FI68370B

FI68370B - APPARATUS OCH METOD FOER KONTINUERLIG GJUTNING AV METALLSTRAENGAR VID HOEGA HASTIGHETER MED ANVAENDNING AV VIBRERANDE FORMAGGREGAT

Info

Publication number: FI68370B
Application number: FI811793A
Authority: FI
Inventors: George Shinopulos; M Ronald Randlett; Terry F Bower
Original assignee: Kennecott Corp
Priority date: 1980-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1985-05-31
Also published as: DK225481A; AU7144581A; EP0042995B1; ATE13265T1; DK154331B; NO811916L; JPS5728657A; FI68370C; CA1196465A; ZA813522B; EP0042995A1; DK154331C; AU5367086A; FI811793L; DE3170478D1; JPH028817B2

Abstract

An oscillating cooled mold assembly for the continuous high-speed casting of metallic strands, (12) especially upcasting strands of copper alloys such as brass, has a hollow die (112) in fluid communication with a melt (14) typically held in a casting furnace (16). coolerbody surrounds the die in a tight-fitting relationship to form a solidification front in the melt as it advances through the casting zone of the die. During assembly, the die is preferably slip fit in the coolerbody (103). A shoulder on the die engages a lower face of the coolerbody (103) and, together with a small irregularity on the upper coolerbody wall, prevents any axial movement of the die before it thermally expands against the coolerbody. An insulating member (118) located between the die and the coolerbody and below the solidification front fixes the location of the front within a dimensionally uniform area of the die. The insulating member is preferably a ring of a material such as casting silica that has a low coefficient of thermal expansion, a low porosity, and is highly resistant to thermal shock. The insulating member (118) also preferably creates a steep longitudinal temperature gradient at its upper end to promote a high cooling rate over a relatively short casting zone. An insulating hat encloses the coolerbody, allowing it to be immersed in the melt and preferably deeply immersed to a level above the casting zone The strand or rod formed from the solidified melt is pulled through the die while the mold oscillates in a direction substantially parallel to the direction of travel of the rod.

Description

6837068370

Laite ja menetelmä metallisäikeiden kestovalua varten suurilla nopeuksilla käyttäen tärymuottikytkyettä Tämän keksinnön kohteena on menetelmä metallisäikeen 5 valamiseksi metallisulasta, jossa menetelmässä aikaansaadaan pystysuoraan suunnattu muotti, jossa on tulopää jäähdytin-runkoineen, jossa on vapaa päätyosa, joka ympäröi muottia sen osien jäähdyttämiseksi ja eristysvälineineen, joka on sijoitettu jäähdytinrungossa olevaan syvennykseen ja muo-10 tin osan ja jäähdytinrungon osan väliin muotin osan eristämiseksi jäähdytinrungon jäähdytyksestä, jolloin muotin tulopää ulottuu oleellisesti jäähdytinrungon vapaan päätyosan yli ja eristysväline sijaitsee jäähdytinrungon vapaassa päätyosassa ja ulottuu muotin ja jäähdytinrungon väliin 15 ennalta määrätylle etäisyydelle, upotetaan jäähdytinrungon vapaa päätyosa metallisulaan matkan verran, joka on suurempi kuin mainittu ennalta määrätty etäisyys jähmetysrinta-man tuottamiseksi muottiin, kun sula vedetään jäähdytinrungon läpi, vedetään sulaa metallia muotin läpi samalla 20 kun muottia jäähdytetään jäähdytinrungon avulla, jolloin jäähdytys jähmettää sulan metallin täydellisesti säikeek-si eristysvälineen yläpuolella olevassa muotin osassa ja aikaansaadaan muotin ja säikeen vuorotellen eteen- ja taaksepäin tapahtuvat liikkeet suhteessa toisiinsa säi-25 keen kulkusuunnan kanssa samassa suunnassa.The present invention relates to a method for casting a metal thread 5 from a metal melt, which method provides a vertically oriented mold with an inlet end with a radiator body having a free end portion surrounding the mold for cooling its parts and insulating means placed in a recess in the radiator body and between the mold part and the radiator body part to insulate the mold part from cooling the radiator body, the inlet end extending substantially over the free end portion of the radiator body and the insulating means located at the to the molten metal by a distance greater than said predetermined distance to produce a solidification front in the mold as the melt is drawn through the radiator body, the melt is drawn metal through the mold while cooling the mold by the radiator body, the cooling completely solidifying the molten metal into a strand in the portion of the mold above the insulating means and providing alternate forward and backward movements of the mold and strand relative to each other in the direction of filament travel.

Keksinnön kohteena on laite metallisäikeen jatkuvaksi valamiseksi metallisulasta, joka laite sisältää: suurin piirtein putkimaisen muotin, jossa oleva tulopää on nesteyhteydessä sulan kanssa? jäähdytinrungon, joka vapaa 30 pää ympäröi muotin osaa, niin että muotin osia voidaan jäähdyttää; eristysosan, joka on jäähdytinrungon syvennyksessä muotin osan ja jäähdytinrungon välissä eristääkseen osan muotista jäähdytinrungon jäähdytyksestä, jolloin eris-tysosa sijaitsee jäähdytinrungon vapaan pään kohdalla ja 35 se ulottuu muotin ja jäähdytinrungon väliin; välineet jääh-dytinrungon vapaa pään upottamiseksi sulaan syvemmälle kuin eristysosan sen osan ulottuvuus, joka on muotin ja jäähdytin- 2 68370 rungon välissä, kovettumisrintaman aikaansaamiseksi muotin sisällä, kun sula poistetaan jäähdytinrungon kautta; välineen sulan metallin poistamiseksi sulasta muotin kautta, samalla kun muottia jäähdytetään jäähdytinrungon kautta, 5 jolloin jäähdytys kovettaa kokonaan sulan metallin säikeek-si muotin osan sisällä eristysosan yläpuolella.The invention relates to a device for the continuous casting of a metal thread from a metal melt, the device comprising: a substantially tubular mold in which the inlet end is in fluid communication with the melt? a radiator body having a free end surrounding the mold portion so that the mold portions can be cooled; an insulating portion in a recess in the radiator body between the mold portion and the radiator body to insulate a portion of the mold from the radiator body cooling, the insulating portion being located at the free end of the radiator body and extending between the mold and the radiator body; means for immersing the free end of the condenser body in the melt deeper than the dimension of the portion of the insulating member between the mold and the condenser body to provide a cure front within the mold when the melt is removed through the condenser body; means for removing molten metal from the melt through the mold while cooling the mold through the radiator body, the cooling completely curing the molten metal into a strand within the mold portion above the insulating portion.

Alalla on hyvin tunnettua valaa epämääräiset pituudet metallisäikeitä sulasta vetämällä tämä jäähdytetyn muotin kautta. Muotissa on yleensä upokas, joka on tulenkes-10 tävää ainetta, kuten grafiittia, ja sitä jäähdyttää ympäröivä vesivaippa. Esim. US-patentissa nro 3 354 936 kuvataan jäähdytettyä muottikytkyettä, joka on suljettu sulateastian pohjaseinään isojen harkkojen alaspäinvalua varten. Painovoima syöttää sulan muotin kautta. Alaspäinvalussa on kui-15 tenkin vaara "sulatehukasta" ja sulateastia on tyhjennettävä tai kallistettava muotin tai valu-upokkaan korjaamiseksi tai vaihtamiseksi.It is well known in the art to cast indefinite lengths of metal strands from a melt by drawing it through a cooled mold. The mold usually has a crucible, which is a refractory material such as graphite, and is cooled by the surrounding water jacket. For example, U.S. Patent No. 3,354,936 discloses a cooled mold coupling enclosed in the bottom wall of a melt vessel for downward casting of large ingots. Gravity feeds through the molten mold. However, there is a risk of "melt loss" in down-casting and the melt container must be emptied or tilted to repair or replace the mold or casting crucible.

Lisäksi on kokeiltu vaakasuoraa valua jäähdytetyn muotin kautta. Alaspäinvalun sulatehukka- ja vaihto-ongel-20 mien ohella painovoima voi aiheuttaa epäyhtenäistä kovettumista, jolloin saadaan valos, jonka poikkileikkaus ei ole yhtenäinen tai jonka pintalaatu on huono.In addition, horizontal drainage through a cooled mold has been attempted. In addition to the melt loss and exchange problems of down-casting, gravity can cause non-uniform curing, resulting in light with a non-uniform cross-section or poor surface quality.

Lopuksi on käytetty erilaisia järjestelyjä ylöspäin-valua varten. Varhaisia kokeiluja on kuvattu Jordanin US-25 patentissa nro 2 553 921 ja Simonsin US-patentissa nro 2 171 132. Jordan käyttää vesijäähdytteistä, metallista "muottiputkea" ja ulkoista keramiikkaverhoa, joka on upotettu sulatteeseen. Käytännössä ei ole löydetty muotti-putkeen soveltuvaa metallia, jäähdytys on epätasainen va-30 lussa ja metallihöyryjen lauhdetta kerääntyy muottiputken ja verhouksen väliseen rakoon niiden lämpölaajenemiskertoi-mien erojen takia. Simons käyttää myöskin vesijäähdytteistä "kuorta", mutta se on asennettu sulatteen yläpuolelle ja sulatteen imemiseksi ylös valokseen tarvitaan tyhjöä. Kuo-35 ren koaksiaalinen tulenkestävä jatke ulottuu sulatteeseen. Tulenkestävää jatketta tarvitaan "sienimuodon" estämiseksi 3 68370 eli umpinaisen metallimassan muodostumisen estämiseksi, jonka halkaisija on suurempi kuin jäähdytetyn kuoren. Samoin kuin Jordanin patentissa voivat lämmön aikaansaamat raot, tässä tapauksessa kuoren ja jatkeen välissä, kerätä 5 metallihöyrylauhdetta, minkä tuloksena on huono pintalaatu tai valun loppuminen.Finally, various arrangements for upward casting have been used. Early experiments are described in U.S. Patent No. 2,553,921 to Jordan and U.S. Patent No. 2,171,132 to Simons. Jordan uses a water-cooled, metal "mold tube" and an external ceramic curtain embedded in the melt. In practice, no suitable metal has been found for the mold tube, the cooling is uneven in the casting and condensation of metal vapors accumulates in the gap between the mold tube and the cladding due to differences in their coefficients of thermal expansion. Simons also uses a water-cooled "shell", but it is mounted above the melt and a vacuum is needed to suck the melt up into the light. The coaxial refractory extension of the Kuo-35 ring extends into the melt. A refractory extension is needed to prevent the "sponge shape" 3 68370, i.e. to prevent the formation of a solid metal mass with a larger diameter than the cooled shell. As in the Jordan patent, the gaps caused by heat, in this case between the shell and the extension, can collect 5 metal vapor condensates, resulting in poor surface quality or cessation of casting.

US-patenteissa nro 3 746 077 ja 3 872 913 kuvataan uudempia ylösvalulaitteita ja -menetelmiä. Patentissa '913 on vältetty lämpölaajenemiseroihin liittyvät ongelmat si-10 joittamalla vain "suuttimen" kärki sulaan. Vesijäähdytteinen vaippa ympäröi suuttimen yläpäätä. Koska sulatteen pinta on jäähdytysvyöhykkeen alla, tarvitaan tyhjökammiota suuttimen yläpään kohdalla sulatteen imemiseksi ylöspäin jäähdytysvyöhykkeeseen. Tyhjökammion olemassaolo rajoittaa 15 kuitenkin säikeenpoistonopeutta ja edellyttää tiivistettä.U.S. Patent Nos. 3,746,077 and 3,872,913 describe newer casting devices and methods. The '913 patent avoids the problems associated with thermal expansion differences by inserting only the tip of the "nozzle" into the melt. A water-cooled jacket surrounds the top of the nozzle. Since the surface of the melt is below the cooling zone, a vacuum chamber is required at the top of the nozzle to suck the melt up into the cooling zone. However, the existence of a vacuum chamber limits the filament removal rate and requires a seal.

Patentissa '077 on vältetty tyhjökammio upottamalla jäähdytysvaippa ja osa koteloidusta suuttimesta sulaan. Upotussyvyys on riittävä sulan syöttämiseksi kovettumisvyöhyk-keeseen, mutta sitä ei ole upotettu syvälle. Vaippaa sekä 20 vaipan ja suuttimen välisiä jakopintoja on suojattu sulaa vastaan ympäröivällä eristysverhouksella. Verhouksen alapää koskettaa suuttimen alempaan ulkopintaan, mikä estää sulan suoran virtauksen jäähdytysvaippaan.The '077 patent avoids a vacuum chamber by immersing the cooling jacket and a portion of the encapsulated nozzle in a melt. The immersion depth is sufficient to feed the melt into the curing zone, but it is not immersed deep. The jacket and the dividing surfaces between the jacket and the nozzle 20 are protected against melt by an insulating cladding surrounding them. The lower end of the cladding contacts the lower outer surface of the nozzle, which prevents the melt from flowing directly into the cooling jacket.

Edellä mainitut järjestelmät tunnetaan kaikki "umpi-25 muottina", koska juokseva metalli on suorassa yhteydessä kovettumispuolen kanssa. Jäähdytettyyn muottiin syötetään tyypillisesti siihen liittyvästä astiasta, joka on täytetty sulatteella. Sitä vastoin "avomuottijärjestelmässä" sulate syötetään yleensä syöttöputkella suoraan muottiin, jossa 30 se jäähtyy hyvin nopeasti. Avomuottijärjestelmiä käytetään yleisesti isojen teräs- ja joskus alumiini-, kupari- tai messinkiharkkojen alaspäinvalussa. Avomuottivalua ei kuitenkaan käytetä tuotteiden muodostamiseksi, joilla on pieni poikkileikkaus, koska on hyvin vaikeaa säätää sulan pinnan 35 korkeutta ja siten kovettumispuolen sijaintia.The foregoing systems are characterized as "Solid-25" mold, in that the liquid metal communicates directly with the solidification front. The cooled mold is typically fed from an associated vessel filled with melt. In contrast, in an "open mold system", the melt is generally fed directly into the mold by a feed tube, where it cools very rapidly. Open mold systems are commonly used in the downward casting of large steel and sometimes aluminum, copper or brass ingots. However, open mold casting is not used to form products with a small cross section because it is very difficult to adjust the height of the melt surface 35 and thus the position of the solidification front.

Umpimuottivalussa esiintyvä ongelma on valu-upokkaan porauksen lämpölaajeneminen kovettumispuolen alun ja sen 68370 pisteen välissä, jossa kovettuminen on täydellinen, mitä nimitetään "suppiloilmiöksi". Tämän seurauksena on valoksen poikkileikkauksen laajentumien muodostuminen, jotka kiilaavat upokkaan kapeampaa osaa vasten. Kiilautunut osa saattaa 5 katketa irti ja muodostaa liikkumattoman "kallon". Kallot voivat joko aiheuttaa säikeen loppumisen tai jäädä upokkaan päälle aiheuttaen valoksessa pintavikoja. Siksi on tärkeää ylläpitää upokkaan porauksen yhdenmukaiset mitat valuvyö-hykkeen sisällä. Järjestelmissä '913 ja '077 näitä ongelmia 10 valvotaan verraten lievällä, pystysuoralla lämpötilan gra-dientilla suutinta pitkin osaksi kohtuullisen jäähtymisnopeuden takia suurin piirtein tasaisen kovettumispuolen aikaansaamiseksi. Tämän lievän gradientin avulla voidaan laadullisesti hyväksyttäviä tuloksia valmistaa vain verraten 15 hitaasti, yleensä 12,7 - 101,6 cm minuutissa.is a problem that arises in closed casting die between the thermal expansion of the bore and the beginning of the solidification point was 68370, wherein the curing is complete, termed "bell-mouthing". This results in the formation of extensions of the cross-section of the light which wedge against the narrower part of the crucible. The wedged part 5 may break off and form a stationary "skull". The skulls can either cause the thread to run out or stay on top of the crucible, causing surface defects in the light. Therefore, it is important to maintain uniform dimensions of the crucible bore within the casting zone. The systems '913 and' 077 these problems, 10 controlled by a relatively gentle vertical temperature gradient of graphite, along the nozzle due in part reasonable cooling rate to produce a generally flat solidification front. With this slight gradient, qualitatively acceptable results can only be produced relatively slowly, usually 12.7 to 101.6 cm per minute.

Toinen huomattava ongelma valettaessa jäähdytetyn muotin kautta, on metallihöyryjen tiivistyminen. Lauhde on erityisen haitallinen valettaessa messinkiä, joka sisältää sinkkiä, tai muita seoksia, jotka sisältävät osia, jotka 20 kiehuvat seoksen sulamislämpötilan alittavissa lämpötiloissa. Sinkkihöyry tunkeutuu helposti niiden aineiden läpi, jota yleisesti käytetään valu-upokkaiden raaka-aineina, samoin kuin tavallisten eristysaineiden läpi ja ne voivat tiivistyä nesteeksi kriittisissä paikoissa. Juokseva sink-25 ki upokkaan päällä lähellä kovettumispuolta voi kiehua valoksen pinnan kohdalla, mistä seuraa kaasupintavaurio. Näiden ongelmian takia ei nykyisillä valulaitteilla ja -menetelmillä pystytä hyvälaatuisten messinkisäikeiden kaupalliseen tuotantoon suurilla nopeuksilla.Another notable problem when casting through a cooled mold is the condensation of metal vapors. The condensate is particularly detrimental when casting brass containing zinc or other alloys containing parts that boil at temperatures below the melting point of the alloy. Zinc vapor easily penetrates through the materials commonly used as raw materials for casting crucibles, as well as through ordinary insulating materials, and can condense into a liquid at critical locations. Running sink-25 ki on top of the crucible near the curing side can boil at the surface of the light, resulting in gas surface damage. Because of these problems, current casting equipment and methods are not capable of commercial production of good quality brass strands at high speeds.

30 Tapa, jolla valos vedetään jäähdytetyn muotin läpi, on myös tärkeä osa valuprosessista. Kaupallisesti käytetään syklistä tapaa, jossa poistoiskua eteenpäin seuraa viipy-misjakso, yhdessä muotin kanssa, jota kuvataan mainitussa US-patentissa nro 3 872 913. US-patentissa nro 3 908 747 35 esitellään ohjattu taaksepäinisku, jolla muodostetaan valu-kuori, estetään valoksen loppuminen ja kompensoidaan valoksen kokoonsupistuminen upokkaassa sen jäähtyessä. GB-paten-30 The way in which light is drawn through the cooled mold is also an important part of the casting process. A cyclic method in which the forward stroke is followed by a delay period is used commercially, together with the mold described in said U.S. Patent No. 3,872,913. U.S. Patent No. 3,908,747,355 discloses a directed backward stroke to form a casting shell, preventing the cessation of light, and compensating for the contraction of light in the crucible as it cools. GB Patents

IIII

5 68370 tissa nro 1 087 026 esitellään myöskin taaksepäinisku valoksen osittaista uudelleensulatusta varten. US-patentissa nro 3 354 936 esitellään verraten pitkien eteenpäiniskujen sarja, jota seuraavat jaksot, joissa valoksen liike pysäytetään 5 ja ohjataan vastasuuntaan verraten lyhyenä iskuna. Tätä liikesarjaa käytetään isojen harkkojen alaspäinvalussa kään-teissulatuksen estämiseksi. Kaikissa näissä järjestelmissä ovat kuitenkin iskunopeudet ja nettovalunopeudet alhaiset. Esim. '936 järjestelmässä on eteenpäiniskuja 3-20 sekunnin 10 kestoajalla, taaksepäiniskuja on yhden sekunnin kestoajalla ja nettonopeus on 33-38 cm/minuutti.U.S. Patent No. 5,683,086 also discloses a backward stroke for partial remelting of light. U.S. Patent No. 3,354,936 discloses a series of relatively long forward strokes followed by periods in which the movement of light is stopped and directed in the opposite direction as a relatively short stroke. This series of movements is used in the downward casting of large ingots to prevent reverse melting. However, in all of these systems, impact rates and net casting rates are low. For example, the '936 system has forward shocks for a duration of 3 to 20 seconds, reverse shocks for a duration of one second, and a net speed of 33 to 38 cm / minute.

On tunnettua tärisyttää kestovalumuottia muotista-ottotoiminnan aikaansaamiseksi ja juuri valetun tangon muotin kautta tapahtuvan liikkeen helpottamiseksi ja, mikä on 15 tärkeämpää, kun muotin etenemisnopeus jakson osan aikana ylittää valettavan tangon nopeuden, kireysrepeämien estämiseksi kovettuvassa kuoressa. Aikaansaamalla valuiskut muotin tärytyksen avulla, voidaan tako lisäksi poistaa muotista vakionopeudella, mikä helpottaa jatkokäsittelyjä valun 20 jälkeen, esim. tangon muuttamista nauhaksi. Eräs erityisen sopiva malli tärymuottikytkyettä varten on esitelty US-pa-tenttihakemuksessa nro 117 028, joka on jätetty 31.1.1980 nimellä "Tärymuottivalulaite", jolla on sama omistaja kuin po. hakemuksella. Edellisen hakemuksen erittelyt sisälly-25 tetään tähän viitteeksi.It is known to vibrate a continuous casting mold to provide a mold-picking operation and to facilitate movement of the freshly cast rod through the mold and, more importantly, when the mold travel speed exceeds the casting rod speed during part of the cycle to prevent tension cracks in the curable shell. By providing castings by vibrating the mold, the forge can further be removed from the mold at a constant speed, which facilitates further processing after casting 20, e.g., turning the rod into a strip. A particularly suitable design for a vibratory mold coupling is disclosed in U.S. Patent Application No. 117,028, filed January 31, 1980, as a "vibratory mold casting device" having the same owner as po. application. The specifications of the previous application are incorporated herein by reference.

Siksi po. keksinnön eräs päätavoite on kehittää jäähdytetty muottikytkye ja menetelmä korkealaatuisten me-tallisäikeiden kestovalua varten, erityisesti kuparista ja kupariseoksista, mm. messingistä, tuotantonopeuksilla, jot-30 ka ovat moninkertaiset verrattuina umpimuottijärjestelmillä ennen saavutettuihin.Therefore po. one of the main objects of the invention is to develop a cooled mold coupling and a method for the continuous casting of high-quality metal strands, in particular from copper and copper alloys, e.g. of brass, at production speeds of jot-30 ka are many times higher than those achieved with closed formwork systems before.

Lisäksi po. keksinnön tavoitteena on kehittää sellainen muottikytkye, joka värähtelee oleellisesti samassa suunnassa kuin valettava tanko, jolloin sivuliikettä on 35 vain vähän tai ei lainkaan.In addition, po. it is an object of the invention to provide a mold coupling which oscillates in substantially the same direction as the die to be cast, with little or no branching.

Lisäksi keksinnön tavoitteena on kehittää sellainen jäähdytetty muottikytkye ylöspäinvalua varten, jossa muottikytkye värähtelee ja on upotettu sulatteeseen.It is a further object of the invention to provide a cooled mold coupling for upward casting in which the mold coupling vibrates and is embedded in the melt.

6 683706,68370

Lisäksi tavoitteena on kehittää sellainen muottikyt-kye, jossa on jyrkkä lämpötilan gradientti valu-upokasta pitkin, varsinkin kovettumisvyöhykkeen alapäässä, ilman kallojen muodostumista tai mitanpitävyyden menetystä valu-5 vyöhykkeessä.In addition, it is an object to develop a mold connection with a steep temperature gradient along the casting crucible, especially at the lower end of the curing zone, without the formation of skulls or loss of dimensional stability in the casting zone.

Lisäksi tavoitteena on kehittää valoksen poistopro-sessi käytettäväksi tällaisen muottikytkyeen kanssa korkealaatuisten säikeiden tuottamiseksi poikkeuksellisen suurilla nopeuksilla.It is a further object to develop a light removal process for use with such a mold coupling to produce high quality filaments at exceptionally high speeds.

10 Lisäksi tavoitteena on kehittää muottikytkye, jolla on edellä mainitut edut, jonka valmistuskustannukset ovat verraten pienet, hoito helppo ja joka on kestävä.10 In addition, the aim is to develop a mold coupling which has the above-mentioned advantages, which is relatively low in manufacturing costs, easy to maintain and durable.

Nämä päämäärät on helppo saavuttaa keksinnön mukaisella menetelmällä siten, että jähmetettyä säiettä vedetään 15 metallisulasta vakionopeudella ja että muotti saatetaan vä-rähtelemään säikeen kulkusuunnan kanssa samassa suunnassa.These objects are easily achieved by the method according to the invention by drawing the solidified strand from a metal melt at a constant speed and by causing the mold to oscillate in the same direction as the direction of travel of the strand.

Keksinnön eräässä parhaana pidetyssä toteutusmuodossa oleva tulopää ulottuu jäähdytysrungon vapaan pään ohi. Jäähdytysneste kierrätetään jäähdytysrungon kautta kohtaan, 20 joka on juuri eristysosan yläpään yläpuolella, sulan kovettumisen aloittamiseksi säikeeksi muotin osan sisällä, joka on tiivistetty eristysosalla, ja sulan kovettamiseksi kokonaan säikeeksi muotin osan sisällä, joka on eristysosan yläuolella, jolloin jäähdytinrungon osa, joka on upotettu 25 sulaan, on suojattu sulan lämpöä vastaan eristysaineella, joka muodostaa eristävän puskurin sulan ja jäähdytinrungon välissä.In a preferred embodiment of the invention, the inlet end extends past the free end of the cooling body. The coolant is circulated through the cooling body to a position just above the top of the insulator to initiate melt curing into a strand within the mold portion sealed by the insulating portion and to fully cure the melt into a strand within the mold portion above the insulating portion, the radiator body portion embedded in the melt. , is protected against the heat of the melt by an insulating material which forms an insulating buffer between the melt and the radiator body.

Alussa mainitulle keksinnön mukaiselle laitteelle jolla keksinnön tavoitteet voidaan saavuttaa, on ominaista, 30 että laite sisältää välineen muotin värähtelyn aikaansaamiseksi suunnassa, joka on yhdensuuntainen säikeen kulkusuunnan kanssa, eteen- ja taaksepäin suuntautuvien iskujen sarjana, värähtelyvälineen mahdollistaessa kovettuneen säikeen poistamisen sulasta vakionopeudella.The device according to the invention mentioned above, with which the objects of the invention can be achieved, is characterized in that the device comprises means for vibrating the mold in a direction parallel to the direction of filament travel in a series of forward and backward impacts.

35 Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa jäähdytysneste kierrätetään jäähdytinrungon kautta kohtaan, joka on juuri eristysosan yläpään yllä, sulan säikeeksi tapahtuvan kovet-35 In a preferred embodiment, the coolant is circulated through the radiator body to a point just above the top of the insulating member to form a molten fiber curing agent.

IIII

7 68370 misen aloittamiseksi muotin sisällä, joka on tiivistetty eristysosalla, ja sulan kovettamiseksi kokonaan säikeeksi muotin osan sisällä, joka on eristysosan yläpuolella .7 68370 to begin molding within a mold sealed with an insulating member and to fully cure the melt into a strand within a mold member located above the insulating member.

5 Keksinnön nämä ja muut tavoitteet ja ominaisuudet ilmenevät alan asiantuntijoille seuraavasta, lähemmästä kuvauksesta, johon liittyvät oheiset piirustukset, joissa: kuvio 1 esittää yksinkertaistettua perspektiiviku-vantoa säikeen tuotantolaitoksesta, jossa käytetään po. kek-10 sinnön tärymuottikytkyeitä ja menetelmiä; kuvio 2 esittää sivukuvantoa osaksi läpileikkauksena tärymuotista ja tukirakenteesta yhdessä sulatteen sisältävän uunin kanssa; kuvio 3 esittää perspektiivikuvantoa rakenteesta, 15 joka tukee tärymuottia; kuvio 4 esittää erillistä läpileikkauskuvantoa apu-putkiston pidennyksestä ja muotista kuvion 2 rakenteessa; kuvio 5 esittää suurennettua kuvantoa kuvion 4 jääh-dytinrungosta ja muotista; 20 kuvio 6 esittää ylhäältä pöhjakuvantoa kuvion 5 jäähdytinrungosta; kuviot 7-9 esittävät kaaviomaisia kuvantoja muotin asemesta sulatteessa muotin eri värähtelyvaiheissa; kuvio 10 esittää yksinkertaistettua pystyleikkaus-25 kuvantoa kuvion 1 valu-uunista sen ala- ja yläraja-asennoissa suhteessa muottikytkyeisiin; kuvio 11 ja 12 esittävät yksinkertaistettuja pysty-leikkauskuvantoja vaihtoehtoisista järjestelyistä, joilla säädetään upokkaan laajeneminen valuvyöhykkeen alapuolella; 20 kuvio 13 esittää perspektiivikuvantoa alustasta, joka kantaa muotin värähtelyä varten; kuvio 14 esittää erillistä pöhjakuvantoa kuvion 2 rakenteen alustasta, joka kantaa ja siirtää tärymuotin; ja kuvio 15 esittää sivulta pystyleikkauskuvantoa ku-35 vion 14 alustakytkyeestä.These and other objects and features of the invention will become apparent to those skilled in the art from the following, more detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows a simplified perspective view of a thread manufacturing plant using po. kek-10 vibration mold couplings and methods of the invention; Fig. 2 shows a side view partly in cross-section of the vibrating mold and the support structure together with the furnace containing the melt; Fig. 3 shows a perspective view of a structure 15 supporting a vibrating mold; Fig. 4 shows a separate sectional view of the auxiliary piping extension and mold in the structure of Fig. 2; Fig. 5 is an enlarged view of the cooler body and mold of Fig. 4; Fig. 6 is a top plan view of the radiator body of Fig. 5; Figures 7-9 show schematic views instead of a mold in a melt at different stages of vibration of the mold; Fig. 10 shows a simplified vertical sectional view of the casting furnace of Fig. 1 in its lower and upper limit positions relative to the mold couplings; Figures 11 and 12 show simplified vertical sectional views of alternative arrangements for controlling the expansion of the crucible below the casting zone; Fig. 13 is a perspective view of a substrate carrying a mold for vibration; Fig. 14 is a separate plan view of the base of the structure of Fig. 2 carrying and moving the vibrating mold; and Fig. 15 is a side elevational view of the base coupling of Fig. 14.

Kuvio 1 näyttää sopivan laitoksen, jossa tuotetaan jatkuvasti metallisäikeitä epämääräisin pituuksin säikeiden 68370 ylöspäinvalulla po. keksinnön mukaisten, jäähdytettyjen muottien kautta. Neljä säiettä 12 valetaan yhtä aikaa sulatteesta, joka on valu-uunissa 16. Säikeitä, joilla voi olla erilaiset poikkileikkausmuodot, kuten neliömäinen tai 5 suorakaiteen muotoinen, ja halkaisijat, kuvataan tankoina, joilla on oleellisesti pyöreä poikkileikkaus ja joiden halkaisija on alueella 6,35 - 50,8 mm.Figure 1 shows a suitable plant for the continuous production of metal strands of indeterminate lengths by the upward casting of the strands 68370 po. through the cooled molds of the invention. The four strands 12 are cast simultaneously from the melt in the casting furnace 16. The strands, which may have different cross-sectional shapes, such as square or rectangular, and diameters, are described as rods having a substantially circular cross-section and a diameter in the range of 6.35 to 50.8 mm.

Kuvion 1 mukaisesti säikeet 12 valetaan neljässä jäähdytetyssä muottikytkyeessä 18, jotka on asennettu nel-10 jälle pystysuorasti liikutettavalle alustalle 20. Poisto-kone 22 vetää säikeet vakionopeudella muottikytkyeiden läpi ja ohjaa ne kahdelle puomille 24, 24', jotka ohjaavat säikeet nejälle kaatotyyppiselle kelaajalle 26, jotka keräävät säikeet keloiksi. Jokainen puomi 24 on ontto johtojen 15 28 toimittaman jäähdytysilman johtamiseksi puomin koko pi tuudella.As shown in Figure 1, the strands 12 are cast in four cooled mold couplings 18 mounted again on a vertically movable base 20. The discharge machine 22 pulls the strands at constant speed through the mold couplings and guides them to two booms 24, 24 'guiding the strands to the three tipping type winders 26. which collect the strands into coils. Each boom 24 is hollow to conduct cooling air supplied by lines 15 28 along the entire length of the boom.

Sulate valmistetaan yhdessä tai useammassa sulatusuunissa (ei näytetty) tai yhdessä yhdistetyssä sulatus- ja säilytysuunissa (ei näytetty). Vaikka po. keksintö soveltuu 20 päättömien säikeiden tuotantoon erilaisista metalleista ja seoksista, se koskee erityisestä säikeiden tuotantoa ku-pariseoksesta, varsinkin messingistä. Ylänosturin (ei näytetty) kantama senkka 30 siirtää sulatteen sulateuu-neista valu-uuniin 16. Valukauhassa on mieluiten teekannu-25 tyyppinen nokka, joka syöttää sulatteen mahdollisimman pienellä vieraalla ainemäärällä, kuten kuonamäärällä. Siirron helpottamiseksi valukauha istuu kääntyvästä tukitelineessä 32 valulavalla 34. Keraaminen kaatokuppi 36 johtaa sulatteen senkasta 30 valu-uunin 16 sisälle. Kaatokupin 36 30 ulosmenopää sijaitsee valu-uunin kannen alla ja pisteessä, joka on erillään muottikytkyeistä 18. Jatkuvassa tuotannossa päinvastoin kuin panosvalussa lisätään ylimääräistä sulaa valu-uuniin, kun se on suunilleen puolillaan, sulan sekoittamiseksi sekä kemiallisesti että lämpötilan suhteen.The melt is prepared in one or more melting furnaces (not shown) or in one combined melting and storage furnace (not shown). Although po. the invention is suitable for the production of 20 endless strands from various metals and alloys, it relates to the special production of strands from a copper alloy, in particular brass. The ladle 30 carried by the overhead crane (not shown) transfers the melt from the melting furnaces to the casting furnace 16. The pouring bucket preferably has a teapot-25 type spout which feeds the melt with as little foreign matter as possible, such as slag. To facilitate transfer, the ladle sits on a pivotable support rack 32 on a casting platform 34. A ceramic pouring cup 36 directs the melt ladle 30 into the casting furnace 16. The outlet end of the pouring cup 36 is located below the casting furnace lid and at a point separate from the mold couplings 18. In continuous production, in contrast to batch casting, excess melt is added to the casting furnace when it is approximately halfway to mix the melt both chemically and temperature.

35 Valu-uuni on tuettuna hydrauliselle, saksityypisel- le hissille ja vaunulle 38, joka sisältää sarjan kuorma-kennoja 38a (kuvio 10), jotka tuntevat valu-uunin ja senThe casting furnace is supported on a hydraulic, scissor-type elevator and carriage 38, which includes a series of load cells 38a (Fig. 10) that are familiar with the casting furnace and its

IIII

68370 sisällön painon. Kuormakennojen 38a lähtösignaalit on suunniteltu ohjaamaan uunin nostoa ja tämä mahdollistaa sulatteen pinnan korkeuden automaattisen ohjauksen suhteessa jäähdytinrunkoon. Kuten kuvio 10 näyttää parhaiten, on valu-5 uuni siirrettävissä alemman raja-asennon, jossa muottikyt-kyeet 18 ovat erillään sulatteen 14 yläpinnan yläpuolella, kun valu-uuni on täytetty, ja ylemmän raja-asennon välillä (näytetty katkoviivoin), jossa muottikytkyeet ovat valu-uunin pohjan lähellä. Valu-uunin korkeus säädetään jatkuvasti 10 valun aikana muottikytkyeiden 18 pitämiseksi upotettuina valittuun syvyyteen sulatteessa. Alaslasketussa asennossa muottikytkyeihin pääsee käsiksi vaihtoa tai huoltoa varten, kun uuni on vieritetty pois tieltä.68370 content by weight. The output signals of the load cells 38a are designed to control the lift of the furnace and this allows for automatic control of the height of the melt surface relative to the radiator body. As best shown in Figure 10, the casting furnace 5 is movable between a lower limit position, where the mold connections 18 are separated above the top surface of the melt 14 when the casting furnace is filled, and an upper limit position (shown in broken lines) where the mold connections are near the bottom of the casting furnace. The height of the casting furnace is continuously adjusted during casting 10 to keep the mold couplings 18 immersed in the selected depth in the melt. In the lowered position, the mold clutches can be accessed for replacement or maintenance when the oven is rolled out of the way.

On huomattava, että tämä tuotantolaitos tavallises-15 ti sisältää tasojen apuohjaimet, kuten sondit, kellukkeet ja säännöllisen mittauksen käsin, kuten upotetulla metalli-langalla. Näitä ja muita tavanomaisia tasonmittaus- ja ohjausjärjestelmiä voidaan myös käyttää kuormakennojen sijasta ensiöjärjestelmänä. Ja vaikka keksinnön kuvauksessa vii-20 tataan kiinteisiin muottikytkyeisiin ja siirrettävään valu-uuniin, voidaan muita järjestelyjä käyttää. Uunin voi pitää samalla korkeudella ja sulatetta voi lisätä ajoittain tai jatkuvasti saman tason säilyttämiseksi. Toinen vaihtoehto sisältää hyvin syvän upotuksen, niin että tason ohjaus-25 ta ei tarvita. Tämän keksinnön eräs huomattava etu on se, että se sallii tämän syvän upotuksen. Jokaisella järjestelyllä on etuja ja haittoja, jotka ovat ilmeisiä alan asiantuntijoille .It should be noted that this plant usually includes auxiliary level guides, such as probes, floats, and regular manual measurement, such as embedded metal wire. These and other conventional level measurement and control systems can also be used as the primary system instead of load cells. And although the description of the invention refers to fixed mold couplings and a portable casting furnace, other arrangements may be used. The furnace can be kept at the same height and the melt can be added intermittently or continuously to maintain the same level. The second option includes a very deep immersion, so that level control-25 is not required. One notable advantage of the present invention is that it allows this deep immersion. Each arrangement has advantages and disadvantages that will be apparent to those skilled in the art.

Valu-uuni 16 on 96,52 cm:n induktiouuni ilman sydän-30 tä ja sen sullottua alumiinioksidiverhousta lämmitetään voiman syötöllä. Tämänkokoinen ja -tyyppinen uuni voi sisältää noin viisi tonnia sulatetta. Uunissa 16 on uloskaato-nokka 16a, joka syöttää ylitäyttä- ja poiskaatokauhaan 42 (kuvio 10).The casting furnace 16 is a 96.52 cm induction furnace without a core 30 and its sealed alumina cladding is heated by a power supply. An oven of this size and type can contain about five tons of melt. The furnace 16 has an outlet spout 16a that feeds the overfill and outlet bucket 42 (Figure 10).

35 Kuvion 1 mukaisesti poistokoneessa 22 on neljä vas takkaista puristusvalssiparia 44, joista jokainen on kitka-kytkennässä yhden säikeen 12 kanssa. Puristusvalssit 44 on 10 68370 kiinnitetty yhteiselle akselille, jota käyttää servo-ohjattu, suunnanvaihtoinen hydraulimoottori 46. Moottoria 46 käyttää tavanomainen, vakiopaineinen hydraulipumppu, jonka tilavuus on säädettävissä ja joka kehittää enintään 211 kp/ 2 5 cm paineet. Tavallinen elektroninen ohjelmoija (ei näytetty) aikaansaa signaaliohjelman, joka ohjaa moottorin 46 toimintaa tavallisen servojärjestelmän kautta. Ohjelma sisältää ohjelmoidun käynnistysrutiinin, joka nostaa asteittain pois-tonopeuden. Vetorullat 44 voidaan kytkeä erikseen irti va-10 litusta säikeet 12 keskeyttämättä muiden säikeiden etenemistä.35 As shown in Figure 1, the discharge machine 22 has four pairs of opposing press rollers 44, each in frictional engagement with one strand 12. The compression rollers 44 are mounted on a common shaft driven by a servo-controlled, reversible hydraulic motor 46. The motor 46 is driven by a conventional, constant pressure hydraulic pump with adjustable volume and generating pressures up to 211 kp / 2 5 cm. A standard electronic programmer (not shown) provides a signal program that controls the operation of the motor 46 via a standard servo system. The program includes a programmed start-up routine that gradually increases the off-speed. The traction rollers 44 can be disconnected separately from the selected strands 12 without interrupting the progress of the other strands.

Kuvion 2 mukaisesti muottikytkye 18 on upotettu uunissa 16 olevaan sulatteeseen 14. Kuvio 2 näyttää suojaavan kartion 48, joka sulaa pois, kun kytkye 18 on upotettu su-15 laan 14. Suojakartio 48 tehdään normaalisti kuparista ja se liukenee pois kokonaan alle minuutissa. Suojakartion tarkoituksena on estää kuonan ja muiden epäpuhtauksien pääsy upokkaaseen 112 upotuksen jälkeen. Kun kytkye on kerran upotettu sulaan ja kartio on hajonnut, tulee sulaa metallia 20 imetyksi kytkyeen 18 kautta. Aluksi prosessi käynnistetään panemalla umpinainen aloitustanko (jonka päässä on pultti) upokkaan 112 läpi kytkyeen yläosasta sulaan. Sulaa metallia jähmettyy pultille ja kun tanko vedetään upokkaan 112 kautta, seuraa sula metalli mukana kovettuen matkalla. Kun ko-25 vettunut tanko tai säie 12 on pujotettu puristusvalssien 44 välistä, erotetaan aloitustanko (pienen säiekappaleen 12 kanssa) säikeen 12 muusta osasta. Kun on kerran muodostettu säie 12 sulasta 14, yksi tai useampi puristusvalssipari poistaa sen jatkuvasti vakionopeudella. Täten säie 12 ete-30 nee jatkuvasti pois sulasta vakionopeudella, joka yleensä on alueella 508 - 1 016 cm/minuutti, nuolen 52 näyttämässä suunnassa. Kun säie 12 etenee, värähtelee koko kytkye 18 pystysuunnassa. Kytkye 18 on pohjan kohdalla kytketty alustaan 20 ohjattua värähtelyä varten.According to Figure 2, the mold coupling 18 is embedded in the melt 14 in the furnace 16. Figure 2 shows a protective cone 48 which melts when the coupling 18 is embedded in the melt 15. The protective cone 48 is normally made of copper and dissolves completely in less than a minute. The purpose of the protective cone is to prevent slag and other contaminants from entering the crucible 112 after immersion. Once the coupling has been immersed in the melt and the cone has disintegrated, the molten metal 20 must be sucked through the coupling 18. Initially, the process is initiated by inserting a closed starting rod (with a bolt at the end) through the crucible 112 from the top of the coupling to the melt. The molten metal solidifies on the bolt and as the rod is pulled through the crucible 112, the molten metal follows along with it as it hardens. When the co-drawn rod or thread 12 is threaded between the compression rollers 44, the starting rod (with the small thread piece 12) is separated from the rest of the thread 12. Once the filament 12 is formed from the melt 14, one or more pairs of compression rollers continuously remove it at a constant rate. Thus, the strand 12 is 30-es nee off continuously from the melt at a constant rate, which is usually in the range of 508 - 1 016 cm / min, to show the direction of the arrow 52. As the thread 12 advances, the entire clutch 18 vibrates vertically. The coupling 18 is connected at the base to the base 20 for controlled vibration.

35 Jäähdytetyn muottikytkyeen 18 värähdellessä sitä jäähdyttää jäähdytysaine, joka syötetään putkistoon 54, joka on asennettu alustalle 20, letkujen 56 välityksellä.As the cooled mold coupling 18 oscillates, it is cooled by a coolant which is supplied to a piping 54 mounted on the base 20 through hoses 56.

Il 68370 Jäähdytysaineen syöttöjärjestelmää kuvataan lähemmin kuvioiden 3 ja 4 yhteydessä.Il 68370 The refrigerant supply system is described in more detail in connection with Figures 3 and 4.

On huomattava, että vaikka kuvion 1 tuotantolaitoksessa käytetään neljää erikseen värähtelevää muottikytkyet-5 tä 18 neljän säikeen 12 valmistamiseksi, voidaan käyttää mitä tahansa muuta muottimäärää tandemkytkennässä riippuen ko. tuotannon vaatimuksista.It should be noted that although the plant of Figure 1 uses four separately oscillating mold couplings 18 to make the four strands 12, any other number of molds can be used in the tandem coupling, depending on the type. production requirements.

Koska muottikytkye 18 värähtelee valuprosessin aikana, kehittyy suuria dynaamisia kuormia, joita tukirakenteen 10 on kestettävä. Nämä kuormitukset piniemmällä poikkeamalla kestävää ylärakennetta kuvataan nyt lähemmin kuvioiden 2 ja 3 yhteydessä. Kuvion 3 mukaisesti tukeva yleisrakenne on jäykkä teräslaatikko. Pystysuorat kuormat on tuettu pylväsmäisille rakenneosille 58, 60, 62, 64, jotka ovat I-te-15 räspalkkeja. Pylväsosat 58, 60, 62, 64 on sidottu yhteen vaakasuorilla I-teräspalkeilla 66, 68, 70 ja 72. Vaakasuorat osat 66, 68, 70, 72 ja 74 on mieluiten hitsattu kiinni pylväsosiin 58, 60, 62 ja 64. Vaakasuorat I-palkit 66, 68 ja 70 on suunnattu siten, että niiden laippapinnat ulottu-20 vat pystysuunnassa suurimman jäykkyyden saamiseksi värähtelyn aiheuttamien kuormien kestämiseksi. Palkkeja 72 ja 74 on lisäksi jäykistetty vastaavilla kulmapaloilla 72a ja 74a, jotka on hitsattu kiinni palkkeihin. Palkkeja 66 ja 70 on jäykistetty pystysuunnassa tukipalkeilla 75, 76, 78 25 ja 80, jotka on myös tehty teräksestä. Teräspalkit 82 ja 84 vahvistavat lisäksi rakennetta pohjassa.As the mold coupling 18 oscillates during the casting process, large dynamic loads are generated which the support structure 10 must withstand. These loads with a more pivotal deviation-resistant superstructure will now be described in more detail in connection with Figures 2 and 3. As shown in Figure 3, the supporting general structure is a rigid steel box. Vertical loads are supported on columnar components 58, 60, 62, 64 which are I-te-15 beam beams. The column portions 58, 60, 62, 64 are bonded together by horizontal I-steel beams 66, 68, 70 and 72. The horizontal portions 66, 68, 70, 72 and 74 are preferably welded to the column portions 58, 60, 62 and 64. The horizontal I- the beams 66, 68 and 70 are oriented so that their flange surfaces extend vertically to provide maximum rigidity to withstand the loads caused by the vibration. The beams 72 and 74 are further stiffened by respective corner pieces 72a and 74a welded to the beams. The beams 66 and 70 are stiffened vertically with support beams 75, 76, 78 25 and 80, which are also made of steel. Steel beams 82 and 84 also reinforce the structure at the bottom.

Alustarakenne on asennettu kulmakappaleille 72a ja 74a, jotka kantavat kokonaan alustan vaakasuorien I-palkkien 72 ja 74 välityksellä. Alustan kuormateiden syöttö kehyk-30 sen pohjaan tapahtuu palkkien 86, 88, 78, 80, 75 ja 76 kautta. I-teräspalkit 89 ja 90 on hitsattu vaakasuorien palkkien 68 ja 72 väliin. Nämä palkit 89 ja 90 tukevat värähtelevää alustaa tukevaa ylärakennetta, joka käsittää pystysuorat I-palkit 91 ja 92 ja vaakasuorat I-palkit 93, 35 94 ja 95. Palkit 93 ja 95 on hitsattu I-teräspalkkiin 74, joka yhdistää pylväspalkit 60 ja 64 niiden yläpäiden kohdalla. Rakennetta on jäykistetty tukevilla I-teräspalkeilla 86 ja 88.The base structure is mounted on the corner pieces 72a and 74a, which support the base completely through the horizontal I-beams 72 and 74. The feed of the platform tracks to the bottom of the frame-30 takes place through beams 86, 88, 78, 80, 75 and 76. I-steel beams 89 and 90 are welded between the horizontal beams 68 and 72. These beams 89 and 90 support an oscillating base supporting superstructure comprising vertical I-beams 91 and 92 and horizontal I-beams 93, 35 94 and 95. The beams 93 and 95 are welded to an I-steel beam 74 connecting the column beams 60 and 64 to their at the tops. The structure is stiffened with sturdy I-steel beams 86 and 88.

683 70683 70

Kuvio 13 näyttää alustakytkyeen 20 lähemmin (kuvio 2). Tämä kytkye 20 on tehty teräskulmalevyistä 201 ja 202, jotka on hitsattu kiinni pohjalevyyn 203 ja takalevyyn 205. Ylälevy 207 on hitsattu kiinni takalevyyn 205 ja kvil-5 malevyihin 201 ja 202, mikä tekee rakenteen täydelliseksi. Levyjä 201 ja 202, joiden paksuus on noin 2,54 cm, on kevennetty vastaavilla rei'illä 209 ja 210.Fig. 13 shows the base coupling 20 in more detail (Fig. 2). This coupling 20 is made of steel corner plates 201 and 202 welded to the base plate 203 and the back plate 205. The top plate 207 is welded to the back plate 205 and the kvil-5 plates 201 and 202, making the structure complete. Plates 201 and 202 having a thickness of about 2.54 cm are lightened by holes 209 and 210, respectively.

Alustakytkye 20 tukee putkistoa 54 (kuvio 2) pulteilla, jotka ulottuvat pulttireikien 211a (kuvio 13) läpi, 10 jotka ympäröivät reikää 213 pohjalevyssä 203. Reikä 213 sallii valetun säikeen kulkea lävitseen sen matkalla puristus-valsseille 44 (kuvio 2).The base coupling 20 supports the piping 54 (Fig. 2) with bolts extending through bolt holes 211a (Fig. 13) surrounding the hole 213 in the base plate 203. The hole 213 allows the cast thread to pass through it on the compression rollers 44 (Fig. 2).

Kuvioiden 13 ja 14 mukaisesti kiskot 215 rajoittavat alustan 20 liikettä pystysuunnassa. Nämä kiskot 215 on ero-15 tettu erilleen kulmalevyistä 201 ja 202 välikkeillä 217.As shown in Figures 13 and 14, the rails 215 restrict the vertical movement of the base 20. These rails 215 are separated from the corner plates 201 and 202 by spacers 217.

Kiskot 215 ja välikkeet 217 on kiinnitetty pulteilla ja tapeilla kulmalevyihin 201, 202.The rails 215 and the spacers 217 are fastened to the corner plates 201, 202 with bolts and pins.

Kiskoilla 215 on viistereunat, jotka kytkeytyvät läheisesti viistettyjen joutorullien 219 kanssa (kuvio 14).The rails 215 have beveled edges that engage closely with the beveled idler rollers 219 (Figure 14).

20 Rullat 219 on kiinnitetty pulteilla rakennekytkyeeseen 221, joka sisältää hitsatut laatikkorakenteet 223 jäykisteinä. Rakenne 221 on kiinnitetty pulteilla jäykästi edellä kuvion 3 yhteydessä kuvattuun ylärakenteeseen.The rollers 219 are bolted to a structural coupling 221 which includes welded box structures 223 as stiffeners. The structure 221 is rigidly bolted to the superstructure described above in connection with Figure 3.

Kuvioiden la j4 15 mukaisesti alusta 20 on tuettu 25 värähtelyä silmälläpitäen pystysuunnassa hydraulisella sylinterillä 225. Mäntä hydraulisylinterissä 225 on kiinnitetty alustan 20 ylälevyyn kannattimella 227. Hydraulisylin-teriä 225 ohjataan servoventtiilillä 229 putkistolohkon 231 kautta.As shown in Figures 1a to 14, the base 20 is supported 25 for vertical vibration by a hydraulic cylinder 225. A piston in the hydraulic cylinder 225 is attached to the top plate of the base 20 by a support 227. The hydraulic cylinder 225 is controlled by a servo valve 229 through a piping block 231.

30 Itse hydraulisylinteriä 225 on tuettu varsilla 233 (kuvio 14), jotka on kiinnitetty pulteilla rakenteeseen 221. Servoventtiiliä 229 ohjaa tietokone (ei näytetty), joka määrää halutun suhteellisen liikkeen säikeen ja muotin välillä valetun säikeen oikean kovettumisen varmistamiseksi.The hydraulic cylinder 225 itself is supported by arms 233 (Fig. 14) bolted to the structure 221. The servo valve 229 is controlled by a computer (not shown) which determines the desired relative movement between the thread and the mold to ensure proper curing of the cast thread.

35 Muotin värähtely aikaansaa saman vaikutuksen tangon ja säikeen 12 osalta kuin itse tangon tai säikeen eteenpäin- tai taaksepäiniskujen sarja.35 The vibration of the mold produces the same effect on the rod and the thread 12 as a series of forward or backward strokes of the rod or thread itself.

13 6837013 68370

Kuviot 7-9 näyttävät muotin värähtelyn vaikutuksen valukuoren muodostumiseen ja ne valaisevat nimitysten "eteen-" ja "taaksepäiniskujen" käyttöä. Kuvio 7 näyttää muottikytkyeen 18 sen alimmassa pisteessä sulassa 14. Täl-5 lä hetkellä muottikytkye aloittaisi juuri kiihdytyksensä ylöspäin pienen nuolen 41 mukaisesti. Tällä hetkellä säikeen nopeus ylöspäin olisi suurempi kuin muotin nopeus ylös-tai eteenpäin. On huomattava, että säikeen 12 kovettumis-kuori 12a on hyvin ohut. Kuvio 8 näyttää muottikytkyeen 10 10 suunnilleen sen ylös- ja alaspäin sulassa tapahtuvien liikkeiden keskikohdassa. Kun muotti on saavuttanut keskipisteen, sen nopeus ylöspäin on suurempi kuin säikeen nopeus ylöspäin. Tämä johtuu muotin kiihtymisestä ylöspäin, joka on noin 2 g useimmissa sovellutuksissa. Korostettakoon jäl-15 leen, että säikeen nopeus on vakio ja vain muotin nopeus vaihtelee. Kuviossa 8 kovettumispuoli 29 on siirtynyt lähelle sulan yläpäätä. Kuori 12a on paksumpi kuin kuvion 7 näyttämä kuori.Figures 7-9 show the effect of mold vibration on casting formation and illustrate the use of the designations "forward" and "reverse strokes". Figure 7 shows the mold assembly 18 at its lowest point in the melt 14. Such five-DO at the time the mold assembly would start just the accelerations up in accordance with arrow 41 small. Currently, the speed of the thread up would be higher than the speed of the mold up or forward. It should be noted that the curing shell 12a of the thread 12 is very thin. Figure 8 shows the mold coupling 10 10 approximately at the center of its upward and downward movements in the melt. Once the mold has reached the center, its upward speed is greater than the speed of the thread upward. This is due to the upward acceleration of the mold, which is about 2 g in most applications. It should be emphasized again that the speed of the thread is constant and only the speed of the mold varies. In Figure 8, the curing side 29 has moved close to the top of the melt. The shell 12a is thicker than the shell shown in Figure 7.

Kuvio 9 näyttää muotin sen liikematkan yläpäässä.Figure 9 shows the mold at the upper end of its travel.

20 Kuvion 9 näyttämällä hetkellä muotin nopeus ylös- tai eteenpäin on nolla ja muotti on aloittamassa kulkunsa takaisin alas kuvion 7 näyttämään asentoon. Tässä asemassa kovettu-miskuori 12a on paksuin. Nopeudet eteen- ja taaksepäin voidaan säätää erikseen tietokoneessa parhaan pintalaadun 25 ja ainerakenteen saamiseksi. Kuvioista 7-9 pitäisi käydä ilmi, että nimitys "eteenpäinisku" tarkoittaa muotin liikettä pois sulasta, kun taas nimitys "taaksepäinisku" tarkoittaa muotin liikettä syvemmälle sulaan.At the moment shown in Figure 9, the speed of the mold up or forward is zero and the mold is beginning to travel back down to the position shown in Figure 7. In this position, the hardened shell 12a is the thickest. The forward and reverse speeds can be adjusted separately on a computer for the best surface quality 25 and material structure. It should be apparent from Figures 7-9 that the term "forward stroke" means the movement of the mold away from the melt, while the term "backward stroke" means the movement of the mold deeper into the melt.

Kuviot 4 ja 5 näyttävät muottikytkyeen 18 parhaana 30 pidetyn toteutusmuodon ja kuinka tähän syötetään jatkuvasti jäähdytysainetta. Jäähdytysaine, mieluiten vesi, tulee putkistoon 54 tulokohdassa 100 ja kulkee alas pitkin rengaska-navaa 101 putkiston jatkeessa 102 ja jatkaa jäähdytinrunkoon 103 muotin 104 jäähdyttämiseksi. Jäähdytysaine palaa ren-35 gaskanavan 105 kautta ja ulos ulosmenoaukon 106 kautta. Kanavat 101 ja 105 ovat rengastiloja, joita muodostavat kolme samankeskistä putkea 107, 108 ja 109, joista jokainen 68370 14 on tehty teräksestä. Ulkoputki 107 on asennettu laipalla putkistolle 54. Kaksi sisäputkea 108 ja 109 liukuvat O-ren-gaslaippatiivisteisiin 110 putkistossa 54. Tässä järjestelyssä on otettu huomioon lämpötilan gradienttien aiheutta-5 mat mittamuutokset.Figures 4 and 5 show the preferred embodiment of the mold coupling 18 and how coolant is continuously fed thereto. A coolant, preferably water, enters the piping 54 at the inlet 100 and passes down along the annular hub 101 in the piping extension 102 and continues to the radiator body 103 to cool the mold 104. The coolant returns through the ren-35 gas passage 105 and out through the outlet 106. The channels 101 and 105 are annular spaces formed by three concentric tubes 107, 108 and 109, each of which 68370 14 is made of steel. The outer tube 107 is flanged to the piping 54. The two inner tubes 108 and 109 slide into the O-ring flange seals 110 in the piping 54. This arrangement takes into account dimensional changes caused by temperature gradients.

Putkiston jatkeen 102 samankeskinen putkimalli sallii jäähdytysaineen suuret virtausnopeudet, samalla kun se tekee mahdollisimman pieneksi sen kytkyeen poikkileikkaus-alan, jonka on värähdeltävä uunin sulatteessa, mikä on tär-10 keää värähtelevän muottikytkyeen hydrodynaamisen kuormituksen pitämiseksi pienenä.The concentric tubing design of the piping extension 102 allows for high coolant flow rates while minimizing the cross-sectional area of the coupling that must oscillate in the furnace melt, which is important to keep the hydrodynamic load on the oscillating mold coupling low.

Kuvion 5 esittämään suureen yksityiskohtaan viitaten putkimaista upokasta 112 ympäröi jäähdytinrunko 103. Upokkaassa 112 on alapää 112a, joka ulkonee jäähdytinrungon 15 alapinnan 103a ohi. Upokkaan osa 112a ja ainakin osa jääh-dytinrungosta on upotettu sulaan 14 valamisen aikana. Kup-rostaattinen paine pakottaa juoksevan sulan upokkaaseen kohti jäähdytinrunkoa. Käynnistettäessä pannaan suora tan-kokappale upokkaaseen grafiittitulpan kautta ja sijoitetaan 20 niin, että sen alapää, jossa yleensä on pultti, on hieman normaalin kovettumis- tai valuvyöhykkeen 114 yläpuolella. Upotussyvyys valitaan siten, että juokseva sula saavuttaa valuvyöhykkeen 114, jossa lämmön nopea siirtyminen sulasta jäähdytinrunkoon kovettaa sulan kovan valoksen muodostami-25 seksi sulan juoksematta aloitustangon ohi. Sula, joka on upokkaan vieressä, jäähtyy nopeammin kuin keskellä oleva sula, joten muodostuu rengasmainen "kuori" juoksevan sydämen ympärille. Nesteen ja kovan aineen jakopinta muodostaa kovettumisrintaman 114a väluvyöhykkeen 114 poikki. Kovettu-30 misrintaman 114a huipun pitäisi mieluiten aina sijaita sulan 14 pinnan alapuolella. Koska kovettuminen alkaa upokkaan 112 alueen sisällä, jota eristysholkki 118 tukee, on kovettumisrintaman sijainti hyvin määritelty. Po. keksinnön eräs pääominaisuus on se, että valuvyöhykkeelle ovat tun-35 nusomaiset suuri jäähtymisnopeus ja jyrkkä pystysuora lämpötilan gradientti sen alapäässä, niin että se ulottuu upokkaan 112 verraten lyhyellä pituudella. Nämä ominaisuudet 68370 ovat tulos siitä, että sulan kovettuminen aloitetaan upokkaan sen alueen sisällä, jota tukee eristysosa eli holkki 118.Referring to the large detail shown in Fig. 5, the tubular crucible 112 is surrounded by a radiator body 103. The crucible 112 has a lower end 112a projecting past the lower surface 103a of the radiator body 15. A portion 112a of the crucible and at least a portion of the cooler body are immersed in the melt 14 during casting. The cuprostatic pressure forces the flowing melt into the crucible towards the radiator body. At start-up, a straight tan piece is placed in the crucible through a graphite plug and positioned 20 so that its lower end, which generally has a bolt, is slightly above the normal curing or casting zone 114. The immersion depth is selected so that the fluid melt reaches the casting zone 114, where the rapid transfer of heat from the melt to the radiator body cures the molten to form a hard light without running past the starting rod. The melt next to the crucible cools faster than the melt in the middle, forming an annular "shell" around the running heart. The liquid-solid interface forms a cure front 114a across the intermediate zone 114. The peak of the cured-30 misfire front 114a should preferably always be below the surface of the molten 14. Since curing begins within the region of the crucible 112 supported by the insulating sleeve 118, the location of the curing front is well defined. Po. one of the main features of the invention is that the casting zone is characterized by a high cooling rate and a steep vertical temperature gradient at its lower end so as to extend into the crucible 112 for a relatively short length. These properties 68370 are the result of the melt curing being initiated within the region of the crucible supported by the insulating member, i.e., the sleeve 118.

On huomattava, että vaikka keksintöä on kuvattu vii-5 täten parhaana pidettyyn ylöspäinvalusuuntaan, sitä voidaan myös käyttää vaakasuoraa tai alaspäinvalua varten. Näin ollen on selvää, että nimitys "alempi" tarkoittaa lähellä sulaa ja nimitys "ylempi" etäällä sulasta. Esim. alaspäinva-lussa muottikytkyeen "alapää" on itse asiassa "yläpään" ylä-10 puolella.It should be noted that although the invention has been described vii-5 in the preferred upward casting direction, it can also be used for horizontal or downward casting. Thus, it is clear that the term "lower" means close to the melt and the term "upper" means far from the melt. For example, in a downward run, the "lower end" of the mold coupling is actually on the upper-10 side of the "upper end".

Upokas 112 on tehty tulenkestävästä aineesta, joka ei oleellisesti reagoi metallin ja muiden valuympäristössä esiintyvien kaasujen kanssa varsinkaan noin yli 1093°C lämpötiloissa. Grafiitti on tavallinen upokasaine, vaikka hy-15 viä tuloksia on myös saavutettu boorinitridillä. Varsinkin on todettu, että grafiitilla, jota myys Poco Graphite Company kauppamerkillä DFP-3, on poikkeuksellisen hyvät lämpöominaisuudet ja kestävyys. Riippumatta valitusta upo-kasaineesta, suoritetaan ennen asennusta mieluiten sen kaa-20 sunpoisto tyhjöuunissa haihtuvien aineiden poistamiseksi, jotka voisivat reagoida sulan kanssa ja aiheuttaa aloituksen epäonnistumisen tai pintavikoja valoksessa. Tyhjö estää myös grafiitin hapettumisen korkeissa kaasunpoistoläm-pötiloissa, esim. 399°C 90 minuutin aikana esipumpputyh-25 jössä. Alan asiantuntijoille on selvää, että muottikytkyeen muistakin osista on poistettava haihtuvat aineet, varsinkin vesi, ennen käyttöä. Osia, jotka on tehty tulenkestävästä Fiberbrax-aineesta (Carborundum Co:n kauppanimitys tulenkestävälle alumiinioksidipiipaperiaineelle), esikäsitellään 30 kuumentamalla noin 820°C lämpötilaan ja muita osia, kuten piistä tehtyjä, kuumennetaan yleensä 177-204°C lämpötilaan.The crucible 112 is made of a refractory material that does not substantially react with metal and other gases present in the casting environment, especially at temperatures above about 1093 ° C. Graphite is a common crucible, although good results have also been obtained with boron nitride. In particular, it has been found that graphite, sold by Poco Graphite Company under the trademark DFP-3, has exceptionally good thermal properties and durability. Regardless of the immersion accumulator selected, pre-installation is preferably degassed in a vacuum oven to remove volatiles that could react with the melt and cause initial failure or surface defects in the light. The vacuum also prevents the oxidation of graphite at high degassing temperatures, e.g. 399 ° C for 90 minutes in a pre-pump vacuum. It will be apparent to those skilled in the art that volatile substances, especially water, must be removed from other parts of the mold coupling before use. Parts made of refractory Fiberbrax (Carborundum Co. trade name for refractory alumina silicon paper material) are pretreated by heating to about 820 ° C and other parts, such as those made of silicon, are generally heated to 177-204 ° C.

Upokkaalla 112 on suurin piirtein putkimainen muoto ja siinä on tasainen sisäporauksen halkaisija ja oleellisesti yhdenmukainen seinäpaksuus. Upokkaan sisäpinta on erit-35 täin sileä, niin että valoksen aksiaalinen tai pitkittäis-liike upokkaan kautta kohtaa vain vähäisen kitkavastuksen sekä kulumisen vähentämiseksi. Upokkaan ulkopinta, joka _____ '· 11.The crucible 112 has a substantially tubular shape and has a uniform inner bore diameter and a substantially uniform wall thickness. The inner surface of the crucible is very smooth, so that the axial or longitudinal movement of the light through the crucible meets only a slight frictional resistance and to reduce wear. The outer surface of the crucible, which _____ '· 11.

16 68370 sekin on sileä, on painekosketuksessa jäähdytinrungon 103 ympäröivän sisäpinnan 103b kanssa toiminnan aikana. Pinta 103b rajoittaa upokasta tämän pyrkiessä laajentumaan sä-teittäisesti sulan ja valoksen kohdistaman lämmön vaikutuk-5 sesta ja se edistää lämmön erittäin tehokasta siirtymistä upokkaasta jäähdytinrunkoon muodostuvan painekosketuksen tuloksena.16 68370 is also smooth, in pressure contact with the surrounding inner surface 103b of the radiator body 103 during operation. The surface 103b restricts the crucible as it tends to expand radially under the action of heat from the melt and light, and promotes a very efficient transfer of heat from the crucible to the radiator body as a result of the pressure contact.

Upokkaan ja jäähdytinrungon välinen sovitus on tärkeä, koska huono sovitus, jossa on rakoja, rajoittaa pahas-10 ti lämmön siirtymistä upokkaasta jäähdytinrunkoon. Tiukka sovitus on myös tärkeä upokkaan pitkittäisliikkeen rajoittamiseksi suhteessa jäähdytinrunkoon valoksen ja upokkaan välisen kitkan johdosta, kun valos vedetään upokkaan läpi. Toisaalta on voitava nopeasti ja helposti poistaa upokas 15 jäähdytinrungosta, kun se vahingoittuu tai kuluu. On todettu, että kaikki nämä tavoitteet saavutetaan koneistamalla upokkaan ja jäähdytinrungon yhteensopivat pinnat tarkoilla toleransseilla, jotka sallivat "liukusovituksen", so. upokkaan aksiaalisen sisällepanon ja poiston liukuvasti. Upok-20 kaan ja yhteensopivan pinnan 103b mitat valitaan niin, että upokkaan lämpölaajeneminen valamisen aikana saa aikaan tiukan sovituksen. Vaikka upokkaan aineen tyypillinen lämpö-laajenemiskerroin on paljon pienempi (5 x 10 ^ 2,54 cm/ 2,54 cm/0,6°C) kuin jäähdytinrungon (10 x 10 ^ 2,54 cm/ 25 2,54 cm/0,6°C), on upokas paljon kuumempi kuin jäähdytin- runko, joten lämpötilaero enemmän kuin kompensoi eron läm-pölaajenemiskertoimien välillä. Upokkaan keskilämpötilan valuvyöhykkeessä sen koko paksuudella uskotaan olevan noin 540°C, kun sulan lämpötila on 1093°C. Jäähdytinrunko on 30 lähellä sen jäähdytysaineen lämpötilaa, tavallisesti 26,7 -37,8°C, joka kiertää sen kautta.The fit between the crucible and the radiator body is important because a poor fit with cracks limits the transfer of bad heat from the crucible to the radiator body. Tight fitting is also important to limit the longitudinal movement of the crucible relative to the radiator body due to friction between the light and the crucible as the light is drawn through the crucible. On the other hand, it must be possible to quickly and easily remove the crucible 15 from the radiator body when it is damaged or worn. It has been found that all these objectives are achieved by machining the mating surfaces of the crucible and radiator body with precise tolerances that allow a "sliding fit", i. the sliding axial insertion and removal of the crucible. The dimensions of the crucible and the mating surface 103b are selected so that the thermal expansion of the crucible during casting results in a tight fit. Although the typical coefficient of thermal expansion of the crucible is much lower (5 x 10 ^ 2.54 cm / 2.54 cm / 0.6 ° C) than that of the radiator body (10 x 10 ^ 2.54 cm / 25 2.54 cm / 0 , 6 ° C), the crucible is much hotter than the radiator body, so the temperature difference more than compensates for the difference between the coefficients of thermal expansion. The average temperature of the crucible in the casting zone over its entire thickness is believed to be about 540 ° C when the melt temperature is 1093 ° C. The radiator body is close to the temperature of its coolant, usually 26.7-37.8 ° C, circulating therethrough.

Mekaanista vastusta käytetään upokkaan pitämiseksi jäähdytinrungossa hitaan toiminnan tai käynnistyksen aikana ennen kuin sulan lämpö laajentaa sitä. Suoranainen pidätin-35 osa, kuten ruuvi tai pidätinlevy, on osoittautunut epäkäytännölliseksi, koska jäähdytinrunko jäähdyttää osaa, joka siksi tiivistää ja kerää metallihöyryjä. Tämä metallikerros 68370 voi aiheuttaa pintavikoja valoksessa ja/tai hitsata pidätys-osan paikalleen, mikä suuresti vaikeuttaa upokkaan vaihtamista. Sinkkihöyry messinkivaloksessa on erityisen hankala. Eräs hyväksyttävä ratkaisu on muodostamalla pieni kohouma 5 tai epäsäännöllisyys 103c jäähdytinrungon sisäpinnalla 103b, esim. nostamalla jäyste naulasarjalla. Pieni porras 116, joka muodostetaan upokkaan ulkopinnalla ja joka koskettaa jäähdytinrungon alapintaan 103a (tai lähemmin määriteltynä "ulkopuolinen" eristysholkki tai rengas 118, joka istuu 10 jäähdytinrungon alapäässä tehdyssä tasoupotuksessa 103d), ohjaa upokkaan käynnistyksen aikana ja muodostaa lisävas-tuksen suunnassa ylöspäin käynnistyksen aikana mahdollisesti esiintyviä suuria, epäsäännöllisiä voimia vastaan. On myös huomattava, että upokkaan yksikappalerakenne eliminoi 15 liitokset, varsinkin eri aineiden väliset liitokset, jotka voisivat kerätä tiivistyneitä höyryjä tai edistää näiden kulkua muille pinnoille. Lisäksi on helpompi vaihtaa ja pitää paikallaan yksikappaleupokas kuin moniosainen upokas.A mechanical resistor is used to hold the crucible in the radiator body during slow operation or start-up before the heat of the melt expands it. A straight retainer-35 portion, such as a screw or retainer plate, has proven impractical because the radiator body cools the portion, which therefore condenses and collects metal vapors. This metal layer 68370 can cause surface defects in the light and / or weld the retaining part in place, which greatly makes it difficult to replace the crucible. Zinc vapor in brass light is particularly troublesome. One acceptable solution is to form a small protrusion 5 or irregularity 103c on the inner surface 103b of the radiator body, e.g. by raising the chamfer with a set of nails. A small step 116 formed on the outer surface of the crucible and in contact with the lower surface 103a of the radiator body (or more specifically an "outer" insulating sleeve or ring 118 sitting in a planar recess 103d at the lower end of the radiator body) guides the crucible during start-up and possibly creates additional resistance during start-up. against large, irregular forces occurring. It should also be noted that the one-piece structure of the crucible eliminates the joints, especially the joints between different materials, which could collect condensed vapors or promote their passage to other surfaces. In addition, it is easier to replace and hold in place a single-piece crucible than a multi-piece crucible.

Muita järjestelyjä sopivan tiukan sovituksen aikaan-20 saamiseksi upokkaan ja jäähdytinrungon kesken ovat tavalliset puristus- tai lämpösovitukset. Puristussovituksessa käytetään molybdeenisulfidivoiteluainetta ulkopinnalla upokkaan murtumisvaaran pienenetämiseksi puristussovituksen aikana. Voiteluaine täyttää myös upokkaan koneistusnaarmut. Lämpö-25 sovituksessa jäähdytinrunkoa laajennetaan kuumentamalla ja upokas pannaan sisälle ja tiukka sovite muodostuu kytkyeen jäähtyessä. Kuitenkin sekä puristus- että lämpösovitus edellyttävät, että koko muottikytkye 18 poistetaan jäähdy-tysvesiputkiston luota upokkaan vaihdon suorittamiseksi.Other arrangements for obtaining a suitable tight fit between the crucible and the radiator body are standard compression or heat fitting. In compression fitting, a molybdenum sulfide lubricant is used on the outer surface to reduce the risk of crucible rupture during compression fitting. The lubricant also fills the machining scratches of the crucible. In a heat-25 fit, the radiator body is expanded by heating and a crucible is placed inside and a tight fit is formed as the coupling cools. However, both compression and heat fitting require that the entire mold coupling 18 be removed from the cooling water piping to perform crucible replacement.

30 Tämä vie selvästi enemmän aikaa, on hankalampaa ja kalliimpaa kuin liukusovitus.30 This is clearly more time consuming, more cumbersome and more expensive than sliding fitting.

Vaikka keksinnön parhaana pidetyssä toteutusmuodossa käytetään yksikappaleupokasta, jonka porauksen halkaisija on vakio, on myös mahdollista käyttää upokasta, jossa on 35 kartiomainen tai porrastettu sisäpinta, joka kapenee ylöspäin, tai moniosaista upokasta, joka koostuu kahdesta tai useammasta kappaleesta, joiden päät koskevat toisiinsa.Although in the preferred embodiment of the invention a single-piece crucible with a constant bore diameter is used, it is also possible to use a crucible with a conical or stepped inner surface tapering upwards or a multi-part crucible consisting of two or more pieces with their ends facing each other.

68370 1868370 18

Kapeneminen ylöspäin on suotava valoksen jäähtyessä tapahtuvan supistumisen kompensoimiseksi. Läheinen kosketus valoksen kanssa upokkaan koko pituudella lisää muottikytkyeen jäähtymisen tehokkuutta. Parempi jäähtyminen on tärkeä, kos-5 ka se auttaa välttämään keskeisen ontelon, jonka saisi aikaan valoksen sulan keskustan kutistuminen ilman uuden aineen syöttöä. Kustannusten vähentämiseksi voidaan koneistaa vastakkainen kartiomuoto upokkaan ulkopinnalle eikä sen sisäpinnalle, tai jäähdytinrungon sisäpinnalle 103b. Upok-10 kaan lämpölaajeneminen jäähdytinrungon porauksessa valamisen aikana saa aikaan suotavan, ylöspäin kapenevan kartio-muodon upokkaan hyvin sileällä sisäpinnalla. Moniosaisissa upokkaissa porauksen halkaisija voi joko olla sama tai erisuuruinen porrastetun, ylöspäin kapenevan muodon saamiseksi. 15 Metallin haitallisten kasaantumien välttämiseksi upokas-osien välissä osien välisiä liitoksia saa olla vain valu-vyöhykkeen yläpuolella. Lisäksi yläosa tai -osat valuvyö-hykkeen yläpuolella voivat olla puristussovitteita, koska alaosa todennäköisemmin vahingoittuu ja on vaihdettava.Narrowing upwards is desirable to compensate for the contraction that occurs as the light cools. Close contact with the light along the entire length of the crucible increases the cooling efficiency of the mold coupling. Better cooling is important, as it helps to avoid a central cavity caused by shrinkage of the molten center of the light without the introduction of a new substance. To reduce costs, an opposite conical shape can be machined on the outer surface of the crucible and not on its inner surface, or on the inner surface 103b of the radiator body. The thermal expansion of the crucible in the bore of the radiator body during casting provides a desirable, upwardly tapering conical shape on the very smooth inner surface of the crucible. In multipart crucibles, the diameter of the bore may be either the same or different to obtain a stepped, upwardly tapering shape. 15 To avoid harmful metal build-up between the crucible parts, the joints between the parts must only be above the casting zone. In addition, the top or portions above the casting zone may be compression fittings because the bottom is more likely to be damaged and will need to be replaced.

20 Keksinnön valaisemiseksi, mutta ei sen rajoittami seksi, sellaisen yksikappaleupokkaan pituus, joka on tehty Poco-tyyppisestä grafiitista ja joka soveltuu 19,06 mm:n tangon valuun, on n. 266,7 mm ja sen seinän tasainen paksuus on 3,175 - 5,08 mm. Yleensä seinän paksuus vaihtelee valok-25 sen halkaisijan mukaan. Upokkaan ulkonevan osan 112a tyypillinen pituus on 50,8 mm.To illustrate, but not limit, the invention, a one-piece crucible made of Poco-type graphite suitable for casting a 19.06 mm rod is about 266.7 mm and has a uniform wall thickness of 3.175 to 5, 08 mm. In general, the wall thickness varies depending on the diameter of the light. The typical length of the protruding portion 112a of the crucible is 50.8 mm.

Jäähdytinrungolla 103 on suurin piirtein lieriömäinen muoto ja siinä on keskellä pituussuunnassa ulottuva aukko, jota rajoittaa sisäpinta 103b. Jäähdytinrungon si-30 säliä on kanava, jota osoittaa yleisnumero 120 ja joka kierrättää jäähdytysnesteen, lähinnä vettä, jäähdytinrungon läpi. Sarja jäähdytysaineen tuloaukkoja 120a ja lähtöaukko-ja 120b on tehty jäähdytinrungon yläpäässä. Kuten kuvio 6 näyttää parhaiten, nämä aukot on sijoitettu samankeskisiin 35 ympyröihin ja aukkoja on riittävästi suuren virtausnopeuden saamiseksi, esim. 8,34 1/valoksen kg minuutissa. Kaksi O-rengasta 122 ja 123, jotka on mieluiten tehty pitkäikäi- 68370 19 sestä fluoroelastomeeristä, tiivistävät putkiston jatkeen 102 (kuvio 5), joka on nesteyhteydessä tulo- ja lähtöaukon kanssa. Jäähdyttimen rungon asennuslaipassa 124 on aukkoja 124a, joihin on sijoitettu pultit (ei näytetty) muottikyt-5 kyeen kiinnittämiseksi putkiston jatkeelle. Tässä laipassa on myös reikä (ei näytetty) kaasujen poistamiseksi jäähdy-tinrungon ja eristyshatun välisestä rengastilasta (kuvio 4) putken kautta (ei näytetty), joka on putkistossa 54, ulkoilmaan .The radiator body 103 has a substantially cylindrical shape and has a longitudinally extending opening in the center bounded by the inner surface 103b. The slats of the radiator body si-30 are a channel, indicated by the general number 120, which circulates the coolant, mainly water, through the radiator body. A series of coolant inlets 120a and outlets 120b are made at the upper end of the radiator body. As best seen in Figure 6, these apertures are arranged in concentric circles 35 and have apertures sufficient to provide a high flow rate, e.g., 8.34 L / kg light per minute. Two O-rings 122 and 123, preferably made of a long-lived 68370 19 fluoroelastomer, seal the piping extension 102 (Figure 5) in fluid communication with the inlet and outlet. The radiator body mounting flange 124 has openings 124a in which bolts (not shown) are placed to secure the mold connection to the piping extension. This flange also has a hole (not shown) for removing gases from the annular space (Figure 4) between the radiator body and the insulating cap through a pipe (not shown) in the piping 54 to the outside air.

10 Jäähdytinrungossa on neljä pääosaa: sisärunko 126, ulkorunko 128, vaipan sulkurengas 130 ja asennuslaippa 124. Sisärunko on tehty seoksesta, jolla on erinomaiset lämmönsiirto-ominaisuudet, hyvä mitanpitävyys ja kovuus sekä ku-lumisenkestävyys. Parhaana pidetään vanhenemiskovettunutta 15 kuparia, kuten seosta CDA 182. Ulkorunko 128, sulkurengas 130 ja asennuslaippa 124 tehdään mieluiten ruostumattomasta teräksestä, lähinnä helposti koneistettavasta 303 ruostumattomasta rengasta 130 ja laippaa 124 varten ja 304 ruostumattomasta ulkorunkoa 128 varten. Ruostumattomalla teräk-20 sellä on tyydyttävä kestävyys mekaanista kulutusta vastaan, sillä on samanlaiset lämpölaajenemisominaisuudet kuin kro-mikuparilla ja se kestää hyvin valuympäristössä. Käyttämällä ruostumatonta terästä ei tarvita hyvin suuria kappaleita vanhenemiskovettunutta kuparia, mikä helpottaa jäähdytin-25 rungon valmistusta.10 The radiator body has four main parts: an inner body 126, an outer body 128, a jacket sealing ring 130, and a mounting flange 124. The inner body is made of an alloy with excellent heat transfer properties, good dimensional stability and hardness, and abrasion resistance. Preferably, age-cured copper 15, such as CDA 182, is preferred. The outer body 128, sealing ring 130, and mounting flange 124 are preferably made of stainless steel, primarily an easily machined 303 stainless ring 130 and flange 124, and 304 stainless steel body 128. The stainless steel blade-20 has satisfactory resistance to mechanical wear, has similar thermal expansion properties as the Kro-mikupair and is very resistant to casting environments. The use of stainless steel does not require very large pieces of aging hardened copper, which facilitates the manufacture of the radiator-25 body.

Sisärunko koneistetaan yhdestä lieriömäisestä, virheettömästä (säröttömästä) kromikupariharkosta. Kustannus-, toiminta- ja kestävyysetujen lisäksi koottu jäähdytinrun-korakenne on edullinen siksi, että on vaikeaa valmistaa vir-30 heetöntä kromikupariharkkoa, joka on tarpeeksi iso muodostamaan koko jäähdytinrungon. Pitkittäisreiät 120c porataan syvälle sisärunkoon tuloaukkojen 120a muodostamiseksi.The inner frame is machined from a single cylindrical, flawless (distortion-free) chrome-copper block. In addition to the cost, performance, and durability advantages, the assembled radiator frame structure is advantageous because it is difficult to produce a flawless chrome copper ingot large enough to form the entire radiator body. Longitudinal holes 120c are drilled deep into the inner body to form inlet openings 120a.

Reiät 120c ulottuvat ainakin valuvyöhykkeeseen ja mieluiten hieman sen ohi kuvion 5 mukaisesti. Ristireiät 120d pora-35 taan pitkittäisreikien 120c pohjaan asti. Sisärungon ylä-ja alapää kierteitetään kohdissa 126a ja 126b asennuslai-pan 124 ja sulkurenkaan 130 vastaanottamiseksi, mikä 20 68370 vahvistaa rakennetta. Sulkurenkaassa on sisempi, ylöspäin näyttävä kolo 130a, joka liittyy siihen sopivaan portaaseen, joka on koneistettu sisärungolle juotoksen tehostamiseksi, liitokseen virtaavan jäähdytysveden hidastamiseksi 5 ja renkaan suuntaamiseksi yhteen sisärungon kanssa. Ulompi, ylöspäin näyttävä kolo 130b sijoittaa ulkorungon 128 alapään nesteenpitävään suhteeseen.The holes 120c extend at least into the casting zone and preferably slightly past it as shown in Figure 5. The cross holes 120d are drilled 35 to the bottom of the longitudinal holes 120c. The upper and lower ends of the inner body are threaded at 126a and 126b to receive the mounting flange 124 and the sealing ring 130, which reinforces the structure. The sealing ring has an inner, upwardly facing recess 130a associated with a suitable step machined on the inner body to enhance soldering, to slow down the cooling water flowing into the joint, and to align the ring with the inner body. The outer, upwardly facing recess 130b places the lower end of the outer body 128 in a fluid-tight relationship.

Koska kierreliitäntä kohdassa 126b vuotaa, ellei sitä tiivistetä hyvin, ja sen on kestettävä uudelleenliuotus 10 ja jäähdytinrungon pehmenneiden porausten vanheneminen, on liitos lisäksi kupari/kulta-juotettu. Joskin kupari/kulta-juotto on tunnettu menetelmä, saadaan seuraavilla menettelyillä aikaan luotettava sidos, joka kestää valuympäristös-sä. Ensin kuparoidaan sulkurenkaan ja sisärungon yhteenso-15 pivat pinnat. Kuparoinnin paksuus on mieluiten 0,0254 -0,0508 mm ja siinä on peitettävät kierteet, kolo 130a ja ura 130c. Sitten pannaan paikalleen juotosaine, esim. kietomalla ainevanunki sisärungon ympärille juotosvälyksessä 126c kierteiden yllä ja uraan 130c sulkurenkaan 130 ylä-20 päässä. Kaksi kierrosta vanunkia, jonka halkaisija on 1,5875 mm ja joka sisältää 60 % kuparia ja 40 % kultaa, suositellaan välykseen 126c ja kolmea kierrosta uraan 130c. Sitten levitetään saman seoksen juotostahnaa yhteentulevil-le pinnoille. Sulkurengas kierretään tiukasti sisärungolle 25 ja kytkye sijoitetaan uuniin, juotetaan pää alaspäin ja mieluiten leväten tuetulla levyllä, joka on tulenkestävää alumiinioksidipiipaperiainetta, kuten tuote, jota Carborundum Co. myy kauppanimellä Fiberfrax. Juottolämpö-tila mitataan lämpöparilla, joka lepää yhden pitkittäisreiän 30 120c pohjalla. Uuni saattaa kytkyeen lämpötilaan, joka juu ri alittaa juottoseoksen sulamispisteen lyhyen ajan, kuten lämpötilaan 960-976°C 10 minuutin ajan. Uunin ilmatilaa suojataan (inertti tai tyhjö) hapetuksen estämiseksi. Sitten kytkye kuumennetaan nopeasti lämpötilaan, joka nesteyt-35 tää juottoseoksen (1015-1038°C), ja sen annetaan heti jäähtyä huoneen lämpötilaan, jälleen suojatussa ilmatilassa. Kromikuparin liuoskäsittely suoritetaan parhaiten erilli- 21 68370 sessä, toisessa vaiheessa kuumentamalla osa 932-954°C lämpötilaan 15 minuutin ajaksi suojatussa ilmatilassa ja sitten nestesammutuksella.Since the threaded connection at 126b leaks unless it is well sealed and has to withstand redissolution 10 and aging of the softened bores in the radiator body, the connection is additionally copper / gold soldered. Although copper / gold soldering is a known method, the following procedures provide a reliable bond that will withstand the casting environment. First, the mating surfaces of the sealing ring and the inner body are copper-plated. The copper plating has a thickness of preferably 0.0254 -0.0508 mm and has coverable threads, a recess 130a and a groove 130c. The solder is then placed in place, e.g., by wrapping the material around the inner body in a solder clearance 126c above the threads and in a groove 130c at the upper-20 end of the sealing ring 130. Two turns of 1.5875 mm diameter wadding containing 60% copper and 40% gold are recommended for clearance 126c and three turns for groove 130c. Solder paste of the same mixture is then applied to the converging surfaces. The sealing ring is screwed tightly onto the inner body 25 and the coupling is placed in an oven, the head is soldered downwards and preferably resting on a supported plate of refractory alumina silicon paper material such as that produced by Carborundum Co. sells under the trade name Fiberfrax. The brazing temperature is measured with a thermocouple resting at the bottom of one longitudinal hole 30 120c. The furnace is switched to a temperature just below the melting point of the solder mixture for a short time, such as 960-976 ° C for 10 minutes. The air space of the furnace is protected (inert or vacuum) to prevent oxidation. The coupling is then rapidly heated to the temperature that liquefies the solder mixture (1015-1038 ° C) and immediately allowed to cool to room temperature, again in a protected atmosphere. The solution treatment of chromium copper is best performed in a separate, second step, by heating the portion to 932-954 ° C for 15 minutes in a protected atmosphere and then by liquid quenching.

Kun sulkurengas on kerran liitetty sisärunkoon, on 5 jäähdytinrungon kokoamiseksi vielä suoritettava TIG-hitsaus tyyppi 304 tyyppiin 303 ruostumatonta terästä käyttäen tyypin 308 puikkoa, kun osat on esikuumennettu 204,4°C lämpötilaan. Ulkorunko 128, jolla on suurin piirtein lieriömäinen muoto, hitsataan kohdassa 134 sulkurenkaaseen. Ulkorun-10 gon yläpäässä on sisäkolo 128a, joka sopii yhteen asennus-laipan 124 kanssa juuri veden lähtöaukkojen 120b ulkopuolella. Hitsi 136 kiinnittää nämä osat. Sulkurengas ja asen-nuslaippa erottavat ulkorungon sisärungosta rengasmaisen kiertäkanavan 120e muodostamiseksi vedelle, joka ulottuu 15 ristireikien 120d ja lähtöaukkojen 120b välissä. Kierukka-välike 138 on kiinnitetty kanavaan 120e pyörrevesivirtauksen muodostamiseksi, joka edistää lämmön tasaisempaa ja tehokkaampaa siirtymistä veteen. Välike 138 tehdään mieluiten 6,35 mm:n kuparitangosta. Välikekierukka viilataan litte-20 äksi kärkien 138a kohdassa välyksen saamiseksi pinteiden 140 ja sisärungon välistä kiinnitystä varten. Yhdistetty kromikuparin vanhenemis- eli karkaisukäsittely ja hitsatun ruostumattoman teräksen jännityksenpoisto suoritetaan lämpötilassa 481°C ainakin kaksi tuntia suojatussa ilmatilas-25 sa. Sitten jäähdytinrunkoa koneistetaan ja koestetaan vuotojen varalta.Once the sealing ring is connected to the inner body, TIG welding type 304 to type 303 stainless steel is still performed to assemble the radiator body using a type 308 rod after the parts have been preheated to 204.4 ° C. The outer body 128, which has a substantially cylindrical shape, is welded at 134 to the sealing ring. The upper end of the outer body 10 has an inner recess 128a which mates with the mounting flange 124 just outside the water outlets 120b. Weld 136 secures these parts. The sealing ring and the mounting flange separate the outer body from the inner body to form an annular circulation channel 120e for water extending between the cross holes 120d and the outlet openings 120b. A helical spacer 138 is attached to the channel 120e to create a vortex water flow that promotes a more even and efficient transfer of heat to the water. The spacer 138 is preferably made of a 6.35 mm copper rod. The spacer coil is filed flat 20 at the tips 138a to provide clearance for attachment between the clamps 140 and the inner body. The combined chromium copper aging or hardening treatment and stress relief of welded stainless steel are performed at 481 ° C for at least two hours in a protected atmosphere. The radiator body is then machined and tested for leaks.

Esimerkkinä ohjataan jäähdytysvettä tuloaukkojen 120a, reikien 120c ja 120d ja kanavan 120e ja välikkeen 138 muodostaman, kierukkamaisen virtaustien kautta lähtöaukkoihin 30 120b. Veden tyypillinen lämpötila on 26,7 - 32,2°C tulokohAs an example, cooling water is directed through inlet ports 120a, holes 120c and 120d, and helical flow paths formed by channel 120e and spacer 138 to outlets 30b. The typical water temperature is 26.7 to 32.2 ° C inlet

dassa ja se lämpenee noin 6-12°C verran kiertäessään jääh-dytinrungon kautta. Veden tyypillinen virtausnopeus on 8,337 1 valuvyöhykkeessä kovetetun säikeen kg kohden minuutissa. Eräs tyypillinen virtausnopeus on 94,6 1/min. Ve-35 den sopivaa lämpötilaa rajoitetaan alapäässä tiivistämällä vesihöyryä. Kosteina päivinä tiivistäminen voi tapahtua lämpötilassa 2l,l°C tai alle, mutta yleensä ei yli 26,7°Cand heats up by about 6-12 ° C as it circulates through the cooler body. The typical water flow rate is 8.337 l per kg of cured fiber per minute in the casting zone. A typical flow rate is 94.6 1 / min. The suitable temperature of the ve-35 den is limited at the lower end by condensing water vapor. On wet days, compaction can take place at a temperature of 2l, 1 ° C or less, but usually not more than 26.7 ° C

22 68370 lämpötilassa. Yli 48,9°C lämpötiloja ei yleensä pidetä hyvinä. On huomattava, että tulo- ja lähtöreiät voivat vaihtaa paikkaa, so. vesi voidaan syöttää ulompaan reikären-kaaseen 120b ja poistaa sisäreikärenkaasta 120a jäähdytin-5 rungon jäähdytystehon oleellisesti heikentymättä. Upokkaan ja sisemmän reikäsarjan keskinäinen välys on kuitenkin tekijä, joka vaikuttaa valoksesta veteen tapahtuvan lämmönsiirron tehokkuuteen. Kun säie 12 on 19,05 mm, on välys noin 15,87 mm. Tämän ansiosta voidaan sisärunkoa 126 porata uu-10 delleen säikeen valua varten, jonka halkaisija on 2,54 cm, jolloin voidaan käyttää sopivankokoista ulkopuolista eris-tintä 118. Yleisesti ottaen edellä kuvatulla muottikytky-eellä saavutetaan jäähdytysteho, joka on suuri verrattuna suljettujen järjestelmien jäähdytettyjen muottien kanssa 15 tapahtuvan valun tavallisiin vesivaippajäähdyttimiin.22 68370. Temperatures above 48.9 ° C are generally not considered good. It should be noted that the inlet and outlet holes can change location, i.e. water can be fed to the outer hole gas 120b and removed from the inner hole ring 120a without substantially impairing the cooling capacity of the radiator-5 body. However, the clearance between the crucible and the inner set of holes is a factor that affects the efficiency of heat transfer from light to water. When the thread 12 is 19.05 mm, the clearance is about 15.87 mm. This allows the inner body 126 to be re-drilled for casting a 2.54 cm diameter thread, allowing the use of an appropriately sized external insulator 118. In general, the mold connection described above achieves a cooling capacity that is high compared to cooled molds in closed systems. with conventional water jacketed coolers.

Po. keksinnön toinen tärkeä piirre on ulkopuolinen eristysholkki 118, joka varmistaa sen, että upokkaan mitat ovat yhdenmukaiset valuvyöhykkeessä, ja estää upokkaan liiallisen laajenemisen ulospäin vyöhykkeen alla (suppilomuo-20 don), joka voisi johtaa päättymiseen, käynnistysvikoihin tai pintavikoihin. Holkki 118 on myös tärkeä siksi, että se saa aikaan jyrkän aksiaalisen lämpötilan gradientin juuri valuvyöhykkeen alla. Esim. ilman hoikkia 118 olisi olemassa jyrkkä lämpötilan gradientti upokkaan tulokohdassa 25 jäähdytinrunkoon, mikä saisi upokkaan alaosan 112a muodostamaan suppilomaisen valukuoren. Laajentunutta osaa ei voi vetää jäähdytinrunkoon valuvyöhykkeen ohi. Se kiilaantuu, murtuu irti valoksesta ja voi jäädä paikalleen valun jatkuessa. Tämä kiilaantunut osa voi aiheuttaa huonon pintalaa-30 dun tai säikeen päättymisen. Holkki 118 poistaa tämän ongelman estämällä mekaanisesti upokkaan laajeneminen ulospäin juuri valuvyöhykkeen 114 alla. Lisäksi se eristää upokkaan suureksi osaksi jäähdytinrungosta lievän lämpögradi-entin muodostamiseksi upokkaassa alueella, joka ulottuu 35 jäähdytinrungon alapinnasta 103a hieman valuvyöhykkeen 114 alareunan alapuolelle.Po. another important feature of the invention is an outer insulating sleeve 118 which ensures that the dimensions of the crucible are uniform in the casting zone and prevents excessive expansion of the crucible outwardly below the zone (funnel shape-don) which could lead to termination, start-up failures or surface defects. The sleeve 118 is also important because it provides a steep axial temperature gradient just below the casting zone. For example, without the sleeve 118, there would be a steep temperature gradient at the crucible inlet 25 to the radiator body, which would cause the lower portion 112a of the crucible to form a funnel-shaped casting shell. The expanded part cannot be pulled into the radiator body past the casting zone. It wedges, breaks away from the light and can stay in place as the casting continues. This wedged part can cause poor surface area or thread termination. The sleeve 118 eliminates this problem by mechanically preventing the crucible from expanding outward just below the casting zone 114. In addition, it isolates the crucible for the most part from the radiator body to form a slight thermal gradient in the crucible in an area extending from the lower surface 103a of the radiator body slightly below the lower edge of the casting zone 114.

68370 2368370 23

Holkki 118 on tehty tulenkestävästä aineesta, jolla on verraten pieni lämpölaajenemiskerroin, verraten pieni huokoisuus ja hyvä länunöniskukestävyys. Pieni lämpölaaje-nemiskerroin rajoittaa säteittäisesti ulospäin esiintyviä 5 paineita, joita holkki kohdistaa jäähdytinrunkoon, ja yhdessä jäähdytinrungon kanssa se pidättää grafiitin upokkaan sisähalkaisijän pitämiseksi oleellisesti yhdenmukaisena. Pienen lämpölaajenemiskertoimen ansiosta voidaan holkki 118 myös poistaa helposti jäähdytinrungosta kuumentamalla kyt-10 kye tasaisesti 121,1°C lämpötilaan. Hoikin 118 eräs sopiva aine on valettu piilasi (SiC^), jota voi koneistaa.The sleeve 118 is made of a refractory material with a relatively low coefficient of thermal expansion, a relatively low porosity and good impact resistance. The low coefficient of thermal expansion limits the radially outward pressures applied by the sleeve to the radiator body and, together with the radiator body, retains the graphite to keep the inner diameter of the crucible substantially uniform. Due to the low coefficient of thermal expansion, the sleeve 118 can also be easily removed from the radiator body by heating the circuit evenly to 121.1 ° C. One suitable material for sleeve 118 is cast silicon (SiO 2), which can be machined.

Holkki 118 ulottuu pystysuorasti alapään pinnasta 118a, joka on samalla tasolla kuin jäähdytinrungon alapinta 103a, yläpään pintaan 118b, joka on hieman valuvyöhyk-15 keen alareunan yläpuolella. Kun valmistetaan 19,05 mm:n messinkitankoa, on osoittautunut sopivaksi holkki, jonka seinän paksuus on n. 6,35 mm ja pituus n. 9,52 mm, koska tämä on antanut tyydyttäviä tuloksia.The sleeve 118 extends vertically from the lower end surface 118a, which is flush with the lower surface 103a of the radiator body, to the upper end surface 118b, which is slightly above the lower edge of the casting zone. When making a 19.05 mm brass rod, a sleeve with a wall thickness of about 6.35 mm and a length of about 9.52 mm has proved to be suitable, as this has given satisfactory results.

On todettu käytännössä, että metallihöyryt tunkeutu-20 vat sisäisen eristysholkin 118 ja jäähdytinrungon tasoupo-tuksen 103d väliin, tiivistyvät ja sitovat renkaan jäähdytinrunkoon, niin että tämän poistaminen on vaikea. Tämä ongelma ratkaistaan panemalla ohut teräskalvo 142 renkaan ja tasoupotuksen väliin. Holkki ja kalvo on kiinnitetty ta-25 soupotukseen erikoisella lämpösovituksella, so. sellaisella, joka sallii helpon kokoonpanon ja poiston, kun holkki ja jäähdytinrunko kuumennetaan 204,4°C lämpötilaan.In practice, it has been found that metal vapors penetrate between the inner insulating sleeve 118 and the plane recess 103d of the radiator body, condense and bind the ring to the radiator body, so that this is difficult to remove. This problem is solved by placing a thin steel film 142 between the ring and the flat recess. The sleeve and the membrane are attached to the ta-25 soup by a special thermal fit, i.e. with one that allows easy assembly and removal when the sleeve and radiator body are heated to 204.4 ° C.

Kuviot 11 ja 12 näyttävät vaihtoehtoisia järjestelyjä, joilla varmistetaan se, että valu tapahtuu upokkaan mi-30 töiltään tasaisessa osassa ja että upokkaan laajeneminen valuvyöhykkeen alla on hallittavissa. Kuvio 11 näyttää upokkaan 112', joka on samanlainen kuin upokas 112 paitsi siinä, että ulkonevalla alaosalla 112a on ylöspäin laajeneva kartiomuoto, joka on tehty sen sisäpinnalla. Kartiomai-35 suuden aste valitaan niin, että saadaan halkaisijaltaan oleellisesti tasainen poraus, kun upokasosa laajenee sulatteessa. Tämän ratkaisun toteutus on kuitenkin vaikea.Figures 11 and 12 show alternative arrangements to ensure that the casting takes place in a flat part of the crucible mi-30 and that the expansion of the crucible under the casting zone is controllable. Figure 11 shows a crucible 112 'similar to the crucible 112 except that the protruding lower portion 112a has an upwardly expanding conical shape made on its inner surface. The degree of conicity is selected to provide a substantially uniform diameter bore as the crucible portion expands in the melt. However, the implementation of this solution is difficult.

68370 24 Käytännössä on kuitenkin myös käytettävä hoikkia 118 (näytetty katkoviivoin) sekä upokasta 112' po. keksinnön suurten tuotantonopeuksien saavuttamiseksi ja valun hyvien laatuominaisuuksien saavuttamiseksi.68370 24 In practice, however, a sleeve 118 (shown in dashed lines) and a crucible 112 'po must also be used. to achieve high production speeds of the invention and good casting quality properties.

5 Kuvio 12 näyttää "sisäisen" eristimen 144, joka liu kuu upokkaan 112" sisällä, joka on sama kuin upokas 112 paitsi siinä, että se loppuu samalla tasolla kuin jäähdy-tinrungon pinta 103a. Sisäinen eristin 144 on tehty tulenkestävästä aineesta, joka ei reagoi sulan metallin kanssa 10 ja jonka lämpölaajeneminen on verraten pieni, niin että se ei vääristä jäähdytinrunkoa. Eristimen 144 alapää ulottuu hieman upokkaan 112" ja jäähdytinrungon alapään ohi ja siinä on suurennettu ulkohalkaisija portaan 144' muodostamiseksi, jonka toiminta on sama kuin upokkaan 112 portaan 116. 15 Yläpää on sijoitettava lähelle valuvyöhykkeen alapäätä, tavallisesti 12,7 mm hoikin 118 yläreunan alle. Jos yläpää ulottuu liian korkealle suhteessa ulkopuoliseen eristimeen, niin säie kieroutuu eristintä vasten ja siihen muodostuu tällöin koloja. Sisäeristimen porauksen mitat ovat myös 20 tärkeät, varsinkin käynnistettäess, pysähdyksen tai hidastuksen aikana, koska sulate alkaa kovettua sisäeristimellä 144. Päättymisen estämiseksi on eristimen 144 sisäpinnan oltava sileä ja kartiomainen, niin että se laajenee ylöspäin. Samoin kuin upokkaassa 112' käytetään ulkopuolista 25 eristintä tai hoikkia 118 yhdessä sisäeristimen 144 kanssa mainittujen vaikeuksien lievittämiseksi.Fig. 12 shows an "internal" insulator 144 that slides inside the crucible 112 ", which is the same as the crucible 112 except that it terminates at the same level as the surface 103a of the radiator body. The inner insulator 144 is made of a non-reactive refractory material. with the molten metal 10 and having a relatively small thermal expansion so as not to distort the radiator body. The lower end of the insulator 144 extends slightly past the crucible 112 "and the lower end of the radiator body and has an enlarged outer diameter to form a stage 144 'having the same function as the stage 112. 15 The upper end shall be located close to the lower end of the casting zone, usually 12.7 mm below the upper edge of the sleeve 118. If the upper end extends too high relative to the outer insulator, then the thread will twist against the insulator and then cavities will form in it. The dimensions of the bore of the inner insulator are also important, especially at start-up, during stopping or deceleration, as the melt begins to harden with the inner insulator 144. To prevent termination, the inner surface of the insulator 144 must be smooth and conical so that it expands upward. As with the crucible 112 ', an outer insulator 25 or sleeve 118 is used in conjunction with the inner insulator 144 to alleviate said difficulties.

Viitaten taas kuvioon 4 tämä näyttää keraamisen hatun 146, joka ympäröi jäähdytinrunkoa 103 ja putkiston jatketta 102 näiden lämpöeristämiseksi metallisulasta, niin 30 että jäähdytinrunko voi suorittaa tehtävänsä ja jäähdyttää muottia niin, että tangon kovettuminen voi tapahtua. Hattu 146 tehdään jostakin sopivasta tulenkestävästä aineesta, kuten valetusta piistä. Hattu 146 on kiinnitetty putkistoon 54 renkaalla 148, jolla on jousikuormitus putkistoa 54 vas-35 ten jousella 149. Tämän kiinnitystavan avulla hattu 146 tulee vedetyksi tiukasti jäähdytinrunkoa 103 vasten, samalla kun eri lämpölaajenemisen aiheuttamat mittamuutokset 25 6 8 3 7 0 ovat mahdolliset. Jousella 149 on esikuormitus kokonaisvoi-man saamiseksi, joka on suurempi kuin suurin kuormitus G, joka esiintyy värähtelyn aikana, jolloin hatun 146 ja jääh-dytinrungon 103 välillä säilyy tiukka tiivistys. Hatun an-5 siosta muottikytkye voidaan upottaa sulaan mille tahansa etukäteen valitulle syvyydelle. Joskin upotus valuvyöhyket-tä alhaisemmalle tasolle on toiminnallinen, ovat erittäin suuret tuotantonopeudet osittain tulosta verraten syvästä upotuksesta, ainakin valuvyöhykkeen tasolle. Eräs etu tästä 10 syvästä upotuksesta on se, että se helpottaa sulan syöttöä valoksen nestemäiseen sydämeen valuvyöhykkeessä.Referring again to Figure 4, this shows a ceramic cap 146 surrounding the radiator body 103 and piping extension 102 to thermally insulate them from the metal melt, so that the radiator body can perform its function and cool the mold so that hardening of the rod can occur. The cap 146 is made of any suitable refractory material, such as cast silicon. The cap 146 is secured to the piping 54 by a ring 148 having a spring load against the piping 54 by a spring 149. With this attachment, the cap 146 is pulled tightly against the radiator body 103, while dimensional changes due to various thermal expansions are possible. The spring 149 has a preload to obtain a total force greater than the maximum load G that occurs during vibration, thereby maintaining a tight seal between the cap 146 and the radiator body 103. From the an-5 cap of the hat, the mold coupling can be immersed in the melt to any pre-selected depth. Although immersion at a lower level than the casting zones is functional, very high production rates are partly the result of relatively deep immersion, at least at the level of the casting zone. One advantage of this 10 deep immersion is that it facilitates the supply of melt to the liquid core of light in the casting zone.

Höyrysuoja 150 ja tiivisteet 151 (ks. myös kuviota 5) on sijoitettu hatun ja jäähdytinrungon väliseen rakoon lähelle upokasta estämään sulaa ja höyryjä tulemasta ra-15 koon ja edelleen lämpöeristämään jäähdytinrunkoa. Tiivisteet koostuvat mieluiten mainitun tulenkestävän Fiberfrax-kuitu-aineen kolmesta tai neljästä, rengasmaisesta kerroksesta ja höyrysuoja on mieluiten molybdeenikalvorengas, joka on pantu tiivisteiden 151 väliin. Suoja 150 ja tiivisteet 151 20 ulottuvat upokkaan jatkeesta 112a jäähdytinrungon ulkohal-kaisijan kohdalle. Näiden kerrosten yhteinen paksuus on riittävä varmistamaan lujan kosketuksen jäähdytinrungon pinnan 103a ja hatun 146 päätypinnan kanssa, esim. 6,35 mm.The vapor shield 150 and seals 151 (see also Figure 5) are located in the gap between the cap and the radiator body near the crucible to prevent melt and vapors from entering the gap size 15 and to further thermally insulate the radiator body. The seals preferably consist of three or four annular layers of said refractory Fiberfrax fibrous material, and the vapor barrier is preferably a molybdenum film ring interposed between the seals 151. The shield 150 and seals 151 20 extend from the crucible extension 112a to the outer diameter of the radiator body. The common thickness of these layers is sufficient to ensure firm contact with the surface 103a of the radiator body and the end surface of the cap 146, e.g. 6.35 mm.

Tyypillisessä toimintajaksossa valu-uuni 16 täyte-25 tään sulalla metalliseoksella. Valun aloittamiseksi käytetään jäykkää, ruostumatonta terästankoa. Teräspultti kierretään tangon alapäähän. Tangon mitat ovat samat kuin valettavan säikeen, esim. tangon halkaisija on 19,05 mm, niin että tangon voi syöttää alaspäin muottikytkyeen kautta ja 30 sen voi kytkeä poistokoneeseen 22.In a typical operating cycle, the casting furnace 16 is filled with molten alloy. A rigid, stainless steel bar is used to begin casting. The steel bolt is screwed to the lower end of the rod. The dimensions of the rod are the same as those of the thread to be cast, e.g. the diameter of the rod is 19.05 mm, so that the rod can be fed downwards through the mold coupling and can be connected to the discharge machine 22.

Aina, kun muottikytkye on pantu sulaan, kartio, joka on ainetta, joka ei saastuta valettavaa metallia, mieluiten umpinaista grafiittia, peittää upokasosan 112a (tai upokkaan tulenkestävän jatkeen, kuten sisäeristimen 144).Whenever the mold coupling is melted, the cone, which is a material that does not contaminate the metal to be cast, preferably solid graphite, covers the crucible portion 112a (or a refractory extension of the crucible, such as an inner insulator 144).

35 Ylimääräinen metalliseoskartio 48, jonka aine ei saastuta sulaa, esim. kupari, peittää hatun 146 alapään. Kartiot läpäisevät kuoren ja sulan pinnalla olevan kuonan sen vierai- 26 68370 den aineiden määrän pienentämiseksi, joka jää jäähdytinrun-gon alle ja upokkaaseen. Sulate hajottaa kartion 48 ja aloi-tustangon pultti työntää pienemmän grafiittikartion pois upokkaasta ja se kelluu sivulle. Eräs etu po. keksinnön 5 parhaana pidetyssä muodossa, jossa käytetään ulkonevaa upo-kasosaa 112a, on se, että se tukee ja sijoittaa pienemmän grafiittikartion, kun suoritetaan sisällepano sulaan. Oikean toiminnan varmistamiseksi isomman kartion 48 pinnan pitäisi muodostaa 45° tai pienemmän kulman pystytason kansio sa.35 An additional alloy cone 48, the substance of which is not contaminated with molten material, e.g. copper, covers the lower end of the hat 146. The cones pass through the slag on the surface of the shell and melt to reduce the amount of foreign matter that remains under the condenser body and in the crucible. The melt breaks the cone 48 and the bolt on the starting rod pushes the smaller graphite cone out of the crucible and floats to the side. One advantage po. the preferred form of the invention 5 using the protruding submersible portion 112a is that it supports and locates a smaller graphite cone when embedding in the melt. To ensure proper operation, the surface of the larger cone 48 should form an angle of 45 ° or less with the vertical folder sa.

Kun grafiittikartio on siirretty pois, ulottuu pultti sulatteeseen, joka kovettuu pultille. Aloituksen aikana ja kun säikeet ovat edenneet riittävästi vetopyörien 44 ylle, leikataan valettu tanko teräspultin alapuolella ja 15 säikeet ohjataan mekaanisesti puomeille 24, 24'. Ennen kuin aloitustangot pannaan takaisin varastohyllylle seuraavaa käyttöä varten, poistetaan lyhyt valospätkä ja teräspultti. Toisessa aloitustankomallissa käytetään lyhyttä ruostumatonta terästankopätkää, joka kiinnitetään taipuisalle vaije-20 rille, joka voidaan syöttää suoraan puomille 24 taipuisuu-tensa ansiosta. Sitten poistokone kiihdytetään valun aloittamiseksi sopivaan nopeuteen. Vuorojen välillä tai hetkellisten keskeytysten aikana, esim. kelauslaitteen vaihdon aikana, säie pysäytetään ja kiinnitetään. Valua jatketaan 25 yksinkertaisesti avaamalla kiinnitys ja kiihdyttämällä täyteen nopeuteen.When the graphite cone is moved away, the bolt extends into the melt, which hardens on the bolt. During the start and when the strands have advanced sufficiently over the traction sheaves 44, the cast rod is cut below the steel bolt and the strands are mechanically guided to the booms 24, 24 '. Before putting the starter rods back on the storage shelf for the next use, remove the short light piece and the steel bolt. The second starting bar model uses a short piece of stainless steel bar that is attached to a flexible wire 20 that can be fed directly to the boom 24 due to its flexibility. The discharge machine is then accelerated to a suitable speed to begin casting. Between turns or during momentary interruptions, eg when changing the retractor, the thread is stopped and fastened. The flow is continued 25 simply by opening the attachment and accelerating to full speed.

Kun säie 12 poistetaan, vetävät eteenpäiniskut valu-tai kovetusvyöhykkeessä muodostetun, kovettuneen valoksen ylöspäin sulatteen asettamiseksi alttiiksi jäähdytetylle 30 upokkaalle, joka nopeasti muodostaa kuoren upokkaan tälle juuri paljastetulle pinnalle. Vakaan tilan toiminnan aikana tanko vedetään vakionopeudella, joka on 508-1016 cm/min. Samalla koko muottikytkyettä, koteloitu upokas 112 mukaan luettuna, tärytetään pystysuorasti noin 1 g kiihdytyksellä, 35 jolloin saavutetaan huippunopeutena noin 101,6 mm/s kummassakin suunnassa. Värähtelyn ansiosta uusi kuori voi vahvistua ja kiinnittyä aikaisemmin muodostettuun valokseen.When the filament 12 is removed, the forward strokes pull the cured light formed in the casting or curing zone upward to expose the melt to the cooled crucible 30, which rapidly forms a shell crucible on this freshly exposed surface. During steady state operation, the rod is pulled at a constant speed of 508-1016 cm / min. At the same time, the entire mold coupling, including the encapsulated crucible 112, is vibrated vertically with an acceleration of about 1 g, reaching a top speed of about 101.6 mm / s in each direction. Thanks to the vibration, the new shell can be strengthened and adhere to the previously formed light.

27 6 8 3 7 0 Jäähdytinrungon suuren jäähdytystehon ja ulkoisen eristimen 118 aikaansaaman jyrkän lämpötilagradientin takia kovettuminen tapahtuu hyvin nopeasti upokkaan verraten lyhyellä pituudella. Kuten on mainittu edellä, ovat hapettoman ku-5 parin ja kupariseosten tyypilliset sulatelämpötilat 1037,7 - 1260°C alueella. Po. keksintöä toteutettaessa eristin (holkki 118) eristää sulan jäähdytinrungosta sulan pitämiseksi nesteenä upokkaan sisällä valuvyöhykkeen alapuolella. Lähellä eristimen yläreunaa sulan lämpötila laskee 10 nopeasti ja kovettuminen alkaa. Kun valetaan 19,06 mm:n messinkitankoa yli 2 540 mm/min nopeudella, ulottuu valuvyö-hyke pituussuunnassa 25,4 - 38,1 mm:n matkalla. Säie on kova valuvyöhykkeen yläpäässä. Messinkivalosten arvioidut keskilämpötilat kovettumisvyöhykkeessä ovat 898,8 - 954,4°C. 15 Messinkivaloksen tyypillinen lämpötila sen poistuessa muot-tikytkyeestä on 815,5°C. Muottikytkyeen yläpäässä on välys säikeen ympärillä, mikä varmistaa hapen tai vesikyllästei-sen ilmatilan läsnäolon sinkkikaasujen polttamiseksi pois ennen kuin ne tiivistyvät ja virtaavat alas valuvyöhykkee-20 seen. Näin valmistetun säikeen laatu on poikkeuksellisen hyvä. Sille ovat tunnusomaiset hieno raekoko ja dendriitti-rakenne, hyvä vetolujuus ja hyvä taottavuus.27 6 8 3 7 0 Due to the high cooling capacity of the radiator body and the steep temperature gradient provided by the external insulator 118, curing takes place very quickly over a relatively short length of crucible. As mentioned above, typical melt temperatures of the oxygen-free ku-5 pair and copper alloys are in the range of 1037.7 to 1260 ° C. Po. in the practice of the invention, the insulator (sleeve 118) insulates the melt from the radiator body to keep the melt liquid inside the crucible below the casting zone. Near the top of the insulator, the melt temperature drops rapidly 10 and curing begins. When a 19.06 mm brass rod is cast at a speed of more than 2,540 mm / min, the casting zone extends longitudinally by 25.4 to 38.1 mm. The thread is hard at the top of the casting zone. The estimated average temperatures of the brass lights in the curing zone are 898.8 to 954.4 ° C. The typical temperature of a brass light as it exits the mold coupling is 815.5 ° C. There is a clearance around the filament at the upper end of the mold coupling, which ensures the presence of oxygen or water-saturated air to burn out the zinc gases before they condense and flow down into the casting zone. The quality of the thread thus produced is exceptionally good. It is characterized by a fine grain size and dendritic structure, good tensile strength and good forging.

Edellä on kuvattu yksinkertaista ja halpaa tärymuot-tikytkyettä ja poistoprosessia, jota käytetään muottikyt-25 kyeen kanssa, joilla kyetään jatkuvasti tuottamaan hyvälaatuisia metallisäikeitä, varsinkin messingistä, erittäin suurilla nopeuksilla. Muottikytkyeen ja poistoprosessin avulla saavutetaan erinomaiset ratkaisut moniin pahoihin vaikeuksiin, jotka liittyvät valuympäristöön, kuten äärim-30 mäiset lämpötilat ja lämpötilaerot, metalli- ja vesihöyryt, vieraat aineet valu-uunissa ja erot niiden aineiden lämpö-laajenemiskertoimien välillä, jotka muodostavat muottikytkyeen .Described above is a simple and inexpensive vibrating mold coupling and removal process used with a mold coupling 25 capable of continuously producing Good Quality Metal Strands, especially Brass, at very high speeds. The mold coupling and removal process provide excellent solutions to many of the difficult difficulties associated with the casting environment, such as extreme temperatures and temperature differences, metal and water vapors, contaminants in the casting furnace, and differences in thermal expansion coefficients of the mold coupling.

Seuraava, ei-rajoittava esimerkki valaisee keksintöä 35 edelleen.The following non-limiting example further illustrates the invention 35.

Käyttäen kuvion 2 näyttämää laitetta valettiin jatkuvasti säie 12 helposti leikattavan messingin, CDA 360, 68370 28 muodostamasta sulatteesta. Sulaa seosta syötettiin 1 997,6 kg verran uuniin 16 ja pidettiin sulassa tilassa. CDA 360 -seoksen koostumus on: lyijyä 2,5 - 3,7 paino-%; kuparia 60,0 - 63,0 paino-%; rautaa 0 - 0,35 paino-%; epäpuhtauksia 5 0-0,5 paino-%; sinkkiä tasapaino.Using the apparatus shown in Figure 2, a thread 12 was continuously cast from a melt of easy-to-cut brass, CDA 360, 68370 28. 1,997.6 kg of molten mixture was fed to oven 16 and kept in the molten state. The composition of the CDA 360 mixture is: 2.5 to 3.7% by weight of lead; copper 60.0 to 63.0% by weight; iron 0 to 0.35% by weight; impurities 50-0.5% by weight; zinc balance.

Kun oli aloitettu säikeen 12 valu panemalla putki, jonka päässä oli ruuvi, upokkaan 112 kautta sulatteeseen, minkä jälkeen putki poistettiin alalla tunnetulla tavalla, vedettiin kovettunut säie 12 valsseilla 44 nopeudella 10 5 080 mm/min. Säikeen jatkuvan poiston alussa tärymuotin runko 18 upotettiin sulaan noin 127 mm:n syvyyteen. Valun aikana rungon 18 upotussyvyys vaihteli n. 177,8 mmrstä 76,2 mm:iin. Muotin värähtelyn aikana sulan lämpötila pidettiin arvossa 1010°C ja sulaa seosta syötettiin uuniin 15 16 tarpeen mukaan valun aikana rungon 18 upotussyvyyden ylläpitämiseksi. Upokkaan 15 halkaisija oli 19,05 mm säikeen 12 valmistamiseksi noin 19,05 mm halkaisijalla. Muotin nopeus eteen- ja taaksepäin värähtelyn aikana saavutti huippuarvon 101,6 mm/s johtuen muotin kiihdytyksestä 1 g. Mat-20 ka, jonka muotti kulki sulassa olevan ylimmän asentonsa ja alimman asentonsa välillä, oli n. 44,45 mm. Säikeen 12 lämpötila sen poistuessa upokkaasta 112 oli n. 815,5°C.After the casting of the filament 12 was started by inserting a screw-ended tube through a crucible 112 into the melt, after which the tube was removed in a manner known in the art, the cured filament 12 was drawn on rollers 44 at a speed of 10,080 mm / min. At the beginning of the continuous removal of the strand, the vibrating mold body 18 was immersed in the melt to a depth of about 127 mm. During casting, the immersion depth of the body 18 varied from about 177.8 mm to 76.2 mm. During the vibration of the mold, the temperature of the melt was kept at 1010 ° C and the molten mixture was fed to the furnace 15 16 as needed during casting to maintain the immersion depth of the body 18. The diameter of the crucible 15 was 19.05 mm to make the strand 12 with a diameter of about 19.05 mm. The speed of the mold during forward and backward vibration reached a peak of 101.6 mm / s due to the acceleration of the mold by 1 g. The mat-20 ka, the mold of which passed between its highest position in the melt and its lowest position, was about 44.45 mm. The temperature of the strand 12 as it exited the crucible 112 was about 815.5 ° C.

Valun jälkeen tanko kuumatyöstettiin hyvällä tuloksella. Valettu raekoko oli pylväsmäisestä, 1 mm. Taottu ra-25 kenne hienotoistokiteytettiin koko läpileikkausalalla (0,025 - 0,050 mm).After casting, the rod was hot worked with good results. The cast grain size was columnar, 1 mm. The forged ra-25 structure was finely crystallized over the entire cross-sectional area (0.025 to 0.050 mm).

Vaikka keksinnön kuvauksessa on viitattu sen parhaina pidettyihin toteutusmuotoihin, on alan asiantuntijoille selvää, että siinä voi tehdä muutoksia ja sitä voi muuntaa.Although reference has been made in the description of the invention to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that changes and modifications may be made therein.

30 Vaikka kuvattu upokas 112 ulottuu jäähdytinrungon 103 koko pituudelle, se voisi esim. monissa sovellutuksissa ulottua vain lyhyen matkan valuvyöhykkeen yläpuolelle. Jäähdytin-rungolla voi myös olla erilaiset muut muodot ja mitat. Nämä muunnokset ja muutokset on tarkoitettu kuulumaan oheis-35 ten patenttivaatimusten määrittelemän suojapiirin puitteisiin.Although the crucible 112 described extends the entire length of the radiator body 103, it could, for example, in many applications extend only a short distance above the casting zone. The radiator body can also have various other shapes and dimensions. These modifications and variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

Claims

29 6837029 68370

1. Menetelmä metallisäikeen (12) jatkuvaksi valamiseksi metallisulasta (14), jossa menetelmässä aikaansaadaan 5 pystysuoraan suunnattu muotti (112) , jossa on tulopää (112a) jäähdytinrunkoineen (103), jossa on vapaa päätyosa, joka ympäröi muottia (112) sen osien jäähdyttämiseksi ja eristysvä-lineineen (118), joka on sijoitettu jäähdytinrungossa (103) olevaan syvennykseen ja muotin (112) osan ja jäähdytinrungon 10 (103) osan väliin muotin (112) osan eristämiseksi jäähdytin- rungon (103) jäähdytyksestä, jolloin muotin (112) tulopää (112a) ulottuu oleellisesti jäähdytinrungon (103) vapaan päätyosan yli ja eristysväline (118) sijaitsee jäähdytinrun-gon (103) vapaassa päätyosassaja ulottuu muotin (112) ja 15 jäähdytinrungon (103) väliin ennalta määrätylle etäisyydelle, upotetaan jäähdytinrungon vapaa päätyosa metallisulaan (14) matkan verran, joka on suurempi kuin mainittu ennalta määrätty etäisyys jähmetysrintämän (114a) tuottamiseksi muottiin (112), kun sula (14) vedetään jäähdytinrungon (103) 20 läpi, vedetään sulaa metallia muotin (112) läpi samalla kun muottia (112) jäähdytetään jäähdytinrungon (103) avulla, jolloin jäähdytys jähmettää sulan metallin täydellisesti säikeeksi (12) eristysvälineen (118) yläpuolella olevassa muotin (112) osassa ja aikaansaadaan muotin (112) ja säi-25 keen (12) vuorotellen eteen- ja taaksepäin tapahtuvat liikkeet suhteessa toisiinsa säikeen (12) kulkusuunnan kanssa samassa suunnassa, tunnettu siitä, että jähmetettyä säiettä (12) vedetään metallisulasta (14) vakionopeudella ja että muotti (112) saatetaan värähtelemään säikeen (12) 30 kulkusuunnan kanssa samassa suunnassa.A method of continuously casting a metal thread (12) from a metal melt (14), the method providing a vertically oriented mold (112) having an inlet end (112a) with a radiator body (103) having a free end portion surrounding the mold (112) to cool its portions and insulating means (118) disposed in a recess in the radiator body (103) and between a portion of the mold (112) and a portion of the radiator body 10 (103) for insulating a portion of the mold (112) from cooling the radiator body (103), wherein the mold (112) the inlet end (112a) extends substantially over the free end portion of the radiator body (103) and the insulating means (118) is located in the free end portion of the radiator body (103) and extends a predetermined distance between the mold (112) and the radiator body (103); ) by a distance greater than said predetermined distance to produce a solidification front (114a) in the mold (112) when the molten (14) is drawn into the radiator body n (103) 20, the molten metal is drawn through the mold (112) while the mold (112) is cooled by the radiator body (103), the cooling completely solidifying the molten metal into a strand (12) in the portion of the mold (112) above the insulating means (118), and providing alternately forward and backward movements of the mold (112) and the filament (12) relative to each other in the same direction as the filament (12), characterized in that the solidified filament (12) is drawn from the metal melt (14) at a constant speed and 112) is made to vibrate in the same direction as the direction of travel of the thread (12) 30.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä »tunnettu siitä, että muotissa (112) oleva tulopää (112a) ulottuu jäähdytinrungon (103) vapaan pään ohi.A method according to claim 1, characterized in that the inlet end (112a) in the mold (112) extends past the free end of the radiator body (103).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -35 n e t t u siitä, että jäähdytysneste kierrätetään jäähdytinrungon (103) kautta kohtaan, joka on juuri eristysosan II. 30 6 8 3 7 0 (118) yläpään yläpuolella, sulan (14) kovettumisen aloittamiseksi säikeeksi (12) muotin (112) osan sisällä, joka on tiivistetty eritysosalla (118) , ja sulan (14) kovettami-seksi kokonaan säikeeksi muotin (112) osan sisällä, joka 5 on eristysosan (118) yläpuolella.A method according to claim 1, characterized in that the coolant is circulated through the radiator body (103) to a point just outside the insulating part II. 30 6 8 3 7 0 (118) above the top end, to begin to cure the melt (14) into a strand (12) within the portion of the mold (112) sealed by the separating portion (118), and to fully cure the melt (14) into a strand of the mold (112). ) within a portion 5 above the insulating portion (118).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäähdytinrungon (103) osa, joka on upotettu sulaan (14), on suojattu sulan (14) lämpöä vastaan eristysaineella, joka muodostaa eristävän puskurin sulan 10 (14) ja jäähdytinrungon (103) välissä.Method according to claim 3, characterized in that the part of the radiator body (103) embedded in the melt (14) is protected against the heat of the melt (14) by an insulating material which forms an insulating buffer between the melt 10 (14) and the radiator body (103). .

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säie poistetaan muotista (112) pois-tonopeudella, joka on 5,08-10,16 m/min.A method according to claim 1, characterized in that the thread is removed from the mold (112) at a removal rate of 5.08-10.16 m / min.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, t u n - o 15. e t t u siitä, että muotti (112) värähtelee n. 9,82 m/s kiihdytyksellä kumpaankiin suuntaan saavuttaen huippunopeutena n. 10 cm/s.A method according to claim 5, characterized in that the mold (112) oscillates with an acceleration of about 9.82 m / s in both directions, reaching a peak speed of about 10 cm / s.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että värähtelutaajuus on 12-150 sykliä 20 minuutissa.Method according to Claim 6, characterized in that the oscillation frequency is 12 to 150 cycles per 20 minutes.

8. Laite metallisäikeen (12) jatkuvaksi valamiseksi metallisulasta (14), joka laite sisältää: suurin piirtein putkimaisen muotin (112) , jossa oleva tulopää (112a) on nes-teyhteydessä sulan (14) kanssa; jäähdvtinrungon (103) , jon- 25 ka vapaa pää ympäröi muotin (112) osaa niin, että muotin (112) osia voidaan jäähdyttää; eristysosan (118) , joka on jäähdytinrungon (103) syvennyksessä muotin (112) osan ja jäähdytinrungon (103) välissä eristääkseen osan muotista (112) jäähdytinrungon (103) jäähdytyksestä, jolloin eris- 30 tysosa (118) sijaitsee jäähdytinrungon (103) vapaan pään kohdalla ja se ulottuu muotin (112) ja jäähdytinrungon (103) väliin; välineet jäähdytinrungon (103) vapaan pään upottamiseksi sulaan (14) syvemmälle kuin eristysosan (118) sen osan ulottuvuus, joka on muotin (112) 35 ja jäähdytinrungon (103) välissä#kovettumisrintaman (114a) aikaansaamiseksi muotin (112) sisällä, kun 68370 sula poistetaan jäähdytinrungon (103) kautta; välineen sulan metallin poistamiseksi sulasta (14) muotin (112) kautta, samalla kun muottia (112) jäähdytetään jäähdytinrungon (103) kautta, jolloin jäähdytys kovettaa kokonaan sulan metallin 5 säikeeksi muotin (112) osan sisällä eristysosan (118) yläpuolella, tunnettu siitä, että laite sisältää välineen muotin (112) värähtelyn aikaansaamiseksi suunnassa, joka on yhdensuuntainen säikeen (12) kulkusuunnan kanssa, eteen- ja taaksepäin suuntautuvien iskujen sarjana, väräh-10 telyvälineen mahdollistaessa kovettuneen säikeen (12) poistamisen sulasta (14) vakionopeudella.An apparatus for continuously casting a metal strand (12) from a metal melt (14), the apparatus comprising: a substantially tubular mold (112) having an inlet end (112a) in fluid communication with the melt (14); a radiator body (103) having a free end surrounding a portion of the mold (112) so that portions of the mold (112) can be cooled; an insulating portion (118) in a recess in the radiator body (103) between the mold part (112) and the radiator body (103) to insulate a portion of the mold (112) from cooling the radiator body (103), the insulating part (118) being located at the free end of the radiator body (103); and extends between the mold (112) and the radiator body (103); means for embedding the free end of the radiator body (103) in the melt (14) deeper than the extent of the portion of the insulating member (118) between the mold (112) 35 and the radiator body (103) to provide a # cure front (114a) within the mold (112) when the 68370 melt removed through the radiator body (103); means for removing molten metal from the melt (14) through the mold (112) while cooling the mold (112) through the radiator body (103), the cooling completely curing the molten metal into a thread 5 within a portion of the mold (112) above the insulating member (118), that the device includes means for causing the mold (112) to vibrate in a direction parallel to the direction of travel of the filament (12) as a series of forward and backward impacts, the vibrating means allowing the hardened filament (12) to be removed from the melt (14) at a constant rate.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että jäähdytysneste kierrätetään jäähdytinrungon (103) kautta kohtaan, joka on juuri eristysosan 15 (118) yläpään yllä, sulan (14) säikeeksi tapahtuvan kovet tumisen aloittamiseksi muotin (112) osan sisällä, joka on tiivistetty eristysosalla (118), ja sulan (14) kovettami-seksi kokonaan säikeeksi (12) muotin (112) osan sisällä, joka on eristysosan (118) yläpuolella. 32 68370Apparatus according to claim 8, characterized in that the coolant is circulated through the radiator body (103) to a point just above the upper end of the insulating part 15 (118) to initiate the filamentary curing of the melt (14) inside the sealed part (112). with an insulating member (118), and to fully cure the melt (14) into a strand (12) within a portion of the mold (112) above the insulating member (118). 32 68370