24.03.2018

Литье в кристаллизаторы с движущимися полуформами


В 1926 г. Дуте и Шантре спроектировали гусеничный кристаллизатор, у которого только верхняя половина представляла бесконечную цепь. Была предложена также конструкция кристаллизатора с двумя рядами подвижных звеньев, не образующих бесконечных цепей.

В 1893 г. Тротц изобрел установку с горизонтальным кристаллизатором, который состоял из ряда верхних звеньев 3 и нижних звеньев 1, связанных с зубчатой рейкой 2 (рис. 189).
На рис. 189 показано поперечное сечение кристаллизатора, на рис. 190 — средняя часть установки, а на рис. 191 — система возврата звеньев кристаллизатора в исходное положение. Звенья кристаллизаторов 1 и 3 собираются совместно с разливочной воронкой и устанавливаются в исходное положение с помощью рамы 4. Ролики 5 имеют большую скорость вращения, чем требуется для перемещения кристаллизатора, вследствие чего звенья кристаллизатора плотно прилегают одно к другому. Звенья 1 кристаллизатора подводятся для установки на рейку 2 по наклонному рольгангу 6, звенья 3—по изогнутому пути 7. В начале разливки рабочая полость кристаллизатора ограничивается с одной стороны звеньями 8. Подводящую жидкий металл графитовую трубу 9 вводят в рабочую полость на большое расстояние.

По мнению фирмы Deutsche Edelstahlwerke AG, известные уже гусеничные кристаллизаторы не пригодны для литья слитков из металлов с высокой температурой плавления, например из стали. Вследствие возникающего теплового расширения шарнирные соединения кристаллизаторов должны иметь сравнительно большие зазоры. Зазор необходим также потому, что цепи кристаллизатора приводятся в движение зубчатыми колесами. Чтобы устранить связанные с этим недостатки, фирма предложила вертикальную установку с кристаллизатором, составленным из подвижных звеньев. На рис. 192 показана верхняя часть установки. Звенья составного кристаллизатора I приводятся в движение двумя зубчатыми парами, из которых одна пара 2 располагается вверху, а другая пара 3 — на нижнем конце кристаллизатора. Кристаллизатор 1 составляется из ряда звеньев, насаживаемых одно на другое и имеющих на внешней стороне специальные зубья. Торможением нижней зубчатой пары при вращающейся приводной паре 2 достигается плотное прилегание отдельных звеньев кристаллизатора друг к другу, благодаря чему слиток имеет гладкую поверхность. При опускании звенья кристаллизатора перемещаются в неподвижных направляющих 4 с роликами 5 и в боковых направляющих 6 с роликами 7 и пружинами для поджатая звеньев. Звенья кристаллизаторов внизу передаются по наклонной плоскости 8 к толкателю 9, который транспортирует их вверх по направляющим 10.
Звенья кристаллизатора должны изготовляться из гематита или из другого чугуна, стального литья, меди или латуни. Толщину стенки звеньев выбирают такой, чтобы тепло, выделяющееся при затвердевании слитка, отводилось от кристаллизатора без дополнительного его охлаждения.

На рис. 193 показан кристаллизатор из составных пластин, предложенный в 1948 г. Сендзимиром. Пластины изготовляют из меди или другого, хорошо проводящего тепло металла. В электрических гальванизационных ваннах 1 и 2 пластины кристаллизатора покрываются хромом после каждого соприкосновения с жидким металлом. Воронка 3 закрывает кристаллизатор снизу таким образом, что незащищенная поверхность затвердевшей корочки слитка после отхода пластин кристаллизатора не превышает по длине 18 мм. На выходе из воронки слиток обжимается валками.
Подобную установку для отливки ребристых труб спроектировал в 1949 г. Лаутерюнг (рис. 194 и 195). В нижней части кристаллизатора пластины 1 и 2 отходят в сторону и транспортируются вверх, где вновь соединяются, образуя рабочую полость кристаллизатора.

Металл можно подавать не только сверху, но и снизу. Возможно горизонтальное расположение установки с боковым подводом металла. Изобретатель указал также на возможность использования установки для центробежного литья.

В 1939 г. фирма Durener Metallwerke AG предложила кристаллизатор, состоящий из нескольких расположенных одно над другим длинных звеньев, которые из нижнего положения поступательно подаются вверх. Используя такой кристаллизатор, можно заливать в него расплавленный металл с малой высотой падения струи, что необходимо при литье сплавов легких металлов.

Кристаллизатор может иметь только две пары звеньев, высота которых равняется нормальной высоте кристаллизатора; заливка расплавленного металла осуществляется в этом случае через боковой паз, как на установке, изображенной на рис. 175 и 176.
По предложению Рокнера (1950 г.), при работе с составным кристаллизатором, перемещающимся вместе со слитком, следует проверять состояние звеньев и их размеры. Для этой цели продольные звенья кристаллизатора должны легко сниматься, что обеспечивается соединением их муфтами. Для уменьшения высоты установки целесообразно располагать кристаллизаторы горизонтально или наклонно.

На рис. 196 представлено продольное сечение по горизонтальному кристаллизатору с подводящей металл трубой 1; на рис. 197 — поперечное сечение по линии AA (рис. 196). Упругие скобы 2 обеспечивают надежное соединение звеньев кристаллизатора, а ролики 3 поддерживают кристаллизатор сверху и снизу. Для охлаждения кристаллизатора служит трубопровод 4.
В 1950 г. Рокнер предложил изготавливать наклонные и вертикальные кристаллизаторы, состоящие из двух половин 1 и 2 (рис. 198). Звенья соединяются по торцовым поверхностям рычагами 3. Аналогично соединяются половины кристаллизатора 1 и 2. Под кристаллизатором располагаются валки, обжимающие слиток и изгибающие его в горизонтальное положение.
В начале процесса разливки используется закрытый снизу состоящий из двух половин кристаллизатор, исключающий использование затравки.

Применение составного кристаллизатора, показанного на рис. 199. позволяет отливать одновременно несколько слитков.

На рис. 200 изображена установка для литья не деформируемых в горячем состоянии металлов, например чугуна, а также чугунных отливок, которую предложил в 1944 г. Транхарт. Нижнюю часть кристаллизатора образует элемент 1, имеющий форму корыта и перемещающийся по роликам 2.

Для получения из алюминия или алюминиевых сплавов слитков с чистой поверхностью, не требующей фрезерования перед прокаткой, в 1944 г. Морейн и Маргот использовали кристаллизатор, состоящий из разъемных звеньев. Кристаллизатор работает по принципу перехвата слитка (рис. 201). Нижние звенья кристаллизатора приводятся в движение зубчатым колесом. Металл подается в кристаллизатор по подводящей трубе 1. Кулачки 2 встряхивают кристаллизатор для получения слитка с очень мелким зерном и гладкой поверхностью.

Чтобы улучшить поверхность слитка, в 1937 г. Цункель предложил способ, по которому расплавленный металл заливается в кристаллизатор, составленный по высоте из двух или более не зависимых одна от другой частей, работающих по принципу перехвата слитка.
На рис. 202 и 203 показана установка с кристаллизатором из двух частей 1 и 2, перемещающихся по колоннам 3. Каждая половина составной части кристаллизатора закреплена на качающихся рычагах 4 и 5.

Установку для непрерывного литья, предложенную Цункелем, построил Потцен. Он расположил под кристаллизатором наполненный водой резервуар и в 1949 г. взял патент на улучшенную установку. Совместное движение частей кристаллизатора производится при опускании стола, несущего слиток. На рис. 204 показана схема установки с вакуумным разливочным ковшом 1, носок 2 которого погружен в жидкую головную часть слитка. Опускание поршня 3 и движение звеньев 4 кристаллизатора, управляемых от этого поршня, согласуется со скоростью литья воздушным вентилем 5 разливочного ковша, принудительно связанным цепной передачей 6 с трехходовым краном 7. Положение воздушного вентиля определяет соответственно количество жидкости, откачиваемой из-под поршня через кран 7.

В те же годы фирма Osnabrucker Kupfer- und Drahtwerk также предложила применять при непрерывном литье по способу Цункеля разливочный ковш с регулировкой степени вакуума в нем для изменения в широких пределах скорости разливки.
В 1943 г. Цункель показал, что привод звеньев кристаллизатора от опускающегося стола вызывает на практике очень большие трудности. Для устранения этих трудностей он предложил сообщать движение звеньям кристаллизатора и опускающемуся столу от общего приводного устройства. Это упрощает конструкцию и создает возможности для легкой замены звеньев кристаллизатора, а также для возвращения звеньев кристаллизатора в исходное положение со скоростью, превышающей скорость их опускания.

Цункель спроектировал установку для одновременной разливки пяти слитков.

В 1938 г. фирма Aluminium Industrie AG разработала конструкцию установки с кристаллизатором, состоящим из двух частей, которые при литье автоматически попеременно устанавливались одна над другой с помощью электрического управления. Через несколько лет фирма заменила этот кристаллизатор коротким неподвижным.
В 1937 г. Цункель предложил еще одну конструкцию кристаллизатора. На рис. 205 и 206 показаны вертикальный разрез и вид сверху. Звенья кристаллизатора 1 и 2 перемещаются в направляющих станинах 3 и 4 с помощью зубчатых колес 5. Как только нижние звенья кристаллизатора опустятся на определенное расстояние, они освобождаются из направляющих 3 и 4, отходят от слитка и по направляющим брусьям 6 и 7 попадают на столы 8 и 9. Эти столы поднимают и устанавливают звенья в верхнем положении. При плотном сочленении звеньев кристаллизатора металл подается по разливочному желобу 10 Звенья кристаллизатора могут иметь также паз 11. В этом случае металл будет попадать в кристаллизатор из разливочной емкости 12. Для охлаждения служат каналы 13.





Яндекс.Метрика