CZ200767A3 - Zpusob odlévání ingotu do kokil a zarízení k provádení tohoto zpusobu - Google Patents

Abstract

Zpusob odlévání ingotu od kokil, zejména ocelových ingotu, spocívající ve vypouštení roztaveného kovu z tavící pece prostrednictvím licí soupravy (1)shora do odlévací dutiny alespon jedné kokily (8), v níž se roztavený kov ochlazuje a tuhne do ingotu, pricemž po zahájení licího procesu od okamžikudosažení alespon minimálního množství roztavenéhokovu v kokile (8), potrebného pro dosažení urcitépocátecní hladiny taveniny v kokile (8), se výtokroztaveného kovu do kokily (8) pod hladinu taveniny shora vertikálne zanorí, nacež v dalším prubehulicího procesu až do jeho ukoncení se tento výtoksvým pohybem smerem vzhuru stále udržuje v konstantní hloubce pod prubežne stoupající hladinou taveniny v kokile (8). Licí souprava (1) a/nebo pod níusporádaná kokila (8) ci jejich soustava jsou vuci sobe ve vertikálním smeru uloženy pohyblive s rízenou rychlostí jejich vzájemného pohybu vuci sobe, pricemž licí souprava (1) je podle poctu pod ní umístených kokil (8) opatrena trubicovými výlevkami (4).

Description

Způsob odlévání ingotů do kokil a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu odlévání ingotů do kokil, zejména ocelových ingotů, a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

V současné době je kromě modernějších metod lití kovů, jako je například plynulé odlévání, vyžadující poměrně značně složité zařízení, stále ve značné míře používané odlévání ingotů do kokil, a to tak zvaně horem nebo spodem. Při lití horem roztavený kov, například ocel, vtéká do kokil shora přímo z licí pánve nebo prostřednictvím mezipánve, nálevky nebo licího žlabu, které se vkládají mezi licí pánev a kokilu. Výhodou tohoto způsobu je poměrně jednoduchá licí souprava a malá spotřeba licí keramiky, nevýhodou zejména jeho pomalost a možnost rozstřikování odlévaného kovu v kokile a tím i horší povrch ingotu.

Při odlévání spodem se roztavený kov lije z licí pánve do vysoké licí nálevky, postavené na licí desce a spojené kanálky se dnem obvykle více kokil současně. Ocel poté stoupá v jednotlivých kokilách na principu spojených nádob. Výhodou tohoto způsobu oproti lití horem je zamezení rozstřiku odlévaného kovu v kokile a tím i lepší povrch ingotu. Jeho nevýhodou je však zejména složitá licí souprava, velká spotřeba licí keramiky resp. šamotových tvárnic, nebezpečí znečištění oceli keramikou z licích cest a ztuhnutí odlévaného kovu po ukončení licího procesu v kanálcích a nálevce licí soustavy.

Úkolem předkládaného vynálezu je do určité míry spojit výhody obou těchto způsobů a odstranit jejich výše uvedené nevýhody.

Podstata vynálezu

Tento úkol je řešen způsobem odlévání ingotů do kokil, zejména ocelových ingotů litím horem, podle vynálezu a zařízením k provádění tohoto způsobu.

Při způsobu odlévání ingotů do kokil podle vynálezu se roztavený kov, zejména ocel, vypouští z tavící pece prostřednictvím licí soupravy shora do odlévací dutiny alespoň jedné kokily, v níž se roztavený kov ochlazuje a tuhne do ingotu, určeného pro další zpracování. Podstata vynálezu přitom spočívá v tom, že po zahájeni licího procesu od okamžiku dosažení alespoň minimálního množství roztaveného kovu v kokile, potřebného pro dosažení určité počáteční hladiny taveniny v kokile, se výtok roztaveného kovu do kokily pod hladinu taveniny shora vertikálně zanoří, načež v dalším průběhu licího procesu až do jeho ukončení se tento výtok svým pohybem směrem vzhůru stále udržuje v konstantní hloubce pod průběžně stoupající hladinou taveniny v kokile. Výška hladiny, odpovídající počátečnímu minimálnímu množství taveniny v kokile, jakož i maximální hloubka zanoření a přípustná odchylka konstantní hloubky zanoření výtoku roztaveného kovu pod hladinou taveniny v dalším průběhu licího procesu je přitom dána délkou tohoto vertikálního zanoření.

V průběhu licího procesu se roztavený kov s výhodou chrání před reoxidací inertní atmosférou.

Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává z licí soupravy, uspořádané nad alespoň jednou kokilou, přičemž ♦ ♦ · · « · • · • ·«· ·· ··· · ··

• · · · · ····· • · ♦ · · «·· ·····« ·· · ·· ·· · podstata vynálezu spočívá v tom, že licí souprava a/nebo pod ní uspořádaná kokila či soustava kokil jsou vůči sobě ve vertikálním směru uloženy pohyblivě s řízenou rychlostí jejich vzájemného pohybu vůči sobě. Licí souprava je zároveň podle počtu pod ní umístěných kokil opatřena trubicovými výlevkami, zasahujícími ve spodní poloze licí soupravy a/nebo v horní poloze jednotlivých kokil do spodní oblasti odlévací dutiny příslušné kokily.

Řízením rychlosti vertikálního vzhůru soupravy a hladiny taveniny vzájemného pohybu je v hladiny a trubicových viskozitě.

pohybu licí soupravy směrem směrem dolů případně licí přitom sleduje stoupání přičemž rychlost jejich rychlostí tohoto stoupání kokily. průměru a její nebo jednotlivých kokil kokil současně se v kokile, souladu s závisí zejména na velikosti výlevek, ferrostatickém tlaku taveniny

Vzhledem k tomu, že při odlévání více kokil současně může docházet v jednotlivých kokilách k nestejnoměrnému stoupání hladiny taveniny je nutné bud' v kokile s rychleji stoupající hladinou brzdit přítok roztaveného kovu, nebo řešit tento problém nezávislým vertikálním pohybem jednotlivých kokil vůči licí soupravě.

Licí souprava s jednou trubicovou výlevkou pro odlévání jedné kokily je tvořena licí pánví s uzaviratelným licím otvorem, přičemž trubicová výlevka je upevněna pod uzaviratelným výtokovým otvorem licí pánve licí soupravy prostřednictvím závěsu.

Licí souprava se soustavou trubicových výlevek pro odlévání více kokil současně je rovněž tvořena licí pánví s uzaviratelným licím otvorem, pod nímž je upraven licí žlab, přičemž trubicové výlevky roztaveného kovu do jednotlivých kokil jsou upevněny obdobnými závěsy pod ·« ···· ·· · ·· ♦··· * · · ♦ ♦ ·· ·« « • ··· · · · · · výstupními otvory licího žlabu. Tvar licího žlabu je dán uspořádáním současně odlévaných kokil.

Přívod inertního plynu pro ochranu odlévaného roztaveného kovu přitom může být řešen například zaústěním tohoto přívodu do závěsů trubicových výlevek.

Podstata vynálezu spočívá dále v tom, že spodní konec každé trubicové výlevky je s výhodou opatřen vyměnitelnou keramickou zanořovací koncovkou s nejméně jedním výtokovým otvorem. Obvykle je tento výtokový otvor vytvořen v ose trubicové výlevky, nicméně tato keramická zanořovací koncovka může být opatřena i soustavou bočních výtokových otvorů, orientovaných směrem k vnitřním stěnám odlévací dutiny kokily. Uspořádání těchto výtokových otvorů je důležité zejména s ohledem na dosažení optimálního součinitele tvaru lázně tuhnoucího kovu v kokile tak, že hloubka lázně je stejná nebo menší než průměr ingotu. V takových podmínkách se značně usnadňuje možnost vyplouvání a odstranění nekovových vměstků a rozpuštěných plynů z lázně.

Kvalita způsobem a zařízením podle vynálezu odlévaných ingotů je srovnatelná s kvalitou spodem odlévaných ingotů nebo i lepší, přičemž spotřeba licí keramiky je proti způsobu odlévání spodem nesrovnatelně menší. Odlévání se může provádět do klasických litinových kokil používaných pro odlévání horem, nicméně kvalita odlévaných ingotů se může ještě dále zvýšit použitím vodou chlazených kokil, které jsou předmětem dosud nezveřejněné české přihlášky vynálezu PV 2007- Gk · Tyto vodou chlazené kokily jsou bud' celé vytvořeny z mědi a/nebo jejích slitin, nebo jsou z mědi či měděných slitin zhotoveny alespoň vnitřní stěny těchto kokil, přicházející do styku s roztaveným kovem. Kontrolovaným průtokem chladící vody chladícím systémem, kterým jsou tyto kokily opatřeny, a intenzivním odvodem • ·· · · • · · · • * · · • · ··· ·· tepla materiálem, z něhož jsou zhotoveny, je v těchto vodou chlazených kokilách docíleno řízené krystalizace odlévaného kovu v průběhu celého licího procesu a tuhnutí ingotu. Tím jsou pak odstraněny i vnitřní vady ingotu, jako jsou středové řediny, vměstky, precipitáty i jiné případné další nehomogenity.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn schematickým výkresem příkladného provedení zařízení dle vynálezu, kde je znázorněna celá licí souprava pro lití oceli horem v sestavě s klasickou litinovou kokilou.

Příklad provedení vynálezu

Způsobem dle vynálezu v příkladném provedení se odlévá ocel o teplotě 1590°C, která obsahuje v hmotnostním množství 0,38% uhlíku, 0,60% manganu, 0,20% křemíku, 0,95% chrómu, 0,020% fosforu, 0,020% síry, zbytek železo a obvyklé doprovodné nečistoty a přímíseniny. Ocel se odlévá do kruhového ingotu o průměru 300 mm a délce 2000 mm.

V průběhu licího procesu se vypouští roztavená ocel z tavící pece prostřednictvím licí soupravy shora do odlévací dutiny kokily, v níž se roztavený kov ochlazuje a tuhne do ingotu, určeného pro další zpracování. Po zahájení licího procesu od okamžiku dosaženi alespoň minimálního množství roztaveného kov v kokile, potřebného pro dosažení určité počáteční hladiny taveniny v kokile, v tomto případě 50 mm, se výtok roztaveného kovu do kokily pod hladinu taveniny shora vertikálně zanoří, načež v dalším průběhu licího procesu až do jeho ukončení se tento výtok svým pohybem směrem vzhůru stále udržuje

I · · · « • · • · · · • · ·· ··· · • · • · • · • · · ·· · v konstantní hloubce pod průběžně stoupající hladinou taveniny v kokile. Výška hladiny, odpovídající počátečnímu minimálnímu množství taveniny v kokile, jakož i maximální hloubka zanoření a přípustná odchylka konstantní hloubky zanoření výtoku roztaveného kovu pod hladinou taveniny v dalším průběhu licího procesu je dána délkou tohoto vertikálního zanoření. V průběhu licího procesu se roztavený kov chrání před reoxidací inertní atmosférou, zde argonem.

Zařízení dle zobrazeného příkladného provedení vynálezu sestává z řízeně ve vertikálním směru pohyblivé licí soupravy 1, uspořádané nad kokilou 8. a opatřené trubicovou výlevkou 4, zasahující ve spodní poloze licí soupravy i do spodní oblasti odlévací dutiny 9 kokily 8. Licí souprava 1 je tvořena licí pánví 2 s licím otvorem 3, uzaviratelným zde již neznázoměnou zátkovou tyčí. Trubicová výlevka 4 je na licí pánvi 2 upevněna pod uzaviratelným licím otvorem 3 prostřednictvím závěsu 6, opatřeného přívodem 7 inertního plynu, oboustranně zaústěného do vnitřního prostoru závěsu 6. Spodní konec trubicové výlevky 4 je tvořen vyměnitelnou keramickou zanořovací koncovkou 5 s výtokovým otvorem IQ, vytvořeným v ose trubicové výlevky 4. Délka této vyměnitelné zanořovací koncovky 5, určující mimo jiné maximální hloubku zanoření výtoku oceli pod hladinu taveniny 11 v kokile 8 v průběhu licího procesu, činí 300 mm. Kokila 8 je v průběhu licího procesu ustavena na licí desce 12., opatřené již pouze naznačeným vytlačovacím mechanismem 13 ingotu z kokily 8.

Průmyslová využitelnost

Vynález je široce využitelný jak v ocelárnách při odlévání oceli ingotovou cestou, tak při odlévání ingotů obecně, například ve slévárnách barevných kovů.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob odlévání ingotů do kokil, zejména ocelových ingotů litím horem, spočívající ve vypouštění roztaveného kovu z tavící pece prostřednictvím licí soupravy shora do odlévací dutiny alespoň jedné kokily, v níž se roztavený kov ochlazuje a tuhne do ingotu, určeného pro další zpracování, vyznačuj ící se t í m , že po zahájení licího procesu oč okamžiku dosažení alespoň minimálního množství roztaveného kovu v kokile, potřebného pro dosažení určité počáteční hladiny taveniny v kokile, se výtok roztaveného kovu do kokily pod hladinu taveniny shora vertikálně zanoří, načež v dalším průběhu licího procesu až do jeho ukončení se tento výtok svým pohybem směrem vzhůru stále udržuje v konstantní hloubce pod průběžně stoupající hladinou taveniny v kokile, přičemž výška hladiny, odpovídající počátečnímu minimálnímu množství taveniny v kokile, jakož i maximální hloubka zanoření a přípustná odchylka konstantní hloubky zanoření výtoku roztaveného kovu pod hladinou taveniny v dalším průběhu licího procesu je dána délkou tohoto vertikálního zanoření.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v průběhu licího procesu se roztavený kov chrání před reoxidací inertní atmosférou.

*· ··4 4 • * ·· *4 · · 4 • · · · · 4 · 4 · 4

4 4 4 ·· ···

3. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1. sestávající z licí soupravy (1) , uspořádané nad alespoň jednou kokilou (8), vyznačující se tím, že licí souprava (1) a./nebo pod ní uspořádaná kokila (8) či jejich soustava jsou vůči sobě ve vertikálním směru uloženy pohyblivě s řízenou rychlostí jejich vzájemného pohybu vůči sobě, přičemž licí souprava (1) je podle počtu pod ní umístěných kokři (8) opatřena trubicovými výlevkami (4), zasahujícími ve spodní poloze licí soupravy (1) a/nebo v horní poloze jednotlivých kokil (8) do spodní oblasti odlévací dutiny (9) příslušné kokily (8) .

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že spodní konec každé trubicové výlevky (4) je opatřen vyměnitelnou keramickou zanořovací koncovkou (5) s nejméně jedním výtokovým otvorem (10).