[其他]連續(xù)鑄造的方法和設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86106731
• 申請日: 1986-09-13
• 公開（公告）號: CN86106731A
• 公開（公告）日: 1987-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃里克·奧爾森
• 申請（專利權(quán)）人: 埃里克·奧爾森公司
• 主分類號: B22D11/04
• 分類號: B22D11/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊松齡

本發(fā)明是關(guān)于一種用水平或傾斜模的連續(xù)鑄造方法，并隨之加工從模子中拉出的鑄件，以及實施這種方法的設(shè)備。

本發(fā)明的目的是提高鑄造工藝的可靠性、鑄件的質(zhì)量和表面光潔度，并能夠比現(xiàn)有技術(shù)水平的水平連續(xù)鑄造方法具有更加穩(wěn)定的鑄造工藝過程和更高的鑄造生產(chǎn)率。

按照傳統(tǒng)的水平連續(xù)鑄造方法，模子被緊緊固定和封接在存儲罐上，從其向模子輸送熔體，存儲罐可能是一個澆鑄包或一個熔爐，在下文稱其為“澆鑄包”。在澆鑄包和模子之間有一個諸如鑄管或鑄咀的連接裝置，也與模子密封聯(lián)接，因此模子不能自由地移離澆鑄包、鑄管或鑄咀，從而限制了對于垂直模連鑄設(shè)備的一個可靠鑄造工序來說被認(rèn)為是非常必需的許多功能。

在這些功能中，也包括所謂模子的振蕩，即模子的垂直或往復(fù)運動，該運動在鑄件的拉出方向上僅有5-22mm的短行程，由于其迅速返回上限位置，故稱這種運動為“脫模沖程”。通常在鑄件的拉出方向模子的運動比鑄件稍微快些，由于這種相對運動減少了熔體粘附于模壁的傾向，所以經(jīng)常將這種運動稱為“負(fù)速鑄坯”。由于正在迅速凝固的鑄件表層與模壁之間的摩擦的存在，使得由拉應(yīng)力產(chǎn)生的任何橫向裂紋在脫模沖程中被壓縮，然后愈合。脫模沖程時模子表現(xiàn)出最大的熱負(fù)荷，當(dāng)然僅僅是短時間的，但這段時間對模子達(dá)到有效的潤滑和一定的熱恢復(fù)來說已足夠長了。在垂直模中，伴隨熔體的渣粒能夠升至熔體的表面，并能被撇去或者與所使用的所謂“鑄造粉料”相混合。在與熔體表面接觸時熔渣或粉料熔化，并跑到熔體和模壁之間的彎液面下面。熔渣或粉料的熔融體被正在凝固的鑄件表層往下拉并穿過模子，從而形成在表層和模壁之間的潤滑層。而不能浮至熔體表面的渣粒，將均勻地分布于垂直鑄件的橫截面上。

按沿用至今的方法的水平鑄造，情況并非如此，而是渣粒浮起并集中在鑄件的上部。模子與澆鑄包或其鑄管或鑄咀之間的聯(lián)接和密封接頭即不能讓模子振蕩（如上面所提到的），也不能使模壁潤滑，也無其他附帶的優(yōu)點。由于沒有潤滑劑或減摩涂層，正在凝固的熔體具有粘附到鑄管（咀）或模壁上的傾向，使得靜止水平模中正在凝固的脆性鑄件表層有剝掉的危險。

為了消除水平鑄造中的上述缺點和不足，采取了把鑄件逐步拉出的做法。在靜止期間，模子中正在凝固的鑄件表層有充分的時間增加厚度和強(qiáng)度而不受拉應(yīng)力，從而使鑄件在其拉出階段能很好地承受拉應(yīng)力。為了確保鑄件的表層總是在同一個地方，即位于模子的入口端處斷開，在鑄管和模子之間的接合處放入一個所謂的安全臼，它比模子具有較小的通孔，從而部分降低該部位的熱傳導(dǎo)并使凝固金屬的最薄弱截面（即斷裂位置）定位。盡管安全臼由非常堅固的材料制成，但仍受到巨大磨損，因而需要經(jīng)常更換。

由于無法使用潤滑劑或滑動涂層，有時利用一個襯套來減少熔體對模壁的粘附，該襯套材料比通常的模襯與熔體具有較小的粘附傾向。石墨是最常用來作為襯層的材料，但其會很快磨損，特別是在模子的下側(cè)，鑄件以其自身的重力壓緊模子而使這部分模子經(jīng)受最大的機(jī)械和熱應(yīng)力，襯層磨損更快。由于模子的非均勻磨損，特別是鑄件收縮時，在鑄件的上側(cè)和模子之間產(chǎn)生空隙，模子中的單側(cè)嚙合必然導(dǎo)致沿鑄件周線的非均熱擴(kuò)散。

在本發(fā)明中克服了迄今使用的水平鑄造方法存在的上述不足，并且能夠保持上文所述的垂直模鑄造的優(yōu)點。在從屬權(quán)利要求中揭示了本發(fā)明的方法與設(shè)備的這種特點。

按本發(fā)明，模子能夠繞其中心線連續(xù)或逐步旋轉(zhuǎn)，或往復(fù)轉(zhuǎn)動。用這種方法，能夠均勻和改善（強(qiáng)化）沿鑄件周線的冷卻作用，因為鑄件雖由其自身的重力被壓緊在模子的下側(cè)，而使該側(cè)經(jīng)受最大的熱和機(jī)械應(yīng)力，但卻因上述運動使之能夠不斷地轉(zhuǎn)換。在鑄造圓形鑄件時，在鑄件的表層和模子表面之間將有一個周線相對運動，由于模子的旋轉(zhuǎn)而不再存在靜摩擦力，因此能夠減小拉應(yīng)力并從而減少鑄件的拉出裂紋。旋轉(zhuǎn)運動可以合理地與模子的振蕩相聯(lián)接，以使模子僅在鑄件的脫模沖程時轉(zhuǎn)動，這使得脫模沖程為一條螺旋線。

另外，模子的這種運動提供了簡化模子冷卻系統(tǒng)的可能性。這種在其他方面已經(jīng)應(yīng)用的冷卻系統(tǒng)包括一個帶有外層冷卻套的管式模，冷卻套用于沿鑄件的周圍均勻分布冷卻介質(zhì)的供給量和其冷卻效應(yīng)，而現(xiàn)在則可以用更簡單的方法來更換這種冷卻系統(tǒng)，即在模子上噴淋冷卻劑，這是因為模子的旋轉(zhuǎn)可保證其均勻冷卻。

模子的運動可由一個分離式驅(qū)動裝置完成，或者在鑄件從模子中拉出、旋轉(zhuǎn)時（這將下面說明）借助于鑄件和模壁間存在的摩擦力。鑄件表層和模壁之間的相對運動或逐步、沖擊旋轉(zhuǎn)能夠由制動模子的運動來實現(xiàn)。