SE436979B

SE436979B - METHOD AND PLANT FOR METAL CASTING IN AN ELECTROMAGNETIC FIELD

Info

Publication number: SE436979B
Application number: SE7901922A
Authority: SE
Inventors: A S Tertishnikov; B P Platunov; A V Novikov; N A Gordeev; E K Belebashev; D P Lovtsov; V A Korytov; J P Ignatiev
Original assignee: Gni Pi Splavov Tsvet Metall Ti
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1985-02-04
Also published as: SE7901922L; DE2908795A1; GB2020211B; DE2908795C2; IT1188778B; IT7920887A0; GB2020211A

Description

7901922-0 2 hållning av vn pelare av götets smälta fas vid en ringa ökning av det statiska metallpelartrycket eller vid en ringa ändring av andra gjuttekniska parametrar samt stelningsparametrar, exempelvis vid en ändring av sänkningshastigheten för bottenplatten med götet, vid stötar, vid vibrationer hos bottenplattan samt vid en ändring av stelningshastigheten. \ D Det finns ett antal högtemperaturmetaller samt höglegerade legeringar med lätt förångbara beståndsdelar. Vid gjutning av sådana metaller i elektromagnetiska fält exciteras götets smälta fas avse- värt genom intensiv konvektiv strömning av smältan i götets smälta fas och genom uppstigande blåsor till följd av legeringsbestånds- delars sublimering. En intensiv excitering av götets smälta fasyta, samt en ansamling av slagg- och oxidinneslutningar, vilka förorsakar lokal olikformighet i växelverkan med det elektromagnetiska fältet gör det omöjligt att - ifall denna excitering icke dämpas - funktionssäkert stabilisera formningen och stelningen av sidoytan av götets smälta zon och följaktligen framställa göt av hög kvalitet. 7901922-0 2 holding of a pillar of the molten phase of the ingot with a slight increase of the static metal column pressure or with a slight change of other casting technical parameters and solidification parameters, for example when changing the lowering speed of the base plate with the ingot, in shocks, in vibrations of the base plate and in the event of a change in the solidification rate. \ D There are a number of high temperature metals as well as high alloy alloys with easily evaporable constituents. When casting such metals in electromagnetic fields, the molten phase of the ingot is significantly excited by intense convective flow of the melt in the molten phase of the ingot and by rising bubbles as a result of the sublimation of alloying components. Intense excitation of the molten phase surface of the ingot, as well as an accumulation of slag and oxide inclusions, which cause local non-uniformity in interaction with the electromagnetic field, make it impossible to - if this excitation is not attenuated - functionally stabilize the formation and solidification of the side surface of the ingot. consequently produce high quality ingots.

Icke heller möjliggör den intensiva exciteringen av götets smälta zon, speciellt denna zons övre del, en tillräckligt noggrann kontroll av götets smälta zonhöjd, då göt framställes av dessa legeringar.Nor does the intense excitation of the molten zone of the ingot, especially the upper part of this zone, allow a sufficiently accurate control of the molten zone height of the ingot, as ingot is produced from these alloys.

Det är känt att en ändring av götets smälta zonhöjd för- orsakar en proportïonell ändring av götets tvärsnlttsdimensioner.It is known that a change in the molten zone height of the ingot causes a proportional change in the transverse dimensions of the ingot.

Ifall denna höjd i hög grad överstiger den nominella höjden, störs gjutningen. Dessa hos formningen och stelningen medelst de kända förfaranden och anläggningarna för metallgjutning utmärkande sär- dragen blir mer utpräglade, då göt framställes av tunga icke-järn- metaller och järnmetaller samt legeringar, som vid smältans yta icke bildar en kontinuerlig, sammanpackad och hållfast oxidfilm, som befrämjar att det av induktorn alstrade elektromagnetiska fältet förhindrar att götets smälta zonpelare sprider sig, då höjden av götets flytande fas ökar med minst 20 % av den nominella höjden.If this height greatly exceeds the nominal height, the casting is disturbed. These features of molding and solidification by the known casting methods and plants become more pronounced when ingots are made of heavy non-ferrous and ferrous metals and alloys which do not form a continuous, compacted and solid oxide film at the surface of the melt. which promotes that the electromagnetic field generated by the inductor prevents the molten zone pillar of the ingot from spreading, as the height of the liquid phase of the ingot increases by at least 20% of the nominal height.

Man måste därför begränsa inverkan av denna excitering av götets smälta fas på formningen och stelnandetav metallen, samt förhindra att oxidfilmer och skum från den övre delen av götets smälta metallzon hamnar på metallzonens sidoyta.It is therefore necessary to limit the effect of this excitation of the molten phase of the ingot on the forming and solidification of the metal, and to prevent oxide films and foams from the upper part of the molten metal zone from ending up on the side surface of the metal zone.

Detta begränsade användningsområdei för de kända förfarandena och anläggningarna för gjutning av metall beror på att formningen är mycket känslig för obetydliga variationer i de gjuttekniska para- metrarna samt stelningsparametrarna för götmetallen. En hög känslig- het hos den kontaktlösa formningen av götets smälta fas medelst det 1901922-0 3 av induktorn alstrade elektromagnetiska fältet representerar sä- ledes en av de viktiga svårigheter, som uppkommer vid genomförande av det kända förfarandet, vid vilket man icke kan framställa göt av hög kvalitet av svårsmälta och lättoxiderande metaller och legeringar, som icke bildar en kontinuerlig, sammanpackad och hållfast oxid-' film vid ytan av götets smälta fas, såsom exempelvis aluminium och en rad andra av aluminiumlegeringar gör.This limited area of use for the known methods and plants for casting metal is due to the fact that the molding is very sensitive to insignificant variations in the casting technical parameters as well as the solidification parameters for the ingot metal. A high sensitivity of the contactless formation of the molten phase of the ingot by means of the electromagnetic field generated by the inductor thus represents one of the important difficulties which arise in carrying out the known process in which ingot cannot be produced. of high quality of indigestible and easily oxidizing metals and alloys which do not form a continuous, compacted and solid oxide film at the surface of the molten phase of the ingot, as, for example, aluminum and a variety of other aluminum alloys do.

Denna nackdel med det kända förfarandet beror på att det är svårt att automatiskt stabilisera resultanterna av de elektromagne- tiska krafterna från induktorfältet, som är avsett att forma götets smälta fas, och smältans metallostatiska tryck över höjden av götets smälta metallzon, samt på att formningen av götets smälta metallzon icke korrigeras automatiskt i önskad grad genom låg tröghet vid ändring av de gjuttekniska parametrarna och stelningsparametrarna, i synnerhet vid gjutning av högtemperaturmætallavoch -legeringar.This disadvantage of the known method is due to the fact that it is difficult to automatically stabilize the results of the electromagnetic forces from the inductor field, which is intended to form the molten phase of the ingot, and the metallostatic pressure of the melt over the height of the molten metal zone, and the molten metal zone of the ingot is not automatically corrected to the desired degree by low inertia when changing the casting technical parameters and solidification parameters, in particular when casting high-temperature metal alloys and alloys.

Man har kunnat konstatera, att en ökning av höjden av götets smälta metallzon med exempelvis endast 3-5 mm medför en motsvarande ändring av tvärsnittsdimensionerna hos götets smälta metallzon. Ifall jämviktskrafterna mellan det metallostatiska trycket och det elektro- magnetiska Fälttryckot störes 1 större grad, upphör gjutningen. En ändring av höjden av götets smälta metallzon eller av den s.k. elektromagnetiska formningsanordningens elektriska parametrar samt en ändring av götets utdragningshastighet påverkar mycket ogynnsamt götkvaliteten, då göt framställes av tunga högtemperatur-metaller och -legeringar, som icke bildar kontinuerliga, sammanpackade och hållfasta oxidfilmer vid smältans yta, såsom exempelvis aluminium- V legeringar gör vilket bidrar till stabil formning av götets flytande fas.It has been found that an increase in the height of the molten metal zone of the ingot by, for example, only 3-5 mm entails a corresponding change in the cross-sectional dimensions of the molten metal zone of the ingot. If the equilibrium forces between the metallostatic pressure and the electromagnetic field pressure are disturbed to a greater degree, the casting ceases. A change in the height of the molten metal zone of the ingot or of the so-called The electrical parameters of the electromagnetic forming device and a change in the elongation speed of the ingot very adversely affect the ingot quality, as ingots are made of heavy high temperature metals and alloys which do not form continuous, packed and strong oxide films at the melt surface, such as aluminum V alloys. stable formation of the liquid phase of the ingot.

Metaller, som liknar aluminium och några av dess legeringar, kräver icke att götets smälta metallzon är säkert värme- och oxida- tionsskyddad, eftersom den hållfasta och sammanpackade oxidfilm, som bildas vid ytan av götets smälta metallzon, på ett säkert sätt skyddar smältan mot oxidation och kontakt med luft och därigenom förhindrar att slagg och oxider bildas i form av skum vid en ringa överhettning av metallen innan denna igjutits.Metals similar to aluminum and some of its alloys do not require the molten metal zone of the ingot to be safely protected from heat and oxidation, as the strong and compacted oxide film formed at the surface of the molten metal zone of the ingot securely protects the melt from oxidation. and contact with air, thereby preventing slag and oxides from forming in the form of foam upon slight overheating of the metal before it is cast.

De metaller och legeringar med förhållandevis hög smält- och stelningstemperatur, som är lätta att oxidera men som själva löser upp oxidcrna bildar icke någon hällfast och kontinuerlig skyddsoxidfilm vid ytan av götets smälta metallzon, såsom exempel- vis aluminium och en del aluminiumlegeringar gör. Vid dessa metaller och legeringar börjar dessutom en tunn kantzon (ett skal) av e kvalitet. lﬂf-'f Ül?9o1922-of 4 r stelnad metall snabbt bildas vid en menisk av götets smälta metall- * zon, vilken kantzon - genom att den bryts sönder av smältans kon- vektiva strömar - tillsammans med slagg- och_oxidinneslutningar i fast fas överföres till sidoytan av götets smälta metallzon ochw därigenom stör metallens formning och stelning till ett göt av hög _ _ Man har gjort försök att använda en skyddsatmosfär av inerta gaser ovanför_ytan av den smälta metallzonen av det göt, som skall formas medelst.elektromagnetiska fält. Genom det sovjetiska upp-_ finnarcertifikatet 455 794 är känd en anläggning för gjutning avd metall i elektromagnetiska fält, som innefattar ett lock, som är M' avsett att tillsluta ett hålrum.för formning av-götet och försett- med en rörstuts för skyddsgastillförsel. För att förhindra att iatmosfärluft inmatas i götets formningszon är under en tillförsel- nívå för vatten för kylning av det formade götet fäst ett tratt- format organ (en s.k. kon), som fylles med vatten, som avrinner nedåti längs ytan av det göt, som skall kylas. Detta organ är av- sett att upptill bilda ett s.k. ångiås mellan den inerﬁa gas, som tillföres, och den omgivande atmosfären.The metals and alloys with a relatively high melting and solidification temperature which are easy to oxidize but which themselves dissolve the oxides do not form a solid and continuous protective oxide film at the surface of the molten metal zone of the ingot, as for example aluminum and some aluminum alloys do. In addition, these metals and alloys start with a thin edge zone (a shell) of e quality. l ﬂ f-'f Ül? 9o1922-of 4 r solidified metal is rapidly formed at a meniscus by the molten metal zone of the ingot, which edge zone - by being broken by the convective currents of the melt - is transferred together with slag and oxide inclusions in solid phase to the side surface of the molten metal zone of the ingot, thereby interfering with the formation and solidification of the metal into a high ingot. An attempt has been made to use a protective atmosphere of inert gases above the surface of the molten metal zone of the ingot to be formed by electromagnetic fields. The Soviet Inventor's Certificate 455 794 discloses a plant for casting metal in electromagnetic fields, which comprises a lid which is M 'intended to close a cavity for forming the ingot and provided with a pipe nozzle for shielding gas supply. In order to prevent atmospheric air from being fed into the forming zone of the ingot, a funnel-shaped member (a so-called cone) is attached below a supply level for water for cooling the formed ingot, which is filled with water which drains downwards along the surface of the ingot which to be cooled. This member is intended to form a so-called vaporized between the internal gas supplied and the surrounding atmosphere.

I: "_ Denna kända anläggning gör det endast möjligt att använda ett"skyddsmedium av gas.I: "_ This known plant makes it possible to use only one" gas protection medium.

Det Med denna kända anläggning kan man emellertid icke erhålla en sidoyta av hög kvalitet hos göt av legeringar, som innehåller legeringsgrundämnen med förhållandevis låg kokpunkt, för vilka det är att föredra att man skyddar den smälta metallytan medelst smältor av flussmedel. En flussmedelssmälta kan icke användas vid denna kända anläggning eftersom den kommer att avrinna från götets hori- rsontella smälta metallyta till sidoytan och samverka med kylvattnet.However, with this known plant it is not possible to obtain a high quality side surface of ingots of alloys containing alloying elements with a relatively low boiling point, for which it is preferable to protect the molten metal surface by means of melts of flux. A flux melt can not be used in this known plant as it will drain from the horizontal molten metal surface of the ingot to the side surface and interact with the cooling water.

Vi denna kända anläggning kan man icke säkerställa en helt hermetisk tillslutníng, varför vakuum (lågt tryck) icke kan användas- 5 De kända förfarandena och anläggningarna för stränggjutning av metall i elektromagnetiska fält gör det omöjligt att - på grund av de utmärkande särdragen hos kontaktlös formning av götets smälta metallzon medelst elektromagnetiska fält och intensiv direktkylning av götets sidoyta - framställa göt av hög kvalitet av lättoxiderande högtemperatur-metaller och -legeringar, som icke bildar den samman- packade hållfasta oxidfilmen vid ytan av götets smälta metallzon, exempelvis av aluminiumlegeringar samt legeringar, som innehåller legeringsgrundämnen med högt ångtryck.In this known plant a completely hermetic seal can not be ensured, so that vacuum (low pressure) can not be used. The known methods and plants for continuous casting of metal in electromagnetic fields make it impossible to - due to the characteristic features of contactless forming of the molten metal zone of the ingot by electromagnetic fields and intensive direct cooling of the ingot side surface - producing high quality ingots of easily oxidizing high temperature metals and alloys which do not form the compacted solid oxide film at the surface of the ingot's molten metal zone, for example of aluminum alloys and alloys, containing alloying elements with high vapor pressure.

Detta kända förfarande säkerställer icke det önskade skyddet i av smältan i den övre delen av götets smälta metallzon mot onödiga 7901922-o 5 värmeförluster samt skyddet av sidoytan av götets smälta metallzon mot att sidoytan eventuellt träffas av slagg och oxidfilmer med inneslutningar av stelnad metall från den övre delen av götets smälta metallzon. Detta leder till en störning av de likformiga formningsförhållandena för götets smälta metallzon och av smältans likformiga stelnande från götets sidoyta.This known method does not ensure the desired protection of the melt in the upper part of the molten metal zone of the ingot against unnecessary heat losses and the protection of the side surface of the molten metal zone of the ingot against the side surface possibly being hit by slag and oxide films with solidified metal enclosures therefrom. the upper part of the molten metal zone of the ingot. This leads to a disturbance of the uniform forming conditions of the molten metal zone of the ingot and of the uniform solidification of the melt from the side surface of the ingot.

Icke heller kan man skydda hela ytan av götets smälta metall- zon medelst ett skikt av beläggnings- och raffineringsflussmedel eller åstadkomma ett skyddsmedium av lågtrycksatmosfär ovanför denna yta.Nor can the entire surface of the molten metal zone of the ingot be protected by means of a layer of coating and refining flux or provide a protection medium of low pressure atmosphere above this surface.

Då göt framställes av en legering, som innehåller legerings- beståndsdelar med högt ångtryck, exempelvis zink i mässing, stör avgivningen av dessa beståndsdelar via den öppna ytan av götets smälta metallzon götets formningsstabilitet till följd av en inten- siv excitering av götets smälta metallzon, varför fel uppkommer vid götets sidoyta och i periferiskiktet.When ingots are made of an alloy containing alloying elements with high vapor pressure, for example zinc in brass, the release of these constituents via the open surface of the molten metal zone of the ingot interferes with the forming stability of the ingot due to an intense excitation of the molten metal zone. defects occur at the side surface of the ingot and in the peripheral layer.

De kända förfarandena gör det icke möjligt att framställa göt, som vid sin sidoyta har ett skikt av ett material, vars kemiska sammansättning skiljer sig frän götmctallens, exempelvis ett skikt av ett stelnat flussmedel, som är avsett att oxidationsskydda göt- ytan, eller ett skikt av en pläteringsmetall eller ett tunt skikt av en legering, exempelvis koppartenn, kopparbly, på ett koppar- göt.The known methods do not make it possible to produce ingots which have at their side surface a layer of a material whose chemical composition differs from that of the ingot metal, for example a layer of a solidified flux which is intended to oxidize the ingot surface, or a layer of a plating metal or a thin layer of an alloy, for example copper tin, copper lead, on a copper ingot.

Nackdelarna med de kända förfarandena och anläggningarna gör det omöjligt att förena en mycket effektiv framställning av göt av hög kvalitet vid formning av götens smälta metallzon medelst ett av en induktor alstrat elektromagnetiskt fält med förfaranden för raffinering av nedsmältbara elektroder.The disadvantages of the known methods and plants make it impossible to combine a very efficient production of high quality ingots in forming the molten metal zone of the ingots by means of an inductor-generated electromagnetic field with methods for refining fusible electrodes.

De krav, som maskinbyggnadstekniskt ställes på metallurgin, är emellertid för närvarande sådana, att förbättringen av de kända förfarandena och anläggningarna för gjutning av metall i elektro- magnetiska fält blivit ett aktuellt problem. Lösningen av detta problem är av stort praktiskt intresse, eftersom den gör det möjligt att framställa göt av svårsmälta, lättoxiderbara metaller och deras legeringar, exempelvis av järn, nickel, titan, koppar, kisel och germanium samt av legeringar, som innehåller legeringsbeständsdelar med högt ångtryck, exempelvis zink i mässing, dvs av metaller och legeringar, som till skillnad från aluminium icke bildar en konti- nuerlig, sammanpackad och hållfast skyddsoxidfilm vid ytan av den smälta metallzon av götet, som skall formas av det av induktorn alstrade elektromagnetiska fältet. ï'f901922~0 6 7 Ett syfte med föreliggande uppfinning är att eliminera des- sa nackdelar.However, the mechanical engineering requirements for metallurgy are currently such that the improvement of the known methods and plants for casting metal in electromagnetic fields has become a current problem. The solution to this problem is of great practical interest, as it makes it possible to produce ingots of difficult-to-digest, easily oxidizable metals and their alloys, for example of iron, nickel, titanium, copper, silicon and germanium, and of alloys containing high vapor pressure alloying constituents. , for example zinc in brass, ie of metals and alloys which, unlike aluminum, do not form a continuous, compacted and strong protective oxide film at the surface of the molten metal zone of the ingot to be formed by the electromagnetic field generated by the inductor. An object of the present invention is to eliminate these disadvantages.

Det huvudsakliga syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande och en anläggning för stränggjutning av metall i elektromagnetiska fält, varvid förfarandet genomföras på sådant sätt respektive anläggningens konstruktionsdelar är anordnade på sådant sätt, att man kan framställa göt av metaller, som erfordrar användning av ett skyddsmedium, och förbättra götmetallens kvali- tet samt kvaliteten av götets sidoyta genom upprätthållande av de i förväg bestämda tvärsnittsdimensionerna och tvärsnittsformen. 7 Detta uppnås medelst förfarandet enligt föreliggande upp- finning, vid vilket man dels matar smält metall till en botten- platta, som är anordnad i ett elektromagnetiskt fält, som håller saman den smälta metallen i form av en pelare, och dels åstadkom- mer ett skyddsmedium ovanför götets yta av den smälta metallen el- ler en lågtrycksatmosfär i närheten av åtminstone den horisontella delen av götets smälta metallyta, och tillför ett kylmedel till götets stelnande sidoyta, varvid det för uppfinningen väsentligen utmärkande är att den smälta metallen fasthålles vid götets smäl- ta metallyta medelst en trattformad gördel med ett ringformat parti, som anligger mot den kantzon av götet, som skall formas, ovanför nivån för tillförsel av kylmedlet till götets sidoyta.The main object of the invention is to provide a method and a plant for continuous casting of metal in electromagnetic fields, the method being carried out in such a way that the structural parts of the plant are arranged in such a way that it is possible to produce ingots of metals which require the use of a protective medium. , and improve the quality of the ingot metal as well as the quality of the side surface of the ingot by maintaining the predetermined cross-sectional dimensions and cross-sectional shape. This is achieved by means of the method according to the present invention, in which molten metal is fed to a bottom plate, which is arranged in an electromagnetic field, which holds the molten metal together in the form of a pillar, and on the one hand provides a protective medium above the ingot surface of the molten metal or a low pressure atmosphere in the vicinity of at least the horizontal part of the molten metal surface of the ingot, and supplies a coolant to the solidifying side surface of the ingot, the essence of the invention being that the molten metal is retained at the ingot take the metal surface by means of a funnel-shaped belt with an annular portion, which abuts against the edge zone of the ingot to be formed, above the level of supply of the coolant to the side surface of the ingot.

Detta gör det möjligt att skydda både den smälta götytans övre horisontella del och sidoytan av götets smälta metallzon, i vilket fall smältan kan utgöras av slagg eller raffineringsfluss- medel.This makes it possible to protect both the upper horizontal part of the molten ingot surface and the side surface of the molten metal zone of the ingot, in which case the melt may be slag or refining flux.

Kring sidoytan av götets smälta metallzon kan man åstadkomma ett skikt av smält metall, vars kemiska sammansättning skiljer sig från götmetallen, vilket gör det möjligt att framställa göt med ett tunt periferiskikt av önskad metall, dvs bimetallgöt eller att yt- legera götets grundmaterial. 7 Smält metall för formning av götet tillföres företrädesvis i en mängd, som säkerställer att det metallostatiska trycket hela tiden är 5-20 % högre än det elektromagnetiska fältets nominella kompressionstryck, vilket motsvarar jämvlktsförhållandena, sam- tidigt som man kalibrerar götets under formningen vandrande kant- zon medelst den trattformade gördelns ringformade parti, varvid detta partís genomströmningstvärsnittsyta och form bör väljas i överensstämmelse med götets i förväg bestämda tvärsnittsyta respektive form. -?9o1922-o- 7 Detta gör det möjligt att framställa göt med i förväg be- stämt tvärsnitt och i förväg bestämd form. En radiell påkänning i riktning mot längdaxeln verkar så, att götets kantzon deformeras, även då götets smälta metallzon har cirkulärt eller ovalt tvärsnitt, vilket med andra ord innebär att man kan framställa göt i fast fas med polygont tvärsnitt exempelvis i form av en fem-_ sex- eller âttahörning med väl definierade kantytor och hörn. Vid en förhål- landevis enkel konstruktiv utformning av själva den elektromagne- tiska kokillen kan man således framställa göt med sammansatt tvär- snittsform, vilket är av avsevärt praktiskt intresse.Around the side surface of the molten metal zone of the ingot, a layer of molten metal can be provided, the chemical composition of which differs from the ingot metal, which makes it possible to produce ingots with a thin peripheral layer of desired metal, ie bimetal ingot or to surface alloy the base material. Molten metal for forming the ingot is preferably supplied in an amount which ensures that the metallostatic pressure is at all times 5-20% higher than the nominal compression pressure of the electromagnetic field, which corresponds to the equilibrium conditions, at the same time as calibrating the ingot migrating edge during molding. zone by means of the annular portion of the funnel-shaped belt, the flow-through cross-sectional area and shape of this portion being selected in accordance with the predetermined cross-sectional area and shape of the ingot, respectively. -? 9o1922-o- 7 This makes it possible to produce ingots with a predetermined cross-section and a predetermined shape. A radial stress in the direction of the longitudinal axis acts so that the edge zone of the ingot is deformed, even when the molten metal zone of the ingot has a circular or oval cross-section, which in other words means that solid cast ingots can be produced with a polygonal cross-section. hexagon or octagon with well-defined edge surfaces and corners. With a relatively simple constructive design of the electromagnetic mold itself, it is thus possible to produce ingots with a composite cross-sectional shape, which is of considerable practical interest.

För genomförande av förfarandet enligt uppfinningen har utvecklats en anläggning, vilken innefattar följande, på en ram, koaxiellt med varandra anordnade ringformade konstruktionsenheter; en skärm, en elektromagnetisk induktor och en kylanordning, vilka omger ett hålrum för formning av ett göt, vilket hålrum nedtill är begränsat av bottenplattan, som är avsedd att införas i det av induktorn alstrade elektromagnetiska fältet, och upptill är tillslutet med ett lock, som.är försett med ett hål för tillförsel av metall, ett hål för upptagande av en stång hos givare av flottör- typ för avkänning av götets smälta metallnivå och ett hål för skyddsmedietillförsel, varvid det för anläggningen utmärkande är att två koaxiellt anordnade trattformade band utformade som mant- lar är monterade under locket, att en yttermantel medelst sin fläns är fäst vid skärmen och har sådana innerdimensioner, vid vilka en spalt bildas vid mantelns övre del mellan mantelns insi- da och sidoytan av götets smälta zon, medan mantelns under del har en cirkulär kalibreringsgördel anordnad i götets skalbild- ningszon, varvid gördelns genomgående öppning till form och storlek motsvarar det färdiga götets tvärsnitt, och att en innermantel medelst sin fläns är fäst vid skärmen på sådant sätt, att dess undre ände är nedsänkt i götets smälta metallzon, varvid båda mantlarna är tillverkade av ett omagnetiskt, eldfast material med låg värmekonduktivitet som är kemiskt inert i förhållande till smältan. 1901922-o 8 Förekomsten av yttermanteln, vars övre del icke står i kontakt med götets smälta metallzon och vars undre del medelst sitt kalibrerinvsparti tätt omger den stelnade sidoytan av götets kantzon och kalibrerar densamma, gör det möjligt att gjuta samtidigt som hela ytan av götets smälta metallzon är helt och säkert skyddad medelst inert gas, raffinerande flussmedel och/eller elektriskt ledande slagg samt att gjuta vid lågtrycksatmosfär, varigenom man i ett elektromagnetiskt fält kan stränggjuta metaller och deras legeringar, som för att man skall kunna framställa göt av hög kvalitet kräver att götets smälta metallzon med nödvändighet är skyddad mot värme och oxidation, exempelvis koppar, magnesium,_ järn, nickel, zink, kisel, titan, etc. i Det är att föredra, att innertvärsnittsdimensionerna hos yttermantelns övre del utgör 0,85-1,15 av respektive dimensioner hos kalibreringspartiet, vars höjd utgör 1/2 till 2/3 av induktor- höjden, varvid yttermantelns undre ändyta måste ligga under in- duktorns tväraxel på ett avstånd, som utgör 1/4 till 2/3 av in- duktorhöjden.For carrying out the method according to the invention, a plant has been developed, which comprises the following, on a frame, annularly constructed annular construction units; a screen, an electromagnetic inductor and a cooling device, which surround a cavity for forming an ingot, which cavity at the bottom is delimited by the bottom plate, which is intended to be inserted into the electromagnetic field generated by the inductor, and is closed at the top with a lid which is provided with a hole for supplying metal, a hole for receiving a rod of float-type sensors for sensing the molten metal level of the ingot and a hole for supplying protective medium, it being characteristic of the plant that two coaxially arranged funnel-shaped bands are formed as jackets are mounted under the lid, that an outer jacket by its flange is attached to the screen and have such internal dimensions, in which a gap is formed at the upper part of the jacket between the inside of the jacket and the side surface of the molten zone of the ingot, while the lower part of the jacket has a circular calibration belt arranged in the shell-forming zone of the ingot, the continuous opening of the belt to the shape and size corresponding to the t cross-section, and that an inner jacket is attached to the screen by its flange in such a way that its lower end is immersed in the molten metal zone of the ingot, both jackets being made of a non-magnetic, refractory material with low thermal conductivity which is chemically inert with respect to the melt. . 1901922-o 8 The presence of the outer jacket, the upper part of which is not in contact with the molten metal zone of the ingot and the lower part of which by its calibration inner portion closely surrounds the solidified side surface of the ingot edge zone and calibrates it, makes it possible to cast while the whole surface of the ingot melts. metal zone is completely and safely protected by inert gas, refining fluxes and / or electrically conductive slag as well as casting in low pressure atmospheres, whereby in an electromagnetic field one can extrude metals and their alloys, which in order to produce high quality ingots requires that The molten metal zone of the ingot is necessarily protected against heat and oxidation, for example copper, magnesium, iron, nickel, zinc, silicon, titanium, etc. It is preferred that the inner cross-sectional dimensions of the upper part of the outer shell be 0.85-1.15. of the respective dimensions of the calibration portion, the height of which is 1/2 to 2/3 of the inductor height, the lower end surface of the outer jacket having to be below the transverse axis of the inductor at a distance which is 1/4 to 2/3 of the inductor height.

Genom ovannämnda valda innerdimensíoner hos yttermanteln tas hänsyn till metallens volymkrympkaraktär och - mån vid metallens stelnande under kylförloppet. Ifall göt framställes av metaller eller legeringar, vars volym ökar vid stelningen, får genomström- ningstvärsnittet hos yttermantelns övre del i motsvarande grad mindre innerdimensioner än kalíbreringspartiets tvärsnittsdimen- sioner.The above-mentioned selected internal dimensions of the outer jacket take into account the volume shrinkage character of the metal and the extent to which the metal solidifies during the cooling process. If ingots are made of metals or alloys, the volume of which increases during solidification, the flow cross-section of the upper part of the outer jacket has correspondingly smaller inner dimensions than the cross-sectional dimensions of the calibration section.

Genom att kalibreringspartiet har denna höjd och att ytter- mantelns ändyta ligger under den nivå, där götzonen påbörjas, säker- ställes kalibreringen redan innan den tidpunkt götets sidoskikt blivit utsatt för avsevärd deformation vid en tillåten ringa ökning av det metallostatiska trycket för götets smälta metallpelare.Because the calibration section has this height and the end surface of the outer jacket is below the level where the ingot zone begins, the calibration is ensured even before the time the side layer of the ingot has been subjected to considerable deformation at a permissible small increase in the metallostatic pressure of the ingot's molten metal column.

Genom att i yttermantelns undre del utforma kalibrerings- partiet, som verkar radiellt på götets varma plastiska kantzon i 'riktning mot götets längdaxel, kan man framställa göt med kali- brerad tvärsnittsyta över hela götets längd samt göt, vars tvär- snittsform skiljer sig från tvärsnittsformen hos götets smälta metallzon. Detta innebär med andra ord att man vid en förhållande- vis enkel konstruktion och utformning av den elektromagnetiska índuktorn, som säkerställer kontaktlös formning av götets smälta metallzon med cirkulärt eller ovalt tvärsnitt, kan framställa göt med fem-, sex-. åtta- och etc kantigt tvärsnitt med väl definierade -kantytor och hörn. '?ï'-9*{l1922-0 9 Innermantelns sidoväggar kan göras perforerade och förbindas med varandra medelst en perforerad tvärmellanvägg.By designing the calibration portion in the lower part of the outer jacket, which acts radially on the hot plastic edge zone of the ingot in the direction of the longitudinal axis of the ingot, one can produce ingots with a calibrated cross-sectional area over the entire length of the ingot and ingots whose cross-sectional shape differs from the cross-sectional shape. at the molten metal zone of the ingot. In other words, with a relatively simple construction and design of the electromagnetic inductor, which ensures contactless formation of the molten metal zone of the ingot with a circular or oval cross-section, ingots with five-, six- can be produced. octagonal and etc angular cross-section with well-defined edge surfaces and corners. '? ï'-9 * {l1922-0 9 The side walls of the inner jacket can be made perforated and connected to each other by means of a perforated cross-partition.

Upptagandet av hålen i innermanteln sidoväggar och anordnandet av den perforerade mellanväggen gör det möjligt att åstadkomma ett likformigt skyddsmedium ovanför götets smälta metallzon samt minska energin i den smälta metallstråle, som via ett rör inmatas i götets formningszon. Den ursprungliga kraftiga metallstrålen sönderdelas i detta fall i ett antal över tvärsnittet av götets smälta metallzon likformigt fördelade strålar, vilket i hög grad begränsar uppkomsten av avsevärda konvektiva rörelser hos smältan och förbättrar götmetal- lens kvalitet.The uptake of the holes in the inner casing side walls and the arrangement of the perforated partition wall make it possible to provide a uniform protective medium above the molten metal zone of the ingot and to reduce the energy in the molten metal jet which is fed into the forming zone of the ingot via a tube. The original strong metal jet is disintegrated in this case into a number of beams uniformly distributed over the cross-section of the molten metal zone, which greatly limits the occurrence of considerable convective movements of the melt and improves the quality of the ingot metal.

Yttermantelns vägg kan förses med gjutkanaler för inmatning av en metall, vars kemiska sammansättning skiljer sig från göt- metallens, i spalten mellan yttermanteln och den smälta metall- sidodelen av det göt, som skall formas.The wall of the outer casing can be provided with casting channels for feeding a metal, the chemical composition of which differs from that of the casting metal, into the gap between the outer casing and the molten metal side part of the ingot to be formed.

Detta gör det möjligt att åstadkomma kring sidoytan av götets smälta metallzon ett skikt av en smält metall, vars kemiska Sammansättning skiljer sig från götmetallens, vilket gör det möjligt att framställa bimetallgöt eller göt med ett pläterat periferiskikt.This makes it possible to create around the side surface of the molten metal zone of the ingot a layer of a molten metal, the chemical composition of which differs from that of the ingot metal, which makes it possible to produce bimetal ingots or ingots with a plated peripheral layer.

Locket kan förses med en öppning, vilket gör det möjligt att visuellt kontrollera gjutförloppet för framställning av götet, till- ståndet hos götets smälta metallyta och förekomsten av skyddsmedium, exempelvis slagg eller flussmedel.The lid can be provided with an opening, which makes it possible to visually check the casting process for the production of the ingot, the condition of the molten metal surface of the ingot and the presence of protective medium, for example slag or flux.

Yttermantelns vägg kan vidare förses med genomgående hål för passage av det gasformiga skyddsmediet till sidoytan av götets smälta metallson.The wall of the outer jacket can further be provided with through holes for passage of the gaseous protective medium to the side surface of the molten metal zone of the ingot.

Förekomsten av dessa genomgående hål härrör från behovet att tillföra via dessa hål ett medium för åstadkommande av en skyddsatmosfär utanför yttermantelns vägg inom det område, där det av induktorn alstrade elektromagnetiska fältet är verksamt.The presence of these through holes results from the need to supply via these holes a medium for providing a protective atmosphere outside the wall of the outer jacket within the area where the electromagnetic field generated by the inductor is active.

Innermantelns fläns kan förses med öppningar, genom vilka man visuellt kan kontrollera den övre delen av götets smälta metallzon.The flange of the inner jacket can be provided with openings, through which the upper part of the molten metal zone of the ingot can be visually inspected.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar ett delvis sektionerat längdsnitt genom en anläggning för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen, vilken anläggning innefattar en enda mantel med ett lock, fig. 2 visar ett längdsnitt genom en utföringsform av anläggningen med två mantlar, fig. 3 visar schematiskt ett längdsnitt genom en utföringsform av anläggningen med en flytande '7901922-0 10 yttermantel och fig. H visar en utföringsform av anläggningen enligt uppfinningen med en yttermantel med en kalibreringsgördel.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a partially sectioned longitudinal section through a plant for carrying out the method according to the invention, which plant comprises a single jacket with a lid, Fig. 2 shows a longitudinal section through an embodiment of the plant with two sheaths, Fig. 3 schematically shows a longitudinal section through an embodiment of the plant with a floating outer sheath and Fig. H shows an embodiment of the plant according to the invention with an outer sheath with a calibration belt.

Förfarandet för stränggjutning av metall i ett elektromag- netiskt fält enligt uppfinningen genomföres på följande sätt.The method for continuous casting of metal in an electromagnetic field according to the invention is carried out in the following manner.

Smält metall för formning till ett göt matas till en bot- t tenplatta, som är anordnad i ett av en ringformad induktor alstrat elektromagnetiskt fält. Samtidigt därmed upprätthålles en sådan magnetfältstyrka, att den smälta metallen hålles samman i form av en pelare analogt med vad som är fallet vid de kända förfarandena för gjutning av metall.Molten metal for forming into an ingot is fed to a bottom plate, which is arranged in an electromagnetic field generated by an annular inductor. At the same time, such a magnetic field strength is maintained that the molten metal is held together in the form of a pillar analogous to what is the case with the known methods for casting metal.

I enlighet med en utföringsform av uppfinningen genomföres förfarandet under användning av ett skyddsmedium företrädesvis smälta eller vakuum (lâgtrycksatomosfär). Man kan emellertid även använda inerta gaser, såsom fallet är vid ett känt förfarande. Lik- som vid de kända förfarandena tillföres kylmediet till bottenplat- tan och det stelnade götets sidoyta.According to an embodiment of the invention, the process is carried out using a protective medium, preferably melt or vacuum (low pressure atom). However, inert gases can also be used, as is the case with a known process. As with the known methods, the coolant is added to the base plate and the side surface of the solidified ingot.

Förfarandet enligt uppfinningen utmärker sig av att man åstadkommer ett skyddsmedium_av en smälta vid minst en horisontell del av götets smälta metallyta, varvid man framställer göt, i det elektromagnetiska fältet, av kemiskt aktiva och lättoxiderande metaller och legeringar, som icke bildar en sammanpackad och håll- fast skyddsoxidfilm vid götets smälta metallyta. I beroende av göt- metallens kemiska sammansättning väljer man elektriskt ledande slagg eller raffinerande flussmedel, varjämte man löser problemet med att delvis eller helt skydda götets smälta metallyta medelst smältan. Därefter kan man framställa göt av högtemperatur-metaller och -legeringar, vilka erfordrar att överytan av götets smälta metallzon är värmeskyddad.The process according to the invention is characterized in that a protective medium is provided by a melt at at least a horizontal part of the molten metal surface of the ingot, producing ingots, in the electromagnetic field, of chemically active and easily oxidizing metals and alloys which do not form a compacted and holding solid protective oxide film at the molten metal surface of the ingot. Depending on the chemical composition of the ingot metal, electrically conductive slag or refining flux is chosen, and the problem of partially or completely protecting the molten metal surface of the ingot by means of the melt is solved. Then, ingots can be made of high-temperature metals and alloys, which require that the upper surface of the molten metal zone of the ingot is heat-protected.

Vid en andra utföringsform av uppfinningen tillsluter man hermetiskt den övre delen av götets smälta metallzon, varvid götet framställes i vakuum (lägtrycksatmosfär) och man använder en tratt- formad gördel med ett ringformat parti, som anligger tätt mot den kantzon av götet, som skall formas.In a second embodiment of the invention, the upper part of the molten metal zone of the ingot is hermetically sealed, the ingot being produced in vacuum (low pressure atmosphere) and a funnel-shaped belt with an annular portion abutting closely against the edge zone of the ingot to be formed is used. .

Vid andra utföringsformer för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen kan den trattformade gördeln även användas, då smälta av skyddsflussmedel eller slagg användes. I detta syfte fylles spalten mellan götets smälta metallsidoyta och den tratt- formade gördelns insida med elektriskt ledande slagg eller raffi- nerande flussmedel, varigenom man vid götframställningen i det -elektromagnetiska fältet kan skydda både överytan och sidoytan 7901922-o 11 av götets smälta metallzon, samtidigt som götmetallens kvalitet och götets sidoytkvalitet blir bättre.In other embodiments for carrying out the method according to the invention, the funnel-shaped belt can also be used when melting of protective flux or slag is used. For this purpose, the gap between the molten metal side surface of the ingot and the inside of the funnel-shaped belt is filled with electrically conductive slag or refining flux, whereby the ingot production in the electromagnetic field can protect both the upper surface and the side surface of the ingot metal. while the quality of the ingot metal and the side surface quality of the ingot will be better.

Om man vill framställa ett göt, vars sidoyta har ett skikt av metall, vars kemiska sammansättning skiljer sig från götmetallens, såsom exempelvis vid ytlegering av götets grundmateríal eller Vid göt av bimetall, fyller man spalten mellan götet och den tratt- formade gördeln med smältan av denna metall, såsom det beskrivits i föregående exempel. f Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen tillföres den,smälta metallen för formning av götet i en mängd, vid vilken det statiska metalltrycket hela tiden är 5-20 % högre än det elektro- magnetiska fältets nominella kompressionstryck, varvid man sam- tidigt kalibrerar götets kantzon under dess formning medelst det ringformade partiet av den trattformade gördeln, vars genomlopps- tvärsnittsdimension och form motsvarar tvärsnittsdimensionerna _respektive formen hos det göt, som framställes.If you want to produce an ingot, the side surface of which has a layer of metal, the chemical composition of which differs from that of the ingot metal, such as in the case of surface alloying of the ingot base material or in the case of bimetal ingots, fill the gap between the ingot and the funnel-shaped belt with the melt of this metal, as described in the previous example. In a preferred embodiment of the invention, the molten metal is formed to form the ingot in an amount in which the static metal pressure is always 5-20% higher than the nominal compression pressure of the electromagnetic field, while simultaneously calibrating the edge zone of the ingot. during its shaping by means of the annular portion of the funnel-shaped girdle, the passage dimension and shape of which pass through correspond to the cross-sectional dimensions and the shape of the ingot being produced.

Genomförandet av förfarandet medelst denna utföringsform av uppfinningen gör det möjligt att framställa göt med ett i förväg bestämt tvärsnitt och av i förväg bestämd tvärsnittsform, exempel- vis göt, vars tvärsnitt har formen av en fem-, sex- eller åttahörn- ing med väl definierade kantytor och hörn.The implementation of the method by means of this embodiment of the invention makes it possible to produce ingots with a predetermined cross-section and of a predetermined cross-sectional shape, for example ingots, the cross-section of which has the shape of a pentagon, hexagon or octagon with well-defined edge surfaces and corners.

Medelst det ovan beskrivna förfarandet kan man framställa göt i elektromagnetiska fält av sådana metaller som koppar, magnesium, järn, nickel, zink, kisel, titan och andra metaller.By means of the process described above, one can produce ingots in electromagnetic fields of such metals as copper, magnesium, iron, nickel, zinc, silicon, titanium and other metals.

Z Det enligt uppfinningen föreslagna förfarandet är av stort praktiskt intresse, eftersom det genom stränggjutning av metall i elektromagnetiska fält möjliggör en framställning av göt av hög kvalitet av svårsmälta och lättoxiderande metaller och legeringar samt av legeringar, som innehåller legeringsbeståndsdelar med högt ångtryck, exempelvis zink eller kadmium i kopparlegeringar, dvs av metaller och legeringar, som icke bildar en sammanpackad och håll- fast skyddsoxidfilm vid götets smälta metallyta, vilken film bidrar till att stabilisera den kontaktlösa formningen av metallen till göt, vars fysikaliska och kemiska särdrag kräver att götets smälta metall- yta är säkert skyddad mot oxidation och värmeförluster från menisken vid den smälta metallzonens övre del.The process proposed according to the invention is of great practical interest, since by continuous casting of metal in electromagnetic fields it enables the production of high quality ingots from difficult-to-digest and easily oxidizing metals and alloys as well as from alloys containing high vapor pressure alloying components, for example zinc or cadmium in copper alloys, ie of metals and alloys, which do not form a packed and durable protective oxide film at the molten metal surface of the ingot, which film helps to stabilize the contactless formation of the metal into ingots, the physical and chemical properties of which require the molten metal surface is securely protected against oxidation and heat loss from the meniscus at the upper part of the molten metal zone.

De ovan beskrivna utföringsformerna av förfarandet enligt uppfinningen genomföres medelst de nedan närmare beskrivna utförings- former av anläggningen.The above-described embodiments of the method according to the invention are carried out by means of the embodiments of the plant described in more detail below.

För att enbart åstadkomma ett skyddsmedium av smälta eller inert gas i närheten av den horisontella delen av götets smälta 15101922-o 12 metallyta användes lämpligen en i fig. 1 visad utföríngsform avi anläggningen enligt uppfinningen. 5 I , . 1 Denna anläggning innefattar följande, på en ram 1, koaxiellt med varandra anordnade ringformade konstruktionsenheter: en skärm 2, en elektromagnetisk induktor 3 och en kylanordning U. En botten- 'platta 7 är avsedd att uppbära ett göt 5 med en övre smält metall- ggn 6, Anläggningen är, enligt uppfinningen, försedd med en mantel 8, vars inre hålrum upptill är tillslutet av ett lock 9. Manteln 8 är framställd av ett eldfast, i förhållande till smältan kemiskt inert, omagnetiskt material med låg värmekonduktivitet, exempelvis grafit eller keramiskt material. Vid denna utföringsform av an- läggningen användes en enda mantel 8 med en ytterfläns 10, med vars hjälp manteln.8 är fäst på skärmen 2. För att kunna ändra det djup, till vilket manteln 8 är nedsänkt i götets 5 smälta metall- zon 6, är anläggningen försedd med ställskruvar 11. I locket 9 är upptaget ett genomgående centrumhål för ett rör 12, genom vilket man tillför den metall, som skall formas till göt 5. Locket 9 är dessutom försett med ett genomgående hål 13 för en stång hos en givare 1U av flottörtyp för avkänning av den smälta metallnivån i götets 5 övre del 6. En smälta 15 av elektriskt ledande slagg eller raffinerande flussmedel kan matas till ytan av götets 5 smälta metalldel 6 via röret 12, medan skyddsgas kan tillföras via ett rör 16 och bortföres via i mantelns 8 väggar upptagna hål 17.In order only to provide a protective medium of molten or inert gas in the vicinity of the horizontal part of the molten metal surface of the ingot, an embodiment of the plant according to the invention is suitably used in Fig. 1. 5 I,. This plant comprises the following, on a frame 1, coaxially arranged annular structural units: a screen 2, an electromagnetic inductor 3 and a cooling device U. A bottom plate 7 is intended to support an ingot 5 with an upper molten metal The plant is, according to the invention, provided with a jacket 8, the inner cavity of which is closed at the top by a lid 9. The jacket 8 is made of a refractory, chemically inert, non-magnetic material with low thermal conductivity, for example graphite or ceramic. In this embodiment of the plant a single jacket 8 is used with an outer flange 10, by means of which the jacket 8 is attached to the screen 2. In order to be able to change the depth to which the jacket 8 is immersed in the molten metal zone 6 of the ingot 5 , the plant is provided with adjusting screws 11. In the lid 9 is accommodated a through-center hole for a pipe 12, through which the metal to be formed into ingot 5 is supplied. The lid 9 is further provided with a through-hole 13 for a rod of a float type sensor 1U for sensing the molten metal level in the upper part 6 of the ingot 5. A melt 15 of electrically conductive slag or refining flux can be fed to the surface of the molten metal part 6 of the ingot 5 via the tube 12, while shielding gas can be supplied via a tube 16 and is removed via holes 17 accommodated in the walls 8 of the jacket 8.

Locket 9 kan bestå av flera plattor, vilka är anordnade ovanför varandra i urborrningar i manteln 8. Den koaxiella placeringen av hålen i plattorna samt den önskade spalten dem emellan säker- ställes genom lämpligt val av djupet för urborrningarna i manteln 8 samt medelst lämpliga fixeringsorgan i manteln 8. Rörets 12 väggar är försedda med hål 18 för likformig utströmning av metall i form.av strålar i olika riktningar till undersidan av ytskiktet av smält metall.The cover 9 may consist of several plates, which are arranged one above the other in bores in the casing 8. The coaxial placement of the holes in the plates and the desired gap between them is ensured by suitable selection of the depth of the bores in the casing 8 and by suitable fixing means in the walls 8. The walls of the tube 12 are provided with holes 18 for uniform outflow of metal in the form of beams in different directions to the underside of the surface layer of molten metal.

Anläggningen fungerar på följande sätt. Innan götfram- ställningen påbörjas, anordnar man manteln 8 medelst ställskruvarna 11 vid en nivå, vid vilken mantelns 8 undre änddel är nedsänkt i götets 5 smälta metallzon 6 till ett i förväg bestämt djup. Botten- plattan 7 införas sedan i det av induktorn 3 alstrade elektro- magnetiska fältet så, att överkanten av bottenplattans 7 sidoyta är belägen på ett avstånd av 5-10 mm från induktorns 3 tväraxel.The system works as follows. Before the casting production begins, the jacket 8 is arranged by means of the adjusting screws 11 at a level at which the lower end part of the jacket 8 is immersed in the molten metal zone 6 of the ingot 5 to a predetermined depth. The base plate 7 is then inserted into the electromagnetic field generated by the inductor 3 so that the upper edge of the side surface of the base plate 7 is located at a distance of 5-10 mm from the transverse axis of the inductor 3.

Matningsspänningen påtryckes sedan induktorn 3, samtidigt som kylmediet från kylanordningen 4 tillföres bottenplattans 1 sido- vet1922-0 13 yta. Manteln 8 uppvärmes i förväg till en temperatur av 500-80000, medan den smälta metall, som skall formas till göt 5, tillföres bettenpietten 7 via röret 12. Efter det ett densmälta metallen under inverkan av det av induktorn 3 alstrade elektromagnetiska fältet antagit formen av en pelare, nedsänkes i den smälta metall- pelaren mantelns 8 undre ände till ett djup av 5-10 mm, varefter en portion smälta 15 av elektriskt ledande slagg eller raffinerings- flussmedel tillföres via röret 12. Denna smälta 15 sammanhålles i mantelns 8 inre hälrum och fördelas i form av ett skikt pä ytan av götets 5 smälta metallzon 6, vilket skikt skyddar götets smälta metallzon mot oxidation och förhindrar att värmen i onödan går för- lorad från menisken av götets 5 smälta metallzon 6.The supply voltage is then applied to the inductor 3, at the same time as the cooling medium from the cooling device 4 is supplied to the surface of the bottom plate 1 laterally. The jacket 8 is preheated to a temperature of 500-80,000, while the molten metal to be formed into ingot 5 is fed to the bitumen pellet 7 via the tube 12. After that, the molten metal under the influence of the electromagnetic field generated by the inductor 3 assumes the form of a column, is immersed in the molten metal column of the lower end of the jacket 8 to a depth of 5-10 mm, after which a portion of melt 15 of electrically conductive slag or refining flux is supplied via the tube 12. This melt 15 is held together in the inner cavity of the jacket 8. and is distributed in the form of a layer on the surface of the molten metal zone 6 of the ingot 5, which layer protects the molten metal zone of the ingot from oxidation and prevents the heat from being unnecessarily lost from the meniscus of the molten metal zone 6 of the ingot 5.

Om sä behövs, kan man via röret 16 till lockets 9 undersida in i mantelns 8 inre hälrum tillföra ett skyddsmedium i form av inerta gaser för ytterligare skydd av den smälta metallsidoytan medelst gasstrålar, som strömmar ut via de i mantelns 8 vägg upp- tagna hålen 17 och spolar götets 5 smälta metallöverdel 6.If necessary, a protective medium in the form of inert gases can be supplied via the tube 16 to the underside of the lid 9 into the inner cavity of the jacket 8 for further protection of the molten metal side surface by means of gas jets which flow out through the holes accommodated in the wall of the jacket 8. 17 and coils the molten metal top 6 of the ingot 5.

Götets 5 smälta metallnivä kontrolleras medelst nivågivaren lü av flottörtyp eller visuellt genom observation av den öppna sidoytan av götets 5 smälta metallzon 6. Vid gjutningen förhindrar den i smältan 15 längs den smälta metallzonens 6 perimeter, till en nivå, som ligger under götets smälta metallnívä, nedsänkta manteln 8 att icke metalliska oxid- och slagginneslutningar i fast fas glider ned mot götets smälta metallsidoyta, vilket bi- drar till en stabilare formning och stelning av götmetallen medelst det av induktorn 5 alstrade elektromagnetiska fältet.The molten metal level of the ingot 5 is controlled by the float type lü level sensor or visually by observing the open side surface of the molten metal zone 6 of the ingot 5. During casting, it prevents the melt 15 along the perimeter of the molten metal zone 6 to a level below the molten metal level of the ingot. submerged jacket 8 that non-metallic oxide and slag inclusions in solid phase slide down towards the molten metal side surface of the ingot, which contributes to a more stable formation and solidification of the ingot metal by means of the electromagnetic field generated by the inductor 5.

Genom att dels menisken av götets smälta metallzon är värme- skyddad medelst skiktet av skyddande raffineringsflussmedel eller elektriskt ledande slagg, dels locket 9 verkar värmeavskärmande och dels manteln 8 förhindrar att oxider och slagginneslutningar hamnar på götets smälta metallsidoyta samtidigt som en skyddsatmosfär åstadkommes ovanför smältan, elimineras en spontan stelning av smält metall vid menisken hos götets smälta metallzon, varjämte man förhindrar att stelnade metallskal samt oxid- och slagginne- slutningar hamnar på götets smälta metallsidoyta, varigenom man kan framställa göt med sammanpackad kristallstruktur och jämn sido- yta, bl a av koppar, brons och kiselhaltig mässing, dvs av hög- temperatur- och lättoxiderande metaller och legeringar, som vid den smälta metallytan icke bildar en sådan hållfast och samman- packad oxidfilm, som exempelvis aluminium och ett antal aluminium- legeringar bildar. _. ___-- _ _ 7901922-o 14 7 _ Den andra, i fig. 2 visade utföringsformen av anläggningen kan innefatta två mantlar.Because the meniscus of the molten metal zone of the ingot is heat-protected by means of the layer of protective refining flux or electrically conductive slag, partly the lid 9 acts as a heat shield and partly the jacket 8 prevents oxides and slag inclusions from ending up on the molten metal side surface of the ingot while a protective atmosphere a spontaneous solidification of molten metal at the meniscus of the molten metal zone of the ingot, and solidified metal shells and oxide and slag inclusions are prevented from ending up on the molten metal side surface of the ingot, whereby ingots with compacted crystal structure and smooth side surface, including copper, can be produced , bronze and silicon-containing brass, ie of high-temperature and light-oxidizing metals and alloys, which at the molten metal surface do not form such a solid and compacted oxide film, as, for example, aluminum and a number of aluminum alloys form. _. ___-- _ _ 7901922-o 14 7 _ The second embodiment of the plant shown in Fig. 2 may comprise two jackets.

I I Denna utföringsform innefattar - till skillnad från den första utföringsformen - en andra mantel 19, som är anordnad koaxiellt och utvändigt i förhållande till den första manteln 8.This embodiment comprises - in contrast to the first embodiment - a second jacket 19, which is arranged coaxially and externally in relation to the first jacket 8.

Manteln 19 har sådana innerdimensioner, att den står i kontakt med den övre delen 6 av götets 5 smälta metallsidoyta. Manteln 19 är liksom den första manteln 8 framställd av ett eldfast, i förhållande till smältan kemiskt inert, omagnetiskt material med låg värmekonduk- tivitet. Manteln 19 uppbäres av skärmen 2, medan manteln 8 medelst sin fläns 10 kan vila på manteln 19. Givaren 1U av flottörtyp kan anordnas i en ringformad spalt mellan mantlarna 8 och 19. Locket 9 och-innermantelns 8 fläns 10 kan förses med fönster 21 för visuell observation av ytan av smältan på götets 5 smälta metallzon 6, Den andra utföringsformen innefattar samtliga huvudkonstruktionsdelar 'som den första utföringsformen innefattar, bl a röret 16 för till- försel av inert gas, hålen 17 i innermantelns 8 vägg och i ytter- - mantelns 19 vägg upptagna hål 22 rör passage av den inerta gasen.The jacket 19 has such internal dimensions that it is in contact with the upper part 6 of the molten metal side surface of the ingot 5. The jacket 19, like the first jacket 8, is made of a refractory, chemically inert to the melt, non-magnetic material with low thermal conductivity. The jacket 19 is supported by the screen 2, while the jacket 8 by means of its flange 10 can rest on the jacket 19. The sensor 1U of float type can be arranged in an annular gap between the jackets 8 and 19. The lid 9 and the inner jacket 8 of the inner jacket 8 can be provided with windows 21 for visual observation of the surface of the melt on the molten metal zone 6 of the ingot 5. The second embodiment comprises all the main structural parts' which the first embodiment comprises, including the tube 16 for supplying inert gas, the holes 17 in the wall of the inner jacket 8 and in the outer jacket 8. 19 wall-occupied holes 22 relate to the passage of the inert gas.

Metallgjutningen i det elektromagnetiska fältet sker huvud- sakligen på samma sätt som vid den första utföringsformen av an- läggningen. Man placerar yttermanteln 19 på den elektromagnetiska skärmen 2, medan man på yttermanteln 19 anordnar innermanteln 8 med locket 9, röret 12 och givaren 14 av flottörtyp för avkänning av den smälta metallnivån på sådant sätt, att yttermantelns 19 undre ände vid götframställningen icke står i kontakt med initial- stelningsfronten vid götets sidoyta, samtidigt som innermantelns 8 undre ände är nedsänkt i den smälta metallen till ett djup av 5-15 7 mm. Innan den smälta metallen och smältan av flussmedel eller slagg införts i zonen av det av induktorn 3 alstrade elektromagnetiska fältet, uppvärmes mantlarna 8 och 19 samt de till desamma hörande konstruktionsdelarna till 600-800°C.The metal casting in the electromagnetic field takes place mainly in the same way as in the first embodiment of the plant. The outer jacket 19 is placed on the electromagnetic shield 2, while on the outer jacket 19 the inner jacket 8 is arranged with the lid 9, the tube 12 and the float-type sensor 14 for sensing the molten metal level in such a way that the lower end 19 of the outer jacket 19 does not come into contact. with the initial solidification front at the side surface of the ingot, at the same time as the lower end of the inner jacket 8 is immersed in the molten metal to a depth of 5-15 7 mm. Before the molten metal and the flux or slag melt are introduced into the zone of the electromagnetic field generated by the inductor 3, the jackets 8 and 19 and the corresponding structural parts are heated to 600-800 ° C.

Pâ liknande sätt anordnas bottenplattan 7 i det ilförväg bestämda läget i zonen av det av induktorn 3 alstrade elektro- magnetiska fältet, samtidigt som matningsspänningen påtryckes in- duktorn 3 respektive kylmedlet från kylanordningen 4 tillföres bottenplattans 7 sidoyta. Man matar sedan smält metall till botten- plattan 7, på vilken götet formas och stelnar. Den tidpunkt, då bottenplattan 7 måste sänkas, bestämmes i beroende av götets 5 smälta metallnivå, som kontrolleras visuellt via fönstren 21 och/eller medelst nivågivaren lü. 1901922-o 15 Då det är nödvändigt, kan göt framställas, samtidigt som götets 5 smälta metallzcn 6 är skyddad medelst inert gas, som in- matas i gjut- och formningszonen för götet via röret 16, och uttar genom de i innermantelns 8 vägg upptagna hålen 17 och de i ytter- mantelns 19 vägg upptagna hålen 22. Ifall götet framställes under användning av elektriskt ledande slagg eller raffineringsflussmedel, tillföres de till den smälta metallytan via röret 12, varefter smältan sprider sig längs den smälta metallytan och strömmar ut ur innermantelns 8 hålrum via de i mantelns 8 väggar upptagna kanalerna 20 in i spalten mellan mantlarna 8 och 19.Similarly, the base plate 7 is arranged in the predetermined position in the zone of the electromagnetic field generated by the inductor 3, at the same time as the supply voltage is applied to the inductor 3 and the coolant from the cooling device 4 is applied to the side surface 7 of the bottom plate 7. Molten metal is then fed to the bottom plate 7, on which the ingot is formed and solidifies. The time when the bottom plate 7 must be lowered is determined in dependence on the molten metal level of the ingot 5, which is visually checked via the windows 21 and / or by means of the level sensor lü. When necessary, ingot can be produced, while the molten metal zone 6 of the ingot 5 is protected by inert gas, which is fed into the casting and forming zone of the ingot via the tube 16, and withdraws through the walls of the inner jacket 8. the holes 17 and the holes 22 received in the wall of the outer jacket 19. If the ingot is produced using electrically conductive slag or refining flux, they are supplied to the molten metal surface via the tube 12, after which the melt spreads along the molten metal surface and flows out of the inner jacket 8. cavities via the channels 20 accommodated in the walls of the jacket 8 into the gap between the jackets 8 and 19.

Den ovan beskrivna andra utföringsformen av anläggningen med inner- och yttermantlar 8 respektive 19 gör götets formninge i det av in- duktorn 5 alstrade elektromagnetiska fältet mycket stabil och för- bättrar kvaliteten hos götet, speciellt av lättoxiderande metaller och legeringar samt av legeringar som innehåller lättkokade leger- ingsbeståndsdelar, exempelvis zink i mässing eller kadmium i brons.The above-described second embodiment of the plant with inner and outer sheaths 8 and 19, respectively, makes the formation of the ingot in the electromagnetic field generated by the inductor 5 and improves the quality of the ingot, especially of easily oxidizing metals and alloys and of alloys containing easily cooked alloying elements, for example zinc in brass or cadmium in bronze.

Med denna anläggning kan man gjuta metall under ett skikt av raffinerande flussmedel, vilket bidrar till att avsevärt minska av- gången av beståndsdelar med högt ångtryck från smältan, exempelvis sådana beståndsdelar som zink, kadmium, fosfor i kopparlegeringar.With this plant, metal can be cast under a layer of refining flux, which helps to significantly reduce the emission of components with high vapor pressure from the melt, for example such components as zinc, cadmium, phosphorus in copper alloys.

Genom att götets smälta metallsidoyta är skyddad medelst mantel- väggen kan man dessutom avsevärt minska smältans oxiderbarhet och avgången av lättkokande legeringsbeständsdelar från smältan.Because the molten metal side surface of the ingot is protected by means of the jacket wall, it is also possible to considerably reduce the oxidizability of the melt and the departure of lightly boiling alloying components from the melt.

Skyddet av hela överdelen av götets smälta metallzon medelst skiktet av raffíneringsflussmedel och oxidationsskyddet av den större delen av sidoytan av götets smälta metallzon medelst mantelns 19 vägg gör det således möjligt: - att i hög grad minska avgången av lättkokande legerande beståndsdelar från smältan, vilket i sin tur begränsar den icke önskvärda och okontrollerade exciteringen av götets smälta metall- zon och följaktligen minskar sidoytfel samt fel i götmetallens peri- feriskikt; - att avsevärt minska värmeavgången från smältan och följd- aktligen minska gjuttemperaturen med 20-HOOC jämfört med de kända förfarandena och anläggningarna för framställning av göt; - att väsentligen minska oxideringen av götets smälta metall- sidoyta och vid metallens formning och stelning hamnar på götets härdade sidoyta.The protection of the entire upper part of the molten metal zone by means of the refining flux layer and the oxidation protection of the greater part of the side surface of the molten metal zone of the ingot by means of the wall 19 of the casing thus make it possible to greatly reduce the release of low boiling alloying elements. luck limits the undesirable and uncontrolled excitation of the molten metal zone of the ingot and consequently reduces lateral surface defects and defects in the peripheral layer of the ingot metal; - to significantly reduce the heat dissipation from the melt and consequently reduce the casting temperature by 20-HOOC compared to the known processes and plants for the production of ingots; - to substantially reduce the oxidation of the molten metal side surface of the ingot and, during the forming and solidification of the metal, ends up on the hardened side surface of the ingot.

Genom att överdelen av götets smälta metallzon är skyddad medelst flussmedlet och götets smälta metallsidoyta är skyddad med- elst yttermantelns vägg kan man säkerställa en mycket stabil göt- ïeoíszz-0 16 formning och stelning av den smälta metallsidoytan av göt av såväl mässing som brons, vilka innehåller legeringsbestândsdelar med högt ångtryck. Med anläggningen enligt uppfinningen kan man framställa göt av mässing och brons med hög sidoytkvalitet och sammanpackad kristallstruktur. f 7 I fig. 3 visas en utföringsform av anläggningen enligt upp- finningen, vars flytande yttermantel 23 är framställd av ett ma- Iterial, vars densitet är 4-6 gånger lägre än smältans i götets smälta metallzon. Mantelns 23 fläns är utformad invändigt. I när- heten av flänsen är vid ett horisontellt parti 2U fäst den stång, som tillhör givaren 13 för avkänning av götets 5 smälta-metallnivå.Because the upper part of the molten metal zone of the ingot is protected by the flux and the molten metal side surface of the ingot is protected by the wall of the outer casing, a very stable ingot formation and solidification of the molten metal side surface of both brass and bronze ingots can be ensured. contains alloying elements with high vapor pressure. With the plant according to the invention, it is possible to produce ingots of brass and bronze with high side surface quality and compacted crystal structure. Fig. 3 shows an embodiment of the plant according to the invention, whose floating outer jacket 23 is made of a material, the density of which is 4-6 times lower than that of the molten metal zone of the ingot. The flange 23 of the jacket is designed internally. In the vicinity of the flange, a rod belonging to the sensor 13 for sensing the molten metal level of the ingot 5 is attached to a horizontal portion 2U.

Manteln 23 är fritt anordnad mellan innermanteln 8 och skärmen 2.The jacket 23 is freely arranged between the inner jacket 8 and the screen 2.

Mantelns 23 innerdimensioner är sådana, att manteln 23 står i kon- takt med överdelen 6 av götets 5 smälta metallsifoyta, samtidigt som.mantelns 23 horisontella parti 24 står i kontakt med periferi- delen 6 av götets 5 horisontalyta.The inner dimensions of the jacket 23 are such that the jacket 23 is in contact with the upper part 6 of the molten metal sieve surface of the ingot 5, at the same time as the horizontal portion 24 of the jacket 23 is in contact with the peripheral part 6 of the horizontal surface of the ingot 5.

Innermanteln 8 uppbäres av konsolarmar 25, vilka innefattar ställskruvarna 11 för reglering av det djup, till vilket manteln 8 är nedsänkt i smältan 15, oberoende av skärmens 2, induktorns 3 och den ringformade kylanordningens Ä rörelse. Den manteln 8 till- slutande locket 9 är försett med ett hål för röret 12 för inmatning av smält metall, raffineringsflussmedel eller elektriskt ledande *slagg i den elektromagnetiska formningszonen för götets flytande fas, samt med röret 16 för skyddsgastillförsel. Innermantelns 8 väggar är försedda med hål 17 för åstadkommande av skyddsgasatmosär efter_manteln 8, medan konsolarmen 25 är försedd med ett hål för unptagande av stången hos givaren 1U av flottörtyp för avkänning av den smälta metallnivån.The inner jacket 8 is supported by bracket arms 25, which comprise the adjusting screws 11 for adjusting the depth to which the jacket 8 is immersed in the melt 15, independently of the movement of the screen 2, the inductor 3 and the annular cooling device Ä. The cover 9 closing the jacket 8 is provided with a hole for the pipe 12 for feeding molten metal, refining flux or electrically conductive * slag into the electromagnetic forming zone for the liquid phase of the ingot, and with the pipe 16 for shielding gas supply. The walls of the inner jacket 8 are provided with holes 17 to provide a shielding gas atmosphere after the jacket 8, while the bracket arm 25 is provided with a hole for receiving the rod of the float-type sensor 1U for sensing the molten metal level.

Vid innermantelns 8 yttre sidoyta är som framgår av fig. 3 utformade en avsats och ett utsprång, vilka är avsedda för upn- hängning av manteln 8 vid konsolarmarna 25. Den flytande ytter- manteln 23 är avsedd att vid montering eller demontering uppbäras av utsprånget på manteln 8.At the outer side surface of the inner jacket 8, as shown in Fig. 3, a ledge and a projection are formed, which are intended for hanging the jacket 8 at the bracket arms 25. The floating outer jacket 23 is intended to be supported by the protrusion on mounting or disassembly. coat 8.

Tvärdimensionerna hos mantlarnas 8 och 23 vertikala ytor är valda så, att mantlarna 8 och 23 kan röra sig relativt varandra samt kan bringas i kontakt med och röra sig i förhållande till götets smälta metallsidoyta.The transverse dimensions of the vertical surfaces of the jackets 8 and 23 are chosen so that the jackets 8 and 23 can move relative to each other and can be brought into contact with and move in relation to the molten metal side surface of the ingot.

De övriga konstruktionsdelarna liknar de som användes vid de två ovan beskrivna utföringsformerna.The other construction parts are similar to those used in the two embodiments described above.

Den i fig. 3 visade anläggningen enligt uppfinningen fungerar på följande sätt. 7901922-0 17 Innan götframställningen påbörjas, införes bottenplattan 7 i zonen av det av induktorn 5 alstrade elektromagnetiska fältet, såsom beskrivits vid de föregående utföringsformerna. Kylmedlet tillföres till bottenplattans 7 sidoyta. Man förinställer den för gjutningen nödvändiga matningsspänning över induktorn 3 och för- brukningen av kylmedlet från kylanordningen U. Man placerar sedan på konsolarmarna 25 den i förväg uppvärmda innermanteln 8 med locket 9 och yttermanteln 25, som under monteringstiden är upphängd vid mantelns 8 utsprång, så att nivâgivaren lä är anordnad i konsol- armens 25 häl. I detta fall måste man - liksom vid de ovan be- skrivna utföríngsformerna - säkerställa att yttermantelns 23 undre del icke står i kontakt med initialstelningsfronten vid götets sidoyta. Smält metall matas via röret 12 till bottenplattan 7. Sedan innermanteln 8 nedsänkts i götets smälta metallyta, matas smältan av elektriskt ledande slagg eller raffineringsflussmedel till götets av manteln 8 avgränsade övre horisontalyta. Innermanteln 8 förhindrar dessutom att olika ickemetalliska oxid-, slagg- och andra inneslutníngar i fast fas hamnar i periferiomrädet av götets smälta metallzon, dvs i kontaktzonen för yttermanteln 23 med smältan, vilken mantel 23 flyter på överdelen av götets smälta metallzon och därigenom skyddar den smälta metallytan mot direkt oxidation samt mot eventuell kontakt med det omgivande gasformiga mediet, vilket i sin tur förhindrar att legeringens lättförängade legeringsbe- ständsdelar avges, vilket innebär att legeringen icke utarmas på dessa beståndsdelar.The plant according to the invention shown in Fig. 3 operates in the following manner. Before starting the ingot production, the base plate 7 is inserted into the zone of the electromagnetic field generated by the inductor 5, as described in the previous embodiments. The coolant is applied to the side surface 7 of the base plate 7. The supply voltage required for the casting over the inductor 3 and the consumption of the coolant from the cooling device U are preset. that the level sensor lä is arranged in the heel of the bracket arm 25. In this case, as in the embodiments described above, it must be ensured that the lower part of the outer jacket 23 is not in contact with the initial solidification front at the side surface of the ingot. Molten metal is fed via the pipe 12 to the base plate 7. After the inner jacket 8 is immersed in the molten metal surface of the ingot, the melt is fed by electrically conductive slag or refining flux to the upper horizontal surface of the ingot delimited by the jacket 8. The inner jacket 8 further prevents various non-metallic oxide, slag and other solid phase inclusions from ending up in the peripheral area of the molten metal zone of the ingot, i.e. in the contact zone of the outer jacket 23 with the melt, which jacket 23 floats on the upper part of the molten metal zone and thereby protects the molten the metal surface against direct oxidation as well as against any contact with the surrounding gaseous medium, which in turn prevents the alloy's slightly elongated alloy constituents from being released, which means that the alloy is not depleted of these constituents.

Den flytande yttermanteln 25 reagerar mycket exakt och snabbt vid ändring av götets smälta metallnivå, vilken ändring är lätt att bestämma visuellt eller automatiskt kan avkännas medelst ett god- tyckligt känt förfarande för kontroll av variationer i götets smälta metallnivå, exempelvis medelst ett s k radioisotopförfarande under signalöverföring till en päverkningsmekanism, som är avsedd att reglera metallförbrukningen (den smälta metallflödeshastigheten), eller medelst elkontakter som är avsedda att avge en signal till en elektromagnetstyrd ventil.The liquid outer jacket 25 reacts very precisely and quickly when changing the molten metal level of the ingot, which change is easy to determine visually or automatically can be detected by any method known for controlling variations in the molten metal level of the ingot, for example by a so-called radioisotope method during signal transmission. to an actuating mechanism, which is intended to regulate the metal consumption (the molten metal flow rate), or by means of electrical contacts which are intended to emit a signal to an electromagnet-controlled valve.

Den flytande yttermanteln 23 tillsluter större delen av götets smälta metallyta, förhindrar att legeringen lättförångade beståndsdelar avges, begränsar i hög grad konvektiva strömmars ogynnsam inverkan och gör det därigenom möjligt att kontrollera ändringar i götets smälta metallnivå inom variationsgränser av f 2 mm. i 6120192241 18 _ Försöken har visat, att göt av mässing med hög zinkhalt har sammanpackad kristallstruktur och en yta, som är fri från fel och som annars mäste bearbetas.The liquid outer sheath 23 closes most of the molten metal surface of the ingot, prevents the release of easily evaporated constituents, greatly limits the adverse effect of convective currents and thereby makes it possible to control changes in the molten metal level of the ingot within variation limits of f 2 mm. The tests have shown that brass ingots with a high zinc content have a compacted crystal structure and a surface which is free from defects and which must otherwise be machined.

Den mest föredragna utföringsformen av anläggningen enligt uppfinningen visas i fig. U. Den gör det möjligt att skydda götets hela smälta metallyta medelst smälta eller att använda en lâgtrycks- atmosfär. Med denna anläggning kan man framställa göt samtidigt som dessa kalibreras.The most preferred embodiment of the plant according to the invention is shown in Fig. U. It makes it possible to protect the entire molten metal surface of the ingot by means of melting or to use a low-pressure atmosphere. With this plant you can produce ingots at the same time as these are calibrated.

Denna utföringsform innefattar - liksom de ovan beskrivna utföringsformerna - skärmen 2, induktorn 3 och kylanordningen Ä, vilka är fästa pä ramen 1, samt två, på skärmen 2 fästa mantlar 8 och 26 med locket 9. Till skillnad från de tidigare beskrivna ut- föringsformerna har denna utföringsforms yttermantel 26 innerdimen- sioner, vid vilka en spalt bildas i mantelns 26 överdel mellan mantelns 26 insida och götets smälta metallsidoyta, medan i den undre delen i formningszonen för götets kantzon är utformad en ringformad kalibreringsgördel 27, vars genomloppstvärsnittsform och dimensioner motsvarar det färdiga götets 5 tvärsnittsform respektive dimensioner. I beroende av slaget av götmetall bör innertvärdimensionerna hos yttermantelns 26 övre del utgöra 0,85-1,15 av kalibreringsgördelns 27 dimensioner. Gördelns 27 höjd utgör 1/2 till 2/3 av induktorns 5 höjd. Yttermantelns 26 undre ände är belägen under induktorns 3 tväraxel och pä ett avstånd från den- samma av 1/H - 2/3 av induktorhöjden.This embodiment comprises - like the embodiments described above - the screen 2, the inductor 3 and the cooling device Ä, which are attached to the frame 1, and two jackets 8 and 26 attached to the screen 2 with the lid 9. Unlike the previously described embodiments the outer jacket 26 of this embodiment has inner dimensions, in which a gap is formed in the upper part of the jacket 26 between the inside of the jacket 26 and the molten metal side surface of the ingot, while in the lower part of the forming zone of the ingot edge zone an annular calibration belt 27 is formed. finished the cross-sectional shape and dimensions of the ingot 5. Depending on the type of ingot metal, the inner value dimensions of the upper part of the outer casing 26 should be 0.85-1.15 of the dimensions of the calibration belt 27. The height of the belt 27 is 1/2 to 2/3 of the height of the inductor 5. The lower end of the outer jacket 26 is located below the transverse axis of the inductor 3 and at a distance from it of 1 / H - 2/3 of the inductor height.

Innermantelns 8 sidoväggar är försedda med hål och förbundna ,med varandra medelst en hålförsedd tvärmellanvägg 28. Mantelns 26 vägg kan förses med gjutkanaler 29 för inmatning av en metall, vars Vkemiska sammansättning skiljer sig från götmetallens, i spalten mellan yttermanteln 26 och götets 5 smälta metallsidoyta. Inner- mantelns 8 lock 9 och fläns 10 är försedda med fönster 21 för visu- ell kontroll av det gjuttekniska förloppet. Mantlarna 8 och 26 är försedda med reglerskruvar 11 för inställning av mantlarna i ett i förväg bestämt läge. För att kunna arbeta med genomströmmande skydds- gasatmosfär är manteln 8 väggar försedda med hål 17, genom vilka den inerta gas, som tillföres via röret 16, kan strömma in i mantelns 26 hålrum. Den förutbestämda'spänningen över induktorn 3 och den förutbestämda strömmen via induktorn 3 hâlles konstanta medelst en regulator 30, som induktorn 3 är försedd med. Manteln 26 är försedd med hål 22 för avledande av inert gas.The side walls of the inner jacket 8 are provided with holes and are connected to each other by means of a perforated cross-partition 28. The wall of the jacket 26 can be provided with casting channels 29 for feeding a metal, the chemical composition of which is molten, in the gap between the outer jacket 26 and the metal side 5. . The lid 9 and flange 10 of the inner jacket 8 are provided with windows 21 for visual inspection of the casting process. The jackets 8 and 26 are provided with adjusting screws 11 for adjusting the jackets in a predetermined position. In order to be able to work with a flowing shielding gas atmosphere, the jacket 8 walls are provided with holes 17, through which the inert gas, which is supplied via the pipe 16, can flow into the cavities of the jacket 26. The predetermined voltage across the inductor 3 and the predetermined current via the inductor 3 are kept constant by means of a regulator 30, which the inductor 3 is provided with. The jacket 26 is provided with holes 22 for dissipating inert gas.

Anläggningen fungerar på följande sätt. 7901922-0 19 Innan smält metall börjar tillföras, införes bottenplattan 7 i zonen av det av induktorn 3 alstrade elektromagnetiska fältet så, att överkanten av bottenplattans 7 sidoyta ligger 5-10 mm under induktorns 3 tväraxel. Yttermanteln 26 anordnas sedan på den elektro- magnetiska skärmen 2. Den likformiga spalten mellan mantelns 26 kalibreringsgördel 27 och bottenplattans 7 sidoyta fylles med eld- fast massa.The system works as follows. Before molten metal begins to be supplied, the base plate 7 is inserted into the zone of the electromagnetic field generated by the inductor 3 so that the upper edge of the side surface of the base plate 7 is 5-10 mm below the transverse axis of the inductor 3. The outer jacket 26 is then arranged on the electromagnetic shield 2. The uniform gap between the calibration belt 27 of the jacket 26 and the side surface 7 of the bottom plate 7 is filled with refractory mass.

Man förinställer den önskade spänningen över induktorn 3 och den nödvändiga kylmedelsförbrukningen och uppvärmer sedan ytter- manteln 26 till 600-80000. Därefter placeras innermanteln 8 på manteln 26, tillsammans med samtliga konstruktionsdelar, som även i förväg uppvärmes till 600-80000. Man tillför sedan det önskade skyddsmediet och inmatar smält metall i den elektromagnetiska formningszonen för götet. Sedan den i förväg bestämda smälta metall- nivån uppnåtts, vilken nivå kontrolleras visuellt eller avkännes medelst nivâgivaren lä, igângsättes mekanismen för sänkning av bottenplattan 7 med det stelnande götet. Man anbringar sedan på götets smälta metallyta, om det är nödvändigt, ett skikt av raf- fineringsflussmedel och/eller elektriskt ledande slagg.The desired voltage across the inductor 3 and the necessary coolant consumption are preset and the outer jacket 26 is then heated to 600-80000. Thereafter, the inner jacket 8 is placed on the jacket 26, together with all the structural parts, which are also preheated to 600-80,000. The desired protective medium is then added and molten metal is fed into the electromagnetic forming zone of the ingot. After the predetermined molten metal level has been reached, which level is visually checked or sensed by the level sensor lä, the mechanism for lowering the bottom plate 7 with the solidifying ingot is started. A layer of refining flux and / or electrically conductive slag is then applied to the molten metal surface of the ingot.

Ifall förfarandet och anläggningen enligt uppfinningen an- vändes för att vid götytan åstadkomma ett tunt periferiskikt av metall med annan kemisk sammansättning jämfört med götmetallen, inmatas smältan av denna metall i den elektromagnetiska formnings- onen för götets smälta metallzon, dvs i spalten mellan den smälta metallytan och yttermantelns 26 vägg via gjutkanalerna 29.If the method and plant according to the invention are used to produce at the ingot surface a thin peripheral layer of metal with a different chemical composition compared to the ingot metal, the melt of this metal is fed into the electromagnetic forming zone of the molten metal zone of the ingot, i.e. into the gap between the molten metal surface and the wall of the outer jacket 26 via the casting channels 29.

Såsom konstaterats ovan, är det av stort praktiskt intresse att använda förfarandet för kontaktlös götformning medelst ett av en induktor alstrat elektromagnetiskt fält med efterföljande omedel- bar intensiv kylning av götets sidoyta i och för att kunna fram- ställa göt av hög kvalitet med i förväg bestämd kalibrerad profil och med över götets längd konstant tvärsnittsform, som skiljer sig från tvärsnïttsformen hos götots flytande fas.As stated above, it is of great practical interest to use the method of contactless ingot molding by means of an electromagnetic field generated by an inductor with subsequent immediate intensive cooling of the side surface of the ingot in order to be able to produce high quality ingot with predetermined calibrated profile and with a constant cross-sectional shape over the length of the ingot, which differs from the cross-sectional shape of the liquid phase of the ingot.

Detta uppnås - vid denna anläggning - genom att förfarandet för stränggjutning av metall i ett elektromagnetiskt fält genom- föres samtidigt som det statiska metalltrycket kontinuerligt är 5-20% högre än det elektromagnetiska fältets tryckkraft, då an- läggningen innefattar yttermanteln 26 med den i dess undre del an- ordnade kalibreringsgördeln 27. Detta gör det möjligt att erhålla en kalibrerad götyta med noggrant i förväg bestämda dimensioner genom att kantzonen av götets stelnande sidoyta tryckes ihop varm- plastiskt. Genom att tätt hoptrycka götets kantzon säkerställer 'ïfäißt 922% 20 man en funktionssäker avtätning, som gör det möjligt att genomföra gjutningen, samtidigt som götets hela smälta metallyta är skyddad medelst gas, elektriskt ledande slagg och/eller raffineringsfluss- medel, samt att ovanför smältan åstadkomma en lågtrycksatmosfär och kring götets smälta metallsidoyta ett skikt av metall med annan kemisk sammansättning jämfört med götmetallens kemiska samman- sättning.This is achieved - at this plant - by carrying out the process for continuous casting of metal in an electromagnetic field while the static metal pressure is continuously 5-20% higher than the compressive force of the electromagnetic field, as the plant comprises the outer jacket 26 with the The lower part arranged the calibration belt 27. This makes it possible to obtain a calibrated ingot surface with carefully predetermined dimensions by hot-plastic pressing the edge zone of the solidifying side surface of the ingot. By tightly compressing the edge zone of the ingot, ïfäißt 922% 20 ensures a functionally reliable seal, which makes it possible to carry out the casting, while the entire molten metal surface of the ingot is protected by gas, electrically conductive slag and / or refining flux, and that above the melt create a low-pressure atmosphere and around the molten metal side surface of the ingot a layer of metal with a different chemical composition compared to the chemical composition of the ingot metal.

Hänsyn måste tas till att den kraft, som erfordras för att deformera götets kantzon, är mycket låg till följd av att götets kantzonyta och fördelns 27 yta uppvisar praktiskt taget samma temperatur.It must be taken into account that the force required to deform the edge zone of the ingot is very low due to the fact that the edge zone of the ingot and the surface of the advantage 27 have practically the same temperature.

Den kalïbrcrandc inverkan medelst manteln åstadkommas tills götväggarna fått den önskade hållfasthet, som gör det möjligt för dessa väggar att motstå götets smälta metallpelartryck. Genom att yttermanteln 26 kan röra sig längs anläggningens gjuttekniska axel, kan man ändra läget för mantelns 26 kalíbreringsgördel 27 i för- hållande till initialdelen av götets fasta fas vid götets sidoyta, varigenom man gynnsamt kan påverka ytkvaliteten och götets tvär- snittsdimensionsnoggrannhet. Sedan götets stelnade del lämnat kylgördelns zon, korrigerar man - för att på bättre avtätande och hoptryckande sätt, medelst yttermantelns 26 kalibreringsgördel 27 påverka götets varmplastiska kantzon - i önskad grad det statiska V metalltrycket medelst en regulator för metallförbrukningen eller mängden smält flussmedel (tills denna mängd blivit lika med det nödvändiga tillåtliga värdet), som kontrolleras visuellt i beroende av götets smälta metallnivä eller medelst nivågivaren lä.The calibrating effect by means of the jacket is achieved until the ingot walls have the desired strength, which enables these walls to withstand the molten metal column pressure of the ingot. Because the outer jacket 26 can move along the casting technical axis of the plant, the position of the jacket 26's calibration belt 27 can be changed in relation to the initial part of the ingot's solid phase at the ingot's side surface, whereby the surface quality and the ingot's cross-sectional dimension can be favorably affected. After the solidified part of the ingot has left the zone of the cooling belt, in order to better seal and compress, by means of the calibration belt 27 of the outer casing 26, the static V metal pressure of the ingot is corrected to a desired degree by the metal consumption regulator or the amount of molten flux. equal to the required permissible value), which is visually checked depending on the molten metal level of the ingot or by means of the level sensor lä.

Ovanför tillförselbältet för kylmedlet till det stelnade götets yta påverkas götets kantzon, vid fasgränsen mellan smält metall och metall i fast fas, radiellt mot götets längdaxel av kalibreringsgördeln 27 hos yttermanteln 26, vars övre del icke an- ligger mot götets flytande fas. Formningen säkerställes - då det statiska metalltrycket är kontinuerligt 5-20 % högre än det nomi- nella - genom att götets smälta metallnivä hålles högre än den nominella metallnivän medelst regulatorn för reglering av metall- »förbrukningen och/eller förbrukningen av smält elektriskt ledande slagg eller raffineringsflussmedel.Above the supply belt for the coolant to the surface of the solidified ingot, the edge zone of the ingot, at the phase boundary between molten metal and solid phase metal, is affected radially towards the longitudinal axis of the ingot by the calibration belt 27 of the outer jacket 26, the upper part of which does not abut the liquid phase of the ingot. The molding is ensured - when the static metal pressure is continuously 5-20% higher than the nominal - by keeping the molten metal level of the ingot higher than the nominal metal level by means of the regulator for regulating the metal »consumption and / or the consumption of molten electrically conductive slag or refining flux.

Smältans statiska nominella metalltryck är lika med det av induktorn alstrade elektromagnetiska fältets tryck, som håller den smälta metallpelarens i förväg besämda höjd konstant.The static nominal metal pressure of the melt is equal to the pressure of the electromagnetic field generated by the inductor, which keeps the pre-determined height of the molten metal column constant.

Ett kalibrerat göt, vars tvärsnittsform skiljer sig från den 7 hos götets flytande fas, framställes genom lämplig form och lämpligaA calibrated ingot, the cross-sectional shape of which differs from that of the liquid phase of the ingot, is produced by suitable shape and suitable

Claims

79-'01922-0 21 21 dimensions of the passage cross-section of the calibration belt 27 of the jacket 26, the shape and dimensions of which are chosen so as to take into account the volume shrinkage character and extent of the metal as the metal solidifies and cools. If it is desired to carry out the casting in a flow-through gas protection atmosphere, the wall of the outer jacket 26 can be provided with through holes 22. Above the molten metal surface of the ingot 5, a low-pressure atmosphere can be provided, for which purpose the inner jacket 8 is arranged so molten metal level, whereby the hole 22 of the jacket 26 is hermetically sealed. In an arbitrary embodiment for carrying out the method for continuous casting of metal in an electromagnetic field by means of the plant described above, the coolant is supplied to the solidified ingot, preferably after completion of preparatory calibration. The process and plant according to the invention for continuous casting of metal have made it possible in experiments to produce high quality ingots from copper and copper alloys, ie from all the metals and alloys for which the production of ingots is of practical interest. g_a t e n t k r a v

A method for continuous casting of metal in an electromagnetic field, in which molten metal is fed to a base plate (7), which is arranged in an electromagnetic field, which holds the molten metal (6) together in the form of a pillar. , and on the one hand provides a protective medium above the surface of the molten metal (15) above the ingot (5) or a low pressure atmosphere in the vicinity of at least the valley horizontal part (6) of the molten metal surface of the ingot (5), and supplies a coolant to the ingot (5) solidifying side surface, characterized in that the molten metal (15) is fixed to the molten metal surface of the ingot (5) by means of a funnel-shaped belt (27) with an annular portion abutting the edge zone of the ingot (5) to be formed, above the level of supply of the coolant to the side surface of the ingot (5).

2. A method according to claim 1, characterized in that the molten metal for forming the ingot (5) is supplied in an amount at which the static metal pressure continuously WÜWÉZHÛ 22 is 5-20% higher than the nominal compression pressure of the electromagnetic field, while the edge zone of the ingot (5) is calibrated during its shaping by means of the annular portion of the funnel-shaped belt (27), the passage cross-sectional dimensions and shape of which pass through the predetermined cross-sectional dimensions and shape of the ingot (5), respectively.

Plant for carrying out the method according to claim 1 or 2, which comprises the following, on a frame (1), annularly arranged annular construction units: a screen (2), an electromagnetic inductor (3) and a cooling device (4 ), which surround a cavity for forming an ingot (5), which cavity is delimited at the bottom by the bottom plate (7), which is intended to be inserted into the electromagnetic field generated by the inductor (3), and is closed at the top with a lid ( 9), which is provided with a hole for the supply of metal, a hole (13) for receiving a rod of a sensor (14) of the float type for sensing the molten metal level of the ingot (5) and a hole for the supply of protective medium, characterized by that two coaxially arranged funnel-shaped bands formed as sheaths are mounted under the lid, that an outer sheath (26) is attached to the screen (2) by means of its flange (10) and has such inner dimensions, at which a gap is formed at the sheath (26) upper part between m the inside and the side surface (6) of the molten zone of the ingot (26) of the ingot (5), while the lower part of the jacket (26) has a circular calibration belt (27) arranged in the shell-forming zone of the ingot (5), the continuous opening of the belt to shape and size corresponds to the cross section of the finished ingot (5), and that an inner jacket (8) is attached to the screen (2) by means of its flange (10) in such a way that its lower end is immersed in the molten metal zone (6) of the ingot (5), wherein both jackets (8 and 26) are made of a non-magnetic, refractory material with low thermal conductivity which is chemically inert with respect to the melt.

Plant according to Claim 3, characterized in that the inner cross-sectional dimensions at the upper part of the outer jacket (26) are 0.85 to 1.15 times the corresponding dimensions at the calibration belt (27), the height of which is 1/2 to 2/3 times that of the inductor. (3) height.

Plant according to claim 3, characterized in that the side walls of the inner jacket (8) are perforated and connected to each other by means of a perforated transverse partition wall (28). 79101922-0 23

Plant according to claim 3, characterized in that the wall of the outer jacket (26) is provided with casting channels (29) for feeding a metal, the chemical composition of which differs from that of the ingot metal, into the gap between the outer jacket (26) and the side surface of the molten the metal (6), from which the ingot (5) is to be formed.

Plant according to Claim 3, characterized in that the lid (9) and the flange (10) of the inner jacket (8) are provided with coaxially arranged observation openings (21) for visual control of the casting process.

Plant according to claim 3, characterized in that the wall of the outer jacket (25) is provided with a through hole (22) for removing the gaseous protective medium which is supplied to the molten metal side surface of the ingot.