RU2549817C2

RU2549817C2 - Control system composed of bar and feed pipe for heating of distribution pipe structures used at metal casting

Info

Publication number: RU2549817C2
Application number: RU2012118633/02A
Authority: RU
Inventors: Тимоти Джеймс КУПЕР; Джеймс А. ИМТЕРН
Original assignee: Уэгстафф, Инк.
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2015-04-27
Also published as: WO2011043759A1; AU2009353658B2; BR112012007695A2; JP5936543B2; KR20120086305A; AU2009353658A1; EP2486156A1; JP2013507255A; ZA201202442B; CN102648297A; RU2012118633A; CN106334788A; EP2486156A4; CA2775694A1

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention can be used for pouring nonferrous metal into moulds. For control over fused metal flow from distribution system control rod is used composed of the body with inner cavity and outer surface shaped and sized to allow its interaction with feed pipe inner surface. Rod body inner cavity houses heating element for heat transfer via the body of rod of top, mid and/or bottom part of feed pipe inner surface. In compliance with other versions, heating element can be arranged in feed pipe body to transfer heat to control rod.

EFFECT: ruled out metal solidification of the surface of said pipes or control rods.

8 cl, 13 dwg

Description

Перекрестная ссылка на связанную заявкуCross reference to related application

Эта заявка не испрашивает приоритет какой-либо другой заявки.This application does not claim the priority of any other application.

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к управляющей системе из стержня и питающей трубки для предварительного нагрева и/или нагрева распределительных трубчатых конструкций, используемых при литье металла, которые предназначены для заливки цветного металла, например расплавленного алюминия, в литейные формы, в частности, к конструкции из стержня и/или питающие трубки для управления потоком металла, которая обеспечивает нагрев перед, во время и/или после литья в области этих стержня и/или питающей трубки, управляющих потоком металла.The present invention relates to a control system of a rod and a supply tube for preheating and / or heating distribution tubular structures used in metal casting, which are intended for pouring non-ferrous metal, for example molten aluminum, into casting molds, in particular, to a structure from a rod and / or feed tubes for controlling the flow of metal, which provides heating before, during and / or after casting in the area of these rod and / or feed tube, controlling the flow of metal.

Уровень техникиState of the art

Металлические слитки, биллеты и другие литые детали могут быть получены в ходе процесса литья, в котором используется вертикально ориентированная форма, расположенная над большой литейной ямой, находящейся ниже уровня пола литейного цеха, хотя настоящее изобретение также может быть использовано в горизонтальных формах. Нижним компонентом вертикальной литейной формы является стартовый блок. Когда процесс литья начинается, стартовые блоки находятся в своем крайнем верхнем положении и в формах. По мере заливки расплавленного металла в ствол или полость формы и охлаждения (как правило, при помощи воды), стартовый блок медленно опускают с заранее определенной скоростью при помощи гидравлического цилиндра или другого устройства. По мере опускания стартового блока затвердевший металл или алюминий нарастает от дна формы, и формируются слитки, круглые заготовки или биллеты различной геометрии, которые также могут называться литыми деталями.Metal ingots, billets and other cast parts can be obtained during the casting process, which uses a vertically oriented mold located above a large casting pit below the floor level of the foundry, although the present invention can also be used in horizontal molds. The bottom component of the vertical mold is the starting block. When the casting process begins, the starting blocks are in their highest position and in molds. As molten metal is poured into the barrel or mold cavity and cooled (usually with water), the starter block is slowly lowered at a predetermined speed using a hydraulic cylinder or other device. As the starting block is lowered, hardened metal or aluminum builds up from the bottom of the mold, and ingots, round billets or billets of various geometries are formed, which can also be called cast parts.

Хотя данное изобретение применяется к литью металлов в общем, включая (без ограничения) алюминий, латунь, свинец, цинк, магний, медь, сталь и подобное, приведенные примеры и рассмотренные предпочтительные варианты его реализации могут относиться только к алюминию, поэтому в тексте для сохранения единообразия могут быть использованы термины "алюминий" или "расплавленный металл", даже несмотря на то что изобретение в более общем смысле применяется к металлам.Although this invention applies to casting metals in general, including (without limitation) aluminum, brass, lead, zinc, magnesium, copper, steel and the like, the examples given and the preferred options for its implementation can only apply to aluminum, therefore, in the text to save uniformity, the terms "aluminum" or "molten metal" may be used, even though the invention is more generally applied to metals.

Хотя существует множество вариантов получения и конфигурации вертикальной литейной конструкции, Фиг.1 иллюстрирует всего лишь один пример. Как показано на Фиг.1, вертикальное литье алюминия в общем происходит ниже уровня пола цеха в литейной яме. Непосредственно под дном 101а литейной ямы находится кессон 103, в котором установлен стакан 102 для гидравлического цилиндра.Although there are many options for obtaining and configuring a vertical casting structure, Figure 1 illustrates just one example. As shown in FIG. 1, vertical casting of aluminum generally occurs below the floor level of the workshop in the casting pit. Directly under the bottom 101a of the foundry pit is a caisson 103 in which a cup 102 for a hydraulic cylinder is mounted.

Как показано на Фиг.1, компонентами нижней части типичного устройства для вертикального литья алюминия, которые показаны внутри литейной ямы 101 и кессона 103, являются стакан 102 гидравлического цилиндра, толкатель 106, корпус 105 монтажного основания и основание 114 стартового блока (также называемое стартовой головкой или нижним блоком), все элементы показаны на уровне ниже пола 104 литейного цеха.As shown in FIG. 1, the components of the lower part of a typical vertical aluminum casting device, which are shown inside the casting hole 101 and the caisson 103, are a hydraulic cylinder cup 102, a pusher 106, a mounting base housing 105 and a starting block base 114 (also called a starting head or lower block), all elements are shown below the floor 104 of the foundry.

Корпус 105 монтажного основания прикреплен к дну 101а литейной ямы 101, ниже которого находится кессон 103. Кессон 103 ограничен его боковыми стенками 103b и его дном 103а.The mounting base body 105 is attached to the bottom 101a of the casting hole 101, below which there is a caisson 103. The caisson 103 is bounded by its side walls 103b and its bottom 103a.

На Фиг.1 также показан типичный узел 110 формовочного стола, который может откидываться, как показано, при помощи гидравлического цилиндра 111, толкающего откидывающий рычаг 110а формовочного стола, в результате чего этот рычаг поворачивается вокруг центра 112 и, таким образом, поднимает и поворачивает узел основной литейной рамы, как показано на Фиг.1. Также имеются салазки формовочного стола, которые позволяют перемещать узлы формовочных столов в положение над литейной ямой, в котором производится литье, и из этого положения.FIG. 1 also shows a typical molding table assembly 110, which can be tilted, as shown, by a hydraulic cylinder 111 pushing the mold table folding lever 110a, whereby this lever pivots around the center 112 and thus raises and rotates the assembly the main casting frame, as shown in Fig.1. There are also slides of the molding table, which allow the nodes of the molding tables to be moved to a position above the foundry pit in which the casting is made, and from this position.

На Фиг.1, кроме того, показано основание 114 стартового блока, частично опущенное в литейную яму 101, с частично созданной литой деталью или слитком 113. Слиток 113 находится на основании 114 стартового блока, которое может включать стартовую головку или нижний блок, обычно (но не всегда) располагающиеся на основании 114 стартового блока, все из указанного известно в данной области техники, и поэтому нет необходимости это показывать или рассматривать более подробно. Хотя для элемента 114 используется термин "стартовый блок", необходимо отметить, что в промышленности для обозначения элемента 114 используются также термины "нижний блок" и "стартовая головка", причем термин "нижний блок", как правило, используется при литье слитка, а термин "стартовая головка" - при литье биллета.Figure 1 also shows the base 114 of the starting block, partially lowered into the casting hole 101, with the partially molded part or ingot 113. The ingot 113 is located on the base 114 of the starting block, which may include a starting head or lower block, usually ( but not always) located on the basis of 114 starting blocks, all of the above are known in the art, and therefore there is no need to show or consider this in more detail. Although the term “starting block” is used for element 114, it should be noted that the terms “lower block” and “starting head” are also used in industry to refer to element 114, with the term “lower block” being generally used for casting an ingot, and the term "starting head" - when casting a ticket.

Когда в гидравлический цилиндр под достаточным давлением подается гидравлическая жидкость, толкатель 106 и, следовательно, стартовый блок 114 поднимаются на такой уровень по высоте, который требуется для начала процесса литья, а именно такой уровень, когда стартовые блоки находятся внутри узла 110 формовочного стола.When hydraulic fluid is supplied to the hydraulic cylinder under sufficient pressure, the pusher 106 and, therefore, the start block 114 are raised to the height level required to start the casting process, namely the level when the start blocks are inside the forming table assembly 110.

Опускание стартового блока 114 можно осуществлять при помощи любого из ряда различных средств или механизмов, таких как показанная гидравлическая система, система на основе шариковых винтов или система на основе тросов. В варианте реализации настоящего изобретения, показанном на чертеже, может использоваться выпускание гидравлической жидкости из гидравлического цилиндра с заранее определенной скоростью, что обеспечивает опускание толкателя 106 и, следовательно, стартового блока с заранее определенной и контролируемой скоростью (кроме того, этой скоростью вручную могут управлять операторы или контроллеры). Форму контролируемым образом охлаждают во время процесса, чтобы способствовать затвердеванию растущих слитков или биллетов, как правило с использованием средств водяного охлаждения.Lowering the start block 114 can be accomplished by any of a number of different means or mechanisms, such as the hydraulic system shown, a ball screw system, or a cable system. In the embodiment of the present invention shown in the drawing, the release of hydraulic fluid from the hydraulic cylinder at a predetermined speed can be used, which allows the pusher 106 and, therefore, the launch block to be lowered at a predetermined and controlled speed (in addition, operators can manually control this speed or controllers). The mold is controlled in a controlled manner during the process to facilitate solidification of the growing ingots or billet, typically using water cooling means.

Существует множество технологий формования и литья, которые используются в формовочных столах, и для реализации различных вариантов настоящего изобретения на практике не требуется какой-либо конкретной из них, так как они известны специалистам обычной квалификации в данной области техники.There are many molding and casting technologies that are used in molding tables, and for the implementation of the various embodiments of the present invention, no particular one is needed in practice, as they are known to those of ordinary skill in the art.

Типичный формовочный стол с верхней стороны нежестко соединен (или взаимодействует) с системой распределения металла. Типичный формовочный стол также нежестко соединен с формами, которые находятся внутри него.A typical molding table on the upper side is not rigidly connected (or interacts) with the metal distribution system. A typical molding table is also non-rigidly connected to the forms that are inside it.

Когда осуществляют литье металла с использованием вертикальной формы для непрерывного литья, расплавленный металл охлаждается в форме и постепенно нарастает от нижнего конца формы по мере опускания основания стартового блока. Предполагается, что растущий биллет, слиток или деталь другого типа в достаточной степени затвердевает, чтобы сохранить свою требуемую форму. Ниже, между нарастающим затвердевшим металлом и нижней частью формы и связанным с ней оборудованием также имеется воздушная полость формы.When metal is cast using a vertical continuous casting mold, the molten metal cools in the mold and gradually builds up from the lower end of the mold as the base of the starting block is lowered. It is believed that a growing bill, ingot, or other type of part solidifies sufficiently to maintain its desired shape. Below, between the growing hardened metal and the lower part of the mold and related equipment there is also an air cavity of the mold.

После завершения конкретной операции литья, как описано выше, формовочный стол, как правило, отводят вверх и в направлении от верхней части литейной ямы, как показано на Фиг.1.After the completion of a specific casting operation, as described above, the molding table is generally led up and away from the top of the casting pit, as shown in FIG. 1.

В общем случае требуется предотвращение затвердевания расплавленного металла в системе распределения, и, чтобы не допустить это затвердевание, принимаются существенные меры, так как это может привести к возникновению блокировки и потребовать прекращения операций литья, что, как следствие, приведет к нежелательному прерыванию процесса производства цветного металла. В конкретных системах распределения металла, для распределения и заливки расплавленного металла, например алюминия, в формы, включая формы для получения литых деталей, называемых слитками, используются питающие трубки. Некоторые из этих систем распределения могут состоять из желобов, которые распределяют расплавленный металл по необходимым формам, все они в общем известны и используются в промышленности. В различных вариантах настоящего изобретения можно использовать последовательность перегородок и других блокирующих устройств, чтобы инициировать, прекращать или иным образом управлять протеканием в некоторые или все формы.In the general case, it is necessary to prevent solidification of the molten metal in the distribution system, and significant measures are taken to prevent this solidification, since this can lead to blockage and require the termination of casting operations, which, as a result, will lead to an undesirable interruption of the color production process metal. In specific metal distribution systems, feeding tubes are used to distribute and pour molten metal, such as aluminum, into molds, including molds for producing cast parts called ingots. Some of these distribution systems may consist of gutters that distribute molten metal into the required shapes, all of which are generally known and used in industry. In various embodiments of the present invention, a sequence of partitions and other blocking devices can be used to initiate, stop, or otherwise control the flow in some or all of the forms.

Именно управляющие стержни в основном используются для управления потоком расплавленного металла при его поступлении в питающие трубки из системы распределения металла, хотя эти стержни в определенной степени также можно использовать и на этапах инициирования и прекращения протекания металла через питающие трубки и в формы. Из-за нескольких параметров, таких как отношение площади поверхности к объему и температура металла, зоны питающих трубок представляют собой зоны, где расплавленный металл может начать затвердевать, если отсутствует достаточный контроль процесса. Затвердевание существенного количества расплавленного металла в зоне питающей трубки приводит к неравномерному протеканию расплавленного металла в разные формы на формовочном столе с несколькими формами, и может привести к блокировке питающей трубки и/или появлению необходимости прекратить операцию литья до ее завершения.It is the control rods that are mainly used to control the flow of molten metal when it enters the feed tubes from the metal distribution system, although these rods can also be used to a certain extent at the stages of initiation and termination of metal flow through the feed tubes and into the molds. Due to several parameters, such as the ratio of surface area to volume and the temperature of the metal, the zones of the supply tubes are zones where the molten metal can begin to solidify if there is not enough process control. The solidification of a significant amount of molten metal in the zone of the feed tube leads to uneven flow of molten metal in different forms on the molding table with several forms, and can lead to blocking of the feed tube and / or the need to stop the casting operation before it is completed.

В канале питающей трубки обычно устанавливают нагреваемые стержни или управляющие стержни, чтобы перекрыть канал или закрыть отверстие при необходимости, обычно в начале и в конце операции литья. Например, в начале операции литья управляющие стержни находятся внутри каналов в питающих трубках, чтобы препятствовать протеканию расплавленного металла в формы до наступления нужного момента, например момента, когда подача может осуществляться во все формы приблизительно одновременно. Эти управляющие стержни затем перемещают, чтобы изменить размер канала для изменения скоростей протекания металла в ходе операции литья. В конце операции литья для формовочного стола с несколькими формами в общем случае будет задействовано множество питающих трубок, и персоналу в общем случае придется поспешить с удалением управляющих стержней из каждой питающей трубки, чтобы не допустить затвердевания расплавленного металла в этой трубке и создания нежелательных проблем для следующей операции литья, так как огнеупорный материал питающей трубки, как правило, находится при температуре, которая может вызвать затвердевание металла в таком месте контакта. В некоторых системах управления уровнем расплавленного металла, как показано на Фиг. 8, питающая трубка перекрыта до тех пор, пока не будет заполнен лоток, после чего управляющие стержни вынимают, и питающие трубки открываются, что позволяет управлять протеканием металла.Heated rods or control rods are usually installed in the channel of the supply tube to block the channel or close the hole if necessary, usually at the beginning and at the end of the casting operation. For example, at the beginning of the casting operation, the control rods are located inside the channels in the supply tubes in order to prevent the molten metal from flowing into the molds until the right moment, for example, when the feed can be carried out in all forms at approximately the same time, is reached. These control rods are then moved to change the size of the channel to change the flow rates of the metal during the casting operation. At the end of a casting operation for a multi-mold molding table, a plurality of feed tubes will generally be involved, and staff will generally have to rush to remove control rods from each feed tube to prevent molten metal from solidifying in that tube and creating undesirable problems for the next casting operations, since the refractory material of the supply tube is usually at a temperature that can cause the solidification of the metal at such a contact point. In some molten metal level control systems, as shown in FIG. 8, the supply tube is closed until the tray is full, after which the control rods are removed and the supply tubes are opened, which allows controlling the flow of metal.

Подобные решения известны, например, из JP 06-262329 А, 20.09.1994, или JP 04-322870 А, 12.11.1992.Similar solutions are known, for example, from JP 06-262329 A, 09/20/1994, or JP 04-322870 A, 11/12/1992.

Задачей настоящего изобретения является предложить решение, не допускающее затвердевание расплавленного металла у или на поверхности питающих трубок и/или у или на поверхности управляющих стержней этих трубок.The present invention is to propose a solution that does not allow the solidification of the molten metal at or on the surface of the supply tubes and / or at or on the surface of the control rods of these tubes.

Одним из преимуществ, которое может быть обеспечено при использовании различных вариантов реализации настоящего изобретения, может являться уменьшение или устранение настылей, вызванных затвердеванием расплавленного металла. Они приводит к необходимости выполнения трех операций: отключения системы, очистки зоны настыля и последующего повторного запуска или инициирования процесса литья (что занимает лишнее время и требует лишних затрат). В некоторых областях применения, например, может потребоваться двадцатипятиминутный период охлаждения перед тем, как в месте расположения управляющего стержня и питающей трубки можно будет выполнять какие-либо действия, а затем еще сорок пять минут для предварительного нагрева с целью подготовки к следующей операции литья. При использовании вариантов реализации настоящего изобретения можно также исключить нагревательные печи, которые могут применяться при существующем уровне техники для поддержания температуры на достаточном уровне.One of the advantages that can be achieved by using various embodiments of the present invention can be the reduction or elimination of hardening caused by solidification of the molten metal. They lead to the need to perform three operations: shutting down the system, cleaning the zone of deposit and then restarting or initiating the casting process (which takes extra time and requires extra costs). In some applications, for example, a twenty-five-minute cooling period may be required before any actions can be taken at the location of the control rod and supply tube, and then another forty-five minutes for preheating in order to prepare for the next casting operation. By using embodiments of the present invention, heating furnaces that can be used in the state of the art to maintain a sufficient temperature can also be omitted.

Другим возможным преимуществом при использовании вариантов реализации настоящего изобретения является то, что в случае применения термопары данные, обеспечиваемые при снятии показаний с термопары, могут информировать об исправности или состоянии управляющего стержня и питающей трубки, делая возможным проведение превентивного обслуживания, что в некоторых случаях могло бы сократить число непредвиденных поломок.Another possible advantage when using the embodiments of the present invention is that in the case of using a thermocouple, the data provided when taking readings from the thermocouple can inform about the health or condition of the control rod and the supply tube, making it possible to carry out preventive maintenance, which in some cases could reduce unforeseen breakdowns.

Еще одним возможным преимуществом в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения является экономия времени, а именно времени работы с нагревательными элементами трубок. Следующим преимуществом вариантов реализации настоящего изобретения может быть улучшение контроля процесса при свойственных этому процессу температурах. Еще одним преимуществом вариантов реализации настоящего изобретения является снижение времени, затрачиваемого персоналом при работах, непосредственно или косвенно связанных с литейными формами, на решение некоторых или всех из описанных выше проблем, которые могут быть устранены при помощи настоящего изобретения.Another possible advantage in some embodiments of the present invention is the saving of time, namely, the time of work with the heating elements of the tubes. A further advantage of the embodiments of the present invention can be improved process control at the inherent temperatures of the process. Another advantage of the embodiments of the present invention is to reduce the time spent by personnel in work directly or indirectly associated with the molds, to solve some or all of the above problems that can be eliminated using the present invention.

Хотя варианты реализации и аспекты настоящего изобретения относятся к указанной выше задаче (задачам) и/или некоторым из указанных выше преимуществ, специалистам обычной квалификации в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение не ограничивается какой-либо одной задачей или каким-либо одним или несколькими преимуществами.Although the embodiments and aspects of the present invention relate to the above task (s) and / or some of the above advantages, those of ordinary skill in the art will understand that the present invention is not limited to any one task or any one or several advantages.

Другие аспекты, особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из описания, пунктов Формулы изобретения и сопровождающих чертежей, которые являются его составной частью. При реализации аспектов настоящего изобретения необходимо понимать, что в существенные его особенности можно вносить изменения с точки зрения конструкции и компоновки, причем на сопровождающих чертежах, как это требуется, изображен всего лишь один предпочтительный вариант его реализации на практике.Other aspects, features and advantages of the present invention will become apparent from the description, the claims and the accompanying drawings, which are an integral part thereof. When implementing aspects of the present invention, it is necessary to understand that its essential features can be changed from the point of view of design and layout, and the accompanying drawings, as required, depict only one preferred embodiment of its implementation in practice.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения рассмотрены ниже со ссылкой на указанные далее сопровождающие чертежи.Preferred embodiments of the present invention are discussed below with reference to the following accompanying drawings.

Фиг.1 - вид в вертикальном разрезе известных элементов: ямы для вертикального литья, кессона и устройства для литья металла;Figure 1 is a view in vertical section of known elements: pits for vertical casting, caisson and device for casting metal;

Фиг.2 - вид в разрезе известной конструкции управляющего стержня, на котором изображен сплошной управляющий стержень в питающей трубке распределительного желоба в примерной системе полунепрерывного распределения и литья металла;Figure 2 is a sectional view of the known construction of the control rod, which shows a solid control rod in the feed tube of the distribution chute in an exemplary system of semi-continuous distribution and casting of metal;

Фиг.3 - вид в разрезе одного варианта управляющей системы из стержня и питающей трубки в системе полунепрерывного распределения и литья металла, предлагаемой настоящим изобретением;Figure 3 is a sectional view of one embodiment of a control system of a rod and a supply tube in a semi-continuous metal distribution and casting system of the present invention;

Фиг.4 - вид в разрезе того варианта управляющей системы из стержня и питающей трубки, который изображен на Фиг.3, но после удаления управляющего стержня с пути протекания расплавленного металла через питающую трубку;Figure 4 is a sectional view of that embodiment of the control system from the rod and the supply tube, which is shown in Figure 3, but after removing the control rod from the flow path of molten metal through the supply tube;

Фиг.5 - общий вид в разрезе одного из вариантов стержня для питающей трубки управляющей системы, который предлагается настоящим изобретением для возможного использования;Figure 5 is a General view in section of one of the variants of the rod for the supply tube of the control system, which is proposed by the present invention for possible use;

Фиг.6 - вид в разрезе одного из вариантов стержня для питающей трубки управляющей системы, который предлагается настоящим изобретением для возможного использования;6 is a view in section of one of the options for the rod for the supply tube of the control system, which is proposed by the present invention for possible use;

на Фиг.6А приведена часть 6А из показанного на Фиг.6 варианта стержня для питающей трубки управляющей системы, который предлагается настоящим изобретением для возможного использования;on Figa shows part 6A of the shown in Fig.6 variant of the rod for the supply tube of the control system, which is proposed by the present invention for possible use;

на Фиг.6В приведена часть 6В из показанного на Фиг.6 варианта стержня для питающей трубки управляющей системы, который предлагается настоящим изобретением для возможного использования;on figv shows part 6B of the shown in Fig.6 variant of the rod for the supply tube of the control system, which is proposed by the present invention for possible use;

Фиг.7 - вид в разрезе одного из вариантов питающей трубки управляющей системы, которая предлагается настоящим изобретением для возможного использования, где питающая трубка включает нагревательный элемент для обеспечения нагрева;Fig. 7 is a sectional view of one embodiment of a supply pipe of a control system that is proposed by the present invention for possible use, where the supply pipe includes a heating element for providing heating;

Фиг.7А - местный вид части 7А, показанной на Фиг.7;Figa is a partial view of the part 7A shown in Fig.7;

Фиг.8 - вид в вертикальном разрезе одного из примеров другого варианта компонентов, которые могут быть использованы при реализации на практике аспектов настоящего изобретения, на этом виде показан управляющий стержень другой конструкции, предназначенный, в первую очередь, для управления протеканием расплавленного металла в основном в области верхней части питающей трубки или в направлении к этой части;Fig. 8 is a vertical sectional view of one example of another embodiment of components that can be used to put into practice aspects of the present invention. This view shows a control rod of a different design, intended primarily to control the flow of molten metal mainly in the area of the upper part of the supply tube or towards this part;

Фиг.9 - вид в вертикальном разрезе одного из примеров еще одного варианта компонентов, которые могут быть использованы при реализации на практике аспектов настоящего изобретения, на этом виде показан управляющий стержень другой конструкции, предназначенный, в первую очередь, для управления протеканием расплавленного металла в основном в области средней части питающей трубки или в направлении к этой части;Fig.9 is a view in vertical section of one example of another embodiment of components that can be used in the practical implementation of aspects of the present invention, this view shows the control rod of a different design, designed primarily to control the flow of molten metal mainly in the region of the middle part of the supply tube or in the direction to this part;

Фиг.10 - вид в вертикальном разрезе одного из примеров следующего варианта компонентов, которые могут быть использованы при реализации на практике аспектов настоящего изобретения, на этом виде показан управляющий стержень другой конструкции, предназначенный, в первую очередь, для управления протеканием расплавленного металла в основном в области нижней части питающей трубки или в направлении к этой части;Figure 10 is a view in vertical section of one example of the following variant of the components that can be used in the practical implementation of the aspects of the present invention, this view shows the control rod of another design, designed primarily to control the flow of molten metal mainly in the area of the lower part of the supply tube or towards this part;

Фиг.11 - вид в вертикальном разрезе одного из примеров еще одного варианта компонентов, которые могут быть использованы при реализации на практике аспектов настоящего изобретения, на этом виде показан управляющий стержень другой конструкции, предназначенный, в первую очередь, для управления протеканием расплавленного металла в основном в области средней части питающей трубки или в направлении к этой части;11 is a view in vertical section of one example of another embodiment of components that can be used in the practical implementation of aspects of the present invention, this view shows a control rod of another design, designed primarily to control the flow of molten metal mainly in the region of the middle part of the supply tube or in the direction to this part;

Фиг.12 - вид в вертикальном разрезе одного из примеров следующего варианта реализации настоящего изобретения, иллюстрирующий теплоперенос от управляющего стержня к питающей трубке; и12 is a vertical sectional view of one example of the following embodiment of the present invention, illustrating heat transfer from the control rod to the supply tube; and

Фиг.13 - вид в вертикальном разрезе одного из примеров еще одного варианта реализации настоящего изобретения, иллюстрирующий теплоперенос от питающей трубки к управляющему стержню.13 is a vertical sectional view of one example of yet another embodiment of the present invention, illustrating heat transfer from a supply tube to a control rod.

Подробное описание предпочтительных вариантов реализацииDetailed Description of Preferred Embodiments

Многие из средств и компонентов, используемых в настоящем изобретении для крепления, соединения, изготовления и прочего, хорошо известны и используются в области рассматриваемого изобретения, и для понимания и применения этого изобретения специалистом в данной области техники или науки не требуются их конкретная вид или тип, поэтому они не будут рассматриваться достаточно подробно. Кроме того, различные компоненты, показанные или рассмотренные здесь для любой конкретной области применения настоящего изобретения, могут быть изменены или модифицированы, как предполагается этим изобретением и практикой в конкретной области применения, либо вариант какого-либо элемента уже может быть широко известен или использоваться в данной области техники или специалистами в данной области техники или науки, поэтому каждый из них не будет рассматриваться достаточно подробно.Many of the tools and components used in the present invention for fastening, connecting, manufacturing and other things are well known and used in the field of the invention, and for understanding and application of this invention by a specialist in this field of technology or science does not require their specific form or type, therefore, they will not be considered in sufficient detail. In addition, the various components shown or discussed herein for any particular field of application of the present invention may be modified or modified as is anticipated by this invention and practice in a particular field of application, or a variant of any element may already be widely known or used in this field of technology or specialists in this field of technology or science, so each of them will not be considered in sufficient detail.

Конкретизация элементов в пунктах Формулы изобретения осуществляется в соответствии со сложившейся практикой составления такой Формулы и не предполагает наложения ограничений. Если это специально в дальнейшем здесь не оговорено, указание элемента не предполагает ограничения одним из таких элементов, а подразумевает "по меньшей мере, один" из этих элементов.The specification of the elements in the claims is carried out in accordance with the established practice of compiling such a formula and does not impose restrictions. Unless specifically stated hereinafter, specifying an element does not imply limitation to one of such elements, but implies “at least one” of these elements.

Фиг.1 представляет собой вид в вертикальном разрезе типичной известной ямы для вертикального литья, кессона и устройства для литья металла, и этот чертеж более подробно рассмотрен выше.Figure 1 is a view in vertical section of a typical well-known pit for vertical casting, caisson and device for casting metal, and this drawing is discussed in more detail above.

Фиг.2 представляет собой вид в разрезе известной конструкции управляющего стержня, на котором изображен сплошной управляющий стержень в питающей трубке распределительного желоба в примерной системе полунепрерывного распределения и литья металла. На Фиг.2 изображены лоток 125 распределения расплавленного металла, желоб 120 распределения расплавленного металла, огнеупорный материал 122, образующий желоб 120 распределения расплавленного металла, каркас 123 желоба, питающая трубка 127 и управляющий рычаг 132. Рама 129 формы для литой детали показана расположенной над нижним блоком 130 перед началом операции литья.Figure 2 is a sectional view of the known construction of the control rod, which depicts a solid control rod in the feed tube of the distribution chute in an exemplary system of semi-continuous distribution and casting of metal. 2 shows a molten metal distribution tray 125, a molten metal distribution chute 120, refractory material 122, a molten metal distribution chute 120, a chute frame 123, a supply tube 127, and a control lever 132. A mold frame 129 for a cast part is shown above the bottom block 130 before starting the casting operation.

Специалистам обычной квалификации в данной области техники будет понятна степень, в которой более холодные поверхности, при их контакте с расплавленным металлом, могут вызвать охлаждение или затвердевание расплавленного металла, находящегося на поверхности материала, который в типичном случае будет огнеупорным. Например, желоб 120 распределения металла, показанный на Фиг.2, изготовлен из любого из ряда огнеупорных материалов, обладающих способностью противостоять высоким температурам, существующим в системах литья расплавленного металла. Известные управляющие стержни 121 обычно состоят из огнеупорного материала и сплошного сердечника, хотя некоторые трубчатые или полые стержни, например, описанные в патенте США № 7,165,757, от 23 января 2007, изготовлены или состоят из разных материалов и комбинаций материалов. Нижний конец 121а управляющего стержня 121 показан вставленным в питающую трубку 127 для управления протеканием через нее металла.Those of ordinary skill in the art will understand the extent to which colder surfaces, upon contact with molten metal, can cause cooling or solidification of molten metal on the surface of the material, which will typically be refractory. For example, the metal distribution chute 120 shown in FIG. 2 is made of any of a number of refractory materials capable of withstanding the high temperatures existing in molten metal casting systems. Known control rods 121 typically consist of a refractory material and a solid core, although some tubular or hollow rods, such as those described in US Pat. No. 7,165,757, January 23, 2007, are made or consist of different materials and material combinations. The lower end 121a of the control rod 121 is shown inserted into the supply tube 127 to control the flow of metal through it.

В типичном литейном цеху будут иметься конструкции из желобов, расположенные над множеством форм для литья расплавленного металла, с множеством управляющих стержней 121, вставленных в питающие трубки, такие как питающая трубка 127, для управления протеканием расплавленного металла, подаваемого через конструкцию из желобов. При подаче расплавленного металла через систему желобов в общем желательно одновременно подавать расплавленный металл в формы через питающие трубки, и это делают с использованием известных способов управления протеканием через систему распределения, например, на основе перегородок и других устройств. После чего расплавленный металл протекает через конструкцию из управляющего стержня 121 и питающей трубки 127, при этом управляющий стержень 121 применяется для управления протеканием расплавленного металла. Если обратиться к конструкции из питающей трубки 127 и управляющего стержня 121, можно понять, каким образом может возникать блокировка в питающей трубке 127 и вокруг нее, то есть в канале питающей трубки и вокруг управляющего стержня 121.A typical foundry will have gutter structures located above a plurality of molten metal casting molds, with a plurality of control rods 121 inserted into feed tubing, such as feed tub 127, to control the flow of molten metal fed through the gutter structure. When supplying molten metal through a gutter system, it is generally generally desirable to simultaneously supply molten metal into molds through feed tubes, and this is done using known methods of controlling flow through a distribution system, for example, based on partitions and other devices. After that, the molten metal flows through the structure from the control rod 121 and the supply tube 127, while the control rod 121 is used to control the flow of molten metal. If we turn to the design of the supply tube 127 and the control rod 121, we can understand how blocking can occur in the supply tube 127 and around it, that is, in the channel of the supply tube and around the control rod 121.

Специалистам обычной квалификации в данной отрасли промышленности будет понятно, что термин "управляющий стержень" или "стержень" используется для идентификации рассматриваемого здесь компонента. Однако этот термин будет использоваться для целей настоящего изобретения, а не для того чтобы наложить конкретные ограничения на форму, геометрию или конструкцию компонента, и любая подобная конструкция, используемая для управления протеканием или контроля протекания расплавленного металла через питающую трубку, может рассматриваться как возможная в аспектах этого изобретения. Некоторые примеры показаны на чертежах, которые рассмотрены позднее, но они никоим образом не представляют собой ограничение, накладываемое на различные формы или конструкции, которые могут быть использованы для реализации на практике разных вариантов и аспектов настоящего изобретения. В некоторых случаях стержень может называться заглушкой, но при этом многие разновидности полностью не останавливают протекание расплавленного металла, а только управляют им.Those of ordinary skill in the art will understand that the term "control rod" or "rod" is used to identify the component considered here. However, this term will be used for the purposes of the present invention, and not to impose specific restrictions on the shape, geometry, or structure of a component, and any similar structure used to control the flow or control the flow of molten metal through a feed tube can be considered as possible in aspects of this invention. Some examples are shown in the drawings, which are discussed later, but they in no way constitute a limitation on the various forms or designs that can be used to put into practice the various options and aspects of the present invention. In some cases, the core may be called a stub, but many varieties do not completely stop the flow of molten metal, but only control it.

Фиг.3 представляет собой вид в разрезе одного варианта управляющего стержня 143, предлагаемого настоящим изобретением, который вставлен в питающую трубку 144 и частично или полностью препятствует протеканию расплавленного металла 140 через канал этой трубки. На Фиг.3 изображены лоток 138 распределения расплавленного металла, каркас 123 лотка, желоб 139, образованный огнеупорным материалом 122, внутренняя поверхность 147 желоба 139 распределения расплавленного металла с находящимся внутри расплавленным металлом 140, а также управляющий рычаг 132.Figure 3 is a sectional view of one embodiment of the control rod 143 of the present invention, which is inserted into the supply tube 144 and partially or completely prevents the flow of molten metal 140 through the channel of this tube. FIG. 3 shows a molten metal distribution tray 138, a tray frame 123, a chute 139 formed by refractory material 122, an inner surface 147 of a molten metal distribution chute 139 with molten metal inside 140, and a control lever 132.

На Фиг.3, кроме того, изображен один примерный вариант управляющего стержня 143, предлагаемого настоящим изобретением, который вставлен в питающую трубку 144 и препятствует протеканию расплавленного металла 140 через канал в этой трубке 144. Линиями 145 показан поток тепла от управляющего стержня 143 в питающую трубку 144 и частично в зону желоба, что обеспечивает поддержание подходящей температуры на внешней поверхности управляющего стержня 143, в результате чего расплавленный металл не затвердевает на этой внешней поверхности, либо на внутренней поверхности канала питающей трубки 144. Более подробно управляющий стержень 143 показан на чертежах, которые будут рассмотрены далее.FIG. 3 also shows one exemplary embodiment of the control rod 143 of the present invention, which is inserted into the supply pipe 144 and prevents the molten metal 140 from flowing through the channel in the pipe 144. The lines 145 show the heat flux from the control rod 143 to the supply the tube 144 and partially into the zone of the trough, which ensures the maintenance of a suitable temperature on the outer surface of the control rod 143, as a result of which the molten metal does not solidify on this outer surface or on the inner overhnosti channel feeding tube 144. In more detail the control rod 143 is shown in the drawings, which will be discussed hereinafter.

На Фиг.3 также показано то, каким образом конструкция управляющего стержня 143 позволяет теплу, поступающему из внутренней полости этого стержня, не только нагревать его наружную или внешнюю поверхность, но также обеспечить перенос тепла в питающую трубку 144 и на внутреннюю поверхность этой трубки. Это позволяет снизить вероятность затвердевания расплавленного металла на внешней поверхности управляющего стержня 143 и на внутренней поверхности питающей трубки 144.Figure 3 also shows how the design of the control rod 143 allows the heat coming from the inner cavity of this rod not only to heat its outer or outer surface, but also to provide heat transfer to the supply tube 144 and to the inner surface of this tube. This reduces the likelihood of solidification of the molten metal on the outer surface of the control rod 143 and on the inner surface of the supply tube 144.

Полый управляющий стержень, приведенный в этом варианте реализации настоящего изобретения, показанном на Фиг.3, может быть изготовлен из любого из ряда различных огнеупорных материалов, например, с использованием материала, по меньшей мере, частично, состоящего из керамического композита, который включает волокнистый армирующий материал, внедренный в керамическую матрицу, например, такой как описан в патенте США № 7,165,757.The hollow control rod shown in this embodiment of the invention shown in FIG. 3 can be made of any of a number of different refractory materials, for example, using a material at least partially consisting of a ceramic composite that includes fiber reinforcing a material embedded in a ceramic matrix, for example, such as described in US patent No. 7,165,757.

Вертикальное перемещение управляющего стержня 143 можно выполнять при помощи любого из ряда различных механизмов, известных в данной области техники, или тех, которые будут созданы. Одним из его примеров является система, которая включает линейный исполнительный механизм в комбинации с шарниром.The vertical movement of the control rod 143 can be performed using any of a number of different mechanisms known in the art, or those that will be created. One example is a system that includes a linear actuator in combination with a hinge.

Нагрев может быть обеспечен при помощи любого из ряда механизмов, средств или источников, допускаемых настоящим изобретением, включая (без ограничения) омический нагрев, который показан, индуктивный нагрев, нагрев горячим воздухом или газовым пламенем, а также химическую реакцию определенного типа, что известно специалистам обычной квалификации.Heating can be provided using any of a number of mechanisms, means or sources allowed by the present invention, including (without limitation) ohmic heating, which is shown, inductive heating, heating with hot air or a gas flame, as well as a chemical reaction of a certain type, which is known to specialists regular qualifications.

Фиг.4 представляет собой вид в разрезе того варианта управляющей системы из стержня и питающей трубки, который изображен на Фиг.3, но после удаления управляющего стержня с пути протекания расплавленного металла через эту трубку. На Фиг.4 изображен управляющий рычаг 132, поворачивающийся для подъема управляющего стержня 143, как показано стрелкой 150, в результате чего управляющий стержень 143 больше не препятствует протеканию расплавленного металла, находящегося в желобе 139 распределения расплавленного металла, через внутренний проход в питающей трубке 144, как показано стрелками 152 протекания металла. Нижний конец 143а управляющего стержня 143 показан находящимся выше входного отверстия питающей трубки 144. Все другие элементы, показанные на Фиг.4, аналогичны тем, которые показаны на Фиг.3, и поэтому более подробно здесь описываться не будут.Figure 4 is a sectional view of that embodiment of the control system from the rod and the supply tube, which is shown in Figure 3, but after removing the control rod from the path of molten metal through this tube. Figure 4 shows a control lever 132 that pivots to raise the control rod 143, as shown by arrow 150, as a result of which the control rod 143 no longer prevents the flow of molten metal located in the molten metal distribution groove 139 through the inner passage in the supply tube 144, as indicated by arrows 152 of the flow of metal. The lower end 143a of the control rod 143 is shown above the inlet of the supply tube 144. All other elements shown in FIG. 4 are similar to those shown in FIG. 3 and therefore will not be described in more detail here.

На Фиг.3 и 4, кроме того, показано, каким образом управляющий стержень 143 может быть установлен, закреплен или может удерживаться при помощи держателя 137 управляющего стержня с целью закрепления полого или трубчатого управляющего стержня, такого как управляющий стержень 143, для его вертикального перемещения или фиксации в определенном положении, а также с целью облегчения установки нагревательных элементов, например, нагревательных катушек, и элементов управления нагревом, например термопар, во внутренней полости полого управляющего стержня 143. Держатель 137 управляющего стержня будет иметь внутреннюю полость, которая, в общем, соответствует наружной поверхности и конструкции управляющего стержня 143, чтобы сделать возможным прикрепление к нему этого стержня при помощи любого из ряда различных механизмов, например, такого как механический штифт, или путем введения между ними клея.Figures 3 and 4 also show how the control rod 143 can be mounted, fixed or held by the control rod holder 137 to secure a hollow or tubular control rod, such as the control rod 143, for its vertical movement or fixing in a certain position, as well as to facilitate the installation of heating elements, for example, heating coils, and heating controls, for example thermocouples, in the inner cavity of the hollow control eraser nya 143. The holder 137 of the control rod will have an internal cavity, which, in General, corresponds to the outer surface and the design of the control rod 143, to make it possible to attach to this rod using any of a number of different mechanisms, for example, such as a mechanical pin, or by introducing glue between them.

Специалисты обычной квалификации в данной области техники понимают, что в условиях выполнения обычных известных процедур необходимо быстро размещать известные управляющие стержни в питающей трубке и начинать операцию литья до того, как эти стержень и трубка начнут охлаждаться, чтобы затвердевание не привело к замедлению литья. В некоторых известных системах, с целью предотвращения или замедления затвердевания расплавленного металла в зоне питающей трубки, для нагрева трубки используется нагревательный элемент питающей трубки с нагревом за счет подачи газа, расположенный снаружи этой трубки, варианты реализации настоящего изобретения позволят исключить нагревательные элементы трубок в системах подачи расплавленного металла.Those of ordinary skill in the art will recognize that, under the usual known procedures, it is necessary to quickly place the known control rods in the feed tube and begin the casting operation before these rods and tubes begin to cool so that solidification does not slow down the casting. In some known systems, in order to prevent or slow down the solidification of molten metal in the area of the feed tube, a heating element of the feed tube heated by gas supply located outside this tube is used to heat the tube, embodiments of the present invention will eliminate the heating elements of the tubes in the supply systems molten metal.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения может оказаться желательным или предпочтительным прерывать подачу тепла через управляющий стержень сразу после начала литья или заливки, так как расплавленный металл обеспечит достаточный нагрев в этом временном периоде, однако в других областях применения также может оказаться желательным продолжение подачи энергии в нагревательные катушки в ходе процесса заливки, чтобы дополнительно гарантировать отсутствие нежелательного затвердевания расплавленного металла.In some embodiments of the present invention, it may be desirable or preferable to interrupt the supply of heat through the control rod immediately after the start of casting or pouring, since the molten metal will provide sufficient heat during this time period, however, in other applications, it may also be desirable to continue supplying energy to the heating coils during the casting process to further ensure that there is no unwanted solidification of the molten metal.

Фиг.5 представляет собой общий вид в разрезе одного из вариантов системы из управляющего стержня 170 и питающей трубки, который предлагается настоящим изобретением для возможного использования. На Фиг.5 изображен управляющий стержень 170, имеющий полое или трубчатое тело 142 с внутренней полостью, которое закрыто с нижнего конца 142с. Трубчатое тело 142 включает нижнюю часть 142а, центральную часть 142b и верхнюю часть 142d. Верхняя часть 142d тела имеет уменьшенный диаметр (хотя это и не обязательно требуется для реализации вариантов настоящего изобретения на практике), и с этой частью нежестко соединен держатель 137 стержня (показан на других чертежах). Отверстия 173 в управляющем стержне, предназначенные для держателя, могут быть использованы для обеспечения взаимодействия управляющего стержня 170 с держателем 137 или для нежесткого соединения с этим держателем (показан на предыдущем чертеже).Figure 5 is a General view in section of one of the variants of the system of the control rod 170 and the supply tube, which is proposed by the present invention for possible use. 5 shows a control rod 170 having a hollow or tubular body 142 with an internal cavity that is closed from the lower end 142c. The tubular body 142 includes a lower portion 142a, a central portion 142b, and an upper portion 142d. The upper body part 142d has a reduced diameter (although this is not necessarily required to put the present invention into practice), and a rod holder 137 (shown in other figures) is loosely connected to this part. The holes 173 in the control rod, intended for the holder, can be used to ensure the interaction of the control rod 170 with the holder 137 or for non-rigid connection with this holder (shown in the previous drawing).

Хотя изображенный вариант тела управляющего стержня имеет внутреннюю полость, в которую вставлен или в которой установлен нагревательный элемент, термин "внутренняя полость" в том виде, как он используется здесь и в пунктах формулы изобретения, также может охватывать варианты, в которых нагревательная катушка или нагревательный элемент заделаны в тело управляющего стержня, в результате чего внутреннюю полость образуют их внешние границы или поверхности. То же понятие внутренней полости будет использоваться в случае, когда нагревательные элементы находятся внутри (например, заделаны внутрь) питающей трубки (как рассмотрено ниже применительно к Фиг.7).Although the illustrated embodiment of the body of the control rod has an internal cavity into which the heating element is inserted or in which the term “internal cavity”, as used here and in the claims, may also cover variants in which the heating coil or heating the element is embedded in the body of the control rod, as a result of which the internal cavity is formed by their external borders or surfaces. The same concept of the internal cavity will be used in the case when the heating elements are inside (for example, embedded inside) of the supply tube (as discussed below in relation to Fig.7).

На Фиг.5, кроме того, изображена гильза 151 внутренней полости управляющего стержня, находящаяся во внутренней полости 145 управляющего стержня, нагревательная катушка 143 и электрические проводники 171 нагревательной катушки. На Фиг.5 также схематично показана термопара 147 во внутренней полости 145 управляющего стержня 170, которую можно использовать в целях управления и соблюдения технологии, чтобы контролировать необходимый нагрев или температуру, либо управлять ими. Специалистам обычной квалификации в данной области техники будет понятно, что для контроля и/или управления температурой, которую в управляющем стержне создает нагревательная катушка 143, можно использовать любые из ряда различных типов и конструкций термопар. Термопары также можно использовать внутри или поблизости от питающей трубки или внутренней поверхности трубки, например, как термопару, показанную на Фиг.3 под ссылочным номером 152. Эту термопару можно использовать для контроля и управления в случае, когда температура узла достигла заранее определенного или требуемого уровня для целей управления процессом.Figure 5, in addition, shows the sleeve 151 of the inner cavity of the control rod located in the inner cavity 145 of the control rod, the heating coil 143 and the electrical conductors 171 of the heating coil. Figure 5 also schematically shows a thermocouple 147 in the inner cavity 145 of the control rod 170, which can be used to control and comply with the technology to control the necessary heating or temperature, or to control them. Those of ordinary skill in the art will understand that to control and / or control the temperature that the heating coil 143 creates in the control rod, any of a number of different types and designs of thermocouples can be used. Thermocouples can also be used inside or near the supply tube or the inner surface of the tube, for example, as the thermocouple shown in Figure 3 under the number 152. This thermocouple can be used for monitoring and control when the temperature of the unit has reached a predetermined or desired level for process control purposes.

Хотя специалистам обычной квалификации в данной области техники будет понятно, что для реализации настоящего изобретения на практике не требуется конкретного нагревательного элемента или катушки, можно использовать тип, рассчитанный на 500 Вт-220В, чтобы обеспечить требуемый уровень нагрева в управляющем стержне 170. Кроме того, специалистам обычной квалификации в данной области техники будет понятно, что в управляющем стержне 170 также можно использовать любой из ряда различных типов конкретных термопар, чтобы контролировать или управлять температуру и нагрев, создаваемые внутри управляющего стержня 170, все это не выходит за предлагаемые пределы вариантов реализации настоящего изобретения.Although it will be understood by those of ordinary skill in the art that the practice of the present invention does not require a specific heating element or coil, a type rated at 500 W-220V can be used to provide the required level of heating in the control rod 170. In addition, those of ordinary skill in the art will understand that any of a number of different types of specific thermocouples can also be used in control rod 170 to monitor or control the temperature and heating created inside the control rod 170, all this does not go beyond the proposed limits of the embodiments of the present invention.

На Фиг.5 также схематично изображен контроллер 155, который может быть использован для получения данных и управления электрической энергией, подаваемой через нагревательные катушки 143, с целью обеспечения требуемой или заранее определенной температуры, которую можно контролировать и которой можно управлять за счет использования одной или более термопар 147, нежестко соединенных с контроллером 155. Специалистам обычной квалификации в данной области техники будет понятно, что подходящие контроллеры для термопар и/или контроллер электрического нагревательного элемента хорошо известны и используются в этой области, поэтому они не будут описаны здесь более подробно, и для реализации вариантов настоящего изобретения на практике не требуется какого-либо конкретного типа или вида.5 also schematically depicts a controller 155 that can be used to receive data and control the electrical energy supplied through the heating coils 143 in order to provide a desired or predetermined temperature that can be controlled and which can be controlled by using one or more thermocouples 147 loosely connected to controller 155. Those of ordinary skill in the art will understand that suitable thermocouple controllers and / or an electrical controller th heating element is well known and used in the art, so they will not be described in greater detail herein, and for embodiments of the present invention is not required to practice any particular type or kind.

Хотя нет какой-либо конкретной части или участка, через которые должно подаваться тепло для реализации вариантов настоящего изобретения на практике, в некоторых его вариантах может оказаться предпочтительной установка нагревательной катушки в нижней части управляющего стержня и подача тепла в эту часть, которая может занимать, например, нижние десять дюймов. В показанном варианте средняя часть управляющего стержня 170 может занимать приблизительно двенадцать дюймов, а верхняя часть также может называться холодной зоной. Может оказаться желательным поддержание определенного минимального расстояния между вершиной управляющего стержня 170 и расплавленным металлом, так как вершиной управляющего стержня 170 может быть то место, из которого выходят провода и другие соединения, и минимальное расстояние может быть предназначено для защиты или предохранения этих компонентов от повреждения.Although there is no particular part or area through which heat must be supplied to put the embodiments of the present invention into practice, in some embodiments it may be preferable to install a heating coil in the lower part of the control rod and to supply heat to this part, which may take, for example bottom ten inches. In the shown embodiment, the middle part of the control rod 170 may occupy approximately twelve inches, and the upper part may also be called the cold zone. It may be desirable to maintain a certain minimum distance between the top of the control rod 170 and the molten metal, since the top of the control rod 170 may be the place from which the wires and other connections exit, and the minimum distance may be designed to protect or prevent these components from damage.

В одном примерном варианте реализации настоящего изобретения или области его применения, система может предварительно нагревать управляющий стержень и/или питающую трубку в течение приблизительно одного часа, например, до достижения в управляющем стержне температуры от девятисот до тысячи градусов Цельсия, при этом температура в промежутке между внешней поверхностью управляющего стержня и питающей трубкой может составлять приблизительно четыреста пятьдесят градусов Цельсия.In one exemplary embodiment of the present invention or its application, the system may preheat the control rod and / or supply tube for approximately one hour, for example, until the temperature in the control rod reaches from nine hundred to one thousand degrees Celsius, while the temperature is between the outer surface of the control rod and the supply tube can be approximately four hundred and fifty degrees Celsius.

Фиг.6 представляет собой вид в разрезе варианта управляющего стержня 170, который предлагается вариантами реализации настоящего изобретения для возможного использования. На Фиг.6 изображены два разреза управляющего стержня 170, а именно разрез 6А и разрез 6В, которые приведены на Фиг.6 в иллюстративных целях и показаны более подробно. Для тела 142 управляющего стержня показаны нижняя часть 142а и нижний конец 142с. Отверстия 173 для держателя управляющего стержня показаны расположенными ближе к верхнему концу управляющего стержня 170 и используются для нежесткого закрепления управляющего стержня 170 в держателе управляющего стержня (на Фиг.6 не показан). На Фиг.6, кроме того, изображена примерная термопара 181 с проводами 182 термопары, нежестко закрепленными во внутренней полости 145 управляющего стержня 170 и проходящими через нее к контроллеру или монитору для контроля температуры и увеличения или уменьшения подачи электрической энергии в электрическую катушку для увеличения или уменьшения температуры нагрева наружной поверхности управляющего стержня или внутренней поверхности питающей трубки (показана на других чертежах).6 is a sectional view of a variant of the control rod 170, which is proposed by the embodiments of the present invention for possible use. Figure 6 shows two sections of the control rod 170, namely section 6A and section 6B, which are shown in Fig.6 for illustrative purposes and shown in more detail. For the body 142 of the control rod, the lower part 142a and the lower end 142c are shown. The holes 173 for the control rod holder are shown located closer to the upper end of the control rod 170 and are used to loosely secure the control rod 170 in the control rod holder (not shown in FIG. 6). FIG. 6 also shows an exemplary thermocouple 181 with thermocouple wires 182 that are loosely attached to the inner cavity 145 of the control rod 170 and passing through it to a controller or monitor to control the temperature and increase or decrease the supply of electrical energy to the electric coil to increase or reducing the heating temperature of the outer surface of the control rod or the inner surface of the supply tube (shown in other drawings).

На Фиг.6, кроме того, изображены электрическая нагревательная катушка 143 с проводником 171 нагревательной катушки, нежестко закрепленные во внутренней полости 145 управляющего стержня 170 и проходящие через эту полость. На Фиг.6 также изображена гильза 151, расположенная во внутренней полости 145 управляющего стержня 170. Внутренняя гильза 151 может быть изготовлена из любого из ряда различных материалов или комбинаций материалов, при этом для реализации настоящего изобретения на практике не требуется каких-либо конкретных ограничений. Однако в тех вариантах реализации настоящего изобретения, которые здесь показаны, можно использовать нержавеющую сталь.Figure 6, in addition, shows an electric heating coil 143 with a conductor 171 of a heating coil, non-rigidly fixed in the inner cavity 145 of the control rod 170 and passing through this cavity. 6 also shows a sleeve 151 located in the inner cavity 145 of the control rod 170. The inner sleeve 151 can be made of any of a number of different materials or combinations of materials, without any particular restrictions being required to implement the present invention. However, in those embodiments of the present invention that are shown here, stainless steel may be used.

На Фиг.6А приведена часть 6А из показанного на Фиг.6 варианта управляющей системы из стержня и питающей трубки, который предлагается настоящим изобретением для возможного использования. Те же описываемые элементы обозначены аналогичными ссылочными номерами и не будут описываться здесь более подробно.On Figa shows part 6A of the shown in Fig.6 variant of the control system of the rod and the supply tube, which is proposed by the present invention for possible use. The same described elements are denoted by similar reference numbers and will not be described here in more detail.

На Фиг.6В приведена часть 6В из показанного на Фиг.6 варианта управляющей системы из стержня и питающей трубки, который предлагается настоящим изобретением для возможного использования. Те же описываемые элементы обозначены аналогичными ссылочными номерами и не будут описываться здесь более подробно.Fig. 6B shows part 6B of the embodiment of the rod and feed tube shown in Fig. 6, which is proposed by the present invention for possible use. The same described elements are denoted by similar reference numbers and will not be described here in more detail.

Фиг.7 представляет собой вид в разрезе одного из вариантов питающей трубки управляющей системы, которая предлагается настоящим изобретением для возможного использования, где питающая трубка включает нагревательный элемент для обеспечения нагрева. На Фиг.7 изображен другой вариант настоящего изобретения, в котором питающая трубка 205 изготовлена путем литья с предварительно установленными нагревательными катушками 208, либо эти катушки внедрены в эту трубку.Fig. 7 is a sectional view of one embodiment of a supply pipe of a control system that is proposed by the present invention for possible use, where the supply pipe includes a heating element for providing heating. 7 depicts another embodiment of the present invention, in which the feed tube 205 is made by injection molding with pre-installed heating coils 208, or these coils are embedded in this tube.

На Фиг.7 изображены распределительный желоб 200, огнеупорный материал 201, держатель 204 управляющего стержня, расплавленный металл 202, питающая трубка 205, тело 207 управляющего стержня, гильза 211 внутренней полости управляющего стержня и каркас 209 лотка распределения расплавленного металла. На Фиг.7 также показано, каким образом штифты 199 держателя 204 управляющего стержня вставляют в отверстия управляющего стержня 207, которые на Фиг.5 показаны под ссылочным номером 173. Держатель 204 управляющего стержня закреплен в адаптере 203 держателя и установлен внутри него.7 shows a distribution chute 200, refractory material 201, a control rod holder 204, molten metal 202, a supply tube 205, a control rod body 207, an inner core sleeve 211 of the control rod, and a frame 209 of the molten metal distribution tray. FIG. 7 also shows how the pins 199 of the control rod holder 204 are inserted into the holes of the control rod 207, which are shown in FIG. 5 as 173. The control rod holder 204 is secured to and mounted within the holder adapter 203.

Фиг.7А представляет собой местный вид части 7А, показанной на Фиг.7, и на нем изображены управляющий стержень 207, питающая трубка 205, нагревательные катушки 208, стрелками 210 показано, что нагревательные катушки 208 проходят вокруг управляющего стержня 205 по окружности или по спирали.Fig. 7A is a partial view of the part 7A shown in Fig. 7, and it shows the control rod 207, the supply tube 205, the heating coils 208, arrows 210 show that the heating coils 208 pass around the control rod 205 in a circle or in a spiral .

Фиг.8 представляет собой вид в вертикальном разрезе одного из примеров другого варианта компонентов, которые могут быть использованы при реализации на практике аспектов настоящего изобретения, на этом виде показан управляющий стержень другой конструкции, предназначенный, в первую очередь, для управления протеканием расплавленного металла в основном в области верхней части питающей трубки или в направлении к этой части. На Фиг.8 изображены огнеупорный материал 201, расплавленный металл 202, каркас 209 лотка распределения расплавленного металла и питающая трубка 251 с каналом 252, по которому протекает расплавленный металл. На Фиг.8 управляющий стержень 250 с расположенными внутри него нагревательными элементами 248 показан прикрепленным к штоку 249 управляющего стержня (шток 249 можно считать составной или неотъемлемой частью управляющего стержня 250, либо обособленным от него элементом). Нагревательный элемент 248 в управляющем стержне 250 также может иметь размеры, подобранные таким образом, чтобы обеспечить достаточный перенос тепла от этого элемента через тело управляющего стержня и в верхнюю часть питающей трубки 251.Fig. 8 is a vertical sectional view of one example of another embodiment of components that can be used to put into practice aspects of the present invention. This view shows a control rod of a different design, primarily intended to control the flow of molten metal mainly in the area of the upper part of the supply tube or towards this part. FIG. 8 shows refractory material 201, molten metal 202, frame 209 of a molten metal distribution tray, and a supply tube 251 with a channel 252 through which molten metal flows. In Fig. 8, the control rod 250 with the heating elements 248 located inside it is shown attached to the rod 249 of the control rod (the rod 249 can be considered an integral or integral part of the control rod 250, or a separate element from it). The heating element 248 in the control rod 250 may also be sized so as to provide sufficient heat transfer from this element through the body of the control rod and to the top of the supply tube 251.

Как будет понятно специалистам обычной квалификации в данной области техники, управляющие стержни используются для управления протеканием расплавленного металла и из-за проблем, возникающих в процессе работы, могут не полностью перекрывать канал 252 в питающей трубке 251. Управление может осуществляться в любом месте внутри канала 252 питающей трубки 251 или применительно к любому месту этого канала, например в области вершины или поблизости от вершины питающей трубки, как показано на Фиг.8, в области средней части или поблизости от средней части питающей трубки 251 (как показано, например, на Фиг.9 и 11), либо в области нижней части или поблизости от нижней части питающей трубки 251 (как показано, например, на Фиг.10), все это предусмотрено вариантами реализации настоящего изобретения.As will be appreciated by those of ordinary skill in the art, control rods are used to control the flow of molten metal and, due to problems encountered during operation, may not completely block the channel 252 in the supply tube 251. The control can be carried out anywhere inside the channel 252 the supply tube 251 or in relation to any place of this channel, for example, in the region of the apex or near the top of the supply tube, as shown in Fig. 8, in the region of the middle part or near the middle part the length of the supply tube 251 (as shown, for example, in FIGS. 9 and 11), either in the region of the lower part or in the vicinity of the lower part of the supply tube 251 (as shown, for example, in FIG. 10), all this is provided by the embodiments of the present invention .

Фиг.9 представляет собой вид в вертикальном разрезе одного из примеров еще одного варианта компонентов, которые могут быть использованы при реализации на практике аспектов настоящего изобретения, на этом виде показан управляющий стержень другой конструкции, предназначенный, в первую очередь, для управления протеканием расплавленного металла в основном в области средней части питающей трубки 251 или в направлении к этой части. На Фиг.9 изображены огнеупорный материал 201, расплавленный металл 202, каркас 209 лотка распределения расплавленного металла и питающая трубка 251 с каналом 252, по которому протекает расплавленный металл. На Фиг.9, кроме того, изображены управляющий стержень 261, шток 260 управляющего стержня и нагревательный элемент 262, при этом показанный вариант управляющего стержня 261 предназначен для управления протеканием расплавленного металла через канал 252 питающей трубки 251 в средней части этой трубки.Fig.9 is a view in vertical section of one example of another embodiment of components that can be used in the practical implementation of aspects of the present invention, this view shows a control rod of another design, designed primarily to control the flow of molten metal in mainly in the region of the middle part of the supply tube 251 or in the direction to this part. Figure 9 shows refractory material 201, molten metal 202, frame 209 of the molten metal distribution tray, and a supply tube 251 with a channel 252 through which molten metal flows. Figure 9 also shows the control rod 261, the rod 260 of the control rod and the heating element 262, while the shown version of the control rod 261 is designed to control the flow of molten metal through the channel 252 of the supply tube 251 in the middle part of this tube.

Фиг.10 представляет собой вид в вертикальном разрезе одного из примеров следующего варианта компонентов, которые могут быть использованы при реализации на практике аспектов настоящего изобретения, на этом виде показан управляющий стержень другой конструкции, предназначенный, в первую очередь, для управления протеканием расплавленного металла в основном в области нижней части питающей трубки или в направлении к этой части. На Фиг.10 изображены огнеупорный материал 201, расплавленный металл 202, каркас 209 лотка распределения расплавленного металла и питающая трубка 251 с каналом 252, по которому протекает расплавленный металл. На Фиг.10, кроме того, изображены управляющий стержень 271 и шток 270 управляющего стержня, управляющий стержень также включает нагревательный элемент, который на Фиг.10 конкретно не показан, при этом показанный вариант управляющего стержня 271 предназначен для управления протеканием расплавленного металла через канал 252 питающей трубки 251 в нижней части питающей трубки или поблизости от этой части.Figure 10 is a view in vertical section of one example of the following variant of components that can be used in the practical implementation of aspects of the present invention, this view shows the control rod of another design, designed primarily to control the flow of molten metal mainly in the area of the lower part of the supply tube or towards this part. Figure 10 shows refractory material 201, molten metal 202, frame 209 of the molten metal distribution tray, and a supply tube 251 with a channel 252 through which molten metal flows. Figure 10, in addition, shows the control rod 271 and the rod 270 of the control rod, the control rod also includes a heating element, which is not specifically shown in Figure 10, while the shown variant of the control rod 271 is designed to control the flow of molten metal through the channel 252 feed tube 251 at or near the bottom of the feed tube.

Фиг.11 представляет собой вид в вертикальном разрезе одного из примеров еще одного варианта компонентов, которые могут быть использованы при реализации на практике аспектов настоящего изобретения, на этом виде показан управляющий стержень другой конструкции, предназначенный, в первую очередь, для управления протеканием расплавленного металла в основном в области средней части питающей трубки или в направлении к этой части. На Фиг.11 изображены огнеупорный материал 201, расплавленный металл 202, каркас 209 лотка распределения расплавленного металла и питающая трубка 251 с каналом 252, по которому протекает расплавленный металл. На Фиг.11, кроме того, изображены управляющий стержень 281, шток 280 управляющего стержня, управляющий стержень также включает нагревательный элемент, который на Фиг.11 конкретно не показан, при этом показанный вариант управляющего стержня 281 предназначен для управления протеканием расплавленного металла через канал 252 питающей трубки 251 в нижней части питающей трубки или поблизости от этой части.11 is a view in vertical section of one example of another embodiment of components that can be used in the practical implementation of aspects of the present invention, this view shows a control rod of another design, designed primarily to control the flow of molten metal in mainly in the area of the middle part of the supply tube or towards this part. 11 shows refractory material 201, molten metal 202, frame 209 of the molten metal distribution tray, and a supply tube 251 with a channel 252 through which molten metal flows. 11, in addition, the control rod 281, the rod 280 of the control rod, the control rod also includes a heating element, which is not specifically shown in FIG. 11, while the shown variant of the control rod 281 is designed to control the flow of molten metal through the channel 252 feed tube 251 at or near the bottom of the feed tube.

Фиг.12 представляет собой вид в вертикальном разрезе одного из примеров следующего варианта реализации настоящего изобретения, иллюстрирующий теплоперенос, показанный стрелками 291, от нагревательного элемента в управляющий стержень 290, через часть тела управляющего стержня и в питающую трубку 194 за счет проводимости и/или конвекции, в зависимости от степени и природы контакта между внешней поверхностью управляющего стержня 290 и внутренней поверхностью канала 293 в питающей трубке 251. На Фиг.12 также изображены огнеупорный материал 201, расплавленный металл 202 и каркас 209 лотка распределения расплавленного металла. Таким образом, будет понятно, что настоящее изобретение способствует использованию тела питающей трубки и/или тела управляющего стержня в качестве среды, переносящей тепло, для переноса тепла от нагревательного элемента, который находится во внутренней полости тела питающей трубки или тела управляющего стержня, через это тело и в тело другого элемента (тело питающей трубки или тело управляющего стержня), с целью обеспечения требуемого предварительного нагрева системы.12 is a vertical sectional view of one example of the following embodiment of the present invention, illustrating the heat transfer, shown by arrows 291, from the heating element to the control rod 290, through part of the body of the control rod and into the supply tube 194 due to conductivity and / or convection , depending on the degree and nature of the contact between the outer surface of the control rod 290 and the inner surface of the channel 293 in the supply tube 251. FIG. 12 also shows refractory material 201, melt cast metal 202 and a frame 209 of a molten metal distribution tray. Thus, it will be understood that the present invention promotes the use of the body of the supply tube and / or the body of the control rod as a heat transfer medium for transferring heat from the heating element, which is located in the inner cavity of the body of the supply tube or body of the control rod, through this body and into the body of another element (the body of the supply tube or the body of the control rod), in order to provide the required pre-heating of the system.

В наиболее широком смысле настоящее изобретение будет включать варианты, в которых тело управляющего стержня 290 не только предварительно нагревает себя, но также используется в качестве канала или среды теплопереноса для переноса тепла и, таким образом, также предварительного нагрева питающей трубки.In the broadest sense, the present invention will include embodiments in which the body of the control rod 290 not only preheats itself, but is also used as a channel or heat transfer medium to transfer heat and, thus, also preheat the feed tube.

Фиг.13 представляет собой вид в вертикальном разрезе одного из примеров еще одного варианта реализации настоящего изобретения, иллюстрирующий теплоперенос, показанный стрелками 302, от нагревательного элемента 301, находящегося в питающей трубке 300, к управляющему стержню 306. На Фиг.13 также изображены огнеупорный материал 201, расплавленный металл 202 и каркас 209 лотка распределения расплавленного металла.FIG. 13 is a vertical sectional view of one example of yet another embodiment of the present invention, illustrating the heat transfer shown by arrows 302 from the heating element 301 located in the supply tube 300 to the control rod 306. FIG. 13 also shows refractory material 201, molten metal 202 and frame 209 of the molten metal distribution tray.

В наиболее широком смысле настоящее изобретение будет включать варианты, в которых тело питающей трубки 300 не только предварительно нагревает себя с использованием нагревательных элементов 301, но также используется в качестве канала или среды теплопереноса для переноса тепла и, таким образом, также предварительного нагрева управляющего стержня 306.In the broadest sense, the present invention will include embodiments in which the body of the supply tube 300 not only preheats itself using the heating elements 301, but is also used as a channel or heat transfer medium to transfer heat and, thus, also preheat the control rod 306 .

Как будет понятно специалистам достаточной квалификации в данной области техники, существует множество вариантов, в которых может быть воплощено настоящее изобретение, а также множество модификаций элементов и компонентов, которые могут быть использованы, все из них не выходят за пределы объема этого изобретения.As will be understood by those skilled in the art, there are many options in which the present invention can be embodied, as well as many modifications of the elements and components that can be used, all of which are not outside the scope of this invention.

Например, в качестве одного из вариантов реализации настоящего изобретения описан управляющий стержень, предназначенный для управления протеканием расплавленного металла в системе распределения расплавленного металла при литье, и этот управляющий стержень содержит: тело управляющего стержня с внутренней полостью и внешней поверхностью, причем внешняя поверхность выполнена таких размеров и формы, чтобы обеспечить ее оперативное взаимодействие с внутренней поверхностью питающей трубки с целью эффективного перекрывания или управления каналом питающей трубки; и нагревательный элемент, расположенный во внутренней полости тела управляющего стержня. В дополнительных вариантах его реализации может иметься термопара, установленная во внутренней полости тела управляющего стержня для предоставления информации по температуре в теле управляющего стержня. Рассмотренный здесь управляющий стержень, в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, также может быть выполнен таким образом, что нагревательный элемент заделан в его тело, либо тело управляющего стержня изготовлено, по меньшей мере, частично из многослойного композитного керамического материала, который включает несколько слоев армирующего волокна, внедренного в литую керамическую матрицу.For example, as one embodiment of the present invention, a control rod for controlling the flow of molten metal in a molten metal distribution system during casting is described, and this control rod comprises: a body of a control rod with an internal cavity and an external surface, the external surface being made of such dimensions and forms, to ensure its operational interaction with the inner surface of the supply tube in order to effectively overlap or controlled Iya channel feed tube; and a heating element located in the inner cavity of the body of the control rod. In additional embodiments of its implementation, there may be a thermocouple installed in the internal cavity of the body of the control rod to provide information on temperature in the body of the control rod. The control rod described here, in some embodiments of the present invention, can also be made so that the heating element is embedded in its body, or the body of the control rod is made at least partially of a multilayer composite ceramic material that includes several layers of reinforcing fiber embedded in a cast ceramic matrix.

Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения, предлагается система управления предварительным нагревом, представляющая собой комбинацию из управляющего стержня и трубки и предназначенная для контроля протекания расплавленного металла из системы распределения расплавленного металла в литейную форму, причем система управления предварительным нагревом состоит из: управляющего стержня, имеющего тело и внутреннюю полость в этом теле; питающей трубки, имеющей тело и внутреннюю полость в этом теле; и нагревательного элемента, расположенного во внутренней полости тела управляющего стержня или внутренней полости тела питающей трубки; причем перенос тепла реализуют от нагревательного элемента через тело управляющего стержня или тело питающей трубки, соответственно, в тело питающей трубки или тело управляющего стержня, с целью предварительного нагрева как тела управляющего стержня, так и тела питающей трубки.According to another embodiment of the present invention, there is provided a pre-heating control system, which is a combination of a control rod and a tube and designed to control the flow of molten metal from the molten metal distribution system into the mold, the pre-heating control system consisting of: a control rod having a body and the inner cavity in this body; a feeding tube having a body and an internal cavity in this body; and a heating element located in the inner cavity of the body of the control rod or the inner cavity of the body of the supply tube; moreover, heat transfer is realized from the heating element through the body of the control rod or the body of the supply tube, respectively, to the body of the supply tube or the body of the control rod, with the aim of preheating both the body of the control rod and the body of the supply tube.

Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения, предлагается способ предварительного нагрева управляющего стержня, предназначенного для управления протеканием расплавленного металла через систему распределения расплавленного металла и в литейные формы, и этот способ содержит следующие этапы: обеспечивают питающую трубку, имеющую канал, выполненный таким образом, чтобы способствовать протеканию расплавленного металла из системы распределения расплавленного металла в литейные формы; обеспечивают тело управляющего стержня, имеющее внутреннюю полость и внешнюю поверхность, причем внешняя поверхность выполнена таких размеров и формы, чтобы обеспечить оперативное перекрывание канала питающей трубки при вводе управляющего стержня в канал; обеспечивают нагревательный элемент во внутренней полости тела управляющего стержня; вводят управляющий стержень в питающую трубку, чтобы препятствовать протеканию расплавленного металла через питающую трубку; увеличивают температуру нагревательного элемента, расположенного в управляющем стержне, для предварительного нагрева управляющего стержня перед подачей металла в питающую трубку; и выводят управляющий стержень из питающей трубки, чтобы сделать возможным протекание расплавленного металла через питающую трубку. В дополнительных вариантах описанного выше способа он может, кроме того, содержать дополнительное увеличение температуры нагревательного элемента до уровня, достаточного для дополнительного предварительного нагрева питающей трубки.According to yet another embodiment of the present invention, there is provided a method for preheating a control rod for controlling the flow of molten metal through a distribution system of molten metal and into casting molds, and this method comprises the following steps: providing a supply tube having a channel configured so that to facilitate the flow of molten metal from the molten metal distribution system into the molds; provide the body of the control rod having an internal cavity and an external surface, and the external surface is made of such dimensions and shapes to provide operational overlapping of the channel of the supply tube when the control rod is inserted into the channel; provide a heating element in the inner cavity of the body of the control rod; introducing a control rod into the feed tube to prevent molten metal from flowing through the feed tube; increase the temperature of the heating element located in the control rod to preheat the control rod before supplying metal to the supply tube; and withdrawing the control rod from the feed tube to allow molten metal to flow through the feed tube. In further embodiments of the method described above, it may further comprise an additional increase in the temperature of the heating element to a level sufficient to further pre-heat the supply tube.

Claims

1. Управляющий стержень для управления протеканием расплавленного металла в системе распределения расплавленного металла при литье, при этом управляющий стержень содержит:
тело с внутренней полостью и внешней поверхностью, выполненной таких размеров и формы, чтобы обеспечить ее взаимодействие с внутренней поверхностью питающей трубки; и
нагревательный элемент, расположенный во внутренней полости тела управляющего стержня, с возможностью передачи тепла через тело управляющего стержня соответственно верхней, средней и/или нижней части внутренней поверхности питающей трубки.1. The control rod for controlling the flow of molten metal in the distribution system of the molten metal during casting, while the control rod contains:
a body with an internal cavity and an outer surface made of such sizes and shapes to ensure its interaction with the inner surface of the supply tube; and
a heating element located in the inner cavity of the body of the control rod, with the possibility of heat transfer through the body of the control rod, respectively, of the upper, middle and / or lower part of the inner surface of the supply tube.

2. Управляющий стержень по п. 1, отличающийся тем, что во внутренней полости тела управляющего стержня расположена термопара для предоставления информации о температуре в теле этого стержня.2. The control rod according to claim 1, characterized in that a thermocouple is located in the inner cavity of the body of the control rod to provide information about the temperature in the body of this rod.

3. Управляющий стержень по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент заделан во внутренней полости тела управляющего стержня.3. The control rod according to claim 1, characterized in that the heating element is embedded in the inner cavity of the body of the control rod.

4. Управляющий стержень по п. 1, отличающийся тем, что тело управляющего стержня изготовлено, по меньшей мере, частично из многослойного композитного керамического материала, который включает несколько слоев армирующего волокна, внедренного в литую керамическую матрицу.4. The control rod according to claim 1, characterized in that the body of the control rod is made at least partially of a multilayer composite ceramic material, which includes several layers of reinforcing fiber embedded in the molded ceramic matrix.

5. Система управления нагревом для контролируемого протекания расплавленного металла из системы распределения металла в литейные формы, содержащая:
множество управляющих стержней, имеющих тело стержня; и соответствующие питающие трубки с каналом для протекания расплавленного металла;
нагревательные элементы, расположенные полностью в теле управляющего стержня или теле питающей трубки и обеспечивающие перенос тепла от соответствующего нагревательного элемента через тело управляющего стержня или тело питающей трубки, соответственно, в тело питающей трубки или тело управляющего стержня, когда множество управляющих стержней располагаются в соответствующих питающих трубках, для предварительного нагрева как тела управляющего стержня, так и тела питающей трубки в верхней, средней и/или нижней части питающей трубки с обеспечением равномерного потока металла в литейные формы,
причем система управления нагревом сконфигурирована для одновременной вставки множества управляющих стержней во множество управляющих трубок.5. A heating control system for the controlled flow of molten metal from a metal distribution system into molds, comprising:
a plurality of control rods having a rod body; and corresponding supply tubes with a channel for the flow of molten metal;
heating elements located completely in the body of the control rod or the body of the supply tube and providing heat transfer from the corresponding heating element through the body of the control rod or the body of the supply tube, respectively, to the body of the supply tube or the body of the control rod, when many control rods are located in the corresponding supply tubes , for preheating both the body of the control rod and the body of the supply tube in the upper, middle and / or lower part of the supply tube with especheniem uniform flow of metal into the molds,
wherein the heating control system is configured to simultaneously insert a plurality of control rods into a plurality of control tubes.

6. Способ нагрева управляющего стержня для управления протеканием расплавленного металла через систему распределения расплавленного металла в литейные формы, включающий следующие этапы, на которых:
обеспечивают питающую трубку, имеющую канал, выполненный таким образом, чтобы способствовать протеканию расплавленного металла из системы распределения расплавленного металла в литейные формы;
обеспечивают тело управляющего стержня, имеющее внутреннюю полость и внешнюю поверхность, выполненную с размерами и формой,
обеспечивающими взаимодействие с внутренней поверхностью питающей трубки в верхней, средней и/или нижней части внутренней поверхности питающей трубки;
обеспечивают нагревательный элемент во внутренней полости тела управляющего стержня, причем нагревательный элемент располагают во внутренней полости тела управляющего стержня, соответствующей верхней, средней и/или нижней части внутренней поверхности питающей трубки для передачи тепла через тело управляющего стержня к внутренней поверхности питающей трубки;
увеличивают температуру нагревательного элемента, расположенного в управляющем стержне, для предварительного нагрева управляющего стержня перед подачей металла в питающую трубку; и
располагают управляющий стержень в питающей трубке для управления протеканием расплавленного металла через питающую трубку.6. A method of heating a control rod to control the flow of molten metal through a distribution system of molten metal into molds, comprising the following steps, in which:
providing a feed tube having a channel configured in such a way as to facilitate the flow of molten metal from the molten metal distribution system into the molds;
provide the body of the control rod having an inner cavity and an outer surface made with dimensions and shape,
providing interaction with the inner surface of the supply tube in the upper, middle and / or lower part of the inner surface of the supply tube;
provide a heating element in the inner cavity of the body of the control rod, and the heating element is located in the inner cavity of the body of the control rod corresponding to the upper, middle and / or lower part of the inner surface of the supply tube to transfer heat through the body of the control rod to the inner surface of the supply tube;
increase the temperature of the heating element located in the control rod to preheat the control rod before supplying metal to the supply tube; and
positioning the control rod in the feed tube to control the flow of molten metal through the feed tube.

7. Способ по п. 6, в котором осуществляют вывод управляющего стержня из питающей трубки для обеспечения протекания расплавленного металла через питающую трубку.7. The method according to p. 6, in which the withdrawal of the control rod from the supply tube to ensure the flow of molten metal through the supply tube.

8. Способ по п. 6, в котором увеличивают температуру нагревательного элемента до уровня, достаточного для дополнительного предварительного нагрева питающей трубки. 8. The method according to p. 6, in which the temperature of the heating element is increased to a level sufficient for additional pre-heating of the supply tube.