Литье в другие кристаллизаторы с движущимися стенками

В 1939 г. фирма Veltener Leichtmetall-Gieperei GmbH предложила кристаллизатор для получения пластин. Узкие стенки кристаллизатора неподвижны, а широкие образованы водоохлаждаемыми дисками, вращающимися вокруг горизонтальных осей в направлении перемещения слитка. Скорость вращения дисков регулируется таким образом, чтобы линейные скорости всех точек диска, соприкасающихся с разливаемым слитком, были равны или больше скорости опускания слитка. При этом ни в одном месте слитка не возникают напряжения растяжения, а имеются только напряжения сжатия, не опасные для слитка. Узкие стороны кристаллизатора могут закрываться защитными лентами.

Установка показана на рис. 207 и 208. Рабочая полость кристаллизатора образуется водоохлаждаемыми шайбами 1 и 2 и также водоохлаждаемыми стенками 3 и 4, которые для устранения трения перекрываются предохранительными защитными лентами 5.

В 1933 г. Кольхааз предложил установку, рабочая полость кристаллизатора которой образована диском, вращающимся вокруг вертикальной оси, и бесконечной пластинчатой цепью, которая является верхней половиной кристаллизатора. На рис. 209 и 210 изображена схема этой установки. На рис. 211 показана бесконечная пластинчатая цепь с входной стороны, на рис. 212 — сечение по кристаллизатору: 1 — диск, 2 — рабочая полость кристаллизатора, 3 — бесконечная пластинчатая цепь. Рабочую полость кристаллизатора (желобок) целесообразно делать не в самой шайбе, а в пустотелом ободе 5, который можно охлаждать водой, 6 — направляющий ролик. Жидкий металл подается в месте, указанном позицией 7, и выходит в виде слитка в месте, указанном позицией 8.

Установка предназначалась для получения прутков из меди и других металлов.

В 1949 г. Кежнони предложил использовать вместо бесконечной цепи подвижную плоскую ленту 1, прижимаемую к диску на некоторой длине рабочей полости 3 кристаллизатора роликами 2 (рис. 213 и 214). Лента охлаждается водой, распыляемой сжатым воздухом, для этой цели между роликами 2 устанавливают форсунки 4. Установка наклонена под углом 20—25° к горизонту. Расплавленный металл подается через воронку 5.

В 1926 г. Хаммершмидт предложил установку с кристаллизатором, рабочая полость которого образована желобом, расположенным по окружности вращающегося колеса, и закрывающими этот желоб подвижными пластинами, которые перед плоскостью выхода затвердевшего слитка поднимаются вверх и затем вновь опускаются в рабочее положение у участка заливки металла.

На рис. 215 показано вертикальное сечение установки. Пластины 1 связаны с роликами 2, перемещающимися по направляющим 3. Пластины в определенных местах поднимаются вверх или вниз, закрывая или открывая литейный желоб. Установка может работать в горизонтальном, вертикальном или в наклонном положениях. Она предназначается для непрерывного литья стали и других металлов.

Изобретатель предусматривал замену кольцевого кристаллизатора прямолинейным и указал на возможность неподвижного расположения кристаллизатора и перемещения литейного устройства вдоль него. Он также предлагал подвергать литейный желоб вибрации без перерыва подачи металла.

В 1935 г. фирма Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg AG предложила установку для непрерывного литья, кристаллизатор которой выполнен из звеньев, образующих по винтовой линии цилиндрическую поверхность и соединенных в бесконечную цепь. Звенья цепи сматываются снизу и наматываются сверху. При этом каждое звено перемещается вдоль кристаллизатора и отливаемый слиток также непрерывно перемещается в кристаллизаторе. На рис. 216 схематически представлена данная установка, а на рис. 217 — ее вертикальное сечение; на рис. 218 показан вид сверху. Бесконечная цепь из звеньев 1, сделав петлю (на рисунках не показана), возвращается в исходное положение. Каждое звено цепи имеет форму сегмента и шарнирно соединяется в бесконечную цепь, которая при намотке образует рабочую полость кристаллизатора.

Установка предназначалась для непрерывного литья легких металлов, в особенности магниевых сплавов. На рис. 219 показана установка Гагнони (1949 г.) с прямолинейным кристаллизатором 1, поперечное сечение которого соответствует сечению кристаллизатора, представленному на рис. 214. Кристаллизатор может перемещаться на роликах 2 с помощью зубчатой рейки, покоящейся на двух направляющих 5; 4 — лента, закрывающая на некотором расстоянии рабочую полость кристаллизатора роликами 5, снабженными пружинами. Перед началом литья передний конец кристаллизатора устанавливается под воронкой 6 и после начала подачи металла перемещается в направлении, указанном стрелкой. Когда передний конец отливаемого слитка пройдет через корпус 7 с роликами 5, лента 4, прикрепленная к держателю 8, поднимается вверх, и слиток с помощью клина 9 извлекается из кристаллизатора.

На рис. 220 представлена установка, которую в 1950 г. предложил Бреннан. Кольцо 1, изготовляемое из хромистой стали или графита, образует внутреннюю стенку кристаллизатора и вращается против часовой стрелки. Расплавленный металл подается через воронку 2, на конце которой находится кристаллизатор. В кольцевом зазоре между кристаллизатором и кольцом 1 образуется металлическая труба, которая разрезается дисковой пилой 3, снимается с кольца с помощью валков 4, расправляется в плоскую ленту и сматывается моталкой 5. Для упрощения разрезки трубы кольцо 1 имеет продольный паз. Чтобы отливаемая труба не приваривалась к кольцу, перед поступлением в расплавленный металл кольцо проходит через воронку 6, наполненную огнеупорной керамической массой; для смазки кольца можно применять также и сажу.

При использовании кристаллизатора в виде кольца с несколькими продольными пазами, как показано в поперечном сечении на рис. 221, можно получать одновременно несколько металлических прутков, соединенных между собой очень тонкими легко отделяющимися перемычками.

Бреннан применял кольцо из жаропрочного сплава с внешним диаметром 1830 мм, кольцо было изготовлено из круглого прутка диаметром 25,4 мм и пропускалось через тигель с жидким алюминием или медью, в дне которого находился водоохлаждаемый медный кристаллизатор, внутренний диаметр которого на 3,2 мм превышал диаметр кольца. При этом образовывалась труба с толщиной стенки 1,6 мм. Бреннан предлагал также покрывать кольцо стальной полосой и затем пропускать через расплавленную медь, чтобы получать биметаллические ленты.

По другому предложению, которое Бреннан также сделал в 1950 г., для изготовления труб, штанг, проволоки и полос через воронку, наполненную расплавленным металлом и имеющую снизу кристаллизатор, пропускаются два кольца, образующие одну или несколько полостей для разливаемого металла. Устройство показано на рис. 222. Два кольца 1 и 2, состоящие из керамического материала или графита, или малопрочного неметаллического вещества (например, искусственные смолы) вращаются в направлении против часовой стрелки и пропускаются вначале через воронку 3, наполненную массой, предохраняющей кольца 1 и 2 от приваривания к ним расплавленного металла. Затем кольца попадают в кристаллизатор с расплавленным металлом. Здесь металл заполняет пространство между кольцами и затвердевает, превращаясь в полосу 4. На рис. 223 показано поперечное сечение колец 1 и 2 вместе с опорными роликами 5 и 6. Шариковые подшипники 7 обеспечивают сохранение определенного расстояния между кольцами.

Если кольца 1 и 2 изготавливаются из такого легко разрушающегося материала, как например искусственные смолы или гипс, то после каждой отливки металла в данный кристаллизатор эти кольца должны заменяться; при изготовлении же колец из металла их следует каждый раз вновь покрывать такого рода материалом. На рис. 224 показано поперечное сечение двух формующих колец для отливки прутков или проволоки. Через отверстия 9 внешнего кольца 8 металл попадает в формующие полости. Внешнее кольцо должно изготавливаться из формовочного (легко разрушающегося) материала. Изобретатель считает, что таким способом можно получать более плотные отливки, так как во время усадки к затвердевающей заготовке подводятся все время новые порции металла. Во время продвижения расплавленного металла через формующую полость и камеру охлаждения происходит полная дегазация отливаемых заготовок.

В 1938 г. фирма Metal Carbids Corp. предложила способ получения стальных листов непосредственно из жидкой стали (рис. 225, 226). Конструкция такой установки весьма схожа с представленной на рис. 207 и 208. Расплавленный металл поступает из печи 4, снабженной, как и установка, приведенная на рис. 311, высокочастотной обмоткой 2, на охлаждаемый диск 3 из меди или алюминия, покрытый графитом, и образует лист 4, который подается в прокатный стан 6 вертикальными валками 5.