Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)

Авторы патента:


Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)
Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)
Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)
Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)
Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)
Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)
Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)
Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)
Способ изготовления длинных слитков (резка в печи)

 


Владельцы патента RU 2583219:

АрТиАй Интернэшнл Металс, Инк. (US)

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке реакционноспособных металлов, например титана. Способ включает формирование непрерывного слитка в кристаллизаторе 54, размещенном во внутренней плавильной камере 12 печи 1 непрерывного литья с инертной атмосферой, перемещение слитка валками 60 и резку слитка резаком 62. В процессе резки слиток через кольцевые барьеры 47 и 49, находящиеся сверху и снизу от резака, барьеры примыкают к наружному периметру слитка и обеспечивают предотвращение попадания опилок через барьер во внутреннюю камеру печи 1 и в валки 71, транспортирующие слиток. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в целом к печам для литья металла и методам эксплуатации таких печей. Конкретнее, печь сконфигурирована для непрерывной разливки, особенно в отношении таких металлов, как титан, который при разогреве реагирует с кислородом. В частности, в печи имеется резак для резки металлического литья в печи и выходная камера, что облегчает практически непрерывный процесс литья.

ПРЕДПОСЫЛКИ

Известно много конфигураций печей непрерывного литья. Например, патент США 7,470,305, выданный Джексону с соавторами, раскрывает печь, собранную для попеременной заливки из общего горна в две изложницы непрерывного литья для формования слитков различного вида, при этом используются два подъемника для перемещения слитков в две различные выходные камеры. Каждую выходную камеру можно выборочно отключать от плавильни, где расположены горн и изложницы. У каждой выходной камеры имеется задвижка, которую можно открывать для извлечения слитков. Поскольку печь Джексона обеспечивает непрерывное литье методом попеременной заливки, она требует две формы, факелы для каждой формы, две выходных камеры и два подъемника. Кроме того, в печи Джексона применяются поршневые подъемники, которые проходят существенно ниже выходной камеры и, таким образом, требуют дополнительного вертикального пространства для нормальной работы.

Титан и некоторые другие металлы в разогретом состоянии сильно реагируют с кислородом. Таким образом, при литье таких металлов желательно предотвращать взаимодействие горячих слитков с воздухом за пределами печи. Патент США 7,484,549, выданный Жаку с соавторами, представляет печь непрерывного литья для заливки таких реактивных металлов с использованием стекла или другого покрытия слитков для предохранения их от воздействия кислорода после выхода из печной камеры. Хотя такое покрытие предотвращает взаимодействие горячего слитка с кислородом, данный метод требует конфигурации для нанесения стеклянного покрытия и контроля правильного нанесения этого покрытия на слитки. Кроме того, в некоторых случаях может потребоваться производство слитка без стеклянного или любого другого защитного слоя на внешней стороне.

В данной области существует потребность в относительно низкой стоимости печи, обеспечивающей высокоэффективную непрерывную разливку металла. Данное изобретение предлагает такую печь без некоторых процессов и конструкций, упомянутых выше в отношении печей такого типа.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С одной стороны, изобретение может обеспечить способ, включающий стадии: формирование отливки металла в атмосфере инертного газа внутри печи в изложнице для непрерывного литья, помещенной во внутреннюю камеру печи; и резка металлической отливки резаком во внутренней камере печи с образованием чернового металлического слитка во внутренней камере печи и готового слитка во внутренней камере печи ниже по потоку от чернового слитка.

ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖА С ПОЯСНЕНИЕМ КАЖДОЙ ИЗ НИХ

Чертеж 1 представляет собой схематический вид в разрезе первого примера печи непрерывного литья по данному изобретению.

Чертеж 2 аналогичен чертежу 1 и показывает начальную стадию формирования металлической отливки, проходящей через изложницу в валковую секцию верхней камеры.

Чертеж 3 аналогичен чертежу 2 и показывает отливку металла на следующей стадии формирования с прохождением из изложницы через валковую секцию и секцию резки в верхней камере в нижнюю выходную камеру, находящуюся в положении приемки, и резку в секции резки.

Чертеж 4 аналогичен чертежу 3 и показывает отливку после нарезки в секции резки с образованием готового слитка, опущенного в нижнюю выходную камеру в положении приемки, и оставшегося чернового слитка, проходящего из формы через валковую секцию печи и секцию резки верхней камеры.

Чертеж 5 аналогичен чертежу 4 и показывает нижнюю выходную камеру в положении вывода и готовый слиток, выходящий из нижней выходной камеры.

Чертеж 6 аналогичен чертежу 3 и показывает второй пример печи непрерывного литья на той же стадии эксплуатации, что и на чертеже 3.

Чертеж 7 аналогичен чертежу 6 и показывает второй пример печи на той же стадии эксплуатации, что и на чертеже 4.

Чертеж 8 аналогичен чертежу 7 и показывает второй пример печи на той же стадии эксплуатации, что и на чертеже 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Печь непрерывного литья данного изобретения в общем виде показана на чертеже 1. Печь 1 состоит из первой, или верхней, камеры 2 и второй, или нижней, камеры 4, находящейся ниже по потоку от первой камеры 2. Изоляционный блок 6 расположен между камерами 2 и 4, на или вдоль нижнего выходного края 8 первой камеры 2 и на или вдоль верхнего входного края 10 второй камеры 4. В примере осуществления изобретения нижняя камера 4 может перемещаться относительно верхней камеры 2.

Верхняя камера 2 включает в себя несколько суб-камер или секций, включая плавильную суб-камеру, или секцию 12, валковую суб-камеру, или секцию 14, и суб-камеру резки, или секцию 16. Первая камера 2 включает в себя первую жесткую, или верхнюю кладку 18, которая ограничивает собой первую, или верхнюю, внутреннюю камеру 20 и внутри которой имеется жесткая плавильная суб-камера, или секционную кладку 22, жесткую валковую суб-камеру, или секционную кладку 24, и жесткую суб-камеру резки, или секционную кладку 26. Кладка 22 ограничивает собой внутреннюю емкость плавления 28, кладка 24 ограничивает внутреннее валковое пространство 30, и кладка 24 ограничивает внутренне пространство резака 32. Верхняя кладка камеры 18 дополнительно включает в себя первую, или верхнюю, переходную кладку 34, вторую, или среднюю, переходную кладку 36, и третью, или нижнюю, переходную кладку 38. Все кладки - 34, 36 и 38 - как правило, имеют форму трубы или тоннеля. Камера 20 проходит от верхней части плавильни 28 к смежной нижней части нижней проходной кладки 36.

Верхний, или входной, край верхней проходной кладки 34 жестко соединен с нижним, или выходным, краем кладки 22 плавильной секции 12 жестким соединением, а нижний, или выходной, край верхней проходной кладки 34 жестко соединен с верхним, или входным, краем кладки 24 валковой секции 14 жестким соединением. Так же верхний, или входной, край средней проходной кладки 36 жестко соединен с нижним, или выходным, краем кладки 24 валковой секции 14 жестким соединением, и нижний, или выходной, край средней переходной кладки 36 жестко соединен с верхним, или входным, краем стенки 26 секции резака 16 жестким соединением. Верхний, или входной, край нижней проходной кладки 38 жестко соединен с нижним, или выходным, краем кладки 26 секции резака 16 жестким соединением. Нижняя проходная кладка 38 проходит вниз по потоку от него к нижнему, или выходному, краю. Изолирующий блок 6 соединен с нижней проходной кладкой 38, примыкающей к ее нижнему, или выходному, краю.

Кладка 22 плавильной секции вместе с донной частью кладки ограничивает собой нижнее выпускное отверстие 40, вертикально ориентированное и сообщающееся по текучей среде с верхним, или входным, краем прохода, ограниченного верхней проходной кладкой 34. Кладка 24 валковой секции вместе с верхней ее частью ограничивает собой верхнее выходное отверстие 42, вертикально ориентированное и сообщающееся по текучей среде с нижним, или выходным, краем прохода, ограниченного верхней проходной кладкой 34. Кладка 24 валковой секции вместе с донной частью кладки ограничивает собой нижнее входное отверстие 44, вертикально ориентированное и сообщающееся по текучей среде с верхним, или входным, краем прохода, ограниченного промежуточной проходной кладкой 36. Кладка 26 секции резака вместе с верхней частью ограничивает собой верхнее входное отверстие 46, вертикально ориентированное и сообщающееся по текучей среде с нижним, или выходным, краем прохода, ограниченного промежуточной проходной кладкой 36. Кладка 26 секции резака вместе с донной ее частью ограничивает собой нижнее выходное отверстие 48, вертикально ориентированное и сообщающееся по текучей среде с верхним, или выходным, краем прохода, ограниченного нижней проходной кладкой 38. Проход, ограниченный нижней проходной кладкой 38, оснащен нижним выходным отверстием 50.

Верхний кольцевой, или верхний, барьер 47 в камере 20 установлен в верхней, или входной, части кладки 26 секции резака 16, сообщающейся с нижним по потоку краем прохода промежуточной стенки 36. Нижний барьер 49 в камере 20 установлен на нижней, или выходной, части кладки 26 секции резака 16, сообщающейся с верхним краем прохода нижней кладки 38. Барьеры 47 и 49 имеют внутренний периметр, образующий сквозное отверстие, через которое проходит литье, когда металл стекает в ходе литья в печи 1. Все эти внутренние периметры имеют размеры и форму по существу такие же, как внутренний периметр изложницы 54 и внешний периметр литья, формованного в изложнице 54, или может быть чуть больше. Если внутренний периметр барьера такой же, как внешний периметр отливки, барьер может также называться очистителем, поскольку он будет соприкасаться с внешним периметром отливки, когда она проходит через барьер/очиститель. Внутренний периметр барьеров 47 и 49 может, например, быть подобран таким образом, чтобы ни одна точка внутреннего периметра не отстояла больше, чем на обычное расстояние 1/16, 1/8 или 1/4 дюйма от внешнего периметра литья, когда это литье поступает через кольцевой барьер. Таким образом, если отливка или слиток имеют цилиндрическую форму, диаметр внутреннего периметра кольцевого барьера 47 или 49 может быть, например, ограничен теми же параметрами, что и внутренний диаметр изложницы 54 и внешний диаметр отливки, либо не более чем на 1/8, 1/4 или 1/2 дюйма больше внутреннего диаметра изложницы 54 и внешнего диаметра отливки. Барьеры 47 и 49 могут быть, к примеру, в виде термоусаживаемой прокладки или уплотнения, в форме металлических пластин или другой подходящей конфигурации.

Печь 1 дополнительно включает в себя внутри полости 28 плавильной секции 12 основной, или плавильный, горн 52, ограничивающий собой плавильную полость, непрерывную литейную изложницу 54 с внутренним периметром, ограничивающим проходную плавильную полость сверху донизу, горелка 56 горна плавильной печи и очаг горения 58 изложницы. Горн 52, как правило, имеет водяное охлаждение и сообщается по текучей среде с верхней частью изложницы 54, обычно путем переполнения горна 52. Горелками 56 и 58, как правило, являются плазменные горелки, хотя возможно применение и других горелок при подходящих условиях. В примере осуществления изобретения горелка 56 расположена прямо над плавильной полостью, ограниченной горном 52, а горелка изложницы 58 расположена прямо над полостью изложницы, ограниченной изложницей 54.

Несколько комплектов верхних валков 60 для слитков установлены с возможностью вращения на кладке 24 в камере 30 валковой секции 14 и формируют механизм подъема или опускания металлического слитка или отливки. Каждый комплект включает в себя пару валков 60, контактирующих с внешним периметром отливки и зажимающих между собой отливку, когда та проходит вниз от изложницы 54 в секции 14. Резак, или устройство для резки 62, расположен в камере 32 секции резки 16. В примере осуществления изобретения резак отливки 62 - это, как правило, физический или механический резак с рамой и жестким режущим элементом 63, подвижно закрепленным на раме. Например, резак 62 может быть резаком сдвигового типа с режущим элементом в виде жестко закрепленного элемента или абразивным резаком с режущим элементом в виде абразивного режущего колеса либо лезвия, которое обычно монтируется с возможностью вращения либо колебаний вперед-назад. Если газ в печи требуется инертный, как при использовании плазменных горелок и/или при отливке металлов, реагирующих при разогреве с кислородом, нельзя применять резак, требующий использования кислорода. Кроме того, атмосфера внутри печи обычно не должна содержать воду, таким образом, режущее устройство не должно использовать водяную струю. Резак слитков 62 может также содержать плазменную горелку на инертном газе, такую чтобы режущий элемент 63 представлял собой плазменный факел от плазменной горелки.

Один или более зажимных блоков могут быть размещены в камере 32 секции резака 16. В примере осуществления изобретения верхний зажим 55А установлен в секции резака 16, вплотную и вверх от резака 62, при этом нижний зажим 55В также установлен в секции резака 16 и вплотную и вниз от резака 62. Все зажимы 55 оснащены двумя и более зажимными элементами 57, которые могут находиться в положении сжатия и разжима. Положение разжима показано на чертежах 1, 2, 4 и 5, а положение сжатия показано на чертеже 3. Зажимные узлы 55 могут быть в виде неподвижных люнетов, которые существуют в нескольких видах. Зажимный узел может работать от любого подходящего механизма. В примере осуществления изобретения приводной механизм представляет собой гидравлический привод для перемещения зажимных элементов 57 между позициями сжатия и разжима. Один из примеров гидравлических зажимных элементов иногда называют «гидравлической клешней», которая включает в себя пару клешней, или зажимных элементов, установленных с поворотным механизмом для перемещения между положениями сжатия и разжима. Однако зажимные элементы 57 могут двигаться по прямой между положениями сжатия и разжима.

Узел регулирования температуры, или узел 59, также может располагаться в секции резака 16 в камере 32. Узел 59 может состоять из одного или обоих устройств - нагрева и охлаждения. Узел 59 может иметь кольцевую форму, так чтобы узел 59 огибал отливку при ее прохождении в процессе литья. Устройство нагрева узла 59 может также включать в себя индукционную катушку, огибающую отливку и канал, по которому она проходит. Устройство нагрева может также содержать резисторный нагревательный элемент, огибающий или расположенный вокруг литья или канала, по которому проходит отливка. Устройство охлаждения узла 59 может быть охладителем на инертном газе, который подает или задувает инертный газ по внешнему периметру металлического литья в камере 32 секции резака 16. Например, охладитель на инертном газе может состоять из охлаждающего кольца, или кольцевой трубы, окружающей металлическое литье при поступлении его через трубу и канал, по которому идет отливка. Кольцевая труба может быть выполнена с множеством выходных отверстий, или сопел, радиально направленных внутрь к внешнему периметру отливки. В устройство охлаждения может подаваться газ по трубе 61, проходящей от соплового узла или кольцевой трубы, показанной в целом под номером 59, к одному из источников инертного газа, такому как нижний источник газа 78. Вентилятор может обеспечиваться от источника газа 78 или другим образом для задувки газа от источника 78 по трубе 61 на устройство охлаждения или узел 59. Таким образом, источник инертного газа 78, труба подачи газа 61, сопло или охлаждающее кольцо и канал металлического литья или часть камеры 32, сообщающиеся с выходными отверстиями или соплами, находятся в сообщении по текучей среде друг с другом.

Изоляционный блок 6 включает в себя первый, или верхний, запорный клапан 64 и второй, или нижний, запорный клапан 66, находящийся непосредственно ниже и сразу за верхним клапаном 64. Клапаны 64 и 66 имеют открытое и закрытое положения. Каждый из клапанов 64 оснащен задвижкой 65 с прокладкой, которая в закрытом положении (чертежи 4, 5) обеспечивает герметичность, или по существу газонепроницаемость в нижней проходной кладки 38, а в открытом положении (чертежи 1-3) открывает сообщение через проход нижней проходной кладки 38 между нижней и верхней камерами 2 и 4. Клапаны 64 и 66 управляются независимо друг от друга с перемещением соответствующих задвижек в положения «открыто» и «закрыто».

Нижняя камера 4 включает в себя нижнюю кладку 68, обычно в форме цилиндрической тубы или трубы, которая образует внутреннюю полость приемки слитков, или нижнюю камеру 70. Внутренняя камера 70 включает в себя верхнее входное отверстие 72 в или около верхней части кладки 68 и нижний отсечной клапан 66. Входное отверстие 72, как правило, ограничено нижним клапаном 66 в положении «открыто». Ряд комплектов нижних валков 71 для вывода слитка закреплены с возможностью вращения в кладке 68 в камере 70 нижней камеры 4 и образуют механизм подъема или спуска отливки или слитка, который может также служить в качестве выходного механизма отливки или слитка либо являться частью такого выходного механизма. Каждый комплект включает в себя пару валков 71, которые, вращаясь, зацепляют отливку и зажимают ее между собой по ходу ее перемещения вниз по потоку в камере 4. Нижняя камера 4 может перемещаться между рабочим положением, или соединением, для приемки слитка (чертежи 1-4) и нерабочим положением, или разъединением, для вывода слитка, как показано сплошными линиями на чертеже 5. В положении приемки слитка верхний край 10 нижней камеры 4 соединяется, или закрепляется, с нижним краем 8 верхней камеры 2 с верхним входным отверстием 72, вертикально ориентированным с донным выходным отверстием 50, так чтобы верхняя и нижняя внутренние камеры 20 и 70 сообщались по текучей среде друг с другом и чтобы внутренняя камера 70 была сконфигурирована с возможностью приемки слитков с верхней внутренней камеры 20 через отверстия 50 и 72. В примере осуществления изобретения нижняя камера 4 вертикально перемещается по подъемнику нижней камеры 69 или с помощью приводного механизма, который может быть в виде или включать в себя любой удобный подъемник для подъема или спуска камеры 4 вдоль валков 71 и любые другие соответствующие установленные компоненты, и готовый слиток (см. далее), продвигающийся в ней. Подъемник 69 имеет положения «подъем» и «спуск». Нижняя камера 4 смонтирована на или перемещается с помощью подъемника 69. Таким образом, подъемник 69 эксплуатационно соединен с камерой 4 и сконфигурирован для перемещения камеры 4 между рабочим положением приемки слитка, как показано на чертежах 1-4, когда подъемник 69 в положении «подъем», и нерабочим невыходным положением, как показано пунктирными линиями на чертеже 5, когда подъемник в положении спуска. Невыходное положение может также называться первым отключенным, или нерабочим, положением либо одним из положений отключения.

Нижняя камера 4 у ее нижнего края установлена на шарнире для перемещения первым отключенным положением, показанным пунктирными линиями на чертеже 5, и положением выката слитка, показанным сплошными линиями на чертеже 5. Это выходное положение может также называться вторым нерабочим положением либо одним из множества положений отсоединения. В нерабочем положении верхний край 10 нижней камеры 4 и нижний клапан 66 отсоединены и находятся рядом с нижним краем 8 кладки 38 верхней камеры 2 и верхнего отсечного клапана 64 изоляционного блока 6. В нерабочем выходном положении верхний край 10 нижней камеры 4 отсоединен и находится ниже по потоку от края 8 кладки 38 верхней камеры 2 и верхнего клапана 64. В нерабочем положении готовый слиток не может выйти из нижней камеры 70 во внешнюю среду по причине недостаточности пространства для приемки готового слитка между верхом нижней камеры 4 и низом верхней камеры 2. В нерабочем выходном положении готовый слиток может выйти из нижней камеры 70 во внешнюю среду. Верхнее входное отверстие 72 в выходном положении служит в качестве выходного отверстия для выката или выемки готового слитка из нижней камеры 4.

Подъемник 69 также может быть или включать в себя приводной механизм, эксплуатационно соединенный с нижней камерой 4 для поворотного перемещения между положениями нижним невыходным и выходным. Подъемник 69 может быть, например, гидравлическим или пневматическим, либо работать с гидравлическим или пневматическим двигателем, либо здесь может применяться электромотор как для подъема, так и для поворота. Подъемник 69 может включать в себя шнековую конфигурацию, реечный механизм, параллелограммный домкрат или любой другой подъемник подходящего вида. Приводной механизм может также включать в себя, например, вращательный привод для приведения в действие или поворота камеры 4. Хотя подъемник 69 показывается как один узел или блок для подъема и поворота нижней камеры 4 назад и вперед между выходным и невыходным положениями, механизм привода отдельно от подъемника 69 может использоваться для выполнения поворотов.

Печь 1 ограничивает собой канал разливки металла 73, который проходит вниз от нижней части изложницы 54 через часть полости плавления 28, валки 30, промежуточный проход промежуточной проходной кладки 36, пространство резака 32, нижний проход нижней проходной кладки 38 и внутреннюю камеру 70 нижней камеры 4. В примере осуществления изобретения канал 73 представляет собой прямой вертикальный канал, проходящий прямо вниз от секции плавления 12 верхней камеры 2 в нижнюю камеру 4 к смежному нижнему краю внутренней камеры 70 и кладке 68. Канал металлического литья 73 в поперечном сечении имеет такую же форму и размеры, что и литье, при котором отливка идет вниз от изложницы 54 в ходе процесса литья. Каждая пара верхних валков 60 в указанном комплекте расположена на противоположных сторонах канала 73, так чтобы поверхности круговых внешних периметров верхних валков 60 были обращены друг к другу и канал 73 стыковался с каналом 73. Аналогичным образом каждая пара нижних валков 71 в указанном комплекте расположена на противоположных сторонах канала 73, так чтобы внешние поверхности нижних валков 71 были обращены друг к другу и канал 73 стыковался с каналом 73. Режущий элемент 63 резака 62, например сдвиговый резак или абразивный резак/лопасть, выполнен с возможностью перемещения из и в канал 73. Режущий элемент 63 показан внутри канала 73 на чертеже 3 и за пределами канала 73 - на остальных чертежах. Задвижки 65 отсечных клапанов 64 и 66 также могут перемещаться в и из канала 73, так чтобы каждая задвижка 65 была внутри канала 73 в закрытом положении (чертежи 4, 5) и вне канала - в открытом положении (чертежи 1-3).

Габариты и форма внутренней поверхности каждого барьера 47 и 49 описаны выше. Далее следует отметить, что внутренний периметр каждого из этих барьеров может быть той же формы, что и внешний периметр канала 73, а также того же размера или чуть больше, чем у канала 73. Таким образом, если внутренний периметр данного барьера больше внешнего периметра канала 73, этот размер может оказаться в тех же диапазонах в отношении внешнего периметра канала 73, как и в отношении внутреннего периметра изложницы 54 и внешнего периметра металлической отливки, как описывалось ранее. Когда зажимы 55 находятся в положении сжатия, поверхности зажимных элементов 57 примыкают к внешнему периметру канала 63, тогда как в разжатом положении эти поверхности расположены наружу от внешнего периметра канала 73.

Печь 1 дополнительно включает в себя один или несколько откачивающих насосов 76 и источников инертного газа 78, которые сообщаются по текучей среде соответственно с верхней внутренней камерой 20 и нижней внутренней камерой 70 через соответствующий вакуумный трубопровод 80 и линии заполнения 82. Таким образом, один вакуумный трубопровод 80 соединяется одним концом с одним из насосов 76 и противоположным концом - с верхней кладкой камеры 18. Другой вакуумный трубопровод 80 соединяется одним концом с одним из насосов 76, и противоположным концом с нижней кладкой камеры 68. Аналогичным образом одна линия заполнения 82 соединяется одним концом с одним из источников 78, а противоположным концом с верхней кладкой камеры 18. Другая линия заполнения 82 соединяется одним концом с одним из источников 78, а противоположным концом с нижней кладкой камеры 68.

В процессе эксплуатации печь 1 может использоваться для непрерывного литья любого металла с формованием металлической отливки, которая нарезается на готовые слитки. Печь 1 особенно полезна при литье титановых сплавов или других металлов, которые при нагревании вступают в реакцию с кислородом. Печь 1 может применяться для формования слитков любой формы, поперечного сечения и размера, что определяется формой и размерами внутренней поверхности изложницы 54. Обычно слитки отливаются в цилиндрической форме диаметром около пяти дюймов. Тем не менее зачастую бывает необходимо получить слитки меньшего диаметра для получения необходимых слитков непосредственно после отливки без последующих процессов уменьшения диаметра перед отгрузкой клиенту.

В примере осуществления изобретения печь 1 работает с инертным газом в верхней и нижней камерах 2 и 4. В примере осуществления изобретения атмосфера инертного газа определяется как атмосфера, представляющая собой в основном или полностью инертный газ, и таким образом практически не содержащая кислорода, азота и других газов, кроме инертных, как это понимается специалистами в данной области техники. Первоначально отсечные клапаны 64 и 66, как правило, находятся в положении «открыто», а нижняя камера 4 находится в положении приемки, так что камеры 2 и 4 герметично соединены таким образом, чтобы внутренние камеры 20 и 70 сообщались по текучей среде друг с другом и вместе образовывали одну внутреннюю камеру печи, герметично отделенную от внешней среды вне камер 2 и 4. В такой исходной конфигурации один или более откачивающих насосов 76 работают на откачку из этой общей внутренней камеры печи, удаляя из нее весь или почти весь воздух по трубе 80 для образования в этой камере вакуума. Затем эта общая внутренняя камера заполняется инертным газом, как правило гелием или аргоном, из одного из источников 78 по одной или нескольким трубам 82.

Горн печи с водяным охлаждением 52 заполняется твердым металлом для плавки с помощью стандартного механизма заполнения, который здесь не показан. Горелка горна 56 зажигается (чертеж 2) в атмосфере инертного газа для нагрева и расплавления металла с образованием расплавленного металла 83 внутри горна 52. Расплавленный металл 83 затем выливается из горна 52 в верхнюю часть изложницы 54 на вершине затравки (не показана) для начала формования металлического литья 84. Горелка формы 58 также зажигается (чертеж 2) для подачи жара на вершину металла в изложнице 54 для контроля скорости затвердевания внутри изложницы с водяным охлаждением 54. Отливка 84 вначале опускается (стрелка А на чертеже 2) валками 60. Конкретнее, каждая пара валков 60 зажимает отливку 84 между собой, валки 60 вращаются (как показано соответствующими стрелками) приводным механизмом с желаемой управляемой скоростью для спуска отливки 84 с соответствующей управляемой скоростью. Несколько пар валков 60 применяются с функцией зажима горячей отливки 84 до ее охлаждения. Валки 60, таким образом, служат в качестве подъемника для отливки или слитков либо как механизм спуска для опускания отливки 84.

Расплавленный металл 83 непрерывно заливается на вершину формовки металлической отливки 84 и затвердевает по ходу спуска ниже, так что литье 84 постепенно увеличивается в длину. Порции отливки 84, таким образом, перемещаются вниз по каналу 73 от изложницы 54 через нижнюю часть секции плавления 12, переход верхней кладки 34, секцию валков 14, переход промежуточной кладки 36, барьер 47, секцию резки 16, барьер 49, переход нижней кладки 38, открытый отсечной клапан 64 и 66 и нижнюю камеру 4. Когда отливка 84 движется вниз по потоку, внешняя поверхность отливки 84 может скольжением сцепляться с внутренними периметрами барьеров 47 и 49 (чертежи 4,5) вдоль соответствующей кольцевой непрерывной поверхности между этим внешним периметром и внутренним периметром каждого из барьеров либо может пройти в пределах и рядом с внутренним периметром каждого из барьеров 47 и 49, не касаясь этих периметров. Когда отливка 84 входит в нижнюю камеру 4, нижние валки 71, вращаясь, соединяются с внешним периметром отливки 84 по вращению валков 71 (стрелки на чертеже 4). Аналогично валкам 60 каждая пара валков 71 зажимает металлическую отливку 84 между собой. Вращение валков 71 может приводиться в действие приводным механизмом, либо это могут быть холостые валки, то есть пассивные, приводящиеся в действие только при контакте с внешней поверхностью отливки 84 по ходу ее движения вниз. Когда валки 71 приводятся в движение, их скорость вращения координируется со скоростью вращения валков для обеспечения соответствующей скорости перемещения отливки 84 в направлении вниз по потоку.

В итоге, отливка 84 становится достаточно длинной, и ее нижний край движется вниз в нижнюю камеру 4 (чертеж 3) через открытые отсечные клапаны 64 и 66 и отверстия 50 и 72 до высоты, при которой нижний край отливки 84 и режущий элемент 63 ограничат собой нужную длину готового слитка. В этот момент вращение валков 60 и 71 обычно останавливается для остановки движения отливки вниз. Зажимные узлы 55 приводятся в действие для перемещения зажимных элементов 57 в положение сжатия, чтобы зажимные элементы верхнего узла 55А надежно зафиксировали внешний периметр отливки 84 выше или по верхнему уровню резака 62, а зажимные элементы 57 нижнего узла 55В зафиксировали внешний периметр отливки 84 ниже или по нижнему уровню резака 62. Резак 62 приводится в действие, когда отливка 84 зажата и зафиксирована для разрезания, как правило, вдоль практически горизонтальной плоскости для формирования нижней отливки или готового слитка металла 86, который отделяется от и находится ниже по потоку верхней отливки или чернового слитка 88, который является остатком отливки 84, движущейся вниз из изложницы 54 в пределах верхней длины канала 83 до вновь образованного дна на резаке 62. Конкретнее, режущий элемент 63 резака 62 передвигается в положение резки (чертеж 3) в пределах канала 73. Когда отливка 84 останавливается, а резак 62 прорезает ее, барьеры 47 и 49 контактируют вдоль непрерывной кольцевой поверхности между барьерами и внешним периметром отливки 84 либо вплотную к этому периметру. В процессе резки резак 62 производит опилки 90 и пыль 92. Опилки 90 падают из резака 62, тогда как пыль 92 может оседать или плавать в инертном газе в пределах камеры 32 секции резки 16. Опилки 90 бывают обычно в виде твердых частиц, в основном это частицы металла отливки 84.

В зависимости от таких условий, как вид применяемого резака и сформированного слитка, устройство контроля температуры 59 может эксплуатироваться на нагрев или охлаждение отливки 84 около резака 62. Там, где необходимо охлаждение слитка у резака 62, устройство охлаждения может работать от воздуходувки, связанной с нижним источником инертного газа 78, которая задувает инертный газ по трубе 61 в охлаждающее устройство узла 59, так чтобы газ (аргон или гелий) задувался вдоль внешнего периметра отливки 84 в точке установки резака 62. Когда этот процесс охлаждения доводит температуру отливки 84 у резака 62 до необходимого уровня, резак 62 нарезает отливку, как описывалось выше. С другой стороны, узел 59 может работать на нагрев металлического литья, то есть с подачей электроэнергии на индукционную катушку и/или на электрические нагревательные элементы для нагрева отливки в точке установки резака 62. Исключительно в качестве примера: слиток может нагреваться под резаком 62 до достаточно высокой температуры (например, до 1500°F), в особенности при использовании гидравлического резака сдвигового типа, для облегчения резки отливки.

Из-за вышеуказанного контакта поверхности между барьером 47 и отливкой 84 либо непосредственной близости барьера 47 и отливки 84, когда отливка 84 остановлена и спущена, барьер 47 служит для защиты от пыли или пыльных частиц 92 процесса резки от движения вверх от камеры 32 через барьер 47 в переходы промежуточной и верхней кладки 36 и 34, и камер 28 и 30 секции плавления 12 и секции валков 14, которые в ином случае возникают при отсутствии барьера 47. Из-за вышеуказанного контакта или поверхности контакта между барьером 49 и отливкой 84, или непосредственной близости между барьером 49 и отливкой 84, когда отливка 84 остановлена и спущена, барьер 49 служит для защиты от пыли / частиц пыли и/или опилок от процесса резки и попадания их через барьер 49 в переход нижней кладки 38, на отсечные клапаны 64 и 66 и во внутреннюю камеру 70 нижней камеры 4. Барьер, или очиститель 47, таким образом, по существу предотвращает загрязнение внутри печи 1 над или поверх секции резки 16, и очиститель, или барьер 49, по существу предотвращает загрязнение внутри печи под или ниже по потоку от секции резки 16. В частности, барьер 49 помогает сохранять отсечные клапаны 64 и 66 и валки 71 в должном рабочем состоянии путем предотвращения попадания пыли 92 или опилок 90 из резака 62 в эти клапаны и валки, что возникнет в противном случае, при отсутствии барьера 49. Секция резки 16 обычно включает в себя герметичную задвижку, которая может открываться, когда печь 1 отключена, чтобы вычистить опилки из секции резки 16 и убрать и заменить изношенные барьеры 47 и 49.

В процессе резки, в дополнение к зажимным узлам 55 верхние валки 60 зажимают верхнюю часть отливки 84, а нижние валки 71 зажимают нижнюю часть отливки 84 для фиксации отливки в устойчивом положении. Когда отливка 84 полностью разрезана надвое резаком 62 с образованием чернового и готового слитка 86 и 88 (чертежи 4, 5), а зажимные узлы 55 отходят назад в положение разжатия, верхние валки 60 зажимают предварительный слиток 88 для фиксации слитка 86, а нижние валки 71 зажимают готовый слиток 86 для фиксации слитка 88. После завершения резки режущий элемент 63 резака 62 быстро отводится из положения резки (чертеж 3) в пределах канала 73 в нерабочее положение (чертеж 4) вне пределов канала 73. Верхние валки 60 затем вращаются снова (соответствующие стрелки на чертеже 4) для следующего опускания (стрелка С на чертеже 4) оставшейся части отливки или чернового слитка 88, при этом процесс литья продолжается с заливки расплавленного металла 83 из горна 52 в изложницу 54.

Остановка движения отливки 84 вниз для резки может быть очень краткой. Например, резка металлической отливки диаметром два дюйма может занимать около 5 секунд и, как правило, не более 10 секунд. В этом случае отливка 84 будет оставаться неподвижной около пяти секунд и не более 10 секунд. Конечно, нарезка более толстых слитков требует больше времени. Например, стандартная отливка диаметром пять дюймов будет резаться около 75 секунд и, как правило, не более 90 секунд. В этом случае отливка 84 будет оставаться неподвижной около 75 секунд, но не более 90 секунд. В особенности при кратком процессе резки заливка расплавленного металла 83 может продолжаться в ходе процесса резки, в том числе когда резак 62 не двигается вертикально или вниз. Кроме того, следует отметить, что резак 62 и зажимные узлы 55 могут быть смонтированы с возможностью движения в направлении вниз в ходе процесса резки с той же скоростью, с какой отливка 84 опускается, так чтобы процесс литья был непрерывным при нормальной работе печи 1, то есть без остановки спуска отливки 84 и без остановки заливки расплавленного металла 83 из горна 52 в изложницу 54 с продолжением формования отливки. Такое одновременное движение резака 62 и отливки 84 показано на чертеже 3 стрелкой В.

Независимо от того, движется ли отливка или неподвижна в процессе резки, нижние валки 71 фиксируют и контролируют спуск (стрелка D на чертеже 4) готового слитка 86 после завершения резки. В частности, валки 71 вращаются (соответствующие стрелки на чертеже 4) для спуска готового слитка 76 быстрее, чем продвигается предварительный слиток 88, пока готовый слиток 86 не окажется полностью в нижней внутренней камере 70. На этом этапе отсечные клапаны 64 и 66 закрываются перемещением (стрелка Е на чертеже 4) задвижек 65 из положения «открыто» в положение «закрыто», в результате чего закрытый клапан 64 образует герметичную верхнюю внутреннюю камеру 20, наполненную инертным газом, а закрытый нижний клапан 66 образует герметичную нижнюю внутреннюю камеру 70, отделенную от верхней внутренней камеры 20 и заполненную инертным газом. Верхний клапан 64 остается закрытым, и атмосфера инертного газа поддерживается в верхней камере 20 в течение всего периода, пока нижняя камера 70 отделена от камеры 20. Закрытие клапанов 64 и 66 также образует между ними небольшую герметичную камеру, первоначально поддерживающую атмосферу инертного газа.

После того как два отсечных клапана закрываются, образуя две раздельные герметичные камеры 20 и 70, отливка предварительного слитка 88 продолжается в атмосфере инертного газа в верхней внутренней камере 20, и печь 1 регулируется для подготовки к выемке готового слитка 86. В частности, пока отсечные клапаны 64 и 66 закрыты, отливка предварительного слитка 88 продолжается и камера 4, включая кладку 68 и нижний клапан 66, отделена от верхней камеры 2, таким образом нарушая газонепроницаемое уплотнение между камерами 2 и 4 (что бывает, когда камеры 2 и 4 соединены между собой в положении приемки), а камера 4 двигается в положение вывода слитка (сплошные линии на чертеже 5), так что верхний край 10 нижней камеры 4 отсоединяется и движется от нижнего края 8 верхней камеры 2. Такое отделение и нарушение уплотнения обычно делается за счет спуска или вытягивания всей нижней камеры 4 вниз от верхней камеры 2, которая при этом остается неподвижной.

В примере осуществления изобретения имеется кольцевое торцевое уплотнение в нижней части нижней проходной кладки 38 или верхней части нижнего клапана 66, которое образует газонепроницаемое или почти газонепроницаемое уплотнение между верхней и нижней камерами 20 и 70, когда верхняя и нижняя камеры 2 и 4 соединяются друг с другом. Этот герметичный шов получается, как правило, путем простого давления на нижнюю камеру 4, чтобы прижать нижний клапан 66 к торцевому уплотнению при монтаже на проходной кладке 38 либо прижать торцевое уплотнение при монтаже на клапане 66 к нижнему краю проходной кладки 38. Спуск камеры 4, таким образом, разрывает газонепроницаемое уплотнение путем перемещения нижнего клапана 66 от контакта с торцевым уплотнением (при монтаже на кладке 38) либо перемещением торцевого уплотнения (при монтаже на клапане 66) от контакта с проходной кладкой 38.

Конкретнее, подъемник 69 работает на спуск (стрелка F на чертеже 5) камеры 4 на небольшое расстояние, достаточное для отделения верхнего края 10 и нижнего клапана 66 от нижнего края 8 и верхнего клапана 64, а затем переместить на шарнирах (стрелка G на чертеже 5) верхний край 10 вокруг оси 74 в сторону от нижнего края 8. Это боковое движение верхнего края 10 происходит под углом книзу в направлении движения металлической отливки 84 внутри верхней камеры 2 в ходе отливки и внутри нижней камеры 4 в положении приемки. Это движение верхнего края 10 в примерном варианте осуществления вначале горизонтально, затем отклоняется в боковом направлении книзу поворотным движением нижней камеры 4.

Нижний клапан 66 открыт так, чтобы входное отверстие 72 выходило во внешнюю атмосферу. Отверстие 72 также служит в качестве выходного отверстия, через которое вынимается готовый слиток 86 (стрелка Н на чертеже 5) из внутренней камеры 70, а валки 71 приводятся в действие для поворота (соответствующий стрелки на чертеже 5) в направлении, противоположном спуску слитка 88. Следует отметить, что движение нижней камеры 4 из положения приемки в положение выката включает в себя движение валков 71 и части канала 73 внутри камеры 4, эта часть в положении вывода тогда становится выходным каналом, по которому проходит готовый слиток 86 из камеры 70. Камера 4 и часть канала 73 внутри камеры 4 в положении вывода находится под углом к положению приемки камеры 4 и канала 73 соответственно. По отношению к камере 4 направление движения готового слитка 86 при выемке его из камеры 4 противоположно направлению движения готового слитка 86 в камеру 4 в положении приемки при спуске слитка 86 по валкам 60 и 71 во время отливки.

Открытие нижнего отсечного клапана 66 может производиться без предварительного удаления инертного газа из нижней камеры 70, хотя это приводит к утечке и потере инертного газа. Таким образом, пока верхний и нижний отсечные клапаны 64 и 66 остаются закрытыми, инертный газ в нижней камере 70 может быть удален одним или несколькими насосами 78, сообщающимися по жидкой среде с камерой 70. Инертный газ можно сохранить и использовать в печи повторно. После выемки готового слитка 86 из внутренней камеры 70 камера 4 возвращается из положения вывода слитка в положение приемки. Это достигается путем поворота (стрелка G на чертеже 5) верхнего края 10 вокруг оси 74, так чтобы камера 4 приняла вертикальное положение и верхний край 10 установился вертикально и прямо под нижним краем 8, затем запускается подъемник 69 и поднимает или переносит камеру 4 вверх для соединения краев 8 и 10 друг с другом с помощью вышеописанного торцевого уплотнения, и таким образом снова образовывается газонепроницаемое уплотнение между камерами 2 и 4.

После соединения камер 2 и 4 нижняя внутренняя камера 70 откачивается и заполняется инертным газом. Верхний клапан 64 остается закрытым, и нижний клапан 66 закрыт для обеспечения герметичности нижней камеры 70 от внешней атмосферы. При обоих закрытых клапанах 64 и 66 нижняя внутренняя камера 70 откачивается одним или несколькими насосами 76, сообщающимися по текучей среде, полностью удаляют все газы, затем камера 70 заполняется инертным газом из одного или нескольких источников 78, сообщающихся по текучей среде. После заполнения камеры 70 инертным газом для обеспечения необходимой атмосферы нижний и верхний отсечные клапаны 64 и 66 открываются (стрелка Е на чертеже 4), тем самым снова образуя одну герметичную внутреннюю камеру печи, состоящую из верхней и нижней камер 20 и 70 и заполненную инертным газом.

Черновой слиток 88 остается внутри закрытой верхней камеры 20, и отливка чернового слитка 88 продолжается путем заливки расплавленного металла 83 из горна 52 в изложницу 54 и опусканием (стрелка J на чертеже 5) чернового слитка 88 в течение периода времени, когда: готовый слиток 86 находится внутри герметичной нижней внутренней камеры 70; нижняя камера 4 движется из положения приемки в положение вывода, включая отсоединение / спуск камеры 4 от камеры 2 из положения приемки в положение невывода с нарушением герметичности между ними и поворотом камеры 4 из невыводного положения в выводное; готовый слиток 86 выпускается из камеры 4; нижняя камера 4 перемещена из положения вывода в положение невывода и приемки, включая соответствующие поворот и подъем камеры 4; верхняя и нижняя камеры 2 и 4 снова соединяются и уплотняются друг с другом; нижняя камера 70 откачивается и заполняется инертным газом; отсечные клапаны 64 и 66 открываются для сообщения по текучей среде между внутренними камерами 20 и 70 и вновь образовывают одну внутреннюю камеру печи. Для осуществления этого печь 1 сконфигурирована с достаточным пространством под резаком 62 и над верхним клапаном 64. Конкретнее, резак 62 и верхний клапан 64 ограничивают собой вертикальную часть канала 73, достаточно длинного, чтобы нижний край чернового слитка 88 двигался книзу резака 62, оставаясь на расстоянии от задвижки 65 верхнего клапана 64 в течение вышеуказанного времени.

Когда клапаны 64 и 66 снова открываются, процесс литья продолжается заливкой расплавленного металла в изложницу 54 и опусканием чернового слитка 88 так, чтобы слиток 88 также удлинился и сдвинулся вниз к резаку 62 на длину, достаточную для резки следующего готового слитка, аналогичного слитку 88. Далее этапы после процесса резки повторяются с выемкой следующего готового слитка из камеры 4 и формованием следующего готового слитка, и так далее.

На чертежах 6-8 печь 1 включает в себя в камере 70 нижней камеры 4 модифицированный механизм подъема или опускания металлической отливки или готового слитка, который может также служить в качестве механизма выпуска отливки или слитка либо части такого механизма. Этот подъемник оснащен жестким держателем 94 отливки или слитка; в общем здесь показан чашеобразный элемент, установленный на паре гибких замкнутых петель 96, которые могут быть в виде цепей 96, закрепленных с возможностью вращения и вращающихся вокруг соответственно верхнего и нижнего элемента 98, либо колес в виде звездочек, хотя специалисты в данной области техники предпочитают простые замкнутые петли и вращающиеся элементы. Каждая петля или цепь 96 включает в себя прямой внутренний и внешний сегменты, проходящие от соответствующей верхней звездочки к соответствующей нижней звездочке, так чтобы держатель слитка 94 фиксировался и проходил между внутренними сегментами двух цепей 96.

Как минимум одна из звездочек, которые зацепляет каждая цепь, приводится в действие двигателем для вращения ведомой звездочки, которое вызывает вращение соответствующей цепи вокруг ее верхней и нижней звездочки. Таким образом, вращение ведомой звездочки в первом направлении вызывает вращение второй звездочки в первом направлении с внутренним сегментом цепи, движущимся в направлении внутреннего сегмента, в то время как вращение ведомой звездочки во втором, противоположном направлении вызывает вращение соответствующей цепи во втором, противоположенном направлении с внутренним сегментом этой цепи. Держатель слитка 94 движется с внутренними сегментами цепи в соответствующих направлениях.

На чертежах 6 и 7 показана нижняя камера 4 в положении приемки, а на чертеже 8 показана нижняя камера в положении вывода. Нижний подъемник слитков, включая держатель 94, цепи 96 и звездочки 98, перемещается с нижней камерой 4 между положениями приемки и вывода. Внутренние и наружные прямые сегменты цепей 96 вертикально ориентированы в положении приемки, и находятся под углом вверх и в сторону в положении вывода. Нижние звездочки 98 имеют положения вывода, когда нижняя камера 4 в положении вывода, и положения приемки, когда нижняя камера 4 в положении приемки. Так же верхние звездочки 98 имеют положения вывода, когда камера 4 находится в своем положении вывода, и положения приемки, когда камера 4 в положении приемки. Положение выхода нижних звездочек 98 отличается от и находится вблизи к положению приемки нижних звездочек. Однако положение вывода верхних звездочек 98 отличается и находится на расстоянии от положения приемки верхних звездочек. В положении приемки нижняя часть канала 73 металлического литья по существу вертикальна и расположена между внутренними сегментами цепей 96. В положении вывода нижняя часть канала 73 металлического литья находится под углом и в стороне между внутренними сегментами цепей 96.

Общая работа печи 1, описанная выше, в сущности, такая же, как и при применении модифицированного подъемника слитков, за исключением различий между подъемником, использующим валки 71 и модифицированным подъемником с применением цепей 96. Далее описаны большей частью только эти различия. Когда отливка 84 движется в нижнюю камеру 4, донная часть отливки 84 контактирует с держателем слитка 94, в это время нижний подъемник слитков приводится в действие для перемещения держателя 94 вниз с той же скоростью опускания, как у верхнего подъемника с валками 60. Как показано на чертеже 6, держатель 94 далее поддерживает часть веса отливки 84, а донная часть отливки 84 остается в контакте с обращенной вверх поверхностью держателя 94, пока отливка 84 опускается.

Когда отливка 84 достигает достаточной длины и опущена на достаточную глубину, верхний и нижний подъемники обычно останавливаются для остановки опускания отливки 84, при этом (как показано на чертеже 6) зажимные узлы 55 зажимают отливку 84, резак 62 режет отливку 84 как описано ранее, с образованием готового слитка 86 и чернового слитка 88. Отливка 84 может также нагреваться или охлаждаться с помощью устройства контроля температуры 59, как описано выше. В отличие от нижних валков 71, которые зажимают отливку 84 в ходе процесса резки, модифицированный подъемник слитков не зажимает отливку 84 в ходе процесса резки ни в какой точке процесса. После завершения резки отливки 84 надвое резаком 62 с образованием готового и чернового слитков 86 и 88 и сдвига зажимных узлов 55 назад в разжатое положение (чертеж 7), верхние валки 60 зажимают черновой слиток 88 для фиксации слитка 86, а нижний подъемник слитков поддерживает весь вес готового слитка 86 на держателе 94. После резки отливки 84 нижний подъемник контролирует опускание (стрелка D на чертеже 7) готового слитка 86. Конкретнее, звездочки 98 вращаются (соответствующие стрелки на чертеже 7) вниз для опускания готового слитка 86 быстрее, чем опускается черновой слиток 88, пока готовый слиток 86 полностью не окажется внутри камеры 70.

Запорные клапаны 64 и 66 затем приводятся в действие, как описано выше в части подготовки к выемке готового слитка 86 из нижней камеры 4. Когда камера 4 сдвигается в положение вывода (сплошные линии на чертеже 8), а нижний клапан 66 открывается так, чтобы входное отверстие 72 было открыто во внешнюю атмосферу и служило выходным отверстием, готовый слиток 86 извлекается (стрелка Н на чертеже 8) из внутренней камеры 70, при этом звездочки 98 вращаются (соответствующие стрелки на чертеже 8) в направлении вывода, противоположном опусканию слитка 88, тем самым перемещая внутренние сегменты цепей 96, держатель 94 и слиток 88 в направлении вывода верх и в сторону. Работа отсечных клапанов, откачка и заполнение нижней камеры 4, движение камеры 4 из положения вывода в положение приемки и так далее описаны выше. Отливка чернового слитка 88 производится соответственно.

Печь 1 сконфигурирована для непрерывной отливки металла нон-стоп, за исключением периода времени, когда опускание металлической отливки останавливается для резки, достаточного для исключения заливки расплавленного металла в изложницу 54, чтобы не переполнить ее через край. Как описано выше, резак 62 и зажимные узлы 55 могут перемещаться в направлении вниз вместе с отливкой во время резки отливки, что позволяет действительно непрерывно продолжать литье в нормальном процессе работы печи 1.

В примере осуществления изобретения могут быть внесены различные изменения в пределах объема данного изобретения. Один из таких аспектов относится к манипуляциям нижней камеры по аналогии с нижней камерой 4. Например, нижняя камера 4 может смещаться между положениями приемки и вывода без показанного здесь поворотного движения нижней камеры 4, и может двигаться с применением других конструкций и видов перемещения. В качестве примера, нижняя камера 4 может быть смонтирована на подъемнике или другой опоре, скользящей горизонтально либо другим образом в сторону. Дополнительный пример включает в себя применение карусели, переносящей более одной камеры, например, карусель может двигаться так, чтобы одна из нижних камер на ней могла отсоединяться и отходить от нижнего края верхней камеры 2 для вывода готового слитка, пока одна из остальных нижних камер на карусели движется в положение приемочным краем или входным отверстием к нижнему краю или выходному отверстию 50 верхней камеры 2 и соединяется с нижним краем камеры 2.

В приведенном выше описании некоторые термины использованы для краткости, ясности и понимания. Никаких ненужных ограничений не вытекает из этих описаний за пределы требований предшествующего уровня техники, поскольку такие термины применяются для описательных целей и предназначены для широкого толкования.

Кроме того, описание и иллюстрации изобретения являются примером, и изобретение не ограничено точными деталями, показанными или описанными здесь.

1. Способ изготовления металлических слитков, включающий:
формирование металлического слитка непрерывным литьем в кристаллизаторе, расположенном во внутренней плавильной камере печи с инертной атмосферой;
перемещение слитка валками секции валков,
и резку непрерывнолитого металлического слитка посредством резака с образованием готового металлического слитка во внутренней камере печи,
при этом на этапе резки металлический слиток пропускают через находящиеся сверху и снизу от резака кольцевые барьеры, примыкающие к наружному периметру металлического слитка, для предотвращения падения опилок через барьер.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внутренняя камера печи состоит из первой и второй внутренних камер, сообщающихся по текучей среде друг с другом, при этом готовый слиток перемещают вниз от первой внутренней камеры во вторую внутреннюю камеру и посредством барьера предотвращают падение опилок во вторую внутреннюю камеру.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посредством барьера предотвращают попадание пыли в секцию валков.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кристаллизатор располагают внутри плавильной полости внутренней камеры печи и посредством барьера предотвращают попадание пыли в плавильную полость.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает этапы перемещения готового металлического слитка из первой внутренней камеры печи во вторую внутреннюю камеру печи, закрытия сообщения между первой и второй камерами и выемки готового слитка из второй камеры.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что он включает этап отсоединения второй камеры от первой.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что он включает этап опускания второй камеры относительно первой камеры.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что он включает этап перемещения второй камеры из положения приемки, при котором вторая камера принимает готовый слиток из первой камеры, в положение вывода, при котором происходит выемка слитка.

9. Способ по п. 5, отличающийся тем, что он после этапа выемки включает этапы откачки второй камеры, заполнения второй камеры инертным газом и открытия сообщения между первой и второй камерами.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает этап нагрева или охлаждения металлического слитка с помощью узла контроля температуры вблизи резака.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает этап зажима слитка зажимами вблизи резака.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает этапы перемещения готового металлического слитка из первой внутренней камеры печи во вторую внутреннюю камеру печи через входное отверстие второй камеры и выемки готового слитка из второй камеры через входное отверстие в атмосферу за пределы первой и второй камеры.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает стадию плавления металла в ванне с плазменной горелкой и разливкой расплавленного металла из ванны в кристаллизатор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке реакционно-способных металлов, например титана. Печь содержит внутреннюю камеру 12 с инертной атмосферой, кристаллизатор 54, расположенный в камере 12, проход 34 для перемещения металлического слитка из кристаллизатора валками 60, резак 62 для резки слитка, расположенный вплотную к проходу.

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металла. Способ включает расчетное определение положения границ зоны мягкого обжатия от мениска расплава в кристаллизаторе в режиме реального времени, обжатие заготовки роликовыми секциями в расчетных границах с позиционированием роликовых секций с гидроцилиндрами.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при прокатке на совмещенной литейно-прокатной установке. Устройство, содержащее две печи (36, 37) и переходный туннель (38), расположено между двухручьевой разливочной машиной и линией (22) прокатки.

Изобретение относится к металлургии. Лигатуру алюминий-цирконий, технический алюминий и отходы загружают в центральную часть печного пространства с температурой 740-750°C.

Изобретение относится к непрерывной разливке металлов. Кристаллизатор содержит корпус, в котором установлена тепловая труба, конденсатор (5), связанный паропроводами (4) и конденсатопроводами с тепловой трубой с образованием замкнутого испарительно-конденсационного контура и кожух (7) с двумя люками.

Изобретение относится к области металлургии. Кристаллизатор имеет отверстие (8).

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства тонкой металлической проволоки из сплавов на основе алюминия. Установка содержит вакуумную печь 1 с тиглем 2 и трубопроводом 5, который выполнен из двух частей, кристаллизатор 8, выполненный в виде кольцевой рамы.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве изделий в «северном исполнении». Сталь, содержащую, мас.%: 0,05-0,5 углерода, 0,15-1,0 кремния, 0,35-1,5 марганца, 0,005-0,7 хрома, 0,005-0,5 никеля, 0,005-0,5 меди, не более 0,010 серы, не более 0,020 фосфора, подвергают внепечной обработке и разливают.

Изобретение относится к непрерывной разливке высокореакционных металлов. Установка содержит изложницу, установленную в плавильной камере, канал для прохода металлического слитка и герметизирующее устройство на основе расплавленного материала.

Изобретение относится к непрерывному литью составного металлического слитка. Для формирования составного слитка осуществляют подачу по меньшей мере двух потоков расплавленного металла в две или более камер кристаллизатора установки непрерывного литья с прямым охлаждением.
Наверх