Отсос газов

Во многих установках для непрерывного литья выделяющиеся при затвердевании металла газы создают трудноразрешимые проблемы, в особенности в установках с непосредственно связанными с печью кристаллизаторами, так как при закрытой входной стороне в кристаллизаторе отсутствует свободная поверхность жидкого металла, через которую газы могли бы выделяться.

Некоторые исследователи предлагали производить отсос воздуха и газов из кольцевого пространства, образующегося между стенками кристаллизатора и сжимающейся при затвердевании заготовкой. Такое мероприятие осуществлено в методе Тессмана.

Другие изобретатели пытались производить отсос газа через стенку кристаллизатора, как например Де Си в установке для непрерывного литья нераокисленной стали.

Штрекер в 1941 г. предложил метод, представляющий собой комбинацию различных мероприятий, часть которых явилась предметом его патентных заявок.

В этом предложении предусмотрен непрерывный отвод газа из кольцевой щели между стенками кристаллизатора и поверхностью заготовки, сжимающейся при охлаждении. С помощью скребков и металлических упругих уплотнителей у затвердевающей поверхности заготовки создавалось разрежение. Возможность контакта жидкого металла (который может сюда проникнуть) с воздухом уменьшается.

Предложение предусматривало создание избыточного гидростатического давления над зеркалом ванны металла.

С целью отсоса газа в 1943 г. он предложил изображенную на рис. 1488 конструкцию нижней части кристаллизатора 1. Для отсоса газов из круговой щели 2 и 3 между заготовкой 14 и стенкой кристаллизатора в этой щели должно поддерживаться разрежение, что требует наличия внизу уплотнения. Уплотнение осуществляется с помощью пластичного материала и кольцевой полости 4, которую заполняет вода под небольшим давлением. Вода подводится к полости по трубке 5, откуда вследствие неплотностей в кольце часть ее попадает в сборный канал 6, соединенный с отсасывающим трубопроводом 7. Направлению водяных струй, создающихся вследствие наличия повышенного давления в сборном канале 6, в сторону щели 8 способствуют удерживающее кольцо 9 с лабиринтной канавкой 10 и находящаяся над ним листовая шайба 11 с пружинящими язычками 12 и отверстиями 13.

Отсос газов предусмотрен также и в предложенной Вернье в 1951 г. вертикальной установке для непрерывного литья стали.

Кристаллизатор этой установки, выполненный в виде круглой графитовой изложницы, окружен камерой, которая соединена с вакуум-насосом, что позволяет отсасывать выделяющиеся газы сквозь стенки кристаллизатора и выбрасывать их наружу. Вернье, кроме того, рекомендует проводить отливку в предельно возможной восстановительной атмосфере. Наряду с удалением газов, предложенный Вернье метод характеризуется еще следующими преимуществами:

1) литье происходит при повышенном атмосферном давлении, что препятствует образованию литейных раковин;

2) восстановительные газы у поверхности жидкой части заготовки поглощаются расплавленным металлом и раскисляют его;

3) газовые потоки, создающиеся за счет разрежения, приводят к более быстрой и равномерной теплоотдаче наружной поверхности заготовки;

4) получается более мелкая кристаллическая структура, сохраняющаяся при последующих механических и термических операциях;

5) внутренняя часть заготовки, не имеет пустот и раковин;

6) структура металла одинакова как в середине, так и на поверхности, также одинаковы механические свойства в любом месте заготовки.

В одном из исполнений предложенной установки для непрерывного литья металл выливается из ковша, оборудованного стопорным устройством в два графитовых кристаллизатора одновременно. Кристаллизаторы располагаются на некотором удалении друг от друга и каждый из них имеет собственное охлаждающее устройство. Заготовки после выхода из кристаллизатора подвергаются непосредственному охлаждению циркулирующей водой в прифланцованной к кристаллизатору охлаждающей камере. Из этой камеры заготовка попадает во вторую охлаждающую камеру, в которой циркулирует нейтральный газ. На дальнейшем пути заготовки вниз она направляется парой роликов, а затем захватывается транспортирующими валками.

Следует еще упомянуть устройство, предложенное фирмой Vereinigte Deutsche Metallwerke в 1940 г., в котором предусмотрен отсос газов посредством разрежения.