SE431299B - Munstycke for tillforsel av smelt metall i en maskin for kontinuerlig gjutning - Google Patents

Description

15k 20 25 35 7393200-5 i 2 roende av gjutparametrarna. Cylindrarna är kylda genom cirkuleran- de vatten och roterar i olika riktningar. Som ett resultat av den- na rotation kommer den smälta metallen, som lämnar munstycket och som har fyllt ut utrymmet mellan cylindrarna, att avkylas, stelna och föras vidare i form av en sträng eller remsa, som utsätts för ett visst tryck på grund av cylindrarnas krökning. Så snart remsan har nått det plan som bildas av cylindrarnas axlar, har den.fått sin slutliga form och kan framtagas genom upplindning på en spole eller bobin.

*Föreliggande uppfinning avser väsentligen injektorn eller munstycket, vars funktion är att fördela den smälta metallen lik- formigt över en given bredd. Munstycket är i stora drag utformat som en ihålig parallellepiped med liten höjd, vars längd är vinkel- rätt mot metallens flödesriktning. Munstycket innefattar vanligen en övre platta och en undre platta, vars yttre väggar inlednings- vis är plana och parallella med gjutplanet på matningstanksidan “och därefter krökta på ett konkavt sätt för anpassning till ut- rymmet mellan cylindrarna. De inre väggarna är plana och paral- glella med gjutplanet över deras hela yta och hålls åtskilda ge- nom tvärslåar till bildande av en kavitet, i vilken metallen strömmar.

-De undre och övre plattorna är förenade med varandra genom två organ, kallade sidoväggelement, som är applicerade mot plat- tornas sidoväggytor parallellt med gjutningsaxeln och som till- sluter arrangemanget. ,> Vid munstyckets utlopp bildar plattorna och sidoväggelementen en rektangulär sektion, kallad utloppsrör, varigenom metallen ut- strömmar mot cylindrarna. Vissa sidoväggelement, såsom de i nämnda tillägg nr 7Ä'839 beskrivna, har det speciella särdraget, att de sträcker sig förbi utloppsröret så att deras ändar anligger mot cylindrarna. a _ I r Även om munstycken, som är utformade på detta sätt, är mycket väl lämpade för maskiner som har en gjuthastighet, med andraïord pro- duktionskapacitet, för aluminium av ett ton metall per timma och per meter bandbredd, uppstår stora svårigheter om en ökning av denna hastighet är önskvärd. * Detta ger upphov till antingen repning av de vertikala sidor- na eller kanterna på den gjutna remsan åtföljt av skador på sido- väggelementens väggytor eller_ å andra sidan utbrott av metall som ger kanten ett sinusformigt utseende. I båda fallen är det nödvän- LO 15 25 30 HO 78Ö8200-5 digt att jämna till de två kanterna på den erhållna remsan, och kostnaden för denna extra operation, som adderas till kostnaden för att återutnyttja den avskrapade metallen, påverkar allvarligt priset för remsan eller strängen.

I syfte att övervinna dessa svårigheter har vi utvecklat en typ av munstycke som tillåter en väsentlig ökning av produktions- kapaciteten hos existerande gjutmaskiner samtidigt som kantdefek- terna undvikes. I Detta munstycke utmärks av att sidowfigplemamen sträcker sig ut förbi utloppsröret så att de har i följd på sin inre sidovägg först en rak del parallell med munstycksaxeln och med en längd mellan tjockleken hos den gjutna remsan och djupet hos den delvis stelna- de metallen och därefter en rak del som löper bort från munstycke- axeln och med denna bildar en vinkel av 5 till l0O samt har till- räcklig längd för att dess ände skall nå cylinderaxlarnas plan.

De två sidoväggelementen sträcker sig sålunda vidare ut från munstyckets utloppsrör med en definierad längd och tvärsektion, åtminstone med avseende på den vägg hos sidoväggelementet som vetter mot metallen. De andra väggarna har approximativt samma längd som den inre väggen, men deras tvärsektion är, ehuru den kan vara av godtycklig form för den externa sidoväggen, anpassad till cylíndrarnas form vad gäller de övre och undre väggarna.

De två sidoväggelementen utmärks därför av en sidovägg för- längd för det första genom en rak del parallellt med munstycke- axeln, dvs sidoväggarna förlänger munstyckets inre sidovägg ut från utloppsröret utan kontinuitetsupplösning eller -förlust. Den- na förlängning är fastlagd åtminstone till tjockleken hos den gjut- na remsan och kommer att ha ett maximumvärde motsvarande djupet hos den delvis stelnade metallen i remsan. rDet skall här närmare framhållas, att metallens stelnande bör- jar så snart metallen lämnar munstycket, dvs då metallen lämnar munstyckets undre och övre plattor, men är fullständigt först på en bestämd sträcka från utloppsröret, vilken är känd som djup av delvis stelnad metall, och i vart fall före uppnäendet av det plan som innehåller cylinderaxlarna, även benämnt "utloppsplan". Detta fullständiga stelnande kommmer att uppnås närmare utloppsröret ju mindre gjuthastigheten är. Som ett resultat härav kommer maximi- längden för munstycksförlängningen parallellt med munstyckets axel att vara beroende av den utnyttjade gjuthastigheten. Den kommer dock även att vara beroende av sträckan mellan munstyckets utlopp 10 15 20 25 30 HO ?søs2oo~s U och Üutloppsplanet", varvid denna sträcka är känd som "kontaktbå- ge", på grund av att den representerar den längd utefter vilken me- tall och cylindrar är i kontakt och där det förekommer kaloriöver- föring; Slutligen kommer maximivärdet för denna förlängning även att vara beroende av tjockleken hos den gjutna remsan och av av- vikelsen mellan temperaturen hos den gjutna metallen och stelnings- temperaturen.

Detta värde kan följaktligen icke ges. Det bestäms experimen- tellt som en funktion av maskinens driftsvärden genom kända för- faranden, såsom t.ex. genom införande av stänger med en millimeters diameter i munstycket och uppmätning av intervallet vid vars ände de stöter emot den stelnade metallen.

' *Sidoväggelementen utmärks även av förekomsten, utanför den fraka delen med en längd mellan remsans tjocklek och djupet av del- vis stelnad metall, av en rak del som bildar en vinkel av 5 till 150 med den föregående raka delen, varvid utsträckningen är bort från munstyckets gjutningsaxell Sidoväggelementen har sålunda i detta fall en inre sidovägg, som förlänger den uppströms belägna väggen, med beaktande av flödesriktningen för metallen, medelst en kontinuitetsupplösning eller -förlust, som är en vertikal kam el- ler ett utsprång kring vilket väggen vrider sig en vinkel av mel- lan' 5 och 150 till avvikelse från munstycksaxeln och därigenom å- stadkommande en vidgning i riktning nedströms. Denna vidgning eller '"släppning" är av tillräcklig längd för att änden av sidoväggele- menten skall vara belägen i "utloppsplanet". _ I enlighet med ett särskilt särdrag hos föreliggande uppfin- ning är vardera av de externa sidoväggarna hos sidoväggelementen försedda med förstärkningar benämnda motverkande sidoväggelement eller "motelement". I själva verket har man då gjutmaskínen star- tas observerat genomgång av ett temporärt tillstånd, under vilket djupet av delvis stelnad metall förblir lägre än värdet svarande mot remsans tjocklek; Under dessa förhållanden stelnar metallen i förtid och sidoväggelementens ändar utsätts då för avsevärda sido- påkänningar. Om de använda materialen har dåliga mekaniska egen- skaper, finns-det en möjlighet att munstycket blir deformerat el- ler till och med brister. Detta är anledningen till förslaget om förstärkningar åstadkomma genom styva element i en eller två delar, vilka förstärkningar appliceras på de externa sidoväggarna av sido- väggelementen och hålls på matningstanksidan genom ett fixerings- system med skruvar vid maskinens ram och på den motsatta sidan ge- u.. lO 20 25 BO 55 HO 5 vaoazoo-5 nom ett rätvinkligt element, vars ena sida är fixerad vid den ytt- re sidoväggen på motelementet och vars andra sida är fixerad vid den vägg på motelementet som vetter mot cylindrarna.

Ett annat särdrag hos uppfinningen förhindrar att sidovägg- elementens ändar utsätts för sidopåkänningar efter start. Detta särdrag innefattar att sidoväggelementens ändar gjorts rörliga, så att de kan förflyttas bort från kontakt med den stelnade metal- len under det temporära tillståndet och återföras så snart normal drift har uppnåtts. Förlängningen av sidoväggelementen förbi ut- loppsröret bildas sålunda av en fast del, som är utförd i ett styc- ke med själva sidoväggelementet, och av åtminstone en rörlig del som bildar ett avtagbart eller utbytbart element.

Den fasta delen har en inre sidovägg, som är parallell med munstycksaxeln och har en längd lika med den för djupet av delvis stelnad metall vid startögonblicket. Beträffande den rörliga de- len gäller att dess inre sidovägg kompletterar den ovan nämnda ge- nom att därtill tillfoga den längd som behövs för att ge ett to- talt värde som ligger mellan remsans tjocklek och djupet av delvis stelnad metall i normal drift, liksom det för släppningen motsva- rande de ovan beskrivna sidorna. _ Mekanismen för att öppna och stänga det löstagbara elementet kan innefatta kända organ.

En variant av uppfinningen gör det möjligt att på ett annat sätt övervinna de påkänningar som sidoväggelementen utsätts för un- der maskinens startperiod. Denna variant inbegriper att man förser sidoväggelementens externa sidoyta med mekaniska organ, såsom fjäd- rar, som tillåter sidoväggelementen att röra sig bort från varand- ra, då en onormal påkänning utövas av metallen, och att därefter återgå till sitt utgångsläge så snart påkänningen upphör.

Det är även möjligt att inom ramen för uppfinningen utnyttja munstycken, som har en utloppsrörlängd motsvarande cylindrarnas operativa längd. I detta fall är sidoväggelementen placerade vid sidan om cylindrarna, så att elementens raka vertikala sidovägg, som har en längd innehållen mellan tjockleken hos remsan och dju- pet av delvis stelnad metall, kommer till anliggning mot de ytor hos cylindrarna, som är vinkelräta mot cylinderaxlarna. Detta sär- skilda arrangemang gör det möjligt att gjuta remsor av maximal bredd vid ett givet cylinderspel och gör det dessutom möjligt att framflytta eller återdraga sidoväggelementet utan att påverkas av avståndet mellan cylindrarna. I detta arrangemang är sidoväggele- 10 15 20 25 50 35 to a 7tøs2oe+5 s j 6 menten försedda med organ för att glidande förskjuta desamma utef: ter de yttre väggarna på munstyckets plattor och dårigenom erhålla enkel reglering av längden ut förbi utloppsröret och snabb anpass- ning till en ändring av de karakteristiska särdragen för gjutningen.

I syfte att övervinna varje termisk obalans hos maskinen ärj sidoväggelementen i enlighet med uppfinningen med fördel förseddac med kyl- eller uppvärmningsanordningar liksom kontroll- och regler- organ för att förhindra kantgjutdefekter eller stelnande i förtid och för att bringa maskinen att fungera på ett flexibelt och regel- bundet sätt . _ Uppfinningen kommer att framgå klarare av följande beskriv- ning i anslutning till bifogade ritning. I' 7 Fig. l år en_sektionsvy av en maskin för kontinuerlig sträng- gjutning, vilken innefattar munstycket med dess sidoväggelement.

Fig. 2 är en perspektivvy av en enhet innefattande matningstanken och munstycket. Figt 3 är en perspektivvy av en del av munstycket.

Fig. H - 9.år visade i samma planvy. Fig. H visar en del av mun- stycket med sidoväggelement i enlighet med krav l..Fig. 5 visar en del av munstycket försett med ett motelement. Fig. 6 visar en adel av munstycket med en löstagbar sidoväggdel. Fig. 7 visar en del av munstycket innefattande mekaniska organ avsedda att bringa sidoväggelementet tillbaka till dess utgångsläge efter en påkän- ning. Fig. 8 visar en del av munstycket försett med ett förskjut- bart sidoväggelement. Fig. 9 visar en del av munstycket försett med uppvärmnings- och avkylningsorgan._ Fig. l visar i detalj en gjutmaskin innefattande en matnings- _ ränna l, som innehåller smält metall 2 och är försedd med ett hål eller en öppning 3 och en flottör 4 för att hålla en konstant me- i tallnívå.i matningstanken 5. Matningstanken 5 står i förbindelse med ett munstycke 6, som genom sitt utloppsrör 7 utmatar den smäl- ta metallen mellan två cylindrar 8. Metallen utfyller utrymmet mel- lan utloppsröret, planet för cylindrarnas axlar 9, det så kallade utloppsplanet, och kontaktbågarna 10. Efter stelnande och valsning lämnar metallen cylindrarna i form av en remsa ll, som upplindas' på en spole lš med hjälp av avböjningsrullar 12. ' Fig. 2 visar i perspektiv en enhet bestående av en matnings- tank 5 och ett munstycke 6. Såsom framgår av figuren är munstycket sammansatt av ett flertal element 16, vartdera innefattande en 'undre platta lä och en övre platta 15. Plattorna är åtskilda av tvärslåar lf för åstadkommande av ett utrymme mellan plattorna, _ __. ___-.. .l. ..,...._.....,. _. _.. _. l0 20 25 50 55 H0 7808200-5 vilket utrymme står i förbindelse med den yttre omgivningen ge- nom utloppsröret 7.

Fig. 3 är en perspektivvy av en del av munstycket och visar förlàngungen av sidoväggelementet ut förbi utloppsröret. Det är möjligt att på den inre sidoväggen urskilja först en rak del 19, som är parallell med munstycksaxeln, och därefter en rak del 20, som löper bort från munstyckets axel. Den inåtkrökta formen på den del av sidoväggelementet och plattorna, som är i ingrepp mel- lan cylindrarna, torde observeras.

Fig. 4 är en planvy av munstycket, vars inre vägg hos sido- väggelementet ger vinkeln 21 eller släppningen som bildas av de inre sidoväggarna 19 och 20.

Fig. 5 visar i samma vy som ovan en del av munstycket för- stärkt av ett motelement 22 som hålls utefter hela sidoväggele- mentet medelst skruvar 23 och vid dess ände av ett rätvinkligt element 2Ä och skruvar 25.

Fig. 6 visar i samma vy som ovan ett sidoväggelement inne- fnttande en löstagbar del 26, som är integrerad med en skruv 27 och rör sig i ett bärorgan 28, som är fastsatt vid sidoväggelemen- tet medelst skruvar 29.

Pig. 7, som likaledes är tagen i samma vinkel, hänför sig till en del av munstycket försett med mekaniska organ för att tillåta sidoväggelementets ände att ge efter vid påkänning och bringa si- doväggelementet tillbaka till utgångsläget, så snart påkänningen har försvunnit. Figuren visar den förlängda del av sidoväggelemen- tet som kan svänga kring en axel 30. Rörelsen överförs till en arm 31, som är förskjutbar på en vid ett stöd 33 fastsatt axel 32 och sammanpressar en fjäder 34 i samband med påkänningen. Så snart på- känningen upphör, frisläpps fjädern och återför sidoväggelementets ände till dess utgångsläge. , Fig. 8 visar ett glidbart eller förskjutbart sidoväggelement, vars längdände är förlängd på matningstanksidan genom en skruvgäng- ad stav 35, som kan rotera fritt i sidoväggelementet utan att åt- skiljas från detta och som passerar inuti en med innergänga för- sedd del 36 fastsatt vid maskinens ram 37. Genom in- eller utskruv- ning av staven 35 bringas sidoväggelementet 18 att framskjutas el- ler återdragas relativt cylindrarna 8.

Fig. 9 hänför sig till ett sidoväggelement, i vilket uppvärm- ningselement 38 och avkylningselement 39 är införda för att kom- pensera för termiska variationer hos maskine, särskilt under plöts- 7 ß0s2ß@“5 liga stopp eller under per rde förstås vättre genom beaktande av följan- ioder av övergångsdrift.

Uppfinningen to de exempel.

Exempel 1 10 15 En gjutmaskin försedd med ett munstycke i enlighet med upp- finningen matades med aluminium. Olika driftkriteria applicerades för överskridande av en produktionskapacitet av ett ton per timme och per breddmeter; » 620 620 960 960 Cylinderdiameter i mm 540 620 620 620 kontaktbåge iomm 60 70 '55 45 M5 45.100 70 Remstjocklek i mm 10 10 10 10 7 5 6 10 *Längd av den raka delen av ' sidoväggelementet i mm 15 35 25 20 7 5 15 30 Vinkel hos sidoväggelementet i grader 10 10 10 15 10 10 10 10 Produktivitet uppnådddutan _ 5 5 kantusbrott (ton per timme) 1,u 2 1,8 1,5 1,5 1,3 2,2 2,2 20 25 50 55 Exempel 2 Maskinen försedd med ett munstycke av samma sammansättning yttjaaes för gjufining av bly. Råaanae ariftskriteri utn a var här- vid följande: Cylinderdiameter i mm 2220 Kontaktbågè i mm 75 Remstjocklek i mm 2,8 Längd av den raka delen av sidoväggelementet i mm 30 Vinkel uppnådd utan kant- utbrott (ton per timme) l0 pnâdda produktiohskapaciteten var 7,6 ton per timme och under det att i konventionella installationer 4,7 ton 'Den up per meter, per timme och per meter uppnåddes vid åstadkommande av en remsa som var korrekt och icke hade några kantutbrott. 01 Föreliggande munstycke kan utnyttjas i varje maskin för kon- mellan cylindrar. Då höga produktionskapacite=_ tinuerlig gjutning "rskilt väl lämpat för åstadkoman- ter önskas, är dock munstycket s som icke har några kantdefekter, av lätt eller tunga metaller, såsom de av remsor, a metaller, såsom aluminium och dess legeringar, tenn, bly, zink, koppar och deras legeringar.

Claims (5)

1. 7808200-5 PATENTKRAV l. Munstycke (6) för tillförsel av smält metall (Z) i en maskin för kontinuerlig gjutning av en remsa eller sträng, vilken maskin har en rörlig form av den typ som utnyttjas för kontinuerlig gjutning mellan cylindrar (8) med horisontella axlar, k ä n n e t e c k n a t av att dess sidoväggelement (18) sträcker sig ut förbi ut- loppsröret (7) för att på sidoväggelementens inre sidovägg i följd åstadkomma först en rak del (19) parallell med mun- styckets axel och med en längd, som ligger mellan tjockleken av den gjutna remsan (ll) och djupet av delvis stelnad metall, och därefter en rak del (20) som löper bort från munstyckets axel och med denna bildar en vinkel (Zl) av 5 till 150 samt har tillräcklig längd för att dess ände skall nå cylinderaxlarnas (9) plan.

2. Munstycke enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att vartdera av sidoväggelementen (18) på sin yttre sido- yta är försett med ett motelement (22) fastsatt vid dess ände medelst ett rätvinkligt element (24).

3. Munstycke enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att den del av sidoväggelementet som sträcker sig ut förbi utloppsröret (7) är i ett stycke med själva sidovägg- elementet över en del av längden svarande mot den raka delen (19), som är parallell med munstyckets axel, varvid den andra delen utgörs av åtminstone ett löstagbart element (26).

4. Munstycke enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att sidoväggelementen (18) är försedda med mekaniska organ (3l,32,33,34) för att bringa dem tillbaka till deras utgångsläge, efter det att tillfälliga påkänningar har ut- övats av den gjutna metallen. 9

5. Munstycke enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att sidoväggelementen (18) har sina inre sidoväggar (19) som är parallella med munstyckets axel, belägna på ett av- stånd från varandra som är större än längden av cylindrarna i gjutmaskinen och är försedda med organ (35,36,37) som tillåter dem att förskjuta sin riktning,som är parallell med gjutaxeln.

0. Sidoväggelement enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a t av att det är försett med uppvärmnings- och avkyl- ningsorgan (38,39) och kontroll- och regleringsanordningar därför.