewac przed walcowaniem.Wynalazek pozwala na wyeliminowanie tych nie¬ dogodnosci znanych sposobów ciaglego odlewania.Uzyskuje sie to dzieki temu, ze roztopiony metal odlewa sie do ochladzanego zbiornika, z którego metal wychodzi jako czesciowo zageszczony odlew ciagly. Jednakze zgodnie z wynalazkiem roztopio¬ ny metal zostaje rozdzielony na poszczególne krop¬ le, które sa chlodzone strumieniem gazu i przy wy¬ locie zbiornika laczone w odlew ciagly w fazie koncowej zageszczony. Dzieki rozproszeniu w po¬ staci kropli, a nastepnie ich oziebieniu wystepuje we wszystkich punktach przekroju poprzecznego odlewu ciaglego praktycznie ta sama temperatura.Taki odlew ciagly ma pod wzgledem rozdzialu tem¬ peratury te same wlasciwosci co ogrzany kes i mo¬ ze byc bez ogrzewania poddawany dalszej obróbce.Odlew ciagly o tych wlasciwosciach moze byc nadto po wyjsciu odwrócony z polozenia pionowego w po¬ lozenie poziome po odpowiednio mniejszym pro¬ mieniu krzywizny, niz jest to mozliwe przy do¬ tychczasowym odlewaniu w sposób ciagly. Material znajduje sie w stanie plastycznym, co ulatwia dalsze jego odksztalcanie oraz eliminuje stosowanie pieców do ogrzewania. Utwardzony odlew ciagly moze byc 10 20 2 bez dzielenia go na kawalki, przeprowadzany w sposób ciagly przez walcarke.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie szczególnie dobrze do ciaglego odlewania stali. W tym przy¬ padku do chlodzenia kropli uzywa sie odpowied¬ niego gazu, który slabo lub wcale nie reaguje z powierzchnia kropli stali. Jako odpowiedni oka¬ zal sie gaz wielkopiecowy, w danym przypadku z dodatkiem tlenku wegla lub wodoru lub tez obydwóch tych gazów oraz gaz wodny i czesciowo utleniony gaz ziemny. Jako szczególnie korzystny do chlodzenia okazal sie wodór lub gaz, który obok tlenku wegla zawiera wieksza ilosc wodoru, ponie¬ waz wodór wskutek swej duzej przewodnosci ciep¬ lnej wywoluje szczególnie szybkie i intensywne chlodzenie kropli stali. Prócz tego, wodór posiada te korzystna wlasciwosc, ze w czasie oziebiania kropli wiaze sie z nimi w pewnej ilosci, lecz z re¬ guly prawie zupelnie wydziela sie ze stali juz skrzepnietej.Gazu wielkopiecowego uzywa sie do chlodzenia kropli, szczególnie wtedy, gdy jego wysoka za¬ wartosc aizotu albo nie prowadzi do wia¬ zania azotu jak w stali nieodtlenionej, albo wia¬ zanie azotu jest nieszkodliwe jak w przypadku stali tomasowskiej. Gaz wielkopiecowy ma te za¬ lete, ze jest tanszy niz inne wymienione wyzej gazy.Jesli chodzi o ciagle odlewanie stalij, to zaleca sie tak dobrac stopien chlodzenia kropli stali w wiezy 5423254232 nej w górny otv dzielacza z og gb Jtoni^j^ chlodniczej, zeby skrzeplo okolo 2 — 20% stali zaleznie od wielkosci kropli. Zaleca sie rozpraszac roztopiona stal w postaci kropel o wielkosci 2— 10 ma najlepiej miedzy 1—6 mm, co mozna osiag¬ nac przez zastosowanie odpowiednich rozdzielaczy powodujacych rozproszenie metalu i przez odpo¬ wiedni dobór ilosci stali doprowadzanej w jednostce czasu. Przy ochladzaniu stali gazem nie zawieraja¬ cym wodoru, górna granica wielkosci kropli po¬ winna wynosic okolo 3 mm, a przy wodorze lub gazie ochladzajacym zawierajacym wodór — do 6 mm. Przy tej wielkosci kropel i przy uzyciu wspo¬ mnianych gazów chlodzacych nie wystepuje prak¬ tycznie zanieczyszczenie stali tlenem (utlenianie) lub azo\em, przy czym moga byc odlewane stale zarówno nieodtlenione jak i odtlenione.Urzadaonio deistosowania sposobu wedlug wy¬ nalazku Jsfttadasae z wiezy chlodniczej zaopatrzo- 6r do doprowadzenia stali i roz- (trwalego materialu umieszczone- yoru, rozdzielajacego spadajaca Izególne strumienie oraz przewo¬ dów do doprowadzania gazu. Wieza ma u golu otwór, przy którym krople poszczególnych stru¬ mieni lacza sie znowu. Rozdzielacz ma ksztalt od¬ powiedniego stozka, którego wierzcholek jest zwró¬ cony w tóerunku górnego otworu wiezy a powie¬ rzchnia podzielona na wycinki o róznej dlugosci.Przy uzywaniu tego rozdzielacza zaleca sie do¬ prowadzac stal w ilosci zapewniajacej tworzenie sie na jego powierzchni warstwy metalu grubosci najwyzej 4 mm.Na rysunku uwidoczniono tytulem przykladu urzadzenie wedlug wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia urzadzenie w przekroju podluznym, fig. 2 — w skali powiekszonej, rozdzielacz w wido¬ ku z boku a fig. 3 — rozdzielacz w rzucie pozio¬ mym.Urzadzenie wedlug fig. 1 ma postac cylindrycz¬ nego pojemnika 1, stanowiacego wieze chlodnicza, zaopatrzonego u góry w pomost 2. Pojemnik 1 ma u góry waski otwór 3, a u dolu wielokrotnie szer¬ szy otwór 4. Pojemnik jest zaopatrzony w boczne przewody 5 w poblizu otworu 4, sluzace do dopro¬ wadzania gazu chlodzacego, Iktóry w górze moze wchodzic przez odpowiednie przewody 6. Ponizej otworu 4 znajduje sie odpowiednio krótszy lej 7, uksztaltowany jako plaszcz chlodzacy, do którego odprowadza sie przez króciec 8 wode, uchodzaca nastepnie przez króciec 9. W czesci górnej pojem¬ nika 1 ponizej otworu 3 znajduje sie stozkowa plyta 10 skierowana powierzchnia stozkowa do góry; plyta ta jest podtrzymywana za pomoca pod¬ pór 11. Plyta 10 tworzy wyzej wspomniany roz¬ dzielacz i wykonana jest z ogniotrwalego materialu.Nad otworem 3 moze byc ustawiona na pomoscie 2 kadz 12, przy czym wskazane jest umieszczenie miedzy pomostem i kadzia 12 uszczelniajacego pierscienia 13. Ponizej dolnego otworu 14 leja 7 znajduja sie dwa zespoly walców 15 i 16.Rozdzielacz 10, utworzony jako stozek, jest po¬ dzielony na duza liczbe odcinków jak pokazano na fig. 2 i 3.W przedstawionym przykladzie rozdzielacza za¬ stosowano lacznie dwanascie odcinków o trzech róznych dlugosciach, z których najdluzsze odcinki oznaczono liczba 17, srednie — liczba 18, a od¬ cinki krótkie liczba 19. Kazdy odcinek jest z jed¬ nej strony ograniczony obrzezami 20, tworzacymi 5 z powierzchnia odcinka rynne. Obrzeza 20 siegaja od zewnetrznej krawedzi 23 rozdzielacza do glad*- kiej powierzchni stozka 21.Podczas dzialania urzadzenia kadz 12 przesuwa sie nad otwór 3 i uszczelnia pierscieniem 13. po 10 czym otwiera jej otwór spustowy tak, ze strumien roztopionego metalu 22 jest doprowadzony do po¬ jemnika 1. Natrafiajac na rozdzielacz 10 strumien rozdziela sie na poszczególne odcinki 17,18,19 i dzie¬ ki temu zostaje rozdzielony na dwanascie poszcze- ]5 gólnych strumieni, które przeplywaja w cienkiej warstwie, na zewnatrz i nad krawedziami 23. Szyb¬ kosc odlewania dobiera sie tak, aby ta warstwa metalu nie byla grubsza niz 4 mm. Wskutek dzia¬ lania cisnienia powierzchniowego warstwa metalu 20 rozbija sie na krople na obrzezach rozdzielacza i w postaci szerokiego strumienia 24 spada z wiezy chlodniczej. Przeciwnie do strumienia metalu prze¬ plywa przez pojemnik gaz chlodzacy, doprowadza¬ ny przez przewody 5 i uchodzacy przez przewody 25 6. Pod dzialaniem gazu krople sa silniej lub sla¬ biej ochladzane zaleznie od ich wielkosci. Zbieraja sie one czesciowo w stanie plynnym, czesciowo w stanie plastycznym ponizej otworu 4 w strefie 25, jako ciagly odlew 26 z leja 7. Chlodzenie metalu 30 w leju ma jedynie na celu doprowadzic do calkowi¬ tego skrzepniecia, cienka warstwe niezageszczo- nego jeszcze odlewu ciaglego.Odlew ciagly 26 utworzony jest z kropel, które sa wzajemnie spojone swa skrzepnieta powierzchnia. 35 Pod dzialaniem zesposów walców 15 i 16 odlew ciagly jest zgniatany i nadaje mu sie ksztalt plas¬ ki. Wolne przestrzenie miedzy kroplami zostaja po tej obróbce wyeliminowane, a zawarty w nich gaz usuniety. Odlew ciagly mozna teraz obracac o kat 40 90° i obrabiac dalej w polozeniu poziomym. Dalsze odksztalcenie odlewu dokonuje sie szczególnie pro¬ sto, gdy odlew ciagly ma byc walcowany ma bla¬ che. W tym przypadku jest mozliwe ciagle walco¬ wanie odlewu w kilku dalszych walcarkach bez 45 koniecznosci pociecia odlewu no pojedyncze od¬ cinki.Jest takze mozliwe walcowanie pretów lub ksztal¬ towników, gdy wychodzacy z leja 7 plastyczny odlew ciagly jest od razu -zgniatany w dwu do 50 siebie prostopadlych kierunkach. Odlew ciagly mo¬ ze byc nastepnie przekrecony do poziomu i obra¬ biany dalej. Z powodu duzej plastycznosci odlewu walcowanie profili wymaga mniejszej liczby prze¬ pustów przez walce niz przy odksztalcaniu w sta- 55 nie stalym.W celu nadania odlewowi stalowemu jednarodo- nej struktury ziarnistej wymagane jest co naj¬ mniej 5 do 6-krotne odksztalcenia w stanie sta¬ lym. Dla blachy o grubosci koncowej 10 mm ozna- 60 cza to, ze powinna ona byc odksztalcana pdastycz- nie od grubosci 6 cm.Utrzymywanie odlewu w stanie plastycznym jest jedynie kwestia wlasciwego odprowadzenia ciepla. Stwierdzono, ze przy zawartosci 20% ma- 65 terialu stalego i 80 % substancji plynnej w wy-54282 6 chodzacym z plaszcza chlodzacego 7 odlewie ciag¬ lym i obróbce tego odlewu na blache, odksztalce¬ nie plastyczne musi byc zakonczone najpózniej po dwóch minutach.Odpowiednia wieza chlodnicza ma na przyklad srednice okolo 1 m i wysokosc 4 m. Ze wzgledu na czas spadania kropel nie powinna byc ona, ogólnie biorac, mniejsza niz 3 m. Wysokosc ta ograniczona jest przez szybkosc krzepniecia kropli.Jako przyklad rozpatrzono odlewanie odtlenio- nej stali martenowskiej o zawartosci 0,25% C, 0,3% Si, 0,05% P, i 0,05% S. Stal wlano do pojem¬ nika z kadzi o pojemnosci 80 ton z szybkoscia 5 t/min. Wskutek dzialania rozdzielacza 10 powsta¬ waly krople o wielkosci 0,8 — 5 mm. Jako gazu chlodzacego uzyto mieszanine gazowa skladajaca sie z 20% gazu wielkopiecowego i 80% czesciowo utle¬ nionego gazu ziemnego, zawierajacego 2% dwutlen¬ ku wegla, 33% tlenku wegla, 54% wodoru oraz slady — azotu. Gaz wdmuchiwano w temperatu¬ rze pokojowej. Zuzycie gazu wynioslo 240 mtyrriin, a temperatura wyjsciowa — 1000°C. Przy tym skrzepniecie stali wynosilo srednio 20%.Wspomniano juz, ze sa dopuszczalne inne posta¬ cie rozdzielacza, na przyklad w postaci pierscie¬ niowej dyszy rozpylajacej, w której stal jest roz¬ dzielana za pomoca strumienia gazu, w jtostaci sita lub ognioodpornego urzadzenia rozpylajacego. PL