SE451237B - Bottenplatta for vertikal kontinuerlig gjutning - Google Patents

Description

451 237 tan ut ur kokillens eller induktorns utmatningsände för att med- ge det stelnade götet att utmatas från kokillen eller induktorn på kontinuerligt eller halvkontinuerligt sätt. När en gång utdra- gandet av bottenplattan börjar, hålles dess sänkningshastighet vanligen på en konstant nivå till gjutningens slut, på grund av att varje plötslig ändring i sänkningshastigheten kan resultera i ändringar i det stelnade götets tvärsektionsdimensioner utmed dess längd och kan förorsaka allvarliga ytdefekter på götet.

Vid vanlig gjutning i direktkyld kokill finnes mycket litet, och vid EM-gjutning väsentligen inget horisontellt stöd för det stel- nade götet i dess nedåtgående rörelse, så att götet måste vara väl balanserat på bottenplattan för att undvika gungning eller lutning ur centrum. Allteftersom götänden emellertid stelnar och svalnar, krymper götet, vilket medför att götänden kröker sig pri- märt i sin bredaste dimension. Götets bottenyta i kontakt med bottenplattan bildar i allmänhet en bågformad yta, så att om gö- tet blir obalanserat och sidokrafter på något sätt anbringas på götet, kommer götets bågformade eller krökta bottenyta att medge götet att luta sig ur centrum eller gunga bakåt och framåt på bot- tenplattan, vilket bådadera framkallar allvarlig götdeformation.

Då götänden kröker sig vid gjutningens början, strömmar kylmedel som anbringats på götytan in i utrymmet mellan bottenplattan och götänden. Värmen i götänden förorsakar vattnet, som samlar sig där, att förângas, ofta med sådan intensitet att götet praktiskt taget studsar på bottenplattan beroende på den kraft som anbringas av förångningen. Sådan studsning avbryter allvarligt gjutningsproces- sen mycket på samma sätt som oenhetliga sänkningshastighet men med mycket större allvar särskilt vid elektromagnetisk gjutning.

För att undvika problemen som förorsakas av kylmedlets förångning, som samlar sig mellan götänden och bottenplattan, har den tidi- gare tekniken använt sig av hål eller andra medel i bottenplattan för att avlägsna kylmedlet innan det explosivt förångas. Som exem- pel på tidigare känd teknik kan nämnas tyska patentet 893 690, amerikanska patenten 3 702 152 och 3 702 631. Emellertid är dessa skrifter ej inriktade på problemet med götets instabilitet på bot- tenplattan under gjutning, som förorsakas av götets krökta neder- yta. Tidigare ansträngningar att åstadkomma önskad götstabilitet, ya 451 237 särskilt för EM-gjutning, har ej varit framgångsrika. Olika forma- de utbuktningar har t.ex. anordnats på den övre ytan på botten- plattan, så att smält metall stelnar omkring dem vid gjutningens början och därigenom stabiliserar götet genom låsverkan. Detta sätt har allmänt befunnits vara framgångsrikt vid stabilisering av götet, men håligheterna i götänden som uppstår vid metallens stelning omkring utbuktningarna verkar som spänningsförhöjare, vil ka ofta förorsakar att götet spricker. Ibland förorsakar samma ut- buktningar även att bottenplattan spricker beroende på de höga värmespänningarna som förekommer. På liknande sätt har olika for- made recesser även använts på den övre ytan i bottenplattan för väsentligen samma ändamål, dvs att låsa götänden och därvid hindra den från att gunga eller luta under gjutning. Detta har ej varit så framgångsrikt, emedan vatten som blir innestängt i recesserna kommer att explodera då det kommer i kontakt med smält metall och förorsakar metallexplosioner. Det är med hänsyn till detta problem som föreliggande uppfinning utvecklats.

Beskrivning av uppfinningen Föreliggande uppfinning hänför sig till en förbättrad bottenplat- ta för vertikal kontinuerlig gjutning med direkt kyld kokill el- ler elektromagnetisk gjutning av stora, i längd utsträckta göt el- ler ämnen, där bottenplattan har en tallriksformad övre yta, för- sedd med ett flertal dräneringshål för att avlägsna kylmedel, som samlar sig på den övre ytan under gjutning och urtag förenade med åtminstone vissa av dräneringshålen, för attlleda kylmedel till dräneringshålen och mildra fastklibbning av ett göts änddel vid bottenplattan, under det att samtidigt glidande kontakt upprätt- hålles med götets änddel, då götets änddel krymper och kröker sig beroende på svalning och stelning, vilken bottenplatta utmärkes av att dräneringshålen är lokaliserade närmare en ände av urta- gen, varvid urtagen inbegriper lutande ytor, som sträcker sig upp- åt och inåt från deras tillhörande dräneringshål liksom även mot bottenplattans centrala del, varvid urtagen även är anordnade att upptaga smält metall vid gjutningens början och begynnande bild- ning av götets änddel, vilken smälta metall vid stelning bildar bihang, som delvis har former, som överensstämmer med och passar urtagens lutade ytor, varvid bihangen kan upprätthålla glidande kontakt med urtagen för att därmed stadigt understödja götet på och minimera götets rörelser på bottenplattan under gjutningen. 451 237 Vid gjutningens början fyller den smälta metallen urtaget och stelnar i ett nedåt riktat bihang till götänden, som har väsent- ligen samma form som recessen. Beroende på att götänden krymper och kröker sig på grund av stelningen och kylningen, kommer dessa bihang på götänden att glida uppför de lutade nedre ytorna i urta- gen i bottenplattan och därigenom stabilt stödja götet under åter- stoden av gjutningen. Urtagen bör emellertid ej vara belägna om- kring dräneringshål i områden för maximal götändekrökning, emedan bihangen som bildas kommer att helt lyftas ur urtaget då änden krökes och ej glida uppför det lutade urtaget i enlighet med upp- finningen. Det mesta av götets gungning sker i den bredaste dimen- sionens riktning på götet, så att genom att ha åtminstone två bi- hang lämpligt placerade mot de smala ytorna på götänden kan götet verksamt balanseras på bottenplattan. Företrädesvis är åtminstone tre urtag anordnade i bottenplattan, då man gjuter stora runda äm- nen och åtminstone fyra finnes företrädesvis då man gjuter stora rektangulärt formade göt.

Ett av de bästa medlen som medger passage av vatten men ej av smält metall i botten på urtagen är en sikt med en maskstorlek, som är tillräckligt stor för att medge passage av vatten genom sikten och sålunda bort från skiljeytan mellan bottenplattan och götänden, som är tillräckligt liten för att blockera varje metallflöde genom sikten. Maskstorlekar från omkring 0,254-2,54 mm har befunnits va- ra lämpliga. Andra anordningar med samma storlek på öppningarna kan även användas. Den smälta metallens viskositet bestämmer gene- rellt önskade maskstorlekar. Temperaturen och sammansättningen på den smälta metallen bestämmer dess viskositet.

Den övre delen av dräneringshålet intill den solfjäderformade lu- tade ytan är avfasad utåt mot kanten på bottenplattan för att för- hindra bihanget från att fastna eller att hänga sig i urtaget då götänden kröker sig och bihangen lyfter sig och glider uppför ur- tagens lutade ytor. De solfjäderformade plana områdena i urtagen strålar inåt mot den centrala delen av bottenplattan och omfattar företrädesvis nn vinkel av åtminstone 900. På detta sätt glider bihangen som bildas på götänden lätt utmed de lutade plana område- na, då götänden kröker sig och krymper inåt, då den stelnar och svalnar. Genom att utforma åtminstone två nedåt riktade utstående øfl//if//ñ 451 237 delar på götänden i enlighet med uppfinningen stödes götet verk- samt och balanseras under övriga delar av gjutningen även fastän götänden kan krympa och kröka sig avsevärt under början av gjut- ningen. Företrädesvis finnes tre eller flera dräneringshäl för stora runda ämnesgjutningar och fyra eller flera finnes för sto~ ra rektangulära göt, så att det stora götet eller ämnet väl kan stödjas och balanseras under själva gjutningsförfarandet.

På de bifogade ritningarna visas en föredragen utföringsform av uppfinningen där fig. 1 visar en tvärsektion av bottenplattan enligt uppfinningen.

I figurens vänstra del visas gjutningens början då bottenplattan är placerad inom deéelektromagnetiska gjutningsanordningen och figurens högra sida visar gjutningen efter igångsättningen, när bottenplattan har avlägsnats från induktorn. fig. 2 en planvy av bottenplattan visad i fig. 1, fig. 3 en tvärsektion av bottenplattan tagen utmed linjerna III- III visad i fig. 2, fig. 4 en förstorad planvy av ett av dräneringshålen visade i fig. 2, fig. 5 en tvärsektion tagen utmed linjerna V-V i fig. 4, fig. 6 en tvärsektion av en sikt, som är anpassad att insättas i dräneringshålen i bottenplattan, som medger passage av vatten men förhindrar passage av smält metall vid gjutningens början, fig. 7 visar sikten i fig. 6 i läge inom utmatningshålet 22, fig. 8 visar rörelsen på bihangen, som bildas på götändens botten- yta uppför den lutade urtagsytan, då götänden krymper och kröker sig vid gjutningens början och fig. 9 visar slutligen en alternativ anordning för att dränera vatten, som samlar sig på bottenplattan.

Den vänstra sidan i fig. 1 visar gjutningens begynnelse, då den tallriksformade bottenplattan 10 är placerad inom induktorn 11 till en elektromagnetisk gjutanordning. Den smälta metallplattans 12 sidoform på den konkava tallriksformade ytan 13 på bottenplattan 10 regleras av det tryck som utvecklas av det elektromagnetiska 451 237 fältet, som induceras av induktorn 11. Smält metall matas till bottenplattan 10 genom nedledningen 14. Induktorn 11 är försedd med en vattenmantel 15 för att upprätthålla ett aggregat av kyl- medel på induktorns 11 baksida och kylmedel passerar från kamma- ren 16 i vattenmanteln 15 genom ledningar 17 i skärm 18, ner på baksidan av induktorn 11 och ut genom ett flertal ledningar 19 an- ordnade i den nedre sektionen av induktorn 11 för att utmata kyl- medel på ytan av götet 20, som träder ut från induktorn 11. Bot- tenplattan 10 uppbäres av pelaren 21 fäst till en uppspännings- platta (ej visad) som vanligen uppbär flera bottenplattor i en gjutstation för flera göt. Bottenplattrörelsen visas av pilen.

Dräneringshål 22 är upptagna i bottenplattan 10 för att dränera kylmedel, som samlar sig mellan den tallriksformade bottenplatt- ytan 13 och götänden 23 efter att änden 23 kröker sig vid gjutnin- gens början. Linjen 24 visar allmänt en idealiserad klockformad stelningsfront. Fastän linjen 24 som visas på ritningen kan anty- da en skarp demarkation mellan fast och smält metall, finnes fak- tiskt en svampig zon av halvstelnad metall mellan den fasta och flytande metallen.

Fig. 2 är en planvy av bottenplattan 10 med fyra dräneringshål 22 och såsom visat tydligare i fig. 3-6 var och en av dräneringshå- len 22 försedda med ett solfjäderformat urtag 30 i dess övre del, som har en nedre yta 31 lutad uppåt mot ytan 13 och inåt mot den centrala delen av bottenplattan.

Fig. 3 är en tvärsektion av bottenplattan 10, som visar detaljer- na för dräneringshålen 22 och den tallriksformade övre ytan 13 på bottenplattan 10 dräneras genom hålen 22 och genom utmatningsöpp- ningar 32 i sidan på bottenplattan 10.

Fig. 4-6 visar att utmatningsdräneringshålen 22 är försedda med skuldror 33 på vilka siktelement 34 vilar, vilka visas mera i de- talj i fig. 6 och 7. Siktduken 35 har masköppningar tillräckligt små för att förhindra smält metall att strömma genom sikten vid gjutningens början, dock tillräckligt stora för att medge vatten att strömma genom och därigenom dränera vatten som samlar sig på ytan 13. En avfasad sektion 26 är anordnad i den övre delen av dräneringshålen 22 bort från den lutade ytan 31 för att förhindra varje hängning av bihangen 40 på götänden 23 vid gjutningens bör- 451 237 jan, då götänden krymper och kröker sig, och därvid lyftes bihan- gen 40 ut ur urtagen 30 och uppför den lutade ytan 31. Såsom vi- sas i fig. 7 är siktelementet 34 försett med en kort cylindrisk krage 37, som vilar på skuldran 33 i överdelen på dräneringshålet 22.

Vid gjutningens början matas smält metall till bottenplattan 10 och urtagen 30 fylles med smält metall, som stelnar till bihang 40 på götänden 23, som väsentligen har samma form som urtagen 30.

Siktöppningarna är tillräckligt små för att förhindra den smälta metallen att strömma genom siktduken 35 och ned i dräneringshålen 22. Götänden 23 stelnar och börjar att krympa och kröka sig och förorsakar bihangen som bildas i urtagen 30 att böja sig och där- efter glida upp på de nedre lutade ytorna 31 däri såsom visas i fig. 3- På detta sätt uppbäres götet 20 av två eller flera bihang 40, som vilar på de lutande ytorna 31 i urtagen 30. Varje kylmedel som samlar sig på bottenplattans yta 13 kommer att strömma genom siktduken 35 och ut genom dräneringshålen 22 och därefter ut ge- nom utmatningsöppningarna 32.

Fig. 9 visar alternativ till användningen av siktar i en utfö- ringsform där dräneringshâlen 52 ej helt bearbetas genom till över- ytan 13. Ett flertal mindre hål 55 har borrats i den återstående obearbetade delen 56 med öppningsstorlek i området från 0,254 till 2,54 mm. I Det är uppenbart att olika modifieringar och ändringar kan göras i uppfinningen utan att frångå uppfinningstanken och omfånget på de bifogade patentkraven.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 451 237 Patentkrav

1. Bottenplatta (10) för vertikal kontinuerlig gjutning med direkt kyld kokill eller med elektromagnetisk gjutning av stora, i längd utstäckta göt eller ämnen (20), där botten- plattan (10) har en tallriksformad övre yta (13), försedd med ett flertal dräneringshål (22) för att avlägsna kylmedel, som samlar sig på den övre ytan (13) under gjutning och urtag (30) förenade med åtminstone vissa av dräneringshâlen (22). för att leda kylmedel till dräneringshâlen (22) och mildra fastklibb- ning av ett göts (20) änddel (23) vid bottenplattan (20), under det att samtidigt glidande kontakt upprätthâlles med götets änddel (23). då götets (20) änddel (23) krymper och kröker sig beroende pâ svalning och stelning, k ä n n e - t e c k n a d av att dräneringshâlen (22) är lokaliserade närmare en ände av urtagen (30), varvid urtagen (30) inbegri- per lutade ytor (31). som sträcker sig uppåt och inåt från deras tillhörande drâneringshâl (22) liksom även mot botten- plattans (20) centrala del. varvid urtagen (30) även är an- ordnade att upptaga smält metall vid gjutningens början och begynnande bildning av götets (20) änddel (23). vilken smälta metall vid stelning bildar bihang (40), som delvis har former, som överensstämmer med och passar urtagens (30) lutade ytor (31), varvid bihangen (40) kan upprätthålla glidande kontakt med urtagen (30) för att därmed stadigt understödja götet (20) på och minimera götets rörelser på bottenplattan (10) under gjutningen. vu

2. Bottenplatta enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar anordningar (34), (52) hörande till urtagen (30) och dräneringshâl (22) för att medge passage och dräne- ring av kylmedel men ej av smält metall från bottenplattan.

3. Bottenplatta (10) enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att passagen för kylmedel och dräneringsanordningen (34). = (52) inbegriper öppningar från omkring 0,254 till 2,54 mm 1 naximidinension. 10 15 20 25 30 451 23.7

4. Bottenplatta (10) enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a d av att passagen för kylmedel och dränerlngsanordningen (22) omfattar ett avlägsningsbart siktelement (34), med masköpp- ningar (35) från omkring 0,254 till 2,54 mm i maximidimension.

5. Bottenplatta (10) enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den i planvy 1 huvudsak har rektangulär form.

6. Bottenplatta (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den lutade ytan (31) 1 ett urtag (30) pekar inåt mot bottenplattans (10) centrum och är solfjäderformad i en vinkel omfattande åtminstone 90°.

7. Bottenplatta (10) enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att dräneringshâlen (22) är försedda med skuldror (33) för att borttagbart understödja siktelementet (34).

8. Bottenplatta enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett siktelement (34) och av att ett dräne- ríngshål har en skuldra (33) för att uppbära siktelementet (34).

9. Bottenplatta enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att urtagets (30) lutade yta (31) pekar inåt mot bottenplat- tans (10) centrum och utbreder sig solfjäderformigt i en vinkel av åtminstone 90°.

10. Bottenplatta enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att bottenplattan (10) även är försedd med avfasade sektioner (26) placerade intill dräneringshålen (22) och urtagen (30).

ll. Bottenplatta enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att bottenplattan (10) även är försedd med avfasade sektioner (26) placerade intill dräneringshålen (22) och urtagen (30).