RU30641U1 - Кристаллизатор для литья металлов и их сплавов - Google Patents

Description

v 2063108962 Кристаллизатор для литья металлов и их силавов Полезная модель относится к металлургической промышленности, а именно к непрерывной разливке расплавленных металлов, например, магния, алюминия и их сплавов в слитки требуемой длины. Более точно полезная модель связана с изготовлением литейных форм (кристаллизаторов) для непрерывной разливки расплавленных металлов и с конструкцией подобных литейных форм, имеющих разнообразную, как криволинейную, так и прямолинейную конфигурацию, обусловленную заданной формой отливки. Кристаллизатор может иметь, например, прямоугольный, квадратный, круглый или любой иной профиль. Непрерывная разливка расплавленных металлов в слитки любой требуемой длины является хорошо известной, и в данной области техники было описано множество литейных форм, позволяющих осуществлять непрерывную разливку, например, алюминия и его сплавов. В патенте США №3.688.834 от 05.09.1972 описана конструкция литейной формы для непрерывной разливки расплавленного металла. Этот патент был направлен на решение внутренне присущей процессу проблемы термического коробления литейной формы, возникающего вследствие перепада температур. Поскольку отдельные части литейной формы имеют водяное охлаждение, а другие части литейной формы находятся в контакте с расплавленным металлом, этой конструкции внутренне присуще техническое коробление. В прошлом конструкции графитовых литейных колец, как правило, имели круглую форму и обычно изготовлялись из единого куска графита. Эта практика, по-прежнему, имеющая широкое применение, обладает множеством очевидных преимуществ. llirip.llil МПК7В22О 11/00 „„ „ 1 формообразующего оборудования, которое обычно имеется в механическом цехе литейной или у изготовителя установок для литья металлов, трудно. В патенте США №4947925 кл. B22D 11/00, 14.08.1990, взятом в качестве ближайшего аналога, предложено изготовлять графитовое литейное кольцо из нескольких графитовых элементов, например, пары боковых сторон и пары торцевых элементов. Поскольку единое графитовое кольцо должно быть герметичным для жидкости, т. е. в литейном кольце не должно быть пространства, в которое может затекать расплавленный металл, крайне важно, чтобы графитовые элементы располагались в тесном контакте друг с другом. В том типе литейного аппарата, который рассмотрен в вышеназванном патенте, элементы графитового литейного кольца закреплены между верхним и нижним элементами рамы для обеспечения механического опирания и позиционирования указанных элементов. Ранее было известно использование концепции «обруча бочки размещения элементов кольца на верхней и нижней рамах и последующего закрепления указанных элементов с использованием стяжного обруча или иной конструкции - как, в принципе, делалось в течение веков при производстве деревянных бочек с металлическим обручем. г Этот подход не является удовлетворительным при производстве отличающихся от круглых графитовых конструкций для литья расплавленного металла, поскольку зажимающее усилие не прикладывается равномерно и поскольку графит является довольно хрупким и практически не обладает ударной вязкостью. Поэтому согласно известному патенту использовали специальные крепящие конструкции и методы, при использовании которых элементы зажимались перед тем, как помещаться между элементами верхней и нижней рамы. Очевидно, что все графитовые элементы должны располагаться на своих местах и быть неповрежденными перед тем, как может быть закреплен каждый из них.

Концепция предварительного закрепления представляет собой усовершенствование, которое помогает осуществить изготовление графитовых литейных кольцевых форм более крупного размера, эта концепция создает также и сложности при упомянутой сборке, а также при ремонте, когда для выполнения небольшого ремонта необходимо демонтировать все кольцо. Кроме того, при изготовлении прямоугольных слитков размер кольца может быть очень большим, что требует сложной механической обработки очень большого куска графита. Помимо этого, по контуру стенки кольца необходимо предусмотреть специальные выпускные профили и в результате изготовление литейной формы методом закрепления с использованием больших графитовых элементов требует очень много времени и является дорогим с точки зрения расхода материала и трудовых затрат.

Предложенная полезная модель позволяет осуш;ествить изготовление крупногабаритных и разнообразных по форме графитовых литейных форм (кристаллизаторов) из большого числа графитовых элементов вставок литейного кольца, которые позиционируются по отдельности и фиксируются в требуемом положении индивидуально, не требуя закрепления крепежными средствами, что облегчает процесс сборки в случае необходимости некоторых графитовых элементов. Кроме того, возможность позиционирования конфигурации фронтальной поверхности каждого вкладыша позволяет значительно разнообразить форму получаемых отливок, а ступенчатая конструкция собранных вместе составляющих кристаллизатора направлена на повышение качества готовых отливок и улучшения условий проведения технологического процесса.

Данная полезная модель воплощена в аппарате и методах технологических операций литья, которые существенно снижают расход исходных материалов, время механической обработки, время изготовления и сборки литейной формы, а, следовательно, затраты на сборку.

техническое обслуживание литейной формы и ее ремонт, приводя к суммарному существенному снижению затрат на механическую обработку, и, в конечном счете, затрат на разливку металла.

Данная полезная модель обеспечивает также низкозатратную альтернативу созданию технологической оснастки - прототипа, необходимой для формирования слитков различной формы и размеров, тем самым, повышая гибкость операции разливки, позволяя быстро перенастраиваться на новые и усложненные размеры и очертания отливаемых изделий. Данная полезная модель обеспечивает также экономию на технологической оснастке, расходных материалах и затратах

на капиталовложения.

Указанный технический результат достигается совокупностью следующих признаков:

Кристаллизатор содержит множество установленных вплотную один к другому графитовых вкладышей, образующих внутреннюю его стенку, которая предназначена для контакта с расплавленным металлом, профилированную раму, установленную с задней и нижней сторон вкладышей, выполненную с возможностью опоры на нее вкладышей и соединенную с помощью средств крепления с расположенной в нижней части кристаллизатора пластинчатой крыщкой с образованием между ней и рамой камеры для охлаждающей жидкости. Кристаллизатор имеет ступенчатый, сужающийся к низу профиль, а поперечное сечение каждого вкладыша имеет прямолинейный или криволинейный контур.

Торцевые поверхности боковых кромок, рядом расположенных вкладышей, имеют ответную одна другой форму.

В верхней и/или нижней частях рамы кристаллизатора образованы канавки, а в соответствующих местах вкладыщей выполнен, по меньшей мере, один ответный канавкам выступ, который предназначен для плотного вхождения и фиксации в указанной канавке. V Толщина каждого вкладыша находится в пределах от 0,3 до 1,3 см, а высота в пределах от 0,6 до 10 см. На задней стенке каждого вкладыша образованы, по меньшей мере, две продольные канавки для подвода смазочного масла и/или газа, и/или жидкости. На передней стенке каждого вкладыша образовано покрытие из смеси твердых коллоидных частиц графита и дисульфида молибдена, имеюш;их субмикронные размеры. В верхней части над вкладышами установлен ступенчатый монтажный блок, соединенный с помош;ью средств крепления с рамой и выступаюш;ий за фронтальную поверхность вкладышей на расстояние 0,23,8 мм. Выступ монтажного блока выполнен закругленным с радиусом от 2 до 5 мм. Ширина уступа между ступенями монтажного блока составляет мм. Монтажный блок состоит из двух отдельных, расположенных один над другим элементов. Нижняя часть вкладышей выступает за поверхность рамы на расстояние 0,,8 мм, а рама выступает за поверхность пластинчатой 1 крышки на расстояние НЗ мм. Данная полезная модель представляет собой усовершенствование литейной формы для расплавленного металла. Входяш;ая в нее рама представляет собой комбинацию опоры для вкладышей и части охлаждаюш;ей камеры. Рама служит для образования замкнутой (кольцевой) поверхности. В литьевую форму входит очень большое количество графитовых вкладышей (их число превышает 80 штук на каждый метр периметра формы). Они опираются без дополнительного крепления на опору для вкладышей в охлаждаюш;ей раме. Элементы вкладышей подгоняются кромка к кромке на опорной части рамы для v формирования литейной поверхности для расплавленного металла. Элементы вкладышей в предпочтительном варианте конструкции образуют кромку, которая плотно садится в кольцевые канавки в опорной и охлаждающей раме для позиционирования и блокировки в них указанных элементов вкладышей. В предпочтительном варианте конструкции изобретения литейная машина спроектирована для обеспечения, в дополнение к графитовому кольцу, смазочного масла и дополнительной жидкой среды, выбранной из группы жидких сред, имеюш;их высокую испаряемость при нагреве с наличием или без наличия газовой среды, которые одновременно впрыскиваются через проницаемые для жидкости графитовые элементы таким образом, что масло и дополнительная жидкая среда попадают в полость в точках на внутренней, обраш,енной к отливке поверхности. В другом предпочтительном варианте конструкции обраш;енные к отливке поверхности элементов вкладышей покрыты пульпой из коллоидных частиц графита субмикронного размера и частиц дисульфида молибдена. Эти частицы осуществляют модификацию и определяют характеристики поверхности отливки, а также обеспечивают гладкую стойкую к прилипанию поверхность, позволяя преодолеть любые несоответствия, которые могут возникнуть в результате использования „„ элементов вкладышей не в точности одной и той же толщины или тех, которые могут содержать в себе несовершенства. Смазочное масло, содержащее или не содержащее испаряющиеся жидкости, предпочтительно подаваемое с помощью канавок, образованных на тыльной стороне, т. е. на стороне, не обращенной к литьевому кольцу, элементов вставок, вынуждается одновременно диффундировать через тело кольца, т. е. через каждый из элементов вставки, так, чтобы поступать на внутреннюю периферическую поверхность литейного кольца во время заливки и формования массы расплавленного металла.

Например, в некоторых вариантах конструкции донолнительной текучей средой является газ.

В другом варианте конструкции масло и газ подаются в проницаемые для текучей среды элементы вставок через множество протяженных канавок, простирающихся по тыльной стороне графитового кольца.

Предусмотрены также устройства подачи текучей среды для одновременного впрыска смазочного масла и дополнительной жидкой среды, выбранной из группы жидких сред, имеющих высокую испаряемость при нагреве с наличием или без наличия газовой среды, через проницаемые для текучей среды секции стенки так, что масло и дополнительная текучая среда поступают в полость в точках на внутренней поверхности секций стенки.

В варианте конструкции смазочное масло закачивается в упомянутые выше канавки вместе с потоком находящегося под давлением такого газа, как воздух. Масло и газ могут одновременно закачиваться в одну и ту же канавку или канавки или же это закачивание может осуществляться раздельно в соответствующие канавки, так что масло и газ диффундируют одновременно через тело графитовых вставок и поступают в полость на внутренней периферической поверхности литейного кольца

во время подачи массы расплавленного металла и образования застывшей массы в виде удлиненной заготовки металла.

Графит представляет собой полученный методом горячего изостатического прессования или экструзии очень мелкозернистый, практически не содержащий трещин, высокопрочный графит типа графита ATJ (производство США).

Желательно, чтобы он подвергался также механической обработке для получения высокой частоты поверхности и имел высокую теплопроводность. Подобный графит имеет достаточно высокую проницаемость, позволяющую маслу и газу диффундировать сквозь него.

Помимо этого, подобный графит допускает диффузию в твердой среде очень мелких, имеющих субмикронные размеры, коллоидных частиц порошка графита и дисульфида молибдена. В предпочтительной конструкции на поверхность графитовых вставок, которые становятся поверхностью отливки, наносится покрытие из смеси этих порошковых красок. Это покрытие наносится в виде порошка или порошков или, что удобно, в виде пульпы или суспензии подобных мелких порошков в смеси деионизированной воды и спирта.

В качестве иного, но эквивалентного варианта обеспечения газомасляной среды на поверхности отливки следует упомянуть подачу касторового или кокосового масла или иного смазочного масла, находяш;егося в виде суспензии в такой сильно испаряюш;ейся жидкостипереносчике, как спирт, в одну из канавок, при этом для испарения переносчика за время, за которое смесь поступает к внутренней периферической поверхности формы можно положиться на тепло, которое генерируется в графитовом кольце за время операции отливки. При этом пары переносчика становятся частью кольца вокруг металлической массы и могут полностью замесить газообразную среду, обычно подаваемую в канавки, что, тем самым, устраняет необходимость в подводке газа к канавкам. В качестве альтернативы или в дополнение к указанному, можно использовать пары переносчика для модификации характера газов/паров в кольце и/или для оказания влияния на охлаждение металлической массы сверху.

Другие особенности и преимущества данной полезной модели, в том числе несколько возможных вариантов ее реализации, следуют из чертежей и приводимого ниже описания.

Па фиг.1 представлен частичный продольный разрез кристаллизатора; , на фиг.З представлен вид с торца на один из графитовых вкладышей кристаллизатора; на фиг.4 и 5 представлены варианты сечений В-В по фиг.З. Согласно предложенной полезной модели кристаллизатор может иметь любую конфигурацию внутренней поверхности, а именно эта поверхность, обращенная к металлу, может быть как прямолинейной, так и криволинейной. Кристаллизатор состоит из профилированной рамы 1, нижний участок 2 которой служит опорой для графитовых вкладышей 3 (фиг.1). Профилированная рама 1 соединена с пластинчатой крышкой 4 с помош;ью средств крепления. Над вкладышами 3 установлен ступенчатый монтажный блок, ступени 5 и 6 которого из соображений экономии могут состоять из двух отдельных деталей или выполняться за одно целое. Монтажный блок изготовлен из керамического материала с дисперсными частицами графитовых волокон и соединен крепежным средством, например, болтом 7 с рамой 1. Между рамой 1 и пластинчатой крышкой 4 образована камера 8 для охлаждающей жидкости. Ступенчатый профиль кристаллизатора образован сверху вниз элементами 5 и 6 монтажного блока, графитовыми вкладышами 3, нижней частью 2 рамы и пластинчатой крышкой 4. Между всеми перечисленными элементами образованы уступы следующей ширины: верхняя ступень 6 монтажного блока выходит за поверхность нижней ступени 5 этого блока на величину мм; нижняя ступень 5 монтажного блока образует над вкладышем 3 уступ, равный 0,2-3,8 мм; такой же по величине уступ образован между вкладышем и нижней частью 2 рамы, которая, в свою очередь, выступает над поверхностью пластинчатой крышки на мм.

t& ч:

На фиг.З изображен торец (боковая кромка) вкладыша 3, который согласно разным вариантам выполнения может иметь один или два выступа, образованных как в нижней, так и в верхней его части. Нижний выступ 9 выполнен прямоугольным, отстоящим внутрь от фронтальной поверхности вкладыша, и имеет протяженность вниз не менее чем на 2,5 мм. Верхний выступ 10 имеет Г-образную форму, его длина составляет примерно 8 мм,

На тыльной стороне вкладыша 3 выполнено от 2 до 10 продольных канавок 11 для подвода смазочного масла или других вышеназванных веществ, предназначенных для диффундирования сквозь графитовые вкладыши на внутреннюю поверхность кристаллизатора. Высота каждой канавки примерно 3 мм, а ее глубина около 1, 5 мм.

Выступы 9 и 10 вкладыша служат для их размещения в соответствующих канавках 12 и 13 рамы,

На фиг.4 изображены некоторые из возможных вариантов конфигурации фронтальной поверхности вкладышей, В зависимости от требуемой формы боковой поверхности отливки вкладыши могут иметь криволинейный 14 (фиг,4а) или прямолинейный 15 (фиг,4б) контур.

Множество графитовых элементов вкладышей 3 кристаллизатора опираются полностью без крепления на опору для вкладышей и охлаждающую раму 1, будучи установленными бок о бок,

Г-образный выступ в верхней части и выступ в нижней части соответствующих графитовых элементов вкладышей кристаллизатора устанавливаются в канавки 13 и 12 в опоре вкладыша и в охлаждающей раме 1, Задние поверхности графитовых элементов вкладышей опираются на опорную поверхность рамы 1, Опора вкладышей и охлаждающая рама 1 опирается с помощью традиционных средств, например, на разливочный стол (не показан),

охлаждающей рамой камеру для охлаждения воды. Расплавленный металл заливается в форму (кристаллизатор), а слиток опускается вниз по мере добавления дополнительного расплавленного металла. Расплавленный металл удерживается у графитовой литейной поверхности, образуемой большим числом графитовых элементов вкладышей кристаллизатора, опираемых на блокируемых в заданном положении и получающих охлаждение от рамы 1, охлаждаемая камера которой образуется рамой и нижней крышкой 4, которые могут удерживаться вместе с помощью любого удобного крепежного средства, например, болта 7 и сопутствующих шайб, гаек, или с использованием иных крепежных элементов. Керамические монтажные блоки 5 и 6 используются в сочетании с литейной формой.

По одному из вариантов выполнения вкладыша кристаллизатора (фиг.4б) его фронтальная (передняя) поверхность является гладкой и плоской. Поскольку передняя поверхность вкладыша представляет собой поверхность, на которую выливается расплавленный металл, желательно, чтобы она была гладкой для предотвращения прилипания расплавленного металла. Согласно предложения, литейная форма может быть любого размера и в том числе угловой формы с использованием графитовых элементов вкладышей кристаллизатора, имеющих плоскую поверхность; однако, могут быть изготовлены указанные элементы, у которых эти поверхности имеют дугообразную (фиг.4а) или любую искривленную форму (не показана). Графит представляет собой прессованный в форме очень мелкозернистый, практически не содержащий трещин, высокопрочный графит типа графита ATJ, продаваемого Отделом углеродных продуктов корпорации Union Carbide, Чикаго, шт. Иллинойс, США. Предпочтительно, чтобы он подвергался также механической обработке для получения высокой чистоты поверхности и имел высокую теплопроводность. Подобный графит имеет достаточно высокую проницаемость, позволяющую маслу и газу диффундировать сквозь него. i Помимо этого, подобный графит допускает диффузию в твердой фазе очень мелких, имеющих субмикронные размеры, коллоидных частиц, порошка графита и дисульфида молибдена. В предпочтительном варианте конструкции на поверхность графитовых вставок, которые становятся поверхностью отливки, наносится покрытие из смеси этих порошковых красок. Это покрытие может наноситься в виде порошка или порошков, или, что удобно, в виде пульпы или суспензии подобных мелких порошков в масле. Задняя (тыльная) поверхность графитового элемента вкладыша кристаллизатора является, как правило, гладкой, но в данном варианте конструкции имеет ряд продольных канавок 11, простирающихся по задней поверхности вкладыша. Эти канавки используются как резервуары со смазывающей жидкостью, которая проталкивается через графитовые элементы. Эти канавки также полезны для снятия термических напряжений во время сборки кольца и при его использовании. Графитовые элементы вкладыша кристаллизатора были описаны применительно к конструкциям с плоской поверхностью, однако, эти элементы, которые являются небольшими и легко подвергаются механической обработке, могут быть изготовлены практически любой формы для сборки в любом месте формы для получения любой требуемой ее конфигурации. В отличие от элементов и систем известных конструкций, графитовые элементы вкладыша кристаллизатора, сущность которых представлена здесь, являются самопозиционирующимися и самоблокирующимися в конструкции кристаллизатора, не требуя крепления какого-либо типа. Более того, для полной опоры и определения положения графитовых элементов вкладыша кристаллизатора используется только один рамный элемент. . Обратимся более подробно к фиг.1 и 3, на которых представлена опора вкладышей и охлаждающая рама 1, которая обеспечивает часть контура циркуляции охлаждающей среды и общее механическое опирание и позиционирование графитовых элементов вкладыша кристаллизатора и их связь с элементами литейной формы. Опора вкладышей и охлаждающая рама 1 имеет такую форму и изготовлена таким образом, что определяет опорную и охлаждающую поверхность графита такой конфигурации, что тыльная сторона графитовых элементов вкладыша кристаллизатора плотно прилегает к этой поверхности. Эта опорная и охлаждающая поверхность графита обращена внутрь, т. е. в направлении пространства, ограничиваемого формой, и, как правило, простирается в вертикальном направлении, т. е. более или менее перпендикулярно плоскости кристаллизатора. Простирающийся вперед от нижней части рамы 1 в направлении к центру формы передний опорный выступ 2 имеет такую форму и изготовлен таким образом, что образует простирающийся вверх выступ, который определяет канавку 12, которая имеет такую форму и изготовлена таким образом, что плотно размещает в себе нижний выступ 9 вкладыша 3. Простирающийся вверх от передней грани рамы элемент имеет такую форму и изготовлен таким образом, что образует простирающийся вверх выступ, который образует канавку 13, которая имеет такую форму и изготовлена таким образом, что плотно размещает в себе выступ 10 графитового элемента вкладыша кристаллизатора. После расширения за счет нагрева указанных выступов края графитовых элементов вкладышей оказываются сжатыми друг с другом, что, тем самым, создает между ними герметичное для жидкости уплотнение, предотвращая попадание между ними расплавленного металла. ,

С целью обеспечения точного положения отдельных графитовых элементов вкладыша кристаллизатора эти элементы собираются с использованием следующего метода. Опорное кольцо рамы размещается в установленном положении. Каждый из отдельных графитовых элементов вкладышей устанавливается предварительно, а затем, при необходимости, обрезается до соответствующей длины и/или подвергается механической обработке до требуемой конфигурации, например, один из торцев может быть скошен для образования угла с другим графитовым элементом вкладыша, имеющего скос кромки. Затем отдельный графитовый элемент вкладыша охлаждается в жидком азоте, что приводит к термическому сжатию графита. Затем охлажденный с помощью жидкого азота отдельный графитовый элемент вкладыша размещается на опоре и охлаждающей раме 1, при этом задняя поверхность отдельного графитового элемента вкладыша покоится на обращенной внутрь поверхности опоры вкладыша и охлаждающей раме, выступ 9 попадает в канавку 12, а выступ 10 попадает в канавку 13, После нагревания кромки графита расширяются в соответствующих канавках и фиксируют положение отдельного графитового элемента вкладыша в раме 1.

Кристаллизатор включает в себя дополнительные элементы, которые здесь не описаны, поскольку не относятся непосредственно к данному изобретению.

Нижняя пластинчатая крышка 4 имеет такую форму и изготовлена таким образом, что образует большое число выпускных отверстий для охлаждающей воды, окружающих отливаемый слиток, одно из них обозначено позицией 16. Угол наклона отверстия к горизонтали составляет 55-84. Ступенчатая конфигурация охлаждающей камеры в данном изобретении отличается от известных конструкций. . за счет формирования уступа на внутренней поверхности формы. Этот уступ является важной отличительной особенностью данного изобретения, поскольку он предотвращает повторное касание между затвердевшей оболочкой слитка и стенкой формы, тем самым, предотвращая образование продолжения связей подповерхностной ликвации. В верхней поверхности пластинчатой крышки может быть выполнена канавка для кольцевого уплотнения (не показана). Для того чтобы герметизировать охлаждаюшую камеру, болт 7 проходит через каналы, образованные в опоре вкладыша и охлаждающей раме 1 и пластинчатой крышке 4 для того, чтобы стянуть вместе две половинки для уплотнения элементов с помощью кольцевых прокладок. Необходимо отметить, что данное стягивающее действие не является частью позиционирования и сборки отдельных графитовых элементов вкладыша кристаллизатора. На практике вся конструкция водяной камеры обычно собирается перед присоединением отдельных графитовых элементов вкладышей. Монтажный блок, состоящий из кольцевой керамической пластины 5 и кольцевой керамической перегородки 6, крепится к литейной форме с помощью кронштейна 17 и болта 7, предназначенных для удерживания этих элементов вместе. Следует отметить, что крепление керамического блока не связано непосредственно с позиционированием отдельных графитовых элементоввкладышей,которыеявляются самоблокирующимися относительно опоры вкладыша и охлаждающей рамы 1, как это было показано выше. Как видно из фиг.1, кристаллизатор имеет ступенчатый, сужающийся книзу профиль. Ступенька 18, образованная между элементами 5 и 6 монтажного блока имеет протяженность примерно мм и служит для задерживания разнообразных окислов металлов на поверхности расплава. N расплавленного металла таким образом, чтобы угол контакта между мениском расплава и графитовыми вкладышами контролировался в требуемом диапазоне. Протяженность уступов или ступенек 20 и 21 составляет примерно 0,,5 мм, а уступ 22 является существенно более глубоким и, в предпочтительном варианте, представляет собой просто скошенную кромку. Как показано на фиг, 1, опора вкладыша и охлаждающая рама, а также графитовые элементы вкладышей кристаллизатора спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы создать направленный вовне уступ, лежащий в пределах от примерно 0,2 до примерно 2,5 мм над центральной частью литейной формы между верхней частью графитовой литейной поверхности и уступ, лежащий в пределах от примерно 0,2 до примерно 2,5 мм между нижней частью графитовой литейной поверхности и конструкцией ниже указанной литейной поверхности. Эти уступы являются важной отличительной особенностью данного изобретения, поскольку они предотвращают повторное касание затвердевшей оболочки слитка и стенки кольца, тем самым, предотвращая образование продолжения связей подповерхностной ликвации. Аппарат для литья спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать в дополнение к графитовому кольцу использование смазочного масла и дополнительной текучей среды, выбираемой из группы, состоящей из жидких сред, имеющих высокую испаряемость при нагреве, и газообразной среды, которые одновременно впрыскиваются через проницаемые для жидкости графитовые вкладыши. Смазочное масло и газ подаются любым известным способом. Например, источник смазочного масла и/или газа может подавать масло и/или газ в канавки 11 на тыльной стороне вкладышей через соответствующие каналы и отверстия (не показаны), образованные в раме. 16 х внутреннюю периферическую поверхность кристаллизатора во время заливки в форму массы расплавленного металла. Смазочное масло закачивается в упомянутые выше канавки вместе с потоком находящегося под давлением такого газа, как воздух. Масло и газ могут одновременно закачиваться в одну и ту же канавку или канавки или же это закачивание может осуществляться раздельно в соответствующие канавки, так что масло и газ диффундируют одновременно через тело графитовых вкладышей и поступают в полость на внутренней периферической поверхности кристаллизатора во время подачи массы расплавленного металла и образования застывщей массы в виде удлиненной заготовки металла. В качестве иного, но эквивалентного способа обеспечения газомасляной среды на поверхности отливки следует упомянуть подачу касторового или кокосового масла или иного смазочного масла, находящегося в виде суспензии в такой сильно испаряющейся жидкостипереносчике, как спирт, в одну из канавок, при этом для испарения переносчика за время, за которое смесь поступает к внутренней периферической поверхности кристаллизатора, можно положиться на тепло, которое генерируется в графитовом кольце вкладышей за время операции отливки. При этом пары переносчика становятся частью этого кольца, образующегося вокруг металлической массы, и могут полностью заместить газообразную среду, обычно подаваемую в канавки, что, тем самым, устраняет необходимость в подводе газа к канавкам. В качестве альтернативы, или в дополнение к указанному, можно использовать пары переносчика для модификации характера газов/паров в кольце и/или для усиления охлаждения металлической массы сверху. Опора вкладыша и охлаждающая рама, которым придана форма и которые изготовлены таким образом, чтобы образовать замкнутое плоское кольцевое пространство, очерчивают кольцевую опорную поверхность, которая обращена к кольцевому пространству, и, как правило. W располагается перпендикулярно плоскости указанного кольцевого пространства. Опорная поверхность находится в прямой тесной термической связи с камерой для охлаждающей жидкости, например, через теплопроводящую систему. Рама изготовлена из теплопроводящего материала, например, стали, алюминия или его сплавов или других металлов и металлических сплавов. Таким образом, опорная поверхность охлаждается с помощью охлаждающей жидкости, например, воды, в охлаждающей камере. Известен способ впрыска воды из охлаждающей камеры в направлении формируемого слитка с целью обеспечения непосредственного водяного охлаждения на поверхности слитка для сохранения его целостности и твердого состояния, подобный способ предусмотрен и в данном изобретении. Больщое число графитовых элементов вкладышей литейного кольца опираются без крепления специальными металлическими средствами на опорную поверхность охлаждающей рамы. В результате элементы вкладышей охлаждаются через теплопроводящий материала рамы и опорную поверхность за счет охлаждающей воды, находящейся в охлаждающей камере. В раме выполнена одна или большее число кольцевых канавок, примыкающих к указанной кольцевой поверхности. Элементы вкладыщей подгоняются краями друг к другу на кольцевой поверхности, определяя литейное кольцо для расплавленного металла. Данная полезная модель значительно уменьшает затраты на необработанные материалы, т. е. стоимость графита; время механической обработки, т. е. время механической обработки опорной плоскости и время механической обработки графита, а, тем самым, уменьшает и затраты на механическую обработку; время на изготовление и сборку кристаллизатора, а, тем самым, и затраты на его сборку и затраты на техническое обслуживание и ремонт литейной формы. Все перечисленное ведет к суммарному значительному уменьшению затрат на технологическую оснастку и, в конечном, счете, затрат на разливку Ы)Ш W металла. Данная полезная модель обеспечивает также низкозатратную альтернативу созданию технологической оснастки-прототипа, необходимой для формирования слитков различной формы и размеров, тем самым, повышая гибкость операции разливки, позволяя быстро перестраиваться на новые и усложненные размеры и очертания отливаемых изделий, а ступенчатая, сужающаяся книзу форма кристаллизатора позволяет повысить качество производимых отливок. Данная полезная модель обеспечивает также экономию на технологической оснастке, расходных материалах и затратах на капиталовложения. jsjomio (

Claims (14)

1. Кристаллизатор, содержащий множество установленных вплотную один к другому графитовых вкладышей, образующих внутреннюю его стенку, предназначенную для контакта с расплавленным металлом, профилированную раму, выполненную с возможностью опоры на нее вкладышей и соединенную с помощью средств крепления с расположенной в нижней части кристаллизатора пластинчатой крышкой с образованием между ней и рамой камеры для охлаждающей жидкости, при этом кристаллизатор имеет ступенчатый, сужающийся книзу профиль, а поперечное сечение каждого вкладыша имеет прямолинейный или криволинейный контур.

2. Кристаллизатор по п.1, в котором торцевые поверхности боковых кромок рядом расположенных вкладышей имеют ответную одна другой форму.

3. Кристаллизатор по любому из пп.1 и 2, в верхней и/или нижней частях рамы которого образованы канавки, а в соответствующих местах вкладышей выполнен, по меньшей мере, один ответный канавкам выступ, предназначенный для плотного вхождения и фиксации в указанной канавке.

4. Кристаллизатор по п.3, в котором верхний выступ каждого вкладыша имеет Г-образную форму.

5. Кристаллизатор по любому из пп.1-4, толщина каждого вкладыша которого находится в пределах от 0,3 до 1,3 см, а высота в пределах от 0,6 до 10 см.

6. Кристаллизатор по любому из пп.1-5, на задней стенке каждого вкладыша которого образованы, по меньшей мере, две продольные канавки для подвода смазочного масла, и/или газа, и/или жидкости.

7. Кристаллизатор по любому из пп.1-6, на передней стенке каждого вкладыша которого образовано покрытие из смеси твердых коллоидных частиц графита и дисульфида молибдена, имеющих субмикронные размеры.

8. Кристаллизатор по любому из пп.1-7, в верхней части которого над вкладышами установлен ступенчатый монтажный блок, соединенный с помощью средств крепления с рамой и выступающий за фронтальную поверхность вкладышей на расстояние 0,2-3,8 мм.

9. Кристаллизатор по п.8, в котором выступ монтажного блока выполнен закругленным с радиусом от 2 до 5 мм.

10. Кристаллизатор по любому из пп.8 и 9, в котором ширина уступа между ступенями монтажного блока составляет 2-8 мм.

11. Кристаллизатор по любому из пп.8-10, в котором монтажный блок состоит из двух отдельных, расположенных один над другим элементов.

12. Кристаллизатор по любому из пп.1-11, в котором нижняя часть вкладышей выступает за поверхность рамы на расстояние 0,2-3,8 мм.

13. Кристаллизатор по любому из пп.1-12, в котором рама выступает за поверхность пластинчатой крышки на расстояние 1-3 мм.

14. Кристаллизатор по любому из пп.1-13, в котором на каждом метре периметра рамы установлено около 80 штук вкладышей.