Машина для непрерывной горизонтальной разливки металла

Изобретение относится к области металлургии. Машина для непрерывной горизонтальной разливки металла содержит изолированный резервуар или емкость, предназначенную для жидкого металла, в частности алюминия, кристаллизатор, выполненный с возможностью отсоединения от резервуара или емкости, с изолирующей пластиной, снабженной отверстиями, сообщающимися с кристаллизатором. Кристаллизатор имеет предпочтительно круглую полость с областью первичного охлаждения для подачи масла и/или газа, образованной стенкой из проницаемого материала, и областью вторичного охлаждения разливаемого металла, образованной по меньшей мере, одним зазором, расположенным по окружности полости, или насадкой для прямой подачи хладагента. Изолирующая пластина снабжена выступом, проходящим вдоль стенки полости. Посредством изменения длины выступа уменьшается или увеличивается площадь поверхности стенки и, соответственно, - охлаждающий эффект в области первичного охлаждения. Технический результат - получение литья на машине для непрерывной горизонтальной разливки металла, качество которого не уступает качеству аналогичного литья, получаемого при использовании вертикальной разливочной машины и обеспечение возможности адаптации литейной машины для разливки сплавов различного типа. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к машине для непрерывной горизонтальной разливки металла, в частности алюминия, содержащей изолированный резервуар или емкость, предназначенную для жидкого металла, кристаллизатор, выполненный с возможностью отсоединения от емкости, и изолирующую пластину, снабженную отверстиями, которые сообщаются с кристаллизатором. Кристаллизатор имеет предпочтительно круглую полость, стенки которой выполнены из проницаемого материала, например графита, для подачи масла и/или газа, причем стенка обеспечивает первичное охлаждение разливаемого металла, и, по меньшей мере, одну щель или насадки, расположенные по окружности полости, для прямой подачи хладагента, обеспечивающего вторичное охлаждение металла.

Известна машина для непрерывной разливки металла с прямым охлаждением, в которой через стенку полости кристаллизатора - через кольцевой зазор или проницаемый элемент стенки - подается масло и/или газ для образования смазочной пленки между стенкой кристаллизатора и металлом. (Например, документ RU 2141883, В 22 D 11/00, 11/04, опубликован 27.11.1999.)

Хотя разливочная машина такого типа функционирует достаточно хорошо, однако качество получаемого из нее литья намного ниже качества литья из аналогичной машины для вертикальной разливки, в которой кроме масла через стенку полости подается также и газ.

Одним из недостатков вертикальной разливочной машины является то, что она содержит большое количество кристаллизаторов. Поэтому такая машина неэкономична в изготовлении.

Кроме того, вертикальная разливочная машина предназначена для разливки слитков только определенной длины в полунепрерывном процессе. Это делает ее неэкономичной также и в эксплуатации.

Для разливки с применением горизонтальной разливочной машины требуется всего несколько кристаллизаторов, и процесс разливки ведется непрерывно. Слитки требуемой длины можно отрезать в процессе разливки. Машина для непрерывной горизонтальной разливки более экономична в изготовлении и эксплуатации.

В основу настоящего технического решения положена задача создания машины для горизонтальной непрерывной разливки металла, в частности алюминия, позволяющей получать литье, качество которого не уступает качеству аналогичного литья, получаемого из вертикальной разливочной машины. Еще одной задачей изобретения является создание машины, которую можно адаптировать для разливки сплавов различного типа.

Предложенная машина отличается тем, что первичное охлаждение выполнено с возможностью увеличения или уменьшения степени охлаждения разливаемого металла.

В пунктах 2-5 формулы изобретения охарактеризованы предпочтительные признаки настоящего изобретения.

В дальнейшем изобретение поясняется более подробно на примере его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых

фиг.1 изображает частичный вид вертикальной проекции разливочной машины для непрерывной горизонтальной разливки длинномерных изделий, например алюминиевых соединительных тяг,

фиг.2 изображает в увеличенном масштабе кристаллизатор, изображенный на фиг.1: а) поперечное сечение, и b) продольное сечение.

На фиг.1 изображена разливочная машина 1 согласно изобретению, которая содержит изолированный металлический резервуар или емкость 2 и кристаллизатор 3. Емкость 2 имеет боковое отверстие 4, ведущее в кристаллизатор 3, и между емкостью и кристаллизатором 3 образован переход с помощью соединительного кольца 5 из теплоизоляционного материала. Кристаллизатор, со своей стороны, разъемно присоединен к держателю 6. С помощью шарнирного соединения 7 можно поворачивать держатель и кристаллизатор 3 из положения в контакте с соединительным кольцом 5 в отведенное в сторону положение, позволяющее заменять или ремонтировать кристаллизатор.

Кристаллизатор, более подробно показанный на фиг.2, имеет состоящий из двух частей круглый корпус, первая основная часть 8 которого снабжена просверленными отверстиями 10, 11 для подачи внутрь масла или газа, и проницаемыми кольцами 12, 13 полости, а вторая часть 9 корпуса имеет кольцевую выемку, образующую водоохлаждающий канал 14. Две части 8 и 9 корпуса соединены несколькими винтами 15. В свинченном виде между этими двумя частями образуется диагональная щель или зазор 16, так что во время разливки вода течет из канала 14 через зазор 16 по всей периферии слитка и наружу из выпускного отверстия полости 17. Таким образом создается контур первичного охлаждения (первичное охлаждение разлитого металла) за счет переноса тепла через стенку (12, 13) в воду в канале 14 и контур вторичного охлаждения водой, выпускаемой непосредственно на металл через зазор 16.

Как отмечалось выше, имеются проницаемые кольца 12, 13, физически разделенные прокладкой, уплотнительным материалом 18 или т.п. Эти кольца образуют стенку полости 17.

Существенным признаком настоящего изобретения является то, что кольцевые зазоры 20 (см. фиг.2b), образованные между корпусом 8 кристаллизатора и кольцами 12, 13, содержат вставки 21 или т.п. (на чертеже показаны только две), которые делят кольцевые зазоры 20 на два ограниченных сектора или больше в зависимости от необходимости. Это позволяет дифференцировать подачу газа и масла по окружности полости. Такое дифференцирование, в частности, подачи газа позволяет улучшить результаты разливки.

Подача газа в полость кристаллизатора горизонтальной разливочной машины не была известна ранее. Чтобы исключить попадание избыточного газа в металл в процессе разливки в верхней части полости кристаллизатора выполнено отверстие 29. Оно проходит через кольцо 12 в кольцевой зазор снаружи кольца в другое отверстие (не показано), ведущее в атмосферу.

На впускном отверстии полости 17 установлена пластина 19 из теплоизоляционного материала (утепленная надставка), которая зафиксирована с помощью стопорного кольца 22 через винтовое соединение 23.

Так как стенка полости 17, т.е. кольца 12, 13, образует во время разливки область первичного охлаждения, площадь поверхности стены является одним из факторов, определяющих охлаждение металла.

Изолирующая пластина 19 может в зависимости от типа сплава и требуемого первичного охлаждения в некоторой степени заходить в кольцо 12 (в позиции 24).

Так как пластину можно отсоединять, она легко заменяется, что позволяет разливать сплавы разных типов в один и тот же кристаллизатор.

Разливочная машина согласно изобретению работает следующим образом.

Жидкий металл, например алюминий, заливают в емкость 2 из разливочной печи или т.п. (не показано). Металл течет через отверстие 4 и отверстия 25, 26 в пластине 19 в полость 17.

В начале операции разливки выпускное отверстие 27 кристаллизатора 3 закрыто подвижным литейным башмаком (не показан). Когда металл заполнит полость 17, башмак начинает перемещаться, и через зазор 16 подается вода, а через кольца 12, 13 подаются газ и масло.

По мере движения башмака и пополнения полости металлом из резервуара образуется длинный слиток. Башмак удаляют, когда слиток достигает определенной длины. Так как процесс разливки ведется непрерывно, можно получать слиток практически любой длины. Однако целесообразно разрезать его (не показано) на отрезки, подходящие для экструзии или других целей.

Как отмечалось выше, разливочная машина выполнена с возможностью дифференциальной подачи масла и газа по окружности.

В частности, в отношении подачи газа было обнаружено, что целесообразно подавать некоторое количество газа вокруг всей окружности полости в начале процесса разливки. Затем, после того как процесс разливки стабилизируется, подачу газа в верхнюю область полости уменьшают или прекращают.

Кроме того, для первичного охлаждения, т.е. охлаждения через кольца 12, 13 в полости 17, корпус 8 кристаллизатора целесообразно выполнять из стали вместо обычно используемого алюминия, чтобы уменьшить охлаждение. Для дополнительного уменьшения охлаждения можно также экранировать охлаждающий канал 14 (уменьшить теплопередачу в него), установив изолирующую круглую пластину 28, например, из плексигласа на стороне той части корпуса, которая обращена к охлаждающему каналу. Она может быть выполнена сменной и иметь разную толщину.

Изобретение, охарактеризованное в формуле изобретения, не ограничено вариантами, проиллюстрированными на чертежах и описанными выше. Следовательно, вместо двух отдельных колец 12, 13, образующих стенку полости кристаллизатора, можно использовать всего одно кольцо для подачи масла и газа.

1. Машина для непрерывной горизонтальной разливки металла, содержащая изолированный резервуар или емкость (2), предназначенную для жидкого металла, и съемный кристаллизатор (3), выполненный с возможностью отсоединения от резервуара или емкости (2), с изолирующей пластиной (19), снабженной отверстиями (25, 26), сообщающимися с кристаллизатором, причем кристаллизатор (3) имеет предпочтительно круглую полость (17) с областью первичного охлаждения для подачи масла и/или газа, образованной стенкой (12, 13) из проницаемого материала, и областью вторичного охлаждения разливаемого металла, образованной по меньшей мере, одним зазором (16), расположенным по окружности полости, или насадкой для прямой подачи хладоагента, отличающаяся тем, что машина предназначена для разливки, в частности, алюминия, при этом изолирующая пластина (19) снабжена выступом (24), проходящим вдоль стенки (12, 13) полости (17), причем посредством изменения длины выступа (24) уменьшается или увеличивается площадь поверхности стенки (12, 13) и соответственно охлаждающий эффект в области первичного охлаждения.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что изолирующая пластина (19) выполнена заменяемой.

3. Машина по любому из п.п.1, 2, отличающаяся тем, что кристаллизатор имеет корпус, выполненный из стали.

4. Машина по любому из п.п.1-3, отличающаяся тем, что корпус кристаллизатора содержит две части (8, 9) с промежуточным охлаждающим каналом (14), причем для дополнительного влияния на интенсивность охлаждения металла в кристаллизаторе предусмотрена теплоизоляционная круглая пластина (28), расположенная против первой части (8), окружающей проницаемый материал стенки (12, 13) в полости (17), для уменьшения теплопередачи в полость.

5. Машина по п.4, отличающаяся тем, что теплоизоляционная пластина (28) выполнена с возможностью замены и может иметь разную толщину.