SK281997B6 - Dýza na prívod kvapalného kovu do formy na plynulé liatie kovových výrobkov a zariadenie na plynulé liatie kovových výrobkov vybavené touto dýzou - Google Patents

Abstract

Dýza (3, 39, 50) na prívod kvapalného kovu do formy (10) na plynulé liatie kovových výrobkov, ktorá zahrnuje komín (4), ktorého horný koniec je pripevnený upevňovacím prostriedkom (6, 7) k výstupnému hrdlu (1) nádoby, ktorá obsahuje uvedený kvapalný kov, a ktorého dolný koniec je pripevnený ku koncovej časti dýzy (3, 39, 50) vybavenej výstupmi (19, 20, 20', 21, 41, 42, 42', 43, 43', 44, 44', 45, 45', 46, 46'), ktorými sa uvedený kvapalný kov rozdeľuje do lejacieho priestoru (13) ohraničeného uvedenou formou (10), je charakterizovaná tým, že uvedená koncová časť zahrnuje na svojej hornej strane najmenej jeden otvor (17, 17') na prihrievanie vnútra uvedenej koncovej časti vykurovacím prostriedkom, ako je horák (32, 32'). Predmetom vynálezu je taktiež zariadenie na plynulé liatie kovových výrobkov, ktoré zahrnuje bezodnú formu (10), ktorá má intenzívne vnútorne chladené steny (11, 11', 12, 12', 36, 36') ohraničujúce lejací priestor (13), dýzu (3, 39, 50) zhotovenú zo žiaruvzdorného materiálu, ktorá je svojim horným koncom pripojená k nádobe obsahujúcej kvapalný kov a ktorej dolný koniec privádza uvedený kvapalný kov do uvedeného lejacieho priestoru (13), pričom dýza je dýzou uvedeného typu.ŕ

Description

Vynález sa týka plynulého liatia kovu, zvlášť ocele. Presnejšie povedané, vynález sa týka rúrok zo žiaruvzdorného materiálu nazývaných „dýzy“, ktoré sú obvykle svojim horným koncom spojené s medzipanvou, ktorá slúži ako zásobník kvapalného kovu, a ktorej dolný koniec je ponorený do kúpeľa kvapalného kovu vo forme, v ktorej kov začína tuhnúť. Prvotným účelom týchto dýz je ochrániť kov tečúci z nádoby do formy pred oxidáciou atmosférickým kyslíkom. Umožňujú tiež pomocou zodpovedajúceho umiestnenia svojich dolných koncov usmerňovať vhodným spôsobom prúd kvapalného kovu do formy tak, aby k tuhnutiu výrobku dochádzalo za najlepších možných podmienok.

Doterajší stav techniky

Liatie môže prebiehať do formy, z ktorej vychádza výrobok veľmi pretiahnutého obdĺžnikového prierezu, ktorý sa obvykle nazýva „plochý výrobok“. To je prípad, keď je pri výrobe ocele oceľ odlievaná do bram, to je výrobkov, ktoré majú šírku približne od 0,6 do 3 m a hrúbku všeobecne okolo 20 cm; z istých zariadení z posledného obdobia nazývaných „lejacie zariadenie tenkých bram“ môžu však vychádzať bramy s hrúbkou len niekoľko cm. V týchto prípadoch forma pozostáva z pevných stien z medi alebo zliatin medi, ktoré sú z chladnej strany, t. j. strany, ktorá sa nestýka s kovom, intenzívne chladené. Boli taktiež uskutočnené experimenty so zariadeniami, ktoré pomocou priameho tuhnutia kvapalného kovu umožňujú získavať oceľové pásy s hrúbkou niekoľkých mm. Pri tomto spôsobe sa používajú formy, ktorých lejací priestor je ohraničený na dlhších stranách párom zvnútra chladených valcov, ktoré majú rovnobežné vodorovné osi a otáčajú sa v navzájom opačných smeroch, a na kratších stranách uzatváracími doskami (nazývaných bočné steny), ktoré sú zhotovené zo žiaruvzdorného materiálu a ktoré sa opierajú o konce valcov. Valce alebo bočné steny môžu byť taktiež nahradené chladenými nekonečnými pásmi.

Kvôli zaisteniu vhodného usmernenia toku kovu do formy má niekedy koncová dolná časť dýzy zložitý tvar predĺžený v smere rovnobežnom s ďalšími stranami lejacieho priestoru. Dolná časť dýzy teda zaberá podstatnú časť tohto priestoru, zvlášť v prípade dvojvalcového liatia tenkých výrobkov. Predstavuje taktiež množstvo žiaruvzdorného materiálu, ktoiý sa nevyhnutne musí pred začatím liatia starostlivo predhriať, aby nemohlo pri začatí liatia dôjsť k zatuhnutiu kovu vnútri alebo v okolí dýzy. Predohrev je ešte dôležitejší, ak je dýza vnútri osadená prekážkami, ktoré miestne zužujú jej prierez, zvyšujú hydraulický odpor proti pohybu kovu a stabilizujú tak jeho tok. Navyše, z bezpečnostných dôvodov, aby nemohlo dôjsť k opísanému zatuhnutiu počas liatia, keď teplota kovu v medzipanve významne poklesne (predovšetkým v záverečných minútach liatia), je často nevyhnutné liať kov pri teplote vyššej, ako by bolo na získanie výrobku najvyššej kvality metalurgický žiaduce. Na udržovanie stálej teploty počas liatia môžu byť inštalované prostriedky na prihrievanie kovu v medzipanve, napríklad indukčné zariadenie alebo plazmový horák. Tieto zariadenia sú však tak investične, ako i prevádzkovo nákladné, komplikujú stavbu lejacieho zariadenia a spotrebovávajú značné množstvo energie. Je známy návrh vstavať do dýzy vykurovacie telesá vo forme elektrických odporov, ktoré môžu pracovať v priebehu samot ného liatia. To však významne komplikuje stavbu aj užívanie dýzy (pozri JP 1-228649).

Cieľom vynálezu je priniesť používateľom taký typ dýzy a lejacieho zariadenia, ktoré ich využíva, ktoré do značnej miery umožni prekonať uvedené tepelné problémy bez nadmernej komplikácie stavby a používania dýzy.

Podstata vynálezu

Uvedené ciele sa dosahujú dýzou na prívod kvapalného kovu do formy na plynulé liatie kovových výrobkov, ktorá zahrnuje komín, ktorého horný koniec je pripevnený upevňovacím prostriedkom k výstupnému hrdlu nádoby, ktorá obsahuje uvedený kvapalný kov, a ktorého dolný koniec je pripevnený ku koncovej časti dýzy vybavenej výstupmi, ktorými sa uvedený kvapalný kov rozdeľuje do lejacieho priestoru ohraničeného uvedenou formou, podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že uvedená koncová časť zahrnuje na svojej hornej strane najmenej jeden otvor na prihrievanie vnútrajška koncovej časti vykurovacím prostriedkom, ako je horák.

Predmetom vynálezu je tiež zariadenie na plynulé liatie kovových výrobkov, ktoré zahrnuje bezodnú formu, ktorá má intenzívne vnútorne chladené steny ohraničujúce lejací priestor, dýzu zhotovenú zo žiaruvzdorného materiálu, ktorá je svojím horným koncom pripojená k nádobe obsahujúcej kvapalný kov, a ktorej dolný koniec privádza uvedený kvapalný kov do uvedeného lejacieho priestoru, ktorého podstata spočíva v tom, že dýza je uvedeného typu.

Týmto zariadením môže byť zvlášť zariadenie na liatie obvyklých bram alebo zariadenie na liatie tenkých pásov priamo z kvapalného kovu, ako je dvoj valcové liatie.

Ako bude zrejmé, vynález prináša dýzu s najmenej jedným otvorom, ktorým prechádza zariadenie, ako je napríklad horák, ktoré umožňuje vykurovanie vnútrajška dýzy. Pokiaľ je použitých viac horákov, ako je často výhodné, musí byť dýza vybavená zodpovedajúcim počtom otvorov. Tieto horáky môžu, pokiaľ je to nutné, byť uvedené do činnosti už v značnom predstihu pred začatím liatia. Otvory musia byť počas liatia udržované stále nad hladinou kvapalného kovu, môžu byť taktiež použité na prívod malého množstva dodatočných prvkov do kvapalného kovu a ťažiť tak, pokiaľ je to nutné, z činnosti horákov, ktoré kompenzujú tepelné straty spojené s týmto prídavkom. Je taktiež možné týmito otvormi privádzať do kovu exotermicky prášok, ktorý urýchľuje začatie liatia alebo rozpúšťa nežiaduce stuhnutiny, ktorých existencia je potom len dočasná. Na účinnosť prevádzky tohto typu dýzy je podstatné, aby týmito otvormi nemohol prenikať vzduch a znečisťovať tak kov vnútri dýzy. Preto je teda vysoko žiaduce uzatvoriť aspoň dolnú časť dýzy krytom, ktorý chráni tiež prostredie formy. Vynález je zvlášť vhodný pre prípady, keď má dýza svoju spodnú časť rozšírenú alebo pretiahnutú, táto spodná časť je umiestnená tak, že je rovnobežná s dlhšími stranami formy.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude oveľa názornejší podľa nasledujúceho opisu s odkazmi na priložené obrázky.

Na obrázkoch 1 a a 1 b je na reze la-Ia a Ib-Ib zobrazený príklad dýzy podľa vynálezu, formy a prostredia formy touto dýzou osadeného zariadenia na plynulé liatie bram.

Na obrázkoch 2a a 2b je na reze Ila-Ila a Ilb-IIb zobrazený príklad dýzy podľa vynálezu, formy a prostredia for

SK 281997 Β6 my touto dýzou osadeného dvojvalcového zariadenia na liatie tenkých pásov.

Na obrázkoch 3a a 3b je na reze IlIa-IIIa a Hlb-IIIb zobrazený ďalší príklad dýzy podľa vynálezu, formy a prostredia formy touto dýzou osadeného dvojvalcového zariadenia na liatie tenkých pásov.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príkladné uskutočnenie zobrazené na obrázkoch la a lb, sa týka plynulého liatia obvyklej oceľovej bramy, ktorá má hrúbku okolo 20 cm a šírku medzi približne 0,6 a 3 m. Lejacie zariadenie zahrnuje zásobník kvapalného kovu nazývaný medzipanva, ktorý nie je zobrazený. Kvapalná oceľ vyteká z medzipanvy operátorom regulovanou rýchlosťou výstupom na dne medzipanvy. Výstup je predĺžený rúrkovým výstupným hrdlom 1 zhotoveným zo žiaruvzdorného materiálu, ako je grafitizovaný oxid hlinitý, ktorého vnútorný priestor 2 je valcový, a ku ktorému je pripojená dýza 3 typu podľa vynálezu. Táto dýza 3 je zhotovená zo žiaruvzdorného materiálu podobného predchádzajúcemu alebo je zhotovená z odlišného materiálu, ktorého vlastnosti zohľadňujú obmedzenia dané konštrukciou dýzy 3 alebo fyzikálno-chemické podmienky panujúce vo forme. Dýza pozostáva z dvoch častí, ktoré sú v zobrazenom príklade vyhotovené ako jeden kus.

Prvou časťou je komín 4, ktorý má vonkajší povrch valcového tvaru s priemerom „d“ a valcový vnútorný priestor 5, do ktorého ústi vnútorný priestor výstupného hrdla 1, a ktorý má rovnaký alebo výhodne mierne väčší priemer, takže mierne nevyrovnanie medzi priestormi 2 a 5 nemá vplyv na tok kovu. Spojenie medzi výstupnou dýzou 1 a komínom 4 dýzy 3 musí byť dobre utesnené, aby okolitý vzduch nemohol byť prisávaný do dýzy 3. Na zobrazenom príklade sa utesnenie spojenia dosiahne stiahnutím pomocou nezobrazených prostriedkov, hornej príruby 6 a dolnej príruby 7, ktoré dosadajú na tesniace plochy 8 a 9 na dolnom konci výstupného hrdla 1 a na hornom konci komína

4.

Úlohou druhej časti dýzy 3, nazývanej koncová časť, je prijímať kvapalnú oceľ, ktorá opúšťa komín 4, a rozdeľovať ju do lejacieho priestoru ohraničeného formou 10. Forma 10, ktorá je, ako je zobrazené na obrázkoch la, lb, navrhnutá na liatie oceľových bram obvyklých rozmerov, má, ako je obvyklé, dve dlhé strany 11, 11’ a dve krátke strany 12, 12' tvorené stenami z medi alebo zliatin medi, ktoré sú intenzívne vnútorne chladené, a na ktorých začína kvapalný kov tuhnúť. Forma tvorí lejací priestor 13 po celej jej výške stáleho pravouhlého prierezu. Pod komínom 4 má dýza 3 stálu hrúbku „e“, ktorá sa buď rovná alebo je len nepatrne odlišná od vonkajšieho priemeru „d“ komína 4. Na zvislom pozdĺžnom reze má koncová časť dýzy 3 tvar päťuholníka: keď je dýza 3 v pracovnej polohe, je dno 14 viac-menej vodorovne a postranné steny 15, 15', 15 a 15' viac-menej zvisle. Postranné steny sú spojené s dolným koncom komína 4 šikmými stenami 16,16'.

Podľa vynálezu obsahujú tieto šikmé steny otvor 17, 17'. Funkcia týchto otvorov bude vysvetlená neskôr, v zásade ale nemajú žiadny význam na prívod kvapalného kovu do lejacieho priestoru 13. Prívod kvapalného kovu do lejacieho priestoru 13 normálne zaisťuje množstvo výstupov vyhotovených na dne 14 a postranných stenách 15,15', 15 a 15' dýzy 3 umiestnených tak, že sa za normálnych podmienok liatia vždy nachádzajú pod úrovňou 18 hladiny kvapalného kovu vo forme. Prvý rad výstupov 19, 19' je vyhotovený v postranných stenách 15, 15', ktoré ležia oproti dlhším stranám 11, 11' formy 10. Týmito výstupmi tečú prúdy kovu, ktoré musia prednostne zásobovať meniskus, to je oblasť styku medzi povrchom kvapalného kovu a formou 10, a privádzať do neho množstvo tepla potrebné na zabránenie vzniku nežiaducich stuhnutín a na roztavenie krycieho prášku, ktorý sa obvykle usadzuje na povrchu. Preto sú výstupy 19, 19' rozmiestené po celej šírke stien 15, 15' a môžu byť nasmerované buď vodorovne alebo šikmo tak, aby usmerňovali kvapalný kov, ktorý nimi prechádza, proti menisku. Druhý rad výstupov 20, 20' je vyhotovený v postranných stenách 15, 15', ktoré ležia proti kratším stenám formy 12,12' formy 10. Všeobecne je kvôli úzkej šírke v každej zo stien 15,15' len jeden výstup. Tieto výstupy majú rovnakú funkciu, ako výstupy 19, 19' prvého radu. Ich umiestnenie, rozmery a orientácia musí byť navyše určené tak, aby horúci kov, ktorý privádzajú do rohov formy 10, nemohol spôsobiť opätovné čiastočné roztavenie vrstvy pevného kovu, ktorá sa v rohoch vytvorila. Zoslabenie vrstvy, predovšetkým pokiaľ by bolo také, že by viedlo k jeho pretrhnutiu, by mohlo spôsobiť vážnu nehodu (prasknutie formy). Tretí rad výstupov 21 je zhotovený na dne 14 a zásobuje horúcim kovom dolnú časť lejacieho priestoru 13. Na zobrazenom príklade sú výstupy 21 orientované zvisle, pokiaľ je to považované za užitočné, môžu byť pochopiteľne nasmerované šikmo. Môžu byť taktiež umiestnené v niekoľkých radoch, rozdelené po oboch stranách pozdĺžnej roviny Ia-Ia dýzy.

Na zobrazenom príklade obsahuje dýza 3, výhodne, ale nie nevyhnutne, vložku 22 umiestnenú do osadenia 23 vnútri komína 4, ktorá miestne zužuje prierez vnútorného priestoru 5 komína 4. Toto miestne zúženie spôsobí, že kov stratí časť svojej energie, čo vedie k lepšiemu plneniu celého vnútorného priestoru dýzy 3 a všetkých jeho výstupov 19,19’, 20, 20', 21. Kov tak vyteká z dýzy 3 rovnomernejšie, čo je pre kvalitu kovového odliatku priaznivé. Vložka 22 môže mať, ako je zobrazené, tvar rúrkového prvku, ktorý má priemer menši ako priemer komína 4, ale i tvary iné, napríklad môže byť zostavená zo stĺpca dierovaných kotúčikov. Môže sa taktiež umiestniť na dolný alebo horný koniec komína 4. Ďalej je, stále z dôvodu zaistenia väčšej rovnomernosti toku, súčasťou dna 14 dýzy 3 priehradka 24. Priehradka je zvislá, leží pod komínom, a jej úlohou je rozdeliť tok kvapalného kovu, ktorý vstupuje do dolnej časti dýzy 3, do dvoch prúdov. Priehradka 24 tak delí vnútorný priestor koncovej časti dýzy 3 na dva oddiely, z ktorých každý má nahor otvor 17,17'.

Lejacie zariadenie je doplnené zariadením, ktoré chráni priestor okolo formy 10 pred okolitou atmosférou. Použitie takéhoto zariadenia nie je nevyhnutné pre obvyklé zariadenie na liatie bram, pretože kvapalná oceľ je v ňom pred atmosférou chránená úplne uzatvorenou dýzou a krycím práškom. Ale otvory 17,17' v dýze 3 podľa vynálezu vystavujú vnútorný priestor dýzy 3 pôsobeniu okolitej atmosféry, je teda zvlášť dôležité, aby bola táto atmosféra inertná a nemohlo dôjsť k oxidácii kovu. Preto na zobrazenom príklade z lemu 25 formy 10 po celom jeho obvode vychádza manžeta 26, ktorá nesie kanál 27, ktorý obsahuje tesniaci materiál, ako je piesok 28. Kryt 29 pripevnený k hornej prírube 6, a teda tiež k medzipanve, ohraničuje priestor nad formou 10, jeho spodnú časť tvorí zvislá stena 30, ktorá je ponorená do piesku 28 v kanáli 27 a ktorá pôsobí ako tesnenie umožňujúce krytu 29 istú slobodu zvislého pohybu. Kryt tak môže sledovať pohyby medzipanvy a dýzy 3 hore a dole, ktorými sa dá nastaviť hĺbka ponorenia dýzy 3 do kvapalnej ocele bez toho, aby došlo k ovplyvneniu inertnosti prostredia formy 10. Táto možnosť zvislého pohybu vyhovuje taktiež zvislému kmitaniu, ktorému je ob

SK 281997 Β6 vykle forma vystavená. Tento spôsob utesnenia je prirodzene známy a nie je jediným možným spôsobom, Medzi jeho výhody je možné uviesť skutočnosť, že oblasť spojenia medzi výstupným hrdlom 1 medzipanvy a komínom 4 dýzy 3 je tiež pod kiytom 29 a následkom poruchy tesnosti v tomto spojení sú tak obmedzené.

Podľa vynálezu sú v kryte 29 dva otvory 31, 3Γ, ktorých rozmery a umiestnenie umožňujú vloženie dvoch horákov 32,32', ktoré mieria do otvorov 17,17' v dýze 3.

Týmto spôsobom horáky môžu prihrievať kvapalný kov vnútri dýzy 3, každý horák 32,32' ohrieva kov v jednej polovici dýzy 3. Je pochopiteľne možné použiť iba jeden horák 32, 32', ale je zrejmé, že rovnomernosť prihrievania je väčšia, ak sú dva, predovšetkým pokiaľ sa použije priehradka 24, ktorá fyzicky rozdeľuje vnútorný priestor koncovej časti dýzy 3 na dva oddiely. Každý z horákov zahrnuje vstup plynného paliva 33,33' a vstup plynného okysličovadla 34, 34'. Okysličovadlom môže byť kyslík alebo výhodne vzduch, pretože v prípade poruchy regulácie prietoku okysličovadla, ktorá bude mať za následok jeho neúplné spotrebovanie, spôsobí menšiu oxidáciu tak kovu, ako i žiaruvzdorných materiálov. Je možné si predstaviť tiež použitie plazmových horákov. Každý z horákov 32,32' je osadený manžetou 35, 35', ktorá umožňuje tesne zakryť otvor 31, 31' v kryte 29. Na tento účel sa manžeta 35, 35' pripevní ku krytu 29 prostriedkami, ktoré nie sú zobrazené. Je taktiež možné použiť horáky 32, 32' len vo fáze predohrevu dýzy 3, keď sú schopné predhriať vnútro dýzy 3 zvlášť účinne. Počas liatia sa môžu horáky ponechať na mieste, môže sa nimi pod kryt 29 nad lejací priestor vháňať neutrálny plyn, alebo sa môžu odstrániť a nahradiť zátkami, ktoré oddelia lejací priestor od vonkajšieho prostredia. Kombináciou týchto horákov 32,32' s inými horákmi, ktoré ohrievajú koncovú časť dýzy 3 zvonku, je možné dosiahnuť vynikajúce predhriatie celej dýzy 3 vrátane jej vnútorného priestoru. Po predhriatí sa zostava medzipanva /dýza 3/ kryt 29 ustanoví nad formu 10, výška medzipanvy sa nastaví tak, aby bola dýza 3 ponorená do správnej hĺbky vzhľadom na formu 10 a začne sa liatie. Vnútorný priestor dýzy tak môže mať komplexné umiestnenie so širokým výberom žiaruvzdorných prvkov (ako je priehradka 24) na zlepšenie hydrodynamického správania kvapalného kovu bez toho, aby tieto prvky pri začatí liatia spôsobovali nadmerné straty tepla, ktoré by mohli viesť až k zatuhnutiu kovu vnútri dýzy 3.

Pokiaľ by došlo k čiastočnému alebo úplnému upchatiu výstupu 19, 20,20', 21, čo spôsobí, že odtok kovu z dýzy 3 bude nedostatočný, a pokiaľ zariadenie na ochranu pred okolitou atmosférou umožní dostatočný pohyb dýzy 3, môže sa dýza 3 ponoriť hlbšie do formy, takže otvory 17, 17' sa dostanú aspoň čiastočne pod hladinu a prispievajú k prívodu kvapalného kovu do formy 10. Týmto spôsobom je možné pokračovať v liatí aj za zhoršených podmienok oproti podmienkam normálnym.

Opísané umiestnenie platí taktiež na liatie tenkých bram, ktorých hrúbka je na výstupe z formy napríklad 5 až 7 cm. V zariadeniach na liatie takýchto výrobkov majú formy buď rovnobežné rovinné steny 2x2, steny, ktoré sa zbiehajú smerom k výstupu z formy alebo steny kombinované rovinné/vypuklé. Vo všetkých prípadoch je dýza 3 navrhnutá tak, aby zodpovedala vodorovnému obrysu lejacieho priestoru 13.

Na obrázkoch 2a, 2b je zobrazené druhé príkladné uskutočnenie vynálezu, ktoré je použité na liatie tenkých výrobkov s hrúbkou okolo niekoľkých mm, keď sa liatie vykonáva medzi dva intenzívne chladené valce. Prvky, ktoré majú rovnaké funkcie a umiestnenie ako na uskutočnení podľa obrázkov la, lb, sú označené rovnako. Lejací priestor 13 formy je, ako je známe, tvorený dvomi pri sebe umiestnenými valcami 36, 36', ktorých osi sú vodorovné, a ktoré sa okolo týchto osí otáčajú v opačných smeroch. Sú intenzívne vnútorne chladené, takže liaty výrobok začína tuhnúť na ich povrchu, tvorí stuhnuté vrstvy, ktoré sa spájajú v hrdle 37, to je v mieste, kde je vzdialenosť medzi valcami najmenšia, a vytvára liaty pás. Kvapalný kov, ako je oceľ, je po stranách lejacieho priestoru zadržovaný žiaruvzdornými bočnými stenami 38, 38', ktoré sa dotýkajú čiel 40,40' valcov 36,36'.

Dýza 39 podľa vynálezu zobrazená na obrázkoch 2a, 2b sa Uši od dýzy na obrázkoch la, lb v nasledujúcich bodoch, ktoré ju robia vhodnou na použitie pri dvojvalcovom liatí:

- koncová časť dýzy sa, miesto aby mala viac-menej stálu hrúbku „e“, pozvoľna v smere zhora nadol zužuje tak, aby zodpovedala tvaru lejacieho priestoru 13;

- rôzne výstupy na prívod kvapalného kovu do lejacieho priestoru 13 vyhotovené v koncovej časti sú rozmiestnené trocha odlišne, rozumie sa, že opísané rozmiestnenie je len neobmedzujúcim príkladom.

Prvý rad výstupov 41, 41' je vyhotovený v postranných stenách 15, 15' dýzy 39, ktoré ležia proti valcom 36,36'. Sú rozmiestnené v čo možno najväčšej šírke. Zvlášť pokiaľ smerujú, ako je zobrazené, nahor a prednostne zásobujú oblasť prvého styku medzi kvapalným kovom a valcom, ku ktorému sú bližšie a privádzajú do nej množstvo tepla potrebné na zabránenie vzniku nežiaducich stuhnutím. Druhý rad výstupov 42, 42' je vyhotovený v postranných stenách 15,15' dýzy 39, ktoré ležia oproti bočným stenám 38, 38', ktoré ohraničujú lejací priestor 13. Tieto výstupy môžu taktiež usmerňovať tok kovu nahor. Výhodne taktiež prednostne zásobujú teplým kovom rohy lejacieho priestoru 13, ktoré sú tvorené hranami prieniku valcov 36,36' a bočných stien 38,38', pretože tieto oblasti sú náchylné na chladnutie rýchlejšie ako zvyšok lejacieho priestoru 13. Ďalšie výstupy 43, 43', 44, 44', 45, 45', 46, 46' sú vyvŕtané do postranných stien 15, 15’ a/alebo do dna 14 dýzy 39, usmerňujú kvapalný kov, ktorý ich opúšťa, do lejacieho priestoru 13, v prípade výstupu 43, 43', 44,44', 45, 45' proti bočným stenám 38, 38', v prípade výstupu 46, 46' proti hrdlu 37. Je zrejmé, že práve opísané umiestnenie je len príkladom, počet, rozmiestnenia a orientácie výstupov dýzy 39 môžu byť v závislosti od konkrétneho umiestnenia dýzy 39 a lejacieho priestoru 13 odlišné.

Rovnako ako v predchádzajúcom prípade je forma prikrytá kiytom 29, ktorý je pripevnený k hornej prírube 6 a zabezpečený dvomi otvormi 31, 31', ktorými prechádzajú dva horáky 32, 32'. Kryt 29 tesni lejací priestor, oddeľuje ho od okolitej atmosféry a ohrieva vnútorný priestor dýzy 39 pred liatím a prípadne aj v jeho priebehu. Kanál 27 naplnený pieskom 28, do ktorého je zanorená dolná hrana krytu 29, spočíva nesený zvislými podporami 47, 47' na bočných stenách 38,38'. Pod kanálom 27, vyrovnane s valcami 36, 36', sú narážky 48, 48'. Spodné povrchy narážok 48, 48' zodpovedajú tvarovaniu vonkajších povrchov valcov 36, 36' a sú od nich vzdialené nanajvýš niekoľko mm. Narážkami 48,48' je výhodne do priestoru 49,49', ktoré ju delia od valcov 36, 36', vháňaný inertný plyn, ktorý tvorí plynnú bariéru proti prenikaniu vzduchu do priestoru okolo

Ďalší príklad dýzy 50 podľa vynálezu je zobrazený na obrázkoch 3a a 3b. Táto dýza je, rovnako ako predchádzajúca dýza 39, zvlášť prispôsobená dvojvalcovému liatiu tenkých pásov. Je vstavaná do zariadenia na inertizáciu lejacieho priestoru 13, ktoré je podobné zariadeniu opísané mu a na obrázkoch 2a a 2b zobrazenému. Dýzu 50 tvoria dva oddelené diely.

Prvý diel 51 je dýzou, ktorá zodpovedá dýze 3 zobrazenej na obrázkoch la a lb s niekoľkými úpravami: komín 4 sa môže skrátiť, takže dno 14 je počas liatia ponorené do relatívne malej hĺbky do kvapalného kovu; následne sú teda výstupy 19,19', 20, 20' na postranných stenách 15,15’, 15, 15' umiestnené tesne nad dnom 14 tak, aby pri obvyklej výške hladiny zostali počas liatia ponorené;

- hrúbka prvého dielu 51 sa, namiesto aby zostávala stála, v koncovej časti mierne zmenšuje tak, aby sledovala postupné zužovanie lejacieho priestoru 13.

Druhým dielom 50 dýzy je kôš 52, ktorý v istej vzdialenosti obklopuje spodnú časť prvého dielu 51. Kôš spočíva na nosných povrchoch 53, 53’, ktoré sú vytvorené na narážkach 48, 48'. V svojej spodnej časti sa taktiež zužuje, takže môže zodpovedať tvaru lejacieho priestoru 13 a vzdialenosť medzi jeho vonkajšími stenami a protiľahlými valcami 36,36' môže byť udržovaná zhruba rovnaká. Teda, kvapalný kov, ktorý opúšťa prvý diel 51 dýzy 50 namiesto toho, aby tiekol priamo do lejacieho priestoru 13, prichádza najprv do koša 52. Opúšťa ho radom výstupov vyhotovených na dne 54 a postranných stenách 55, 55', 56, 56' koša 52. Výstupy 57, 57', 58, 58' usmerňujú kvapalný kov k bočným stenám 38,38', výstupy 59, 59' k valcom 36,36' a výstupy 60,61,62,63,64,65 k dnu lejacieho priestoru 13. Vždy dva susediace výstupy na dne 54 môžu byť vyhotovené tak, že usmerňujú kvapalný kov do zbiehajúcich sa tokov tak, aby sa oba prúdy vzájomne zrážali. Výsledkom je rozptýlený tok kovu. Neprichádza tak k miestnemu ostrekovaniu tuhnúcej vrstvy, ktoré by mohlo viesť k ich opätovnému ohrevu či pripadne opätovnému roztaveniu. Samozrejme, že je možné toto umiestnenie využiť aj pri dnách 14 dýzy 3 a 39, ktoré boli skôr opísané a zobrazené na obrázkoch la, lb a 2a, 2b. Hladina kvapalného kovu 18 je vo vnútornom priestore prvého dielu 51 dýzy 50, koši 52 a lejacom priestore 13 zhodná (až na rozdiely spôsobené tlakovými stratami).

Použitie koša 52 prináša niekoľko výhod. Tvorí dodatočný absorbér energie a lepšie tak stabilizuje prúdy kvapalného kovu vstupujúce do lejacieho priestoru 13, tlmi výkyvy úrovne 18 hladiny, to všetko má vplyv na zlepšenú kvalitu liatych výrobkov. Navyše umožňuje zadržať značnú časť nekovového vtrúsenia a rôznych nečistôt obsiahnutých v kvapalnom kove, ktorý vyteká z panvy: je možné liať výrobky s nadpriemernou čistotou. Na druhej strane, pokiaľ by bol kôš 52 použitý na dýze obvyklého typu, sťažil by predohrev dýzy, pretože dno 14 prvého dielu 51 dýzy, ktorý obklopuje, by nebolo po zostavení zvonku prístupné. Správne vyhotovenie predohrevu je pri použití koša 52 ešte dôležitejšie, pretože kôš zvyšuje celkové množstvo prítomného žiaruvzdorného materiálu. Kombinácia koša 52 s dýzou 50 podľa vynálezu tento problém rieši, pretože otvormi 17,17' je dno 14 prvého dielu 51 prístupné aj po zostavení dýzy 50. Prvý diel 51 môže byť teda ohrievaný horákmi 32, 32' ako pred, tak pripadne, pokiaľ je to požadované, počas liatia. Ako variant šije možné predstaviť, že kôš 52 spočíva na iných častiach zariadenia, ako sú narážky 48, 48', prípadne že je upevnený na prvom dieli 51 dýzy. Takéto riešenie môže byť použité predovšetkým, ak má byť dýza 50 použitá na obvyklom zariadení na plynulé liatie bram.

Ďalšou výhodou dýzy 3,39,50 podľa vynálezu je to, že otvormi 17, 17' je možné privádzať dodatočné prvky, buď vo forme tuhého materiálu, alebo vo forme plynu. Prvky môžu byť privádzané, ako je zobrazené na obrázku la, rúrkami 66, 66', ktoré prechádzajú krytom 29 a ktorých dolný koniec ústi nad otvormi 17,17'. Týmito rúrkami (ktoré musia byť mimo obdobia pridávania materiálu zazátkované, prípadne môžu byť použité na fúkanie inertného plynu) je možné pridávať pevné materiály vo forme prášku, granúl, drôtu alebo obaľovaného drôtu, alebo sa do nich môžu vložiť prívodné rúrky menších priemerov, ktorými je možné do kvapalného kovu dúchať plyn. Rovnaké rúrky 66, 66’ (alebo iné podobné umiestnené vedľa) môžu slúžiť taktiež na vkladanie meracích prístrojov do dýzy 3, ako je napríklad prostriedok na meranie teploty kvapalného kovu alebo meranie obsahu rozpusteného kyslíku, alebo sonda na odber vzoriek plynu, ktorou sa overuje inertizácia atmosféry v dýze 3. Je taktiež možné vložiť do rúrok 66,66' prostriedok na odber vzorky kvapalného kovu, ako sú sklenené rúrky pod vákuom. Ostatné typy opísaných a zobrazených dýz môžu byť taktiež osadené takými rúrkami 66, 66' alebo funkčne obdobnými zariadeniami. Kvôli zaisteniu dobrého rozdelenia prídavných materiálov vnútri dýzy 3, 39, 50 je výhodné použiť radšej ako jednu dve rúrky 66, 66', zvlášť v prípade, keď je použitá priehradka 24. Ďalej je možné pridávať veľmi malé množstvo zliatinových prvkov v neskorších fázach vytavovania a docieliť tak nadpriemerné rozptýlenie týchto prídavkov v porovnaní s ich pridávaním do formy. Navyše, možnosť prihrievania kovu počas liatia pomocou horákov 32, 32' práve vo chvíľach pridávania prídavkov umožňuje účinne kompenzovať možné endotermické vplyvy, ktoré prídavky môžu na kvapalný kov mať. Ako je známe, účelom mikroprídavkov je zvlášť jemné doladenie zloženia kovu, zlepšenie podmienok tuhnutia a zmeny zloženia a morfológie nekovových vtrúsením.

Ďalšou výhodou dýzy 3,39,50 podľa vynálezu je to, že otvory 17,17' uľahčujú ich výrobu izostatickým lisovaním žiaruvzdorného materiálu, z ktorého sú zhotovené, ako jedného kusu vrátane, pokiaľ je to požadované, zložitých vnútorných tvarov. Lisovanie sa obvykle uskutočňuje na jadro, ktoré pozostáva z jednej alebo viac častí, ktoré následne musí ísť vybrať bez poškodenia dýzy. Otvory 17, 17' v dýzach 3, 39, 50 podľa vynálezu dovoľujú postupné presné vybratie rôznych častí, z ktorých je jadro pozastavené. Ale konštrukcia celej dýzy podľa vynálezu ako jedného kusu nie je nutnosťou, je možné dýzu vyrobiť v niekoľkých častiach, ktoré sa zostavia jeden po druhom buď pred montážou alebo v priebehu montáže dýzy do medzipanvy.

Samozrejme, že bez toho, aby sme sa vzdialili od podstaty vynálezu, sú k opísaným a zobrazeným tvarom možné i alternatívne tvary dýzy a ich príslušenstvo. Zvlášť sa môže použiť iný prostriedok na utesnenie dýzy a lejacieho priestoru pred okolitým vzduchom. Navyše, v niektorých prípadoch, je možné považovať za postačujúce použiť len jedno prihrievacie zariadenie (a tiež len jeden z otvorov 17, 17'), pokiaľ orientácia a výkon prihrievacieho zariadenia a vnútorné usporiadanie dýzy dovolí vo všetkých prípadoch prihriať všetok kvapalný kov, ktorý dýzou prechádza. Je možné zachycovať vtrúseniny vo filtroch, ako sú porézne prvky zo žiaruvzdorného materiálu, ktoré sa vložia aspoň do niektorých z výstupov. Nakoniec je taktiež pochopiteľne možné odstrániť kryt 29 a všetky príslušné prvky a pripevniť horáky 32, 32' priamo na koncovú časť dýzy 3, 39, 50 pomocou manžiet 35, 35' tak, aby bolo zaistené, že spoj manžeta 35,35'/dýza 3,39, 50 je pri prevádzke správne utesnený. Je teda nutné, aby koncová časť dýzy 3, 39, 50 bola osadená prostriedkom na pripevnenie horákov 32, 32'. Ako v predchádzajúcich prípadoch je možné, aby horáky 32, 32' pracovali len vo fáze predhrievania dýzy 3, 39, 50 (v takomto prípade musia byť na liatie nahradené zátkami kryjúcimi otvory 17, 17') alebo aj pri samotnom liatí. Pokiaľ je žiaduce, aby bolo možné pridávať malé množstvo

SK 281997 Β6 prídavných materiálov priamo do dýzy, musí rúrka 66, 66' prechádzať priamo stenou dýzy 3,39, 50.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (14)

1. Dýza (3, 39, 50) na prívod kvapalného kovu do formy (10) na plynulé liatie kovových výrobkov, ktorá zahrnuje komín (4), ktorého horný koniec je pripevnený upevňovacím prostriedkom (6, 7) k výstupnému hrdlu (1) nádoby, ktorá obsahuje uvedený kvapalný kov, a ktorého dolný koniec je pripevnený ku koncovej časti dýzy (3,39, 50) zabezpečenej výstupmi (19, 20, 20', 21, 41, 42, 42', 43, 43', 44, 44', 45, 45', 46, 46'), ktorými sa uvedený kvapalný kov rozdeľuje do lejacieho priestoru (13) ohraničeného uvedenou formou (10), vyznačujúca sa tým, že uvedená koncová časť zahrnuje na svojej hornej strane najmenej jeden otvor (17, 17') na prihrievanie vnútra uvedenej koncovej časti vykurovacím prostriedkom, ako je horák (32, 32’).

2. Dýza podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že uvedené otvory (17,17') sú dva, a že zahrnuje vo vnútornom priestore svojej uvedenej koncovej časti priehradku (24), ktorá leží pod uvedeným komínom (4) a rozdeľuje uvedený vnútorný priestor do dvoch oddielov, z ktorých každý sa nachádza pod jedným z uvedených otvorov (17,17').

3. Dýza podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa t ý m , že uvedená koncová časť je obklopená košom (52), ktorý je vybavený výstupmi (57, 57', 58, 58', 59, 59', 60, 61, 62, 63, 64, 65) na prechod kvapalného kovu do lejacieho priestoru (13).

4. Dýza podľa jedného z nárokov 1 až 3, vyznačujúca sa tým, že zahrnuje prostriedok na pripevnenie uvedeného vykurovacieho prostriedku (32, 32') k uvedenej koncovej časti dýzy (3, 39, 50).

5. Dýza podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúca sa tým, že zahrnuje prostriedok (66, 66') na pridávanie dodatočných prvkov, vkladanie meracích prístrojov alebo prostriedkov na odber vzorky kvapalného kovu zvnútra uvedenej koncovej časti dýzy (3, 39, 50).

6. Dýza podľa jedného z nárokov 1 až 5, vyznačujúca sa tým, že zahrnuje vložku (22), ktorá miestne obmedzuje prietok kvapalného kovu v komíne (4) alebo na jednom z jeho koncov.

7. Zariadenie na plynulé liatie kovových výrobkov, ktoré zahrnuje bezodnú formu (10), ktorá má intenzívne vnútorne chladené steny (11, lľ, 12, 12', 36, 36') ohraničujúce lejací priestor (13), dýzy (3, 39, 50) zhotovené zo žiaruvzdorného materiálu, ktoré je svojím horným koncom pripojené k nádobe obsahujúcej kvapalný kov a ktorého dolný koniec privádza uvedený kvapalný kov do uvedeného lejacieho priestoru (13), vyznačujúce sa tým, že uvedená dýza je dýzou podľa nároku 1.

8. Zariadenie na plynulé liatie podľa nároku 7, v y značujúce sa tým, že zahrnuje kryt (29), ktorý kryje uvedený lejací priestor (13), uvedený kryt (29) má najmenej jeden otvor (31, 3 ľ) na vloženie vykurovacieho prostriedku, ako je horák (32, 32') do krytu, a prostriedok na jeho usmernenie do jedného z uvedených otvorov (17, 17') v uvedenej dýze (3, 39, 50).

9. Zariadenie na plynulé liatie podľa nároku 8, v y značujúce sa tým, že zahrnuje prostriedok (66, 66') na pridávanie dodatočných prvkov, vkladanie meracích prístrojov alebo prostriedok na odber vzorky kvapalného kovu zvnútra uvedenej koncovej časti dýzy (3, 39, 50) a tým, že uvedený prostriedok (66, 66') prechádza uvedeným krytom (29).

10. Zariadenie na plynulé liatie podľa jedného z nárokov 7až 9, vyznačujúce sa tým, že uvedený kryt (29) je pripevnený k uvedenému prostriedku (6, 8) na pripevnenie uvedeného komína (4) k uvedenému výstupnému hrdlu (1) nádoby, ktorá obsahuje kvapalný kov.

11. Zariadenie na plynulé liatie podľa jedného z nárokov 7 až 10, vyznačujúce sa tým, že zahrnuje kôš (52), ktorý je vybavený výstupmi (57, 57', 58, 58', 59, 59', 60, 61, 62, 63, 64, 65) na kvapalný kov, pričom kôš (52) obklopuje koncovú časť dýzy (3, 39, 50).

12. Zariadenie na plynulé liatie podľa jedného z nárokov 7 až 11, v y z n a č u j ú c e sa t ý m, že je prispôsobené na plynulé liatie bram.

13. Zariadenie na plynulé liatie podľa jedného z nárokov 7 až 11, v y z n a č u j ú c e sa t ý m, že je prispôsobené na plynulé liatie pásov priamo z kvapalného kovu.

14. Zariadenie na plynulé liatie podľa nároku ^vyznačujúce sa tým,že je dvojvalcovým lejacím zariadením.