RU2840555C2 - Molten metal casting mould comprising connection mechanism for protective casing, casting apparatus for pouring molten metal and method for pouring molten metal - Google Patents
Molten metal casting mould comprising connection mechanism for protective casing, casting apparatus for pouring molten metal and method for pouring molten metal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2840555C2 RU2840555C2 RU2024101719A RU2024101719A RU2840555C2 RU 2840555 C2 RU2840555 C2 RU 2840555C2 RU 2024101719 A RU2024101719 A RU 2024101719A RU 2024101719 A RU2024101719 A RU 2024101719A RU 2840555 C2 RU2840555 C2 RU 2840555C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protective casing
- funnel
- pouring
- ladle
- pouring nozzle
- Prior art date
Links
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY
[001] Настоящее изобретение относится к форме, содержащей механизм соединения формы / защитного кожуха для защитного кожуха литейной установки. Оно также относится к форме в сборе и литейной установке для разливки расплавленного металла, содержащей механизм соединения формы / защитного кожуха, а также к способу разливки расплавленных металлов. Механизм соединения формы / защитного кожуха по настоящему изобретению позволяет автоматически и плавно формировать уплотнительный контакт между разливочным стаканом ковша и защитным кожухом без вмешательства человека-оператора или робота.[001] The present invention relates to a mold comprising a mold/protective cover connection mechanism for a protective cover of a casting machine. It also relates to a mold assembly and a casting machine for pouring molten metal comprising a mold/protective cover connection mechanism, as well as to a method for pouring molten metals. The mold/protective cover connection mechanism of the present invention makes it possible to automatically and smoothly form a sealing contact between a ladle pouring nozzle and a protective cover without the intervention of a human operator or a robot.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
[002] Одной из основных проблем процессов литья металла является предотвращение вовлечения воздуха во время литья. Это может привести к появлению дефектов, включая пузырьки воздуха и оксидные пленки, которые приводят к образованию трещин в отливке. Из уровня техники известно, что во избежание вовлечения воздуха расплавленный металл разливают с помощью защитного кожуха, который уменьшает повторное окисление металла при его разливке между ковшом и формой. Как показано на Фиг. 6, защитный кожух (10) представляет собой, например, полый удлиненный вал, имеющий воронку на своем проксимальном конце (= впускном отверстии) и вставленный в канал формы его дистальным концом (= выпускным отверстием), сообщающимся с литниковой системой формы, например, расположенной под литейной полостью. Критически важным этапом при соединении разливочного стакана (12) ковша с впускным отверстием защитного кожуха на уровне воронки является образование уплотнительного контакта между обоими и поддержание уплотнительного контакта в течение всей операции разливки.[002] One of the main problems in metal casting processes is to prevent air entrainment during casting. This can lead to the formation of defects, including air bubbles and oxide films, which lead to the formation of cracks in the casting. It is known from the prior art that in order to prevent air entrainment, the molten metal is poured using a protective casing, which reduces the re-oxidation of the metal during its pouring between the ladle and the mold. As shown in Fig. 6, the protective casing (10) is, for example, a hollow elongated shaft having a funnel at its proximal end (= inlet opening) and inserted into the mold channel with its distal end (= outlet opening), communicating with the gating system of the mold, for example, located under the casting cavity. A critical step in connecting the ladle pouring nozzle (12) to the inlet of the protective jacket at the funnel level is to form a sealing contact between the two and to maintain the sealing contact throughout the pouring operation.
[003] Система для разливки расплавленных металлов раскрыта в европейской патентной заявке EP 3463715 B1. Данная система содержит:[003] A system for pouring molten metals is disclosed in European patent application EP 3463715 B1. This system comprises:
• форму, содержащую литейную полость, имеющую впускное отверстие и канал, проходящий между верхней поверхностью формы и впускным отверстием,• a mold comprising a casting cavity having an inlet opening and a channel extending between the upper surface of the mold and the inlet opening,
• защитный кожух, содержащий воронку и полый вал, при этом воронка расположена снаружи формы рядом с верхней поверхностью, а полый вал размещен в канале и выполнен с возможностью перемещения в нем.• a protective casing containing a funnel and a hollow shaft, wherein the funnel is located outside the mold near the upper surface, and the hollow shaft is placed in the channel and is designed to move in it.
[004] Для образования уплотнительного контакта между разливочным стаканом и воронкой защитного кожуха в ЕР 3463715 В1 предлагается подъемный механизм, расположенный на верхней поверхности формы. Подъемный механизм содержит концентрически расположенные первую и вторую втулки, при этом первая втулка зафиксирована на верхней поверхности формы, а вторая втулка соединена с возможностью вращения с верхней поверхностью формы и поддерживает воронку защитного кожуха. Байонетная система, содержащая толкатель, находящийся в зацеплении с наклонной прорезью, позволяет поднимать вторую втулку относительно верхней поверхности формы путем вращения, вызывая таким образом линейное движение защитного кожуха. Вращение байонетной системы осуществляет оператор, который должен дозировано задавать угол поворота байонета для достаточного подъема воронки с образованием уплотнительного контакта, не повредив при этом находящиеся в контакте тугоплавкие материалы. Оператор обязательно должен находиться в непосредственной близости от разливочного стакана ковша, что с точки зрения безопасности не является идеальным. Кроме того, один оператор требуется для центрирования и совмещения разливочного стакана ковша над воронкой, а другой оператор требуется для управления подъемным механизмом посредством рукоятки. Как только воронка защитного кожуха входит в контакт с разливочным стаканом, подъемный механизм больше не перемещается в течение всей операции разливки. Это может стать проблемой, поскольку поток расплавленного металла через защитный кожух вызывает вибрации, которые распространяются на область контакта между разливочным стаканом и воронкой, что может вызывать износ или даже появление трещин в тугоплавких материалах.[004] In order to form a sealing contact between the pouring nozzle and the funnel of the protective casing, EP 3463715 B1 proposes a lifting mechanism located on the upper surface of the mould. The lifting mechanism comprises concentrically arranged first and second bushings, wherein the first bushing is fixed on the upper surface of the mould, and the second bushing is rotatably connected to the upper surface of the mould and supports the funnel of the protective casing. A bayonet system comprising a pusher engaged with an inclined slot makes it possible to lift the second bushing relative to the upper surface of the mould by rotation, thus causing a linear movement of the protective casing. The rotation of the bayonet system is carried out by an operator, who must dose the angle of rotation of the bayonet to sufficiently raise the funnel to form a sealing contact without damaging the refractory materials in contact. The operator must necessarily be in the immediate vicinity of the pouring nozzle of the ladle, which is not ideal from a safety point of view. In addition, one operator is required to center and align the ladle nozzle over the hopper, and another operator is required to operate the lifting mechanism via a handle. Once the hopper of the protective shroud contacts the pouring nozzle, the lifting mechanism no longer moves during the entire pouring operation. This can be a problem because the flow of molten metal through the shroud causes vibrations that spread to the contact area between the pouring nozzle and the hopper, which can cause wear or even cracks in refractory materials.
[005] Одна из целей настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить форму, содержащую механизм соединения формы / защитного кожуха, который прост в эксплуатации и требует меньшего вмешательства человека для зацепления воронки защитного кожуха с разливочным стаканом ковша для образования уплотнительного контакта. Кроме того, одна из целей настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить литейную установку, которая проще и безопаснее в эксплуатации, чем системы, известные из предшествующего уровня техники.[005] One of the objectives of the present invention is to provide a mold comprising a mold/shroud coupling mechanism that is easy to operate and requires less human intervention to engage the shroud funnel with the ladle pouring nozzle to form a sealing contact. In addition, one of the objectives of the present invention is to provide a casting system that is easier and safer to operate than the systems known from the prior art.
[006] Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ разливки расплавленных металлов с использованием механизма соединения формы / защитного кожуха вышеупомянутого типа.[006] Another object of the present invention is to provide a method for casting molten metals using a mold/protective cover connection mechanism of the above-mentioned type.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION
[007] Эти и другие цели достигаются за счет признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охватываются зависимыми пунктами формулы изобретения.[007] These and other objects are achieved by the features of the independent claims. Preferred embodiments of the invention are covered by the dependent claims.
[008] В первом аспекте изобретение относится к форме для разливки расплавленных металлов, содержащей:[008] In a first aspect, the invention relates to a mould for casting molten metals comprising:
• литейную полость, имеющую впускное отверстие полости,• a casting cavity having a cavity inlet opening,
• корпус, выбранный из корпуса фильтра и корпуса отклонителя, имеющий выпускное отверстие корпуса, сообщающееся по текучей среде с впускным отверстием полости, и впускное отверстие корпуса, сообщающееся по текучей среде с:• a housing selected from a filter housing and a diverter housing, having a housing outlet in fluid communication with the cavity inlet, and a housing inlet in fluid communication with:
• каналом, проходящим между верхней поверхностью формы и впускным отверстием корпуса,• a channel passing between the upper surface of the mold and the inlet opening of the housing,
• механизмом соединения формы / защитного кожуха, выполненным с возможностью размещения защитного кожуха литейной установки в положении разливки защитного кожуха, при этом защитный кожух содержит воронку, прикрепленную к проксимальному концу вала, который является полым и имеет дистальный конец, содержащий выпускное отверстие защитного кожуха, и при этом положение разливки защитного кожуха определяется как размещение вала в канале, причем его дистальный конец вставлен через впускное отверстие корпуса, а выпускное отверстие защитного кожуха заключено в корпусе.• a mould/shroud connection mechanism configured to position the shroud of a casting machine in a shroud pouring position, wherein the shroud comprises a funnel attached to a proximal end of a shaft that is hollow and has a distal end that contains a shroud outlet, and wherein the shroud pouring position is defined as the shaft being positioned in the channel, wherein its distal end is inserted through the inlet of the housing, and the outlet of the shroud is enclosed in the housing.
[009] Форма отличается тем, что механизм соединения формы / защитного кожуха содержит:[009] The form is characterized in that the mechanism for connecting the form/protective casing comprises:
• элемент основания, зафиксированный на верхней поверхности,• a base element fixed to the upper surface,
• установочный элемент, выполненный с возможностью приема воронки и удержания защитного кожуха в положении разливки защитного кожуха.• a mounting element designed to receive a funnel and hold the protective casing in the position for pouring the protective casing.
[0010] Установочный элемент соединен с элементом основания по меньшей мере одним податливым элементом таким образом, что установочный элемент отделен от элемента основания и выполнен с возможностью перемещения относительно него при приложении нагрузки к установочному элементу, что деформирует по меньшей мере один податливый элемент.[0010] The mounting element is connected to the base element by at least one flexible element in such a way that the mounting element is separated from the base element and is designed with the possibility of movement relative to it when a load is applied to the mounting element, which deforms at least one flexible element.
[0011] Податливый элемент может содержать один или более упругих элементов, определяющих упругую конфигурацию. Один или более упругих элементов могут включать эластомерный материал при технологической температуре или пружину, предпочтительно спиральную пружину, проходящую между установочным элементом и элементом основания. В альтернативном варианте податливые элементы могут содержать сыпучий материал, заключенный в один или более мешков, выполненных с возможностью деформации при приложении нагрузки к установочному элементу.[0011] The compliant element may comprise one or more elastic elements defining an elastic configuration. The one or more elastic elements may comprise an elastomeric material at the process temperature or a spring, preferably a coil spring, extending between the mounting element and the base element. Alternatively, the compliant elements may comprise a bulk material enclosed in one or more bags configured to deform when a load is applied to the mounting element.
[0012] В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения каждый из элемента основания и установочного элемента содержит центральное отверстие, совмещенное друг с другом для определения подвода к каналу для защитного кожуха. В упругой конфигурации, как определено выше, механизм соединения формы / защитного кожуха может содержать по меньшей мере три упругих элемента, предпочтительно по меньшей мере три спиральные пружины, проходящие между установочным элементом и элементом основания, при этом по меньшей мере три упругих элемента предпочтительно равномерно разнесены друг от друга по окружности центральных отверстий установочного элемента и элемента основания.[0012] In one preferred embodiment of the invention, each of the base element and the mounting element comprises a central opening aligned with each other to define a feed to the channel for the protective cover. In the elastic configuration as defined above, the mold/protective cover connection mechanism may comprise at least three elastic elements, preferably at least three coil springs, extending between the mounting element and the base element, wherein the at least three elastic elements are preferably uniformly spaced from each other around the circumference of the central openings of the mounting element and the base element.
[0013] Во втором аспекте изобретение относится к форме в сборе, содержащей:[0013] In a second aspect, the invention relates to an assembled form comprising:
• форму в соответствии с изобретением, и• a form in accordance with the invention, and
• защитный кожух, содержащий воронку, прикрепленную к проксимальному концу вала, который является полым и имеет дистальный конец, содержащий выпускное отверстие защитного кожуха, причем защитный кожух размещен в форме, причем установочный элемент принимает воронку и удерживает защитный кожух в положении разливки защитного кожуха,• a protective casing comprising a funnel attached to a proximal end of a shaft which is hollow and has a distal end comprising a discharge opening of the protective casing, wherein the protective casing is placed in a mould, wherein the mounting element receives the funnel and holds the protective casing in a position for pouring the protective casing,
при этом положение разливки защитного кожуха определяется как размещение вала в канале, причем его дистальный конец вставлен через впускное отверстие корпуса, а выпускное отверстие защитного кожуха заключено в корпусе.wherein the position of the pouring of the protective casing is defined as the placement of the shaft in the channel, with its distal end inserted through the inlet opening of the housing, and the outlet opening of the protective casing enclosed in the housing.
[0014] В одном предпочтительном варианте осуществления формы в сборе защитный кожух зафиксирован на установочном элементе с наполнением формовочным песком, уплотняющим кольцевой зазор между воронкой и установочным элементом и определяющим установочное место для воронки, и установочный элемент предпочтительно содержит втулку, определяющую границу кольцевого зазора.[0014] In one preferred embodiment of the assembled mould, the protective cover is fixed to the mounting element with a filling of moulding sand, sealing the annular gap between the funnel and the mounting element and defining a mounting location for the funnel, and the mounting element preferably comprises a sleeve defining the boundary of the annular gap.
[0015] В третьем аспекте изобретение относится к литейной установке, содержащей:[0015] In a third aspect, the invention relates to a casting apparatus comprising:
• форму в соответствии с изобретением, и• a form in accordance with the invention, and
• защитный кожух, содержащий воронку, прикрепленную к проксимальному концу вала, который является полым и имеет дистальный конец, содержащий выпускное отверстие защитного кожуха,• a protective casing comprising a funnel attached to the proximal end of a shaft which is hollow and has a distal end comprising an outlet opening of the protective casing,
• ковш, содержащий разливочный стакан, обеспеченный в основании ковша для выдачи расплавленного металла из ковша, при этом разливочный стакан выполнен с возможностью реверсивного и уплотнительного зацепления с воронкой защитного кожуха, и при этом ковш выполнен с возможностью смещения относительно формы, например,• a ladle containing a pouring nozzle provided in the base of the ladle for dispensing molten metal from the ladle, wherein the pouring nozzle is designed with the possibility of reversible and sealing engagement with the funnel of the protective casing, and wherein the ladle is designed with the possibility of displacement relative to the mold, for example,
○ расположения разливочного стакана по существу вертикально над механизмом соединения формы / защитного кожуха и○ positioning the pouring cup substantially vertically above the mould/protective casing connection mechanism and
○ опускания вертикально до тех пор, пока разливочный стакан не войдет в уплотнительное зацепление с воронкой защитного кожуха в положении разливки защитного кожуха путем приложения нагрузки к установочному элементу,○ lowering vertically until the pouring cup enters into sealing engagement with the funnel of the protective casing in the pouring position of the protective casing by applying a load to the installation element,
при этом положение разливки защитного кожуха определяется как размещение вала в канале, причем его дистальный конец вставлен через впускное отверстие корпуса, а выпускное отверстие защитного кожуха заключено в корпусе.wherein the position of the pouring of the protective casing is defined as the placement of the shaft in the channel, with its distal end inserted through the inlet opening of the housing, and the outlet opening of the protective casing enclosed in the housing.
[0016] В конфигурации сцепления литейной установки в соответствии с изобретением литейная установка содержит механизм соединения ковша / защитного кожуха, выполненный с возможностью реверсивного сцепления защитного кожуха с разливочным стаканом, предпочтительно без образования уплотнения между воронкой и разливочным стаканом, при этом механизм соединения ковша / защитного кожуха содержит:[0016] In the coupling configuration of the casting machine according to the invention, the casting machine comprises a ladle/guard coupling mechanism configured to reversibly couple the guard to the pouring nozzle, preferably without forming a seal between the hopper and the pouring nozzle, wherein the ladle/guard coupling mechanism comprises:
• переходной патрубок воронки, зафиксированный на воронке защитного кожуха, причем переходной патрубок воронки содержит удерживающее средство, и• a transition pipe of the funnel fixed to the funnel of the protective casing, wherein the transition pipe of the funnel comprises a retaining means, and
• переходной патрубок разливочного стакана, зафиксированный на основании ковша или на разливочном стакане и выполненный с возможностью зацепления с удерживающим средством переходного патрубка воронки для реверсивной блокировки защитного кожуха на разливочном стакане в заблокированном положении.• a transition branch pipe of the pouring nozzle, fixed on the base of the ladle or on the pouring nozzle and designed with the possibility of engaging with the retaining means of the transition branch pipe of the funnel for reversible locking of the protective casing on the pouring nozzle in the locked position.
[0017] В предпочтительных вариантах осуществления конфигурации сцепления литейной установки:[0017] In preferred embodiments of the casting machine coupling configuration:
• удерживающее средство переходного патрубка воронки содержит удерживающие штифты, а переходной патрубок разливочного стакана содержит крепежные крюки, выполненные с возможностью реверсивного зацепления с удерживающими штифтами и предпочтительно выполненные с возможностью самозацепления с удерживающими штифтами, или• the retaining means of the transition pipe of the funnel comprises retaining pins, and the transition pipe of the pouring cup comprises fastening hooks, which are designed with the possibility of reversible engagement with the retaining pins and are preferably designed with the possibility of self-engaging with the retaining pins, or
• удерживающее средство переходного патрубка воронки содержит один или более удерживающих штифтов, а переходной патрубок разливочного стакана содержит элемент байонетного соединения, выполненный с возможностью взаимодействия с одним или более удерживающими штифтами для реверсивной блокировки защитного кожуха на разливочном стакане в заблокированном положении.• the retaining means of the transition pipe of the funnel comprises one or more retaining pins, and the transition pipe of the pouring nozzle comprises a bayonet connection element designed with the possibility of interacting with one or more retaining pins for reversible locking of the protective casing on the pouring nozzle in the locked position.
[0018] В одном предпочтительном варианте осуществления конфигурации сцепления литейной установки переходной патрубок воронки зафиксирован на защитном кожухе с помощью адгезивного материала.[0018] In one preferred embodiment of the casting machine coupling configuration, the funnel transition pipe is secured to the protective casing using an adhesive material.
[0019] В одном предпочтительном варианте осуществления конфигурации сцепления установочный элемент механизма соединения формы / защитного кожуха выполнен с возможностью приема переходного патрубка воронки и удержания защитного кожуха в положении разливки защитного кожуха. В одном предпочтительном варианте осуществления конфигурации сцепления установочный элемент содержит коническую часть, центрированную на центральном отверстии установочного элемента. Коническая часть выполнена с возможностью направления защитного кожуха для совмещения с каналом, когда ковш опускают вертикально, причем защитный кожух реверсивно заблокирован на разливочном стакане.[0019] In one preferred embodiment of the coupling configuration, the mounting element of the mold/shroud coupling mechanism is configured to receive the transition pipe of the funnel and to hold the shroud in the position of pouring the shroud. In one preferred embodiment of the coupling configuration, the mounting element comprises a conical portion centered on the central opening of the mounting element. The conical portion is configured to guide the shroud to align with the channel when the ladle is lowered vertically, wherein the shroud is reversibly locked on the pouring nozzle.
[0020] В четвертом аспекте изобретение относится к способу разливки расплавленного металла с помощью литейной установки в соответствии с изобретением, включающему:[0020] In a fourth aspect, the invention relates to a method for casting molten metal using a casting apparatus according to the invention, comprising:
• опускание ковша вертикально до тех пор, пока разливочный стакан, находящийся в зацеплении с воронкой, не приложит нагрузку к воронке, посаженной на установочном элементе, таким образом перемещая установочный элемент относительно элемента основания против податливых элементов и образуя уплотнительный контакт между разливочным стаканом и защитным кожухом, который находится в положении разливки защитного кожуха,• lowering the ladle vertically until the pouring nozzle, which is engaged with the funnel, applies a load to the funnel seated on the mounting element, thus moving the mounting element relative to the base element against the pliable elements and forming a sealing contact between the pouring nozzle and the protective casing, which is in the pouring position of the protective casing,
• обеспечение потока расплавленного металла из ковша в литейную полость через разливочный стакан, защитный кожух и корпус.• ensuring the flow of molten metal from the ladle into the casting cavity through the pouring nozzle, protective casing and body.
[0021] В одном варианте осуществления способа, в котором литейная установка содержит форму в сборе в соответствии с изобретением, способ включает в себя зацепление разливочного стакана с воронкой путем опускания ковша вертикально и образование уплотнительного контакта между разливочным стаканом и защитным кожухом путем дальнейшего опускания ковша для разливочного стакана для приложения нагрузки к воронке.[0021] In one embodiment of the method, wherein the casting apparatus comprises a mold assembly according to the invention, the method includes engaging the pouring nozzle with the funnel by lowering the ladle vertically and forming a sealing contact between the pouring nozzle and the protective jacket by further lowering the ladle for the pouring nozzle to apply a load to the funnel.
[0022] В другом варианте осуществления способа, применяемого к конфигурации сцепления литейной установки, способ включает в себя:[0022] In another embodiment of the method applied to a coupling configuration of a casting machine, the method includes:
• зацепление разливочного стакана с воронкой защитного кожуха и сцепление защитного кожуха с разливочным стаканом с помощью механизма соединения ковша / защитного кожуха путем зацепления:• engagement of the pouring nozzle with the funnel of the protective casing and engagement of the protective casing with the pouring nozzle by means of a ladle/protective casing coupling mechanism by engagement:
○ удерживающего средства переходного патрубка воронки, зафиксированного на воронке защитного кожуха, с помощью,○ a retaining means of the transition pipe of the funnel, fixed on the funnel of the protective casing, with the help of,
○ переходного патрубка разливочного стакана, зафиксированного на основании ковша или на разливочном стакане,○ transition pipe of the pouring nozzle, fixed on the base of the ladle or on the pouring nozzle,
например, для блокировки защитного кожуха на разливочном стакане в заблокированном положении,for example, to lock the protective cover on the pouring cup in the locked position,
• расположение защитного кожуха, заблокированного на разливочном стакане, по существу вертикально над механизмом соединения формы / защитного кожуха,• positioning the protective casing locked onto the pouring cup substantially vertically above the mould/protective casing connection mechanism,
• опускание вертикально до тех пор, пока защитный кожух не достигнет положения заливки защитного кожуха, причем воронка будет опираться на установочный элемент,• lowering vertically until the protective casing reaches the protective casing filling position, with the funnel resting on the installation element,
• образование уплотнительного контакта между разливочным стаканом и защитным кожухом путем дальнейшего опускания ковша для разливочного стакана для приложения нагрузки к воронке.• formation of a sealing contact between the pouring nozzle and the protective casing by further lowering the pouring nozzle ladle to apply load to the funnel.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS
[0023] Предпочтительные варианты осуществления данного изобретения будут далее подробно объяснены со ссылкой на прилагаемые графические материалы.[0023] Preferred embodiments of the present invention will now be explained in detail with reference to the accompanying drawings.
[0024] В графических материалах:[0024] In graphic materials:
На Фиг. 1 показаны этапы способа разливки металла с помощью литейной установки в соответствии с одним вариантом осуществления данного изобретения. Fig. 1 shows the steps of a method for casting metal using a casting machine in accordance with one embodiment of the present invention.
На Фиг. 2 показаны этапы способа разливки металла с помощью литейной установки в соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления данного изобретения, содержащей механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха. Fig. 2 shows the steps of a method for casting metal using a casting apparatus according to one alternative embodiment of the present invention, comprising a ladle/shroud connection mechanism (140).
На Фиг. 3 показан вид в перспективе варианта осуществления механизма соединения формы / защитного кожуха в соответствии с изобретением, поддерживающего размещенный в нем защитный кожух. Fig. 3 shows a perspective view of an embodiment of a mold/protective casing connection mechanism according to the invention, supporting a protective casing housed therein.
На Фиг. 4 показано поперечное сечение по линиям IV-IV, показанным на Фиг. 3, механизма соединения формы / защитного кожуха и размещенного в нем защитного кожуха, показанного на Фиг. 3. Fig. 4 shows a cross-section along the lines IV-IV shown in Fig. 3 of the mold/protective casing connection mechanism and the protective casing placed therein shown in Fig. 3.
На Фиг. 5 показан вид в перспективе литейной установки в соответствии с изобретением, на котором разливочный стакан ковша расположен вертикально над воронкой защитного кожуха в положении разливки защитного кожуха, при этом воронка принята в установочный элемент механизма соединения формы / защитного кожуха. Для ясности ковш не показан. Fig. 5 shows a perspective view of a casting apparatus according to the invention, in which the pouring nozzle of the ladle is positioned vertically above the funnel of the protective casing in the pouring position of the protective casing, wherein the funnel is received in the mounting element of the mold/protective casing connection mechanism. For the sake of clarity, the ladle is not shown.
На Фиг. 6 показан вид в поперечном сечении литейной установки, показанной на Фиг. 5, на котором разливочный стакан реверсивно и уплотнительно зацеплен с воронкой защитного кожуха. Fig. 6 is a cross-sectional view of the casting apparatus shown in Fig. 5, in which the pouring nozzle is reversibly and sealingly engaged with the funnel of the protective jacket.
На Фиг. 7a-7c показаны детальные виды в поперечном сечении механизма соединения формы / защитного кожуха и разливочного стакана в литейной установке в соответствии с изобретением, (7a) когда ковш перемещается над формой, совмещая разливочный стакан с воронкой, (7b) когда ковш опускается, чтобы приблизить разливочный стакан к воронке или привести его в контакт с ней, и (7c) когда ковш опускается дальше для прижатия податливых элементов для образования уплотнительного контакта. Fig. 7a-7c show detailed cross-sectional views of the mechanism for connecting the mould/shroud and the pouring nozzle in the casting apparatus according to the invention, (7a) when the ladle moves over the mould, aligning the pouring nozzle with the funnel, (7b) when the ladle is lowered to bring the pouring nozzle closer to or into contact with the funnel, and (7c) when the ladle is lowered further to press the compliant members to form a sealing contact.
На Фиг. 8 показан вид снизу в перспективе установочного элемента механизма соединения формы / защитного кожуха в соответствии с одним вариантом осуществления данного изобретения. Fig. 8 is a bottom perspective view of a mold/protective cover connection mechanism mounting member according to one embodiment of the present invention.
На Фиг. 9а показаны детальные виды в поперечном сечении механизма соединения ковша / защитного кожуха в литейной установке в соответствии с одним вариантом осуществления данного изобретения до сцепления защитного кожуха с разливочным стаканом. Fig. 9a shows detailed cross-sectional views of a ladle/shroud coupling mechanism in a casting apparatus according to one embodiment of the present invention prior to engagement of the shroud with the pouring nozzle.
На Фиг. 9b показан детальный вид в поперечном сечении механизма соединения ковша / защитного кожуха в литейной установке, показанного на Фиг. 9a, причем защитный кожух соединен, хотя и не герметично, с разливочным стаканом, и защитный кожух удерживается вертикально над механизмом соединения формы / защитного кожуха. Fig. 9b is a detailed cross-sectional view of the ladle/shroud coupling mechanism in the casting apparatus shown in Fig. 9a, wherein the shroud is connected, although not hermetically, to the pouring nozzle, and the shroud is supported vertically above the mould/shroud coupling mechanism.
На Фиг. 9c показан детальный вид в поперечном сечении механизма соединения ковша / защитного кожуха и формы / защитного кожуха в литейной установке, показанной на Фиг. 9a, при этом переходной патрубок воронки принят в установочном элементе механизма соединения формы / защитного кожуха, удерживающего защитный кожух, и при этом податливый элемент находится в состоянии покоя. Fig. 9c is a detailed cross-sectional view of the ladle/shroud and mould/shroud coupling mechanism in the casting apparatus shown in Fig. 9a, wherein the hopper transition pipe is received in the mounting member of the mould/shroud coupling mechanism holding the shroud, and wherein the compliant member is in a resting state.
На Фиг. 9d показан детальный вид в поперечном сечении механизма соединения ковша / защитного кожуха и формы / защитного кожуха в литейной установке, показанной на Фиг. 9a, при этом ковш дополнительно опускают вертикально, причем защитный кожух сцеплен с разливочным стаканом до тех пор, пока разливочный стакан не приложит нагрузку к податливым элементам, образуя таким образом уплотнительный контакт между разливочным стаканом и защитным кожухом. Fig. 9d is a detailed cross-sectional view of the mechanism for connecting the ladle/shroud and the mould/shroud in the casting apparatus shown in Fig. 9a, wherein the ladle is further lowered vertically, wherein the shroud is engaged with the pouring nozzle until the pouring nozzle applies a load to the compliant members, thus forming a sealing contact between the pouring nozzle and the shroud.
На Фиг. 10 показан детальный вид механизма соединения ковша / защитного кожуха в литейной установке, показанной на Фиг. 9a, до сцепления защитного кожуха в положении разливки защитного кожуха с разливочным стаканом. Fig. 10 shows a detailed view of the ladle/shroud coupling mechanism in the casting apparatus shown in Fig. 9a, prior to engagement of the shroud in the shroud pouring position with the pouring nozzle.
На Фиг. 11 показан детальный вид механизма соединения ковша / защитного кожуха в литейной установке, показанной на Фиг. 10, причем защитный кожух сцеплен с разливочным стаканом в положении разливки защитного кожуха. Fig. 11 shows a detailed view of the ladle/shroud coupling mechanism in the casting apparatus shown in Fig. 10, with the shroud engaged with the pouring nozzle in the shroud pouring position.
На Фиг. 12 показан детальный вид в поперечном сечении механизма соединения ковша / защитного кожуха, показанного на Фиг. 10. Fig. 12 is a detailed cross-sectional view of the bucket/guard coupling mechanism shown in Fig. 10.
На Фиг. 13 показан детальный вид в поперечном сечении механизма соединения ковша / защитного кожуха, показанного на Фиг. 11. Fig. 13 is a detailed cross-sectional view of the bucket/guard coupling mechanism shown in Fig. 11.
На Фиг. 14 показан детальный вид механизма соединения ковша / защитного кожуха в литейной установке в соответствии с изобретением, причем защитный кожух соединен с разливочным стаканом и вертикально поступательно перемещает (вверх или вниз) ковш, и защитный кожух соединен с ним над формой. Fig. 14 shows a detailed view of the ladle/guard coupling mechanism in a casting apparatus according to the invention, wherein the guard is connected to the pouring nozzle and vertically moves (up or down) the ladle, and the guard is connected to it above the mold.
На Фиг. 15 показан детальный вид в поперечном сечении литейной установки, содержащей механизм соединения ковша / защитного кожуха в соответствии с изобретением, причем защитный кожух сцеплен с разливочным стаканом и находится в положении разливки защитного кожуха. Fig. 15 shows a detailed cross-sectional view of a casting apparatus comprising a ladle/shroud coupling mechanism according to the invention, wherein the shroud is engaged with a pouring nozzle and is in a shroud pouring position.
На Фиг. 16 показан детальный вид в поперечном сечении литейной установки, показанной на Фиг. 15, на котором защитный кожух сцеплен с разливочным стаканом и вертикально поступательно перемещается (вверх или вниз) над формой. Fig. 16 is a detailed cross-sectional view of the casting apparatus shown in Fig. 15, in which the protective hood is engaged with the pouring nozzle and moves vertically (up or down) above the mold.
На Фиг. 17a-17e показаны различные варианты осуществления податливого элемента в соответствии с данным изобретением. Fig. 17a-17e show various embodiments of a compliant element according to the present invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0025] В первом аспекте изобретение относится к форме (2) для разливки расплавленных металлов, как показано на Фиг. 5. Форма (2) содержит одну или более литейных полостей (3), каждая из которых имеет одно или более впускных отверстий (4) полости, и корпус (6), выбранный из корпуса фильтра и корпуса отклонителя. Корпус (6) содержит одно или более выпускных отверстий (6о) корпуса, сообщающихся по текучей среде с одним или более впускными отверстиями (4) полости одной или более литейных полостей (3). Корпус (6) также содержит впускное отверстие (6i) корпуса, сообщающееся по текучей среде с каналом (7), проходящим вертикально между впускным отверстием (6i) корпуса и верхней поверхностью (8) формы, где оно открывается в отверстие. По меньшей мере часть верхней поверхности (8), окружающей отверстие, предпочтительно является по существу плоской и предпочтительно горизонтальной.[0025] In a first aspect, the invention relates to a mould (2) for casting molten metals, as shown in Fig. 5. The mould (2) comprises one or more casting cavities (3), each of which has one or more cavity inlet openings (4), and a housing (6) selected from a filter housing and a deflector housing. The housing (6) comprises one or more housing outlet openings (6o) in fluid communication with one or more cavity inlet openings (4) of the one or more casting cavities (3). The housing (6) also comprises a housing inlet opening (6i) in fluid communication with a channel (7) extending vertically between the housing inlet opening (6i) and the upper surface (8) of the mould, where it opens into the opening. At least a part of the upper surface (8) surrounding the opening is preferably substantially flat and preferably horizontal.
[0026] На Фиг. 5 форма (2) содержит верхнюю часть (2а) и нижнюю часть (2b), соединенные горизонтально по линии разъема, и одну литейную полость (3). Литейная полость (3) питается снизу через два впускных отверстия (4) полости. Впускные отверстия (4) полости сообщаются двумя питающими каналами (5) с корпусом (6), который соединен с каналом (7), проходящим до верхней поверхности (8) формы (2). Корпус (6) может представлять собой корпус фильтра или корпус отклонителя. Корпус фильтра может быть сконструирован таким же или аналогичным способом, как раскрытый в EP 3463715 B1, который в определенной мере включен в данный документ посредством ссылки.[0026] In Fig. 5, the mold (2) comprises an upper part (2a) and a lower part (2b) connected horizontally along a parting line, and one casting cavity (3). The casting cavity (3) is fed from below through two inlet openings (4) of the cavity. The inlet openings (4) of the cavity communicate via two feed channels (5) with a housing (6), which is connected to a channel (7) extending to the upper surface (8) of the mold (2). The housing (6) may be a filter housing or a deflector housing. The filter housing may be constructed in the same or a similar manner as disclosed in EP 3463715 B1, which is to a certain extent incorporated herein by reference.
[0027] На Фиг. 15 и 16 форма (2) содержит несколько литейных полостей, каждая из которых сообщается по текучей среде с корпусом (6) через соответствующие питающие каналы (5) для транспортировки расплавленного металла из корпуса в литейные полости. Аналогичным образом одна и та же форма может содержать два или более каналов (7), сообщающихся по текучей среде с одним или более соответствующими корпусами (6).[0027] In Figs. 15 and 16, the mold (2) comprises several casting cavities, each of which is in fluid communication with the body (6) via corresponding feed channels (5) for transporting molten metal from the body to the casting cavities. Similarly, one and the same mold may comprise two or more channels (7) in fluid communication with one or more corresponding bodies (6).
[0028] Корпус (6) формы (2) в соответствии с изобретением содержит одно впускное отверстие (6i) корпуса и одно или множество выпускных отверстий (6о) корпуса. Он выполнен с возможностью распределения потока расплавленного металла, проходящего через корпус от впускного отверстия (6i) корпуса к одному или более выпускным каналам (6о) корпуса, соединенным с литейными полостями. Корпус (6) выбран из корпуса отклонителя и корпуса фильтра, содержащего фильтрующий элемент для фильтрации и удаления примесей в потоке расплавленного металла.[0028] The body (6) of the mold (2) according to the invention comprises one inlet opening (6i) of the body and one or a plurality of outlet openings (6o) of the body. It is designed with the possibility of distributing the flow of molten metal passing through the body from the inlet opening (6i) of the body to one or more outlet channels (6o) of the body connected to the casting cavities. The body (6) is selected from a diverter body and a filter body containing a filter element for filtering and removing impurities in the flow of molten metal.
МЕХАНИЗМ (14) СОЕДИНЕНИЯ ФОРМЫ / ЗАЩИТНОГО КОЖУХАMECHANISM (14) FOR CONNECTING THE FORM/PROTECTIVE CASING
[0029] Во время разливки расплавленный металл, содержащийся в ковше (103), выдается через разливочный стакан (12), расположенный в нижней части ковша (103), откуда он течет в полости (3) через защитный кожух (9), корпус (6) и питающие каналы (5). Защитный кожух (9) содержит воронку (11), прикрепленную к проксимальному концу вала (10), который является полым, причем канал защитного кожуха открывается во впускное отверстие защитного кожуха в воронке и проходит к выпускному отверстию (9o) защитного кожуха, открывающемуся на дистальном конце (10d) полого вала. Для поддержания положения защитного кожуха во время операции разливки форма в соответствии с изобретением содержит механизм (14) соединения формы / защитного кожуха, вариант осуществления которого показан на Фиг. 3. Как показано на Фиг. 6, механизм (14) соединения формы / защитного кожуха выполнен с возможностью размещения защитного кожуха (9) литейной установки (1) в положении разливки защитного кожуха, определенном как размещение вала (10) в канале (7), причем его дистальный конец (10d) вставлен в корпус (6) через впускное отверстие (6i) корпуса таким образом, что выпускное отверстие (9o) защитного кожуха заключено в корпусе (6). Во время операции разливки расплавленный металл вытекает из ковша через разливочный стакан (12), уплотнительно зацепленный с воронкой (11) защитного кожуха (9) в положении разливки защитного кожуха. Расплавленный металл течет через вал (10) и поступает в корпус (6) через заключенное в нем выпускное отверстие (9о) защитного кожуха и выходит через выпускное отверстие (6о) корпуса в питающие каналы и заполняет литейные полости.[0029] During pouring, the molten metal contained in the ladle (103) is discharged through a pouring nozzle (12) located at the bottom of the ladle (103), from where it flows into the cavities (3) through the protective jacket (9), the body (6) and the feed channels (5). The protective jacket (9) comprises a funnel (11) attached to the proximal end of the shaft (10), which is hollow, wherein the channel of the protective jacket opens into the inlet opening of the protective jacket in the funnel and passes to the outlet opening (9o) of the protective jacket, opening at the distal end (10d) of the hollow shaft. To maintain the position of the protective jacket during the pouring operation, the mold according to the invention comprises a mold/protective jacket connection mechanism (14), an embodiment of which is shown in Fig. 3. As shown in Fig. 6, the mechanism (14) for connecting the mold/protective casing is designed to place the protective casing (9) of the casting machine (1) in the protective casing pouring position, defined as placing the shaft (10) in the channel (7), wherein its distal end (10d) is inserted into the housing (6) through the inlet opening (6i) of the housing in such a way that the outlet opening (9o) of the protective casing is enclosed in the housing (6). During the pouring operation, molten metal flows out of the ladle through the pouring nozzle (12), sealingly engaged with the funnel (11) of the protective casing (9) in the protective casing pouring position. The molten metal flows through the shaft (10) and enters the housing (6) through the outlet opening (9o) of the protective casing enclosed therein and exits through the outlet opening (6o) of the housing into the feed channels and fills the casting cavities.
[0030] Как показано на Фиг. 6, форма (2) в соответствии с изобретением отличается тем, что механизм (14) соединения формы / защитного кожуха содержит элемент (16) основания, прикрепленный к верхней поверхности (8), и установочный элемент (15), выполненный с возможностью приема воронки (11) и удержания защитного кожуха (9) в положении разливки защитного кожуха. Как показано на Фиг. 3, установочный элемент (15) соединен с элементом (16) основания по меньшей мере одним податливым элементом (17) таким образом, что установочный элемент (15) отделяется от элемента (16) основания, когда механизм (14) соединения формы / защитного кожуха находится в состоянии покоя и может перемещаться относительно элемента (16) основания и предпочтительно по направлению к элементу (16) основания при приложении нагрузки к установочному элементу (15), которая деформирует по меньшей мере один податливый элемент (17).[0030] As shown in Fig. 6, the mould (2) according to the invention is characterized in that the mould/protective cover connection mechanism (14) comprises a base element (16) attached to the upper surface (8) and a mounting element (15) configured to receive a funnel (11) and to hold the protective cover (9) in the position for pouring the protective cover. As shown in Fig. 3, the mounting element (15) is connected to the base element (16) by at least one flexible element (17) in such a way that the mounting element (15) is separated from the base element (16) when the mould/protective cover connection mechanism (14) is in a resting state and can move relative to the base element (16) and preferably in the direction of the base element (16) when a load is applied to the mounting element (15) which deforms the at least one flexible element (17).
[0031] При наличии механизма (14) соединения формы / защитного кожуха по изобретению нет необходимости вручную поднимать защитный кожух (9), принятый в установочный элемент (15), для зацепления воронки (11) с разливочным стаканом (12) ковша (103). В одном варианте осуществления настоящего изобретения защитный кожух соединен с формой в положении разливки, т. е. когда воронка опирается на установочный элемент (15) механизма (14) соединения формы / защитного кожуха, причем полый вал размещен в канале (7) и выпускное отверстие (9o) защитного кожуха находится в корпусе (6). В отличие от механизма соединения формы / защитного кожуха, описанного в EP 3463715 B1, в состоянии покоя, воронка опирается на установочный элемент (15), который удерживается на расстоянии (h0) покоя от элемента (16) основания за счет силы противодействия смещенного таким образом податливого элемента (17). Разливочный стакан (12) ковша (103) находится в зацеплении с воронкой (11), опирающейся на установочный элемент (15) механизма (14) соединения формы / защитного кожуха, просто путем первого перемещения ковша над формой относительно воронки и последующего опускания ковша (103) по направлению к форме (2) до тех пор, пока разливочный стакан не войдет в зацепление с воронкой, как проиллюстрировано на Фиг. 7a и 7b. На Фиг. 7а разливочный стакан совмещен с воронкой и расположен на расстоянии от нее в вертикальном направлении. Затем ковш опускают, т. е. перемещают вниз по направлению к воронке таким образом, что разливочный стакан входит в зацепление с воронкой защитного кожуха, как проиллюстрировано на Фиг. 7b. На этом этапе разливочный стакан и воронка не соединены таким образом, чтобы образовывался уплотнительный контакт. Затем для уплотнительного зацепления разливочного стакана с воронкой и предотвращения утечки воздуха и расплавленного металла через границу контакта между разливочным стаканом и воронкой ковш дополнительно опускают, как проиллюстрировано на Фиг. 7c, таким образом, что разливочный стакан контактирует с воронкой и прикладывает к ней нагрузку, опираясь на установочный элемент (15) механизма (14) соединения формы / защитного кожуха, вызывая перемещение установочного элемента (15) по направлению к элементу (16) основания путем деформации податливого элемента (17) таким образом, что соединение разливочного стакана и воронки может быть выполнено управляемым образом. Как показано на Фиг. 7c, перемещение установочного элемента (15) относительно элемента (16) основания, вызванное поступательным перемещением ковша вниз и ставшее возможным благодаря деформации податливого элемента (17), уменьшает расстояние между установочными элементами (15) и элементом (16) основания от расстояния покоя (h0) до расстояния уплотнения (h1), причем h1 < h0. Перемещение установочного элемента вниз по направлению к элементу основания, конечно, приведет к осевому перемещению защитного кожуха в канале формы. Это означает, что, поскольку перемещение установочного элемента (15) вниз по направлению к элементу (16) основания вводит дистальный конец защитного кожуха и выпускное отверстие (9o) защитного кожуха глубже в корпус, впускное отверстие (6i) корпуса должно допускать такое перемещение. Помимо средств, известных в данной области техники, динамическое уплотнение между подвижным защитным кожухом и впускным отверстием (6i) неподвижного корпуса может быть образовано с использованием вспучивающегося уплотнительного материала, например прокладки, размещенной во впускном отверстии корпуса, как описано в отношении выдвижных шиберов в WO 2013/088249 A2.[0031] With the mould/protective casing coupling mechanism (14) according to the invention, there is no need to manually lift the protective casing (9) received in the mounting element (15) to engage the funnel (11) with the pouring nozzle (12) of the ladle (103). In one embodiment of the present invention, the protective casing is connected to the mould in the pouring position, i.e. when the funnel rests on the mounting element (15) of the mould/protective casing coupling mechanism (14), wherein the hollow shaft is accommodated in the channel (7) and the outlet opening (9o) of the protective casing is in the housing (6). In contrast to the mould/guard coupling mechanism described in EP 3 463 715 B1, in the resting state, the funnel rests on the mounting element (15), which is held at a resting distance (h0) from the base element (16) by the counteraction force of the compliant element (17) thus displaced. The pouring nozzle (12) of the ladle (103) is engaged with the funnel (11), which rests on the mounting element (15) of the mould/guard coupling mechanism (14), simply by first moving the ladle over the mould relative to the funnel and then lowering the ladle (103) towards the mould (2) until the pouring nozzle engages with the funnel, as illustrated in Fig. 7a and 7b. In Fig. 7a, the pouring nozzle is aligned with the funnel and is located at a distance from it in the vertical direction. Then the ladle is lowered, i.e. moved downwards towards the funnel in such a way that the pouring nozzle engages with the funnel of the protective hood, as illustrated in Fig. 7b. At this stage, the pouring nozzle and the funnel are not connected in such a way as to form a sealing contact. Then, in order to sealingly engage the pouring nozzle with the funnel and to prevent air and molten metal from leaking through the contact boundary between the pouring nozzle and the funnel, the ladle is further lowered, as illustrated in Fig. 7c, in such a way that the pouring nozzle contacts the funnel and applies a load thereto, resting on the mounting element (15) of the mold/protective hood connection mechanism (14), causing the mounting element (15) to move towards the base element (16) by deforming the compliant element (17) in such a way that the connection of the pouring nozzle and the funnel can be performed in a controlled manner. As shown in Fig. 7c, the movement of the mounting element (15) relative to the base element (16), caused by the downward translational movement of the ladle and made possible by the deformation of the compliant element (17), reduces the distance between the mounting elements (15) and the base element (16) from the rest distance (h0) to the compaction distance (h1), where h1 < h0. The downward movement of the mounting element towards the base element will, of course, lead to an axial movement of the protective cover in the mold channel. This means that, since the downward movement of the mounting element (15) towards the base element (16) introduces the distal end of the protective cover and the outlet opening (9o) of the protective cover deeper into the housing, the inlet opening (6i) of the housing must allow such a movement. In addition to the means known in the art, the dynamic seal between the movable protective casing and the inlet opening (6i) of the fixed housing may be formed using an intumescent sealing material, such as a gasket, placed in the inlet opening of the housing, as described in relation to sliding dampers in WO 2013/088249 A2.
[0032] На Фиг. 7а и 7b разливочный стакан не контактирует или едва контактирует с воронкой. Таким образом, механизм (14) соединения формы / защитного кожуха находится в состоянии покоя, при этом установочный элемент (15) удерживается на фиксированном расстоянии (h0) покоя от элемента (16) основания, когда он поддерживается податливым элементом (17), который также находится в состоянии покоя под действием силы тяжести. На Фиг. 7c механизм (14) соединения формы / защитного кожуха находится в нагруженном состоянии, при этом разливочный стакан находится в контакте с воронкой и прикладывает к ней нагрузку, т. е. ориентированную вниз силу, вызванную перемещением ковша вниз. Эта нагрузка, прикладываемая к воронке, передается через установочный элемент на податливый элемент (17), который деформируется для достижения деформированного или нагруженного состояния, при этом установочный элемент (15) перемещается на расстояние уплотнения (h1) от элемента (16) основания. Сила противодействия податливого элемента прижимает воронку к разливочному стакану, таким образом образуя уплотнительный контакт на границе контакта разливочного стакана и воронки. Наличие податливого элемента (17) в изобретении заменяет вмешательство оператора, который вручную поворачивает байонетное соединение и поднимает воронку для зацепления его с разливочным стаканом, как изложено в предшествующем уровне техники. В изобретении опускание ковша для уплотнительного зацепления разливочного ковша с воронкой защитного кожуха может быть достигнуто оператором, управляющим положением ковша. Кроме того, действие оператора не воспроизводимо, а сила, прикладываемая к границе контакта между разливочным стаканом и воронкой, зависит от силы, прикладываемой для поворота байонетного соединения. К податливому элементу (17) при каждой операции литья прикладывается та же сила, поскольку она контролируется податливостью податливого элемента.[0032] In Fig. 7a and 7b, the pouring nozzle is not in contact with the hopper or is barely in contact with it. Thus, the mould/shroud connection mechanism (14) is in a resting state, wherein the mounting element (15) is held at a fixed resting distance (h0) from the base element (16), when it is supported by the compliant element (17), which is also in a resting state under the action of gravity. In Fig. 7c, the mould/shroud connection mechanism (14) is in a loaded state, wherein the pouring nozzle is in contact with the hopper and applies a load to it, i.e. a downward force caused by the downward movement of the ladle. This load applied to the hopper is transmitted through the mounting element to the compliant element (17), which is deformed to achieve a deformed or loaded state, wherein the mounting element (15) is moved by a sealing distance (h1) from the base element (16). The counteraction force of the flexible element presses the funnel to the pouring nozzle, thus forming a sealing contact at the contact boundary of the pouring nozzle and the funnel. The presence of the flexible element (17) in the invention replaces the intervention of the operator, who manually rotates the bayonet connection and raises the funnel to engage it with the pouring nozzle, as described in the prior art. In the invention, lowering the ladle for sealing engagement of the pouring ladle with the funnel of the protective casing can be achieved by an operator controlling the position of the ladle. In addition, the action of the operator is not reproducible, and the force applied to the contact boundary between the pouring nozzle and the funnel depends on the force applied to rotate the bayonet connection. The same force is applied to the flexible element (17) during each casting operation, since it is controlled by the compliance of the flexible element.
[0033] Другое преимущество, обеспечиваемое механизмом (14) соединения формы / защитного кожуха в форме по изобретению, состоит в обеспечении смещений между установочным элементом и элементами основы и, таким образом, между защитным кожухом, удерживаемым установочным элементом, и формой, а также поглощении энергии, генерируемой такими перемещениями, уменьшая износ, вызываемый трением между подвижными элементами. Например, опускание ковша в вертикальном направлении требует высокого уровня точности со стороны оператора, дающего команду на определение положения ковша во избежание ударов при зацеплении и контакте разливочного стакана с воронкой, т. е. для мягкого установления контакта между разливочным стаканом и воронкой. При отсутствии податливого элемента слишком глубокое или слишком быстрое опускание ковша может вызвать серьезное напряжение, удары или даже разрушение тугоплавкого материала разливочного стакана и воронки, особенно в точке контакта с разливочным стаканом. Энергия такого удара частично поглощается в настоящем изобретении благодаря наличию механизма (14) соединения формы / защитного кожуха, обеспечивающего податливое относительное смещение между установочными элементами и элементами основания.[0033] Another advantage provided by the mechanism (14) for connecting the mould/protective cover in the mould according to the invention consists in providing displacements between the mounting element and the base elements and, thus, between the protective cover held by the mounting element and the mould, as well as absorbing the energy generated by such movements, reducing the wear caused by friction between the moving elements. For example, lowering the ladle in the vertical direction requires a high level of precision on the part of the operator giving the command to determine the position of the ladle in order to avoid impacts when engaging and contacting the pouring nozzle with the funnel, i.e. for a soft establishment of contact between the pouring nozzle and the funnel. In the absence of a compliant element, lowering the ladle too deeply or too quickly can cause serious stress, impacts or even destruction of the refractory material of the pouring nozzle and the funnel, especially at the point of contact with the pouring nozzle. The energy of such an impact is partially absorbed in the present invention due to the presence of a mechanism (14) for connecting the mold/protective casing, which provides a flexible relative displacement between the mounting elements and the base elements.
[0034] Механизм (14) соединения формы / защитного кожуха в форме по настоящему изобретению предпочтительно также обеспечивает компенсацию бокового и/или наклонного смещения между разливочным стаканом и воронкой, т. е. смещения между разливочным стаканом и воронкой в горизонтальном направлении. Боковые смещения могут возникать при опускании ковша для зацепления разливочного стакана с воронкой защитного кожуха. Без податливого элемента (17) в механизме (14) соединения формы / защитного кожуха, как это имеет место до сих пор, боковое смещение может препятствовать образованию уплотнительного контакта между разливочным стаканом и воронкой или может вызывать значительные напряжения в материале для компенсации этого смещения для установления уплотнительного контакта. В настоящем изобретении боковое смещение компенсируется механизмом (14) соединения формы / защитного кожуха благодаря введению податливого элемента, тем самым уменьшая напряжения материала и возможные сбои в литейной установке. То же самое применяется в случае наклона или углового смещения (α), как проиллюстрировано на Фиг. 6.[0034] The mould/shroud connection mechanism (14) in the mould according to the present invention preferably also provides for the compensation of lateral and/or inclined displacement between the pouring nozzle and the hopper, i.e. the displacement between the pouring nozzle and the hopper in the horizontal direction. Lateral displacements may occur when the ladle is lowered to engage the pouring nozzle with the hopper of the shroud. Without a compliant element (17) in the mould/shroud connection mechanism (14), as has been the case up to now, the lateral displacement may prevent the formation of a sealing contact between the pouring nozzle and the hopper or may cause significant stresses in the material to compensate for this displacement to establish a sealing contact. In the present invention, the lateral displacement is compensated by the mould/shroud connection mechanism (14) by introducing a compliant element, thereby reducing material stresses and possible malfunctions in the casting plant. The same applies in the case of tilt or angular displacement (α), as illustrated in Fig. 6.
[0035] Аналогичным образом, форма в соответствии с изобретением, содержащая механизм (14) соединения формы / защитного кожуха, также позволяет компенсировать небольшие смещения ковша относительно формы и поддерживать уплотнительный контакт между разливочным стаканом и воронкой во время операции разливки. Например, такие смещения обусловлены протеканием расплавленного металла через канал защитного кожуха и изменениями распределения массы расплавленного металла, удерживаемого в ковше, по мере того, как ковш постепенно опорожняется от расплавленного металла во время операции разливки, что приводит к тому, что ковш слегка наклонен или перемещен вертикально или в сторону, а разливочный стакан находится в зацеплении с воронкой, как проиллюстрировано на Фиг. 6.[0035] Similarly, the mold according to the invention, comprising a mold/protective jacket connection mechanism (14), also makes it possible to compensate for small displacements of the ladle relative to the mold and to maintain a sealing contact between the pouring nozzle and the funnel during the pouring operation. For example, such displacements are caused by the flow of molten metal through the channel of the protective jacket and by changes in the mass distribution of the molten metal retained in the ladle, as the ladle is gradually emptied of molten metal during the pouring operation, which results in the ladle being slightly tilted or moved vertically or to the side, and the pouring nozzle being in engagement with the funnel, as illustrated in Fig. 6.
[0036] Как проиллюстрировано на Фиг. 3, 4 и 5, каждый из элемента (16) основания и установочного элемента (15) механизма (14) соединения формы / защитного кожуха в соответствии с изобретением может содержать центральное отверстие, совмещенное друг с другом, для определения подвода к каналу (7) защитного кожуха (9). На Фиг. 3, 4 и 5 элемент (16) основания имеет центральное отверстие (20), которое имеет круглую форму и образует подвод к каналу (7), через который защитный кожух (9) может проникать в канал (7) до достижения положения разливки, т. е. когда воронка защитного кожуха опирается на установочный элемент с выпускным отверстием защитного кожуха в корпусе (6), как показано на Фиг. 5 и на детальном виде в поперечном сечении на Фиг. 4. Как будет описано ниже, защитный кожух может быть введен в канал человеком-оператором, как показано на Фиг. 1(1a), или путем опускания ковша с прикрепленным к нему защитным кожухом, как показано на Фиг. 2(1) и (2).[0036] As illustrated in Fig. 3, 4 and 5, each of the base element (16) and the mounting element (15) of the mold/shroud connection mechanism (14) according to the invention may comprise a central opening aligned with each other to define an inlet to the channel (7) of the shroud (9). In Fig. 3, 4 and 5, the base element (16) has a central opening (20) which has a circular shape and forms an inlet to the channel (7) through which the shroud (9) can penetrate into the channel (7) until reaching the pouring position, i.e. when the shroud funnel rests on the mounting element with the shroud outlet opening in the body (6), as shown in Fig. 5 and in the detailed cross-sectional view in Fig. 4. As will be described below, the protective cover may be inserted into the channel by a human operator, as shown in Fig. 1(1a), or by lowering the bucket with the protective cover attached thereto, as shown in Fig. 2(1) and (2).
[0037] В одном варианте осуществления изобретения, в котором защитный кожух находится в положении разливки до того, как ковш опускается для установления контакта между разливочным стаканом и воронкой (ср. Фиг. 1(1a) и (1) и 7a), установочный элемент (15) образован втулкой (21), обеспеченной рычагами (18), распределенными по окружности втулки и проходящими радиально наружу от нее, как проиллюстрировано на Фиг. 3 и 4. Втулка (21) образует проходной подвод для направления защитного кожуха (9) в положение разливки. В состоянии покоя втулка концентрично совмещена с центральным отверстием (20) элемента (16) основания. Как показано на Фиг. 4 и 7а, для фиксации воронки на форме (2) пространство между проходным подводом втулки и воронкой можно заполнить наполнением (22), предпочтительно выполненным из формовочного песка, образуя установочное место, на которое опирается выступ (23) воронки (11), когда защитный кожух (9) находится в положении разливки.[0037] In one embodiment of the invention, in which the protective hood is in the pouring position before the ladle is lowered to establish contact between the pouring nozzle and the funnel (cf. Fig. 1(1a) and (1) and 7a), the mounting element (15) is formed by a sleeve (21) provided with levers (18) distributed over the circumference of the sleeve and extending radially outward from it, as illustrated in Fig. 3 and 4. The sleeve (21) forms a through feed for guiding the protective hood (9) into the pouring position. In the resting state, the sleeve is concentrically aligned with the central opening (20) of the base element (16). As shown in Fig. 4 and 7a, to fix the funnel on the mold (2), the space between the through-feed of the sleeve and the funnel can be filled with filling (22), preferably made of molding sand, forming a mounting place on which the projection (23) of the funnel (11) rests when the protective casing (9) is in the pouring position.
[0038] Наполнение (22) формовочным песком может содержать органическое связующее, такое как фурановые, щелочно-фенольные связующие. Также можно использовать другие связующие, например неорганические связующие или глинистые минералы. Наполнение определяет установочное место для конического выступа (23) воронки и в то же время обеспечивает уплотнение и фиксирует защитный кожух на форме (2).[0038] The filling (22) with molding sand may contain an organic binder, such as furan, alkali-phenolic binders. Other binders, such as inorganic binders or clay minerals, may also be used. The filling defines the mounting location for the conical projection (23) of the funnel and at the same time ensures a seal and fixes the protective cover on the mold (2).
[0039] В положении разливки защитного кожуха воронка предпочтительно расположена заподлицо с верхним краем втулки, как проиллюстрировано на Фиг. 4, или, в альтернативном варианте, может быть утоплена во втулке (21) ниже верхнего края.[0039] In the pouring position of the protective casing, the funnel is preferably located flush with the upper edge of the sleeve, as illustrated in Fig. 4, or, alternatively, may be recessed into the sleeve (21) below the upper edge.
[0040] Один предпочтительный вариант осуществления механизма (14) соединения формы / защитного кожуха в соответствии с изобретением представлен на Фиг. 3. Он содержит установочный элемент (15), выполненный с возможностью приема и удерживания воронки (11). Установочный элемент соединен с элементом (16) основания посредством податливых элементов (17) в виде спиральных пружин (17s). Установочный элемент (15) имеет три проходящих радиально наружу рычага (18), которые равномерно разнесены друг от друга на радиальном расстоянии от оси симметрии проходного подвода. Специалисту в данной области техники может быть понятно, что установочный элемент может иметь любую другую форму, например может иметь форму диска, а количество проходящих наружу рычагов может варьироваться.[0040] One preferred embodiment of the mold/protective casing connection mechanism (14) according to the invention is shown in Fig. 3. It comprises a mounting element (15) configured to receive and hold a funnel (11). The mounting element is connected to a base element (16) by means of compliant elements (17) in the form of coil springs (17s). The mounting element (15) has three radially outwardly extending levers (18) that are uniformly spaced from each other at a radial distance from the axis of symmetry of the through feed. A person skilled in the art may understand that the mounting element may have any other shape, for example it may have the shape of a disk, and the number of outwardly extending levers may vary.
[0041] Элемент (16) основания предпочтительно жестко прикреплен к верхней поверхности (8) формы (2). Например, элемент основания может быть соединен адгезивным средством (органическим или минеральным) или средствами крепления, такими как винты, заклепки и т. п. Это гарантирует, что центральное отверстие (20) элемента основания остается концентричным с каналом (7) в течение всей операции разливки. Элемент основания также содержит три проходящих радиально наружу рычага (18), которые равномерно разнесены друг от друга на радиальное расстояние от оси симметрии центрального отверстия (20) и совмещены с соответствующими противоположными рычагами установочного элемента (15). Податливый элемент (17) образован тремя спиральными пружинами (17s), расположенными между установочным элементом и элементом основания.[0041] The base element (16) is preferably rigidly attached to the upper surface (8) of the mold (2). For example, the base element can be connected by an adhesive (organic or mineral) or by fastening means such as screws, rivets, etc. This ensures that the central opening (20) of the base element remains concentric with the channel (7) during the entire casting operation. The base element also comprises three radially outwardly extending levers (18), which are uniformly spaced from each other at a radial distance from the axis of symmetry of the central opening (20) and are aligned with the corresponding opposite levers of the mounting element (15). The flexible element (17) is formed by three spiral springs (17s) located between the mounting element and the base element.
[0042] Со ссылкой на Фиг. 3, три спиральные пружины (17s) проходят вертикально между тремя парами противоположных рычагов (18) установочного элемента (15) и элемента (16) основания. Спиральные пружины (17s) равномерно распределены по окружности установочного элемента (15) и элемента (16) основания. Рычаги (18) обеспечены центрирующими штифтами (19) для центрирования и удержания спиральных пружин на месте, как проиллюстрировано на детальном виде на Фиг. 4 и 8. Центрирующие штифты (19) установочного элемента (15) и центрирующие штифты (19) элемента (16) основания проходят в противоположных направлениях и совмещены друг с другом таким образом, что каждый из одного центрирующего штифта (19) элемента (16) основания и расположенного соответствующим образом центрирующего штифта (19) установочного элемента (15) находится в зацеплении с одним концом спиральной пружины (17s) на противоположных сторонах. В этой конфигурации установочный элемент (15) поддерживается на элементе основания тремя спиральными пружинами (17s) с возможностью перемещения.[0042] Referring to Fig. 3, three coil springs (17s) extend vertically between three pairs of opposite arms (18) of the mounting member (15) and the base member (16). The coil springs (17s) are evenly distributed around the circumference of the mounting member (15) and the base member (16). The arms (18) are provided with centering pins (19) for centering and holding the coil springs in place, as illustrated in the detailed view in Fig. 4 and 8. The centering pins (19) of the mounting element (15) and the centering pins (19) of the base element (16) extend in opposite directions and are aligned with each other in such a way that each of one centering pin (19) of the base element (16) and a correspondingly located centering pin (19) of the mounting element (15) is engaged with one end of the coil spring (17s) on opposite sides. In this configuration, the mounting element (15) is supported on the base element by three coil springs (17s) with the possibility of movement.
[0043] Когда защитный кожух (9) с воронкой (11) находится в положении разливки, опираясь на установочный элемент (15), спиральные пружины (17s) находятся в состоянии покоя таким образом, что между установочным элементом (15) и элементом основания (16) имеется вертикальное расстояние покоя (h0) (см. Фиг. 4 и 7b).[0043] When the protective casing (9) with the funnel (11) is in the pouring position, resting on the mounting element (15), the spiral springs (17s) are in a resting state such that there is a vertical resting distance (h0) between the mounting element (15) and the base element (16) (see Figs. 4 and 7b).
[0044] Когда металл должен быть разлит в литейную полость (3), ковш центрируют над формой (2) таким образом, что разливочный стакан (12) ковша совмещен с воронкой (11). Затем ковш (103), подвешенный на кране, опускается, и разливочный стакан (12) входит в зацепление с воронкой (11), тем самым прилагая направленную вниз силу, которая вертикально смещает установочный элемент (15) по направлению к элементу (16) основания. Это вертикальное смещение становится возможным за счет деформации податливых элементов (17) (в данном случае путем сжатия спиральных пружин).[0044] When the metal is to be poured into the casting cavity (3), the ladle is centered over the mold (2) in such a way that the pouring nozzle (12) of the ladle is aligned with the funnel (11). Then the ladle (103), suspended by the crane, is lowered and the pouring nozzle (12) engages with the funnel (11), thereby applying a downward force that vertically displaces the mounting element (15) towards the base element (16). This vertical displacement is made possible by the deformation of the flexible elements (17) (in this case by compression of the spiral springs).
ПОДАТЛИВЫЙ ЭЛЕМЕНТ (17)COMPLIANT ELEMENT (17)
[0045] В форме в соответствии с изобретением установочный элемент (15) соединен с элементом (16) основания по меньшей мере одним податливым элементом (17) таким образом, что установочный элемент (15) отделен от элемента основания (16) и выполнен с возможностью перемещения относительно него при приложении нагрузки к установочному элементу (15), что деформирует по меньшей мере один податливый элемент (17). В частности, при приложении нагрузки или силы, приложенной вертикально и вниз, когда ковш опускается и разливочный стакан (12) прижимается к воронке (11) защитного кожуха, принятого в установочный элемент (15), податливый элемент (17) выполнен с возможностью перемещения из состояния покоя, как проиллюстрировано на Фиг. 7b, в котором вертикальное расстояние покоя (h0) отделяет установочный элемент (15) от элемента (16) основания, в нагруженное или деформированное состояние, как проиллюстрировано на Фиг. 7c, в котором вертикальное расстояние, отделяющее установочный элемент (15) от элемента (16) основания, уменьшается до расстояния уплотнения (h1), при этом h1 < h0. Это означает, что установочный элемент (15) перемещается по направлению к элементу (16) основания или ближе к нему в вертикальном направлении при приложении вертикальной и направленной вниз силы разливочным стаканом к воронке защитного кожуха.[0045] In the mould according to the invention, the mounting element (15) is connected to the base element (16) by at least one flexible element (17) in such a way that the mounting element (15) is separated from the base element (16) and is designed to move relative to it when a load is applied to the mounting element (15), which deforms the at least one flexible element (17). In particular, when a load or force is applied vertically and downwards, when the ladle is lowered and the pouring nozzle (12) is pressed against the funnel (11) of the protective casing received in the mounting element (15), the flexible element (17) is designed to move from a state of rest, as illustrated in Fig. 7b, in which a vertical distance of rest (h0) separates the mounting element (15) from the base element (16), to a loaded or deformed state, as illustrated in Fig. 7c, in which the vertical distance separating the mounting element (15) from the base element (16) is reduced to a sealing distance (h1), wherein h1 < h0. This means that the mounting element (15) moves towards the base element (16) or closer to it in the vertical direction when a vertical and downward force is applied by the pouring nozzle to the funnel of the protective casing.
[0046] Кроме того, податливый элемент (17) в механизме (14) соединения формы / защитного кожуха в соответствии с изобретением может быть выполнен с возможностью боковых смещений установочного элемента (15) относительно элемента (16) основания, т. е. относительных смещений между установочным элементом и элементами основания в горизонтальном направлении, перпендикулярном вертикальному направлению.[0046] Furthermore, the flexible element (17) in the mold/protective casing connection mechanism (14) according to the invention can be designed with the possibility of lateral displacements of the mounting element (15) relative to the base element (16), i.e. relative displacements between the mounting element and the base elements in the horizontal direction perpendicular to the vertical direction.
[0047] В механизме (14) соединения формы / защитного кожуха по настоящему изобретению податливый элемент (17) может быть по меньшей мере частично упругим таким образом, что в деформированном или нагруженном состоянии он противодействует силе противодействия, стремящейся восстановить по меньшей мере частично состояние покоя механизма (14) соединения формы / защитного кожуха. Это включает в себя податливые элементы (17), демонстрирующие упругое поведение (такие как спиральные пружины (17s), выполненные из стали) или вязкоупругое поведение, с модулем упругости (E’) и модулем потерь (E”). Например, при приложении разливочным стаканом ковша вертикально и вниз нагрузки на воронку, принятую в установочном элементе, для приведения установочного элемента (15) вниз на расстояние уплотнения (d1) от элемента (16) основания, сила противодействия нагруженного податливого элемента (17) может стремиться, после снятия нагрузки, привести установочный элемент (15) по меньшей мере частично к начальному расстоянию покоя (d0) от элемента основания (т. е. до расстояния h таким образом, что h1 < h ≤ h0). Такой упругий элемент является предпочтительным, поскольку он приемлем для поддержания уплотнительного контакта между воронкой и разливочным стаканом во время разливки, а также в случае незначительного перемещения разливочного стакана вверх и вниз из-за вибраций во время разливки. В общем, податливый элемент, который является упругим, таким образом, более приемлем для использования в случаях, когда разливочный стакан, находящийся в уплотнительном зацеплении с воронкой защитного кожуха, перемещается или вибрирует во время операции разливки.[0047] In the mold/protective casing connection mechanism (14) according to the present invention, the compliant element (17) may be at least partially elastic such that, in a deformed or loaded state, it counteracts a counteracting force tending to restore at least partially the resting state of the mold/protective casing connection mechanism (14). This includes compliant elements (17) exhibiting elastic behavior (such as spiral springs (17s) made of steel) or viscoelastic behavior, with an elastic modulus (E’) and a loss modulus (E”). For example, when a ladle pouring nozzle applies a vertical and downward load to the hopper, received in the mounting element, to bring the mounting element (15) downwards by a sealing distance (d1) from the base element (16), the reaction force of the loaded compliant element (17) may tend, after the load is removed, to bring the mounting element (15) at least partially to the initial rest distance (d0) from the base element (i.e. to a distance h such that h1 < h ≤ h0). Such an elastic element is preferable since it is suitable for maintaining the sealing contact between the hopper and the pouring nozzle during pouring, as well as in the case of slight movement of the pouring nozzle up and down due to vibrations during pouring. In general, a compliant member that is elastic is therefore more suitable for use in cases where the pouring nozzle, which is in sealing engagement with the funnel of the protective jacket, moves or vibrates during the pouring operation.
[0048] В альтернативном варианте податливый элемент (17) может проявлять чисто пластическое или вязкое поведение таким образом, что после снятия нагрузки он не может восстановить, даже частично, свою первоначальную геометрию. Например, это случай податливого элемента, выполненного с возможностью по существу пластической деформации при приложении нагрузки. Это также может быть случай гибких мешков или емкостей, содержащих сыпучий материал, такой как материал в виде частиц (например, песок или т. п.), который может поглощать энергию, противодействуя вязкому потоку к нагрузке, прикладываемой разливочным стаканом к защитному кожуху и установочному элементу.[0048] Alternatively, the flexible element (17) may exhibit purely plastic or viscous behavior such that after the load is removed it cannot restore, even partially, its original geometry. For example, this is the case of a flexible element designed to undergo a substantially plastic deformation when a load is applied. This may also be the case of flexible bags or containers containing bulk material, such as a particulate material (e.g. sand or the like), which can absorb energy by counteracting the viscous flow to the load applied by the pouring nozzle to the protective casing and the mounting element.
[0049] Механизм (14) соединения формы / защитного кожуха может содержать один или более податливых элементов (17), проходящих между установочным элементом (15) и элементом (16) основания и отделяющих их друг от друга в вертикальном направлении. Предпочтительно один или более податливых элементов (17) содержат один или более упругих элементов, содержащих эластомерный материал при технологической температуре или пружину, предпочтительно спиральную пружину (17s), как проиллюстрировано на Фиг. 3.[0049] The mechanism (14) for connecting the mold/protective casing may comprise one or more flexible elements (17) extending between the mounting element (15) and the base element (16) and separating them from each other in the vertical direction. Preferably, the one or more flexible elements (17) comprise one or more elastic elements comprising an elastomeric material at the process temperature or a spring, preferably a coil spring (17s), as illustrated in Fig. 3.
[0050] В первом варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 17а, упругий элемент выполнен с возможностью удлинения при перемещении из состояния покоя в деформированное или нагруженное состояние упругого элемента, соответствующее состоянию покоя или нагруженному состоянию механизма соединения формы / защитного кожуха соответственно. Он называется «упругим к растяжению элементом». Упругий к растяжению элемент предпочтительно представляет собой растяжимую пружину, как проиллюстрировано на Фиг. 17а.[0050] In a first embodiment of the invention, shown in Fig. 17a, the elastic element is designed to extend when moving from a rest state to a deformed or loaded state of the elastic element, corresponding to a rest state or a loaded state of the mold/protective casing connection mechanism, respectively. It is called a "tensile-elastic element". The tension-elastic element is preferably an extensible spring, as illustrated in Fig. 17a.
[0051] Во втором варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 17b-17d, упругий элемент выполнен с возможностью сжатия при перемещении из состояния покоя в деформированное или нагруженное состояние упругого элемента, которое соответствует состоянию покоя или нагруженному состоянию механизма соединения формы / защитного кожуха соответственно. Он называется «упругим с сжатию элементом». Упругий к сжатию элемент предпочтительно представляет собою сжимаемую пружину, предпочтительно спиральную пружину (см. Фиг. 17b), сжимаемый гидравлический или пневматический поршень (см. Фиг. 17c) или сжимаемый эластомерный или преимущественно вязкоупругий элемент (см. Фиг. 17d).[0051] In a second embodiment of the invention shown in Figs. 17b-17d, the elastic element is designed to be compressed when moving from a rest state to a deformed or loaded state of the elastic element, which corresponds to a rest state or a loaded state of the mold/protective casing connection mechanism, respectively. It is called a "compression-elastic element". The compression-elastic element is preferably a compressible spring, preferably a coil spring (see Fig. 17b), a compressible hydraulic or pneumatic piston (see Fig. 17c) or a compressible elastomeric or predominantly viscoelastic element (see Fig. 17d).
[0052] В третьем варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 17е, упругий элемент выполнен с возможностью изгиба при перемещении из состояния покоя в деформированное состояние упругого элемента. Он называется «упругим к изгибу элементом». Упругий к изгибу элемент может содержать предпочтительно изогнутую лопасть или стержень и предпочтительно выполнен из стали или армированного волокном композитного материала, прикрепленного в одной или двух точках, как проиллюстрировано на Фиг. 17e.[0052] In a third embodiment of the invention, shown in Fig. 17e, the elastic element is designed to bend when moving from a state of rest to a deformed state of the elastic element. It is called a "flexurally elastic element". The flexible element may preferably comprise a curved blade or rod and is preferably made of steel or a fiber-reinforced composite material attached at one or two points, as illustrated in Fig. 17e.
[0053] В альтернативном варианте податливый элемент (17) содержит сыпучий материал, заключенный в один или более мешков или гибких контейнеров, выполненных с возможностью вязкой деформации при приложении нагрузки к установочному элементу (15). Податливый элемент может также содержать одноразовые элементы, выполненные с возможностью разрушения или раздавливания посредством пластической деформации при приложении нагрузки к воронке разливочным стаканом.[0053] In an alternative embodiment, the flexible element (17) comprises a bulk material enclosed in one or more bags or flexible containers designed to undergo viscous deformation when a load is applied to the mounting element (15). The flexible element may also comprise disposable elements designed to be destroyed or crushed by plastic deformation when a load is applied to the funnel by the pouring nozzle.
[0054] Предпочтительно механизм (14) соединения формы / защитного кожуха содержит по меньшей мере три упругих элемента, предпочтительно по меньшей мере три спиральные пружины (17s), проходящие между установочным элементом (15) и элементом (16) основания, при этом по меньшей мере три упругих элемента предпочтительно равномерно разнесены друг от друга по окружности центральных отверстий установочного элемента (15) и элемента (16) основания, как проиллюстрировано на Фиг. 3, 4 и 5. Предпочтительно по меньшей мере три спиральные пружины, которые предпочтительно равномерно разнесены друг от друга, проходят между указанным установочным элементом и указанным элементом основания по их окружности и на расстоянии от подвода к указанному полому валу защитного кожуха. Преимущество данной конструкции состоит в том, что спиральные пружины не будут чрезмерно нагреваться расплавленным металлом, протекающим через канал защитного кожуха из воронки к полому валу защитного кожуха во время процесса литья.[0054] Preferably, the mould/protective casing connection mechanism (14) comprises at least three elastic elements, preferably at least three coil springs (17s), extending between the mounting element (15) and the base element (16), wherein the at least three elastic elements are preferably uniformly spaced from each other along the circumference of the central openings of the mounting element (15) and the base element (16), as illustrated in Figs. 3, 4 and 5. Preferably, the at least three coil springs, which are preferably uniformly spaced from each other, extend between said mounting element and said base element along their circumference and at a distance from the inlet to said hollow shaft of the protective casing. The advantage of this design is that the coil springs will not be excessively heated by the molten metal flowing through the channel of the protective casing from the funnel to the hollow shaft of the protective casing during the casting process.
ФОРМА В СБОРЕASSEMBLED FORM
[0055] В другом аспекте изобретение относится к форме в сборе, содержащей форму (2) в соответствии с изобретением, как описано выше, и защитному кожуху (9) в положении разливки, причем воронка опирается на установочный элемент (15). Защитный кожух содержит воронку (11), прикрепленную к проксимальному концу вала (10), который является полым и имеет дистальный конец (10d), содержащий выпускное отверстие (9о) защитного кожуха. Положение разливки защитного кожуха определяется как положение, в котором вал (10) размещен в отверстии (7), причем его дистальный конец (10d) вставлен через впускное отверстие (6i) корпуса, причем выпускное отверстие (9o) защитного кожуха заключено в корпусе (6).[0055] In another aspect, the invention relates to an assembled mould comprising a mould (2) according to the invention as described above and a protective casing (9) in a pouring position, wherein the funnel rests on a mounting element (15). The protective casing comprises a funnel (11) attached to a proximal end of a shaft (10) which is hollow and has a distal end (10d) comprising an outlet opening (9o) of the protective casing. The pouring position of the protective casing is defined as a position in which the shaft (10) is received in the opening (7), wherein its distal end (10d) is inserted through the inlet opening (6i) of the housing, wherein the outlet opening (9o) of the protective casing is enclosed in the housing (6).
[0056] Предпочтительно воронка расположена снаружи формы, т. е. над верхней поверхностью (8) формы и рядом с ней, а вал (10) принят в указанный канал (7) и выполнен с возможностью перемещения в нем вверх и вниз. Вал удлинен и проходит в вертикальном направлении таким образом, что расплавленный металл может течь через него под действием силы тяжести. Выпускное отверстие (9о) защитного кожуха может содержать одно или более отверстий для выдачи расплавленного металла в корпусе (6).[0056] Preferably, the funnel is located outside the mold, i.e. above the upper surface (8) of the mold and next to it, and the shaft (10) is received in said channel (7) and is designed with the possibility of moving up and down in it. The shaft is elongated and extends in a vertical direction so that the molten metal can flow through it under the action of gravity. The outlet opening (9o) of the protective casing may comprise one or more openings for dispensing molten metal in the body (6).
[0057] В положении разливки защитного кожуха, как показано на Фиг. 5, полый вал проходит через весь канал (7) в корпус (6). Расплавленный металл подается в литейную полость (3) через линию защитного кожуха, проходящую от ковша к литейным полостям, включая разливочный стакан, защитный кожух, корпус и питающий канал (5). Линия защитного кожуха является по существу воздухонепроницаемой и предотвращает повторное окисление металла, защищая его от атмосферы. Полый вал (10) подает расплавленный металл через корпус (6) и через питающие каналы (5) через впускные отверстия (4) в литейную полость (3). Канал (7), который проходит по существу перпендикулярно верхней поверхности (8) формы (2), имеет такой размер, чтобы принимать защитный кожух (9) таким образом, что между ними по существу нет зазора, в то же время обеспечивая линейное перемещение защитного кожуха (9) в канале (7). Открытая втулка (13) питателя, которая проходит между литейной полостью (3) и верхней поверхностью (8) формы (2) сообщается по текучей среде с литейной полостью (3)[0057] In the position of pouring the protective jacket, as shown in Fig. 5, the hollow shaft passes through the entire channel (7) into the body (6). The molten metal is fed into the casting cavity (3) through the line of the protective jacket, passing from the ladle to the casting cavities, including the pouring nozzle, the protective jacket, the body and the feed channel (5). The line of the protective jacket is substantially airtight and prevents re-oxidation of the metal by protecting it from the atmosphere. The hollow shaft (10) feeds the molten metal through the body (6) and through the feed channels (5) through the inlet openings (4) into the casting cavity (3). The channel (7), which passes substantially perpendicular to the upper surface (8) of the mold (2), is sized to receive the protective jacket (9) in such a way that there is substantially no gap between them, while ensuring linear movement of the protective jacket (9) in the channel (7). The open bushing (13) of the feeder, which passes between the casting cavity (3) and the upper surface (8) of the mould (2), communicates via a fluid medium with the casting cavity (3)
[0058] Защитный кожух (9) выполнен из тугоплавкого материала, такого как, например, плавленый кварц. В альтернативном варианте защитный кожух может быть выполнен из других материалов, например глиноземно-графитовых материалов. Предпочтительно проксимальный конец защитного кожуха (9), который образует воронку (11), имеет коническую форму с наклонными выступами (23), которые опираются на установочный элемент (15). В одном варианте осуществления изобретения выступ опирается на наполнение (22), заполняющее пространство между втулкой установочного элемента (15) и воронкой, как можно видеть на виде в поперечном сечении на Фиг. 4. В альтернативном варианте выступ защитного кожуха опирается непосредственно на установочный элемент, как показано на Фиг. 9c, 9d, 12 и 13.[0058] The protective casing (9) is made of a refractory material, such as, for example, fused quartz. Alternatively, the protective casing may be made of other materials, such as alumina-graphite materials. Preferably, the proximal end of the protective casing (9), which forms a funnel (11), has a conical shape with inclined projections (23), which rest on the mounting element (15). In one embodiment of the invention, the projection rests on a filling (22), filling the space between the sleeve of the mounting element (15) and the funnel, as can be seen in the cross-sectional view in Fig. 4. Alternatively, the projection of the protective casing rests directly on the mounting element, as shown in Figs. 9c, 9d, 12 and 13.
[0059] В одном предпочтительном варианте осуществления формы в сборе в соответствии с изобретением защитный кожух (9) зафиксирован на установочном элементе (15), предпочтительно с наполнением (22) формовочным песком, уплотняющим кольцевой зазор между воронкой (11) и установочным элементом (15) и определяющим установочное место для воронки (11), и установочный элемент (15) предпочтительно содержит втулку (21), определяющую границу кольцевого зазора, как проиллюстрировано на Фиг. 4.[0059] In one preferred embodiment of the assembled mould according to the invention, the protective cover (9) is fixed on the mounting element (15), preferably with a filling (22) of moulding sand, sealing the annular gap between the funnel (11) and the mounting element (15) and defining a mounting place for the funnel (11), and the mounting element (15) preferably comprises a sleeve (21) defining the boundary of the annular gap, as illustrated in Fig. 4.
[0060] В одном предпочтительном варианте осуществления данного изобретения в устье воронки (11) расположена прокладка, обеспечивающая в основном плотное зацепление между разливочным стаканом (12) и воронкой (11). Прокладка может быть, например, образована из пластифицированной глины или вспучивающегося материала.[0060] In one preferred embodiment of the present invention, a gasket is arranged at the mouth of the funnel (11) to ensure a substantially tight engagement between the pouring nozzle (12) and the funnel (11). The gasket may, for example, be formed from plasticized clay or an intumescent material.
ЛИТЕЙНАЯ УСТАНОВКАCASTING PLANT
[0061] В другом аспекте изобретение относится к литейной установке, содержащей форму (2) в соответствии с изобретением, защитный кожух (9) и ковш (103), содержащий разливочный стакан (12), обеспеченный в основании ковша (103) для выдачи расплавленного металла из ковша. Разливочный стакан (12) выполнен с возможностью реверсивного и уплотнительного зацепления с воронкой (11) защитного кожуха (9). Ковш (103) выполнен с возможностью смещения относительно формы (2), например, для расположения разливочного стакана (12) по существу вертикально над механизмом (14) соединения формы / защитного кожуха и опускания вертикально до тех пор, пока разливочный стакан (12) не войдет в уплотнительное зацепление с воронкой (11) защитного кожуха (9) в положении разливки защитного кожуха путем приложения нагрузки к установочному элементу (15). Литейная установка может содержать прокладку, которая предпочтительно расположена в воронке. В литейной установке защитный кожух (9) может быть зафиксирован на установочном элементе, предпочтительно с наполнением (22), или может быть выполнен с возможностью отсоединения от установочного элемента (15) или удаления из него.[0061] In another aspect, the invention relates to a casting apparatus comprising a mould (2) according to the invention, a protective casing (9) and a ladle (103) comprising a pouring nozzle (12) provided in the base of the ladle (103) for discharging molten metal from the ladle. The pouring nozzle (12) is configured to reversibly and sealingly engage with a funnel (11) of the protective casing (9). The ladle (103) is configured to be displaceable relative to the mould (2), for example for positioning the pouring nozzle (12) substantially vertically above the mould/protective casing connection mechanism (14) and lowering vertically until the pouring nozzle (12) enters into sealing engagement with the funnel (11) of the protective casing (9) in the pouring position of the protective casing by applying a load to the mounting element (15). The casting installation may comprise a gasket, which is preferably located in a funnel. In the casting installation, the protective cover (9) may be fixed to the mounting element, preferably with the filling (22), or may be designed to be detached from the mounting element (15) or removed from it.
[0062] Как это также видно на Фиг. 6, разливочный стакан ковша предпочтительно имеет полусферическую форму, и воронка (11) имеет соответствующую форму. Воронка и разливочный стакан предпочтительно имеют дополняющую форму, например, образуя сопрягающиеся сферические колпаки или иным образом изогнутые поверхности таким образом, что наклон ковша может допускаться в определенных пределах. Если податливые элементы (17) содержат упругий элемент, такой как спиральные пружины, сила противодействия податливого элемента также обеспечивает удержание разливочного стакана (12) и воронки (11) в уплотнительном зацеплении друг с другом во время разливки. Сила противодействия, прилагаемая податливым элементом, обеспечивает удержание разливочного стакана и воронки в уплотнительном зацеплении друг с другом, причем всегда сохраняется достаточное давление на уплотнительную поверхность или на прокладку внутри воронки. Податливый элемент может также компенсировать любой наклон или колебания ковша вверх и вниз, которые могут возникнуть из-за того, что центр тяжести ковша может измениться во время разливки, т. е. во время опорожнения ковша.[0062] As can also be seen in Fig. 6, the pouring nozzle of the ladle preferably has a hemispherical shape and the funnel (11) has a corresponding shape. The funnel and the pouring nozzle preferably have a complementary shape, for example by forming mating spherical caps or otherwise curved surfaces so that the tilt of the ladle can be tolerated within certain limits. If the compliant elements (17) comprise an elastic element, such as coil springs, the reaction force of the compliant element also ensures that the pouring nozzle (12) and the funnel (11) are held in sealing engagement with each other during pouring. The reaction force exerted by the compliant element ensures that the pouring nozzle and the funnel are held in sealing engagement with each other, and that sufficient pressure is always maintained on the sealing surface or on the gasket inside the funnel. The compliant element can also compensate for any tilt or up and down oscillation of the ladle that may occur due to the ladle's centre of gravity changing during pouring, i.e. during ladle emptying.
[0063] Воронка и разливочный стакан предпочтительно выполнены таким образом, что разливочный стакан самоцентрируется внутри воронки. Например, поверхность воронки, выполненная с возможностью приема разливочного стакана, может иметь коническую форму, как представлено на Фиг. 3 и 4, таким образом, что при опускании ковша (103) вертикально для зацепления разливочного стакана с воронкой, причем разливочный стакан не идеально совмещен с воронкой, разливочный стакан (12) может скользить по поверхности конической формы и прикладывать силу к установочному элементу (15) для смещения установочного элемента в горизонтальном направлении и восстановления совмещения между разливочным стаканом и воронкой и, в конечном итоге, уплотнительного зацепления разливочного стакана в воронке.[0063] The funnel and the pouring nozzle are preferably designed in such a way that the pouring nozzle is self-centering within the funnel. For example, the surface of the funnel designed to receive the pouring nozzle may have a conical shape, as shown in Figs. 3 and 4, so that when the ladle (103) is lowered vertically to engage the pouring nozzle with the funnel, wherein the pouring nozzle is not perfectly aligned with the funnel, the pouring nozzle (12) can slide along the surface of the conical shape and apply a force to the mounting element (15) to shift the mounting element in the horizontal direction and restore alignment between the pouring nozzle and the funnel and, ultimately, sealing engagement of the pouring nozzle in the funnel.
МЕХАНИЗМ (140) СОЕДИНЕНИЯ КОВША / ЗАЩИТНОГО КОЖУХАMECHANISM (140) CONNECTING BUCKET / PROTECTIVE CAP
[0064] Предпочтительный вариант осуществления литейной установки в соответствии с изобретением содержит механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха, выполненный с возможностью реверсивного сцепления защитного кожуха (9) с разливочным стаканом (12), предпочтительно без образования уплотнения между воронкой (11) и разливочным стаканом (12).[0064] A preferred embodiment of the casting apparatus according to the invention comprises a ladle/shroud coupling mechanism (140) configured to reversibly engage the shroud (9) with the pouring nozzle (12), preferably without forming a seal between the funnel (11) and the pouring nozzle (12).
[0065] Как проиллюстрировано на Фиг. 2 и 9a, это позволяет перемещать ковш с подвешенным на нем защитным кожухом, что является преимущественным, когда защитный кожух можно повторно использовать для нескольких разливок подряд, например, как это проиллюстрировано на Фиг. 2. При выполнении ряда последующих разливок с использованием одного и того же ковша и защитного кожуха (9) защитный кожух может быть, например, расцеплен с каналом первой формы после завершения разливки металла в первой форме путем подъема ковша вверх (см. Фиг. 2, этап 4). Затем ковш последовательно перемещают горизонтально для расположения защитного кожуха над каналом второй формы (см. Фиг. 2, этап 5). Затем ковш опускают вниз (см. Фиг. 2 - этап 1) до тех пор, пока защитный кожух не достигнет положения разливки (см. Фиг. 2, этап 2) и можно будет выполнять последующую разливку во вторую форму. Эту операцию можно повторять до тех пор, пока защитный кожух находится в состояниях разливки. После этого отработанный защитный кожух можно удалить (см. Фиг. 2, этап 1b) и загрузить в ковш новый защитный кожух (см. Фиг. 2, этап 1а). Данный механизм соединения ковша / защитного кожуха позволяет неоднократно использовать один и тот же защитный кожух несколько раз для нескольких разливок. Это также снижает нагрузку на оператора, поскольку соединение между ковшом, защитным кожухом и формой может по отдельности выполняться оператором, дающим команды системе расположения ковша. Между двумя разливками с использованием одного и того же защитного кожуха, защитный кожух, нагретый предыдущей разливкой в форме, не требует манипуляций со стороны оператора для расположения его в положении разливки в последующей форме, что таким образом повышает безопасность.[0065] As illustrated in Fig. 2 and 9a, this allows the ladle to be moved with the protective cover suspended therefrom, which is advantageous when the protective cover can be reused for several castings in a row, for example as illustrated in Fig. 2. When performing a series of subsequent castings using the same ladle and protective cover (9), the protective cover can be, for example, disengaged from the channel of the first mold after the casting of metal in the first mold is completed by lifting the ladle upwards (see Fig. 2, step 4). The ladle is then successively moved horizontally to position the protective cover above the channel of the second mold (see Fig. 2, step 5). The ladle is then lowered downwards (see Fig. 2 - step 1) until the protective cover reaches the pouring position (see Fig. 2, step 2) and a subsequent casting can be performed into the second mold. This operation can be repeated as long as the protective hood is in the pouring states. After this, the used protective hood can be removed (see Fig. 2, step 1b) and a new protective hood can be loaded into the ladle (see Fig. 2, step 1a). This ladle/protective hood connection mechanism allows the same protective hood to be used repeatedly for several pourings. It also reduces the operator's workload since the connection between the ladle, the protective hood and the mould can be individually performed by the operator giving commands to the ladle positioning system. Between two pourings using the same protective hood, the protective hood, heated by the previous pouring in the mould, does not require manipulation by the operator to position it in the pouring position in the subsequent mould, thus increasing safety.
[0066] Как показано на Фиг. 9a, механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха содержит переходной патрубок (140f) воронки, который зафиксирован на воронке защитного кожуха (9) и содержит удерживающие средства. Переходной патрубок (140f) воронки обычно выполнен из металла и зафиксирован на выступе защитного кожуха с помощью адгезивного наполнителя (113), такого как цемент и т. п. Механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха также содержит переходной патрубок (140n) разливочного стакана, который зафиксирован на основании ковша (103) или на разливочном стакане (12) и выполнен с возможностью зацепления с удерживающим средством переходного патрубка (140f) воронки для реверсивной блокировки защитного кожуха (9) на разливочном стакане (12) в заблокированном положении. Незаблокированное и заблокированное положения механизма (140) соединения ковша / защитного кожуха представлены на Фиг. 10 и 11 соответственно. Основание ковша представляет собой самую нижнюю часть используемого ковша. Переходной патрубок (140n) разливочного стакана предпочтительно установлен на основании стопорного ковша.[0066] As shown in Fig. 9a, the ladle/guard connection mechanism (140) comprises a hopper adapter (140f) which is fixed to the hopper of the guard (9) and comprises retaining means. The hopper adapter (140f) is typically made of metal and is fixed to the projection of the guard using an adhesive filler (113), such as cement, etc. The ladle/guard connection mechanism (140) also comprises a nozzle adapter (140n) which is fixed to the ladle base (103) or to the pouring nozzle (12) and is configured to engage with the retaining means of the hopper adapter (140f) for reversibly locking the guard (9) on the pouring nozzle (12) in the locked position. The unlocked and locked positions of the mechanism (140) for connecting the ladle/protective casing are shown in Figs. 10 and 11, respectively. The ladle base is the lowest part of the ladle in use. The transition pipe (140n) of the pouring nozzle is preferably mounted on the base of the stop ladle.
[0067] Переходной патрубок (140f) воронки и переходной патрубок (140n) разливочного стакана дополняют друг друга и выполнены с возможностью разъемного и свободного зацепления друг с другом в заблокированном положении. Одним из важных аспектов механизма (140) соединения ковша / защитного кожуха в соответствии с изобретением является то, что переходной патрубок (140f) воронки и переходной патрубок (140n) разливочного стакана выполнены с возможностью свободного зацепления друг с другом в заблокированном положении. Это означает, что переходные патрубки воронки и разливочного стакана зацепляются друг с другом в заблокированном положении с достаточным зазором относительно друг друга, таким образом, что их можно шарнирно поворачивать в определенной степени относительно друг друга в определенных пределах. Эта конструкция обеспечивает относительное перемещение защитного кожуха и ковша, когда защитный кожух прикреплен к ковшу таким образом, что значительно снижается риск повреждения защитного кожуха при вставке, например, в канал формы. В заблокированном положении предпочтительно, чтобы между разливочным стаканом и воронкой не образовывался уплотнительный контакт.[0067] The transition branch (140f) of the funnel and the transition branch (140n) of the pouring nozzle complement each other and are designed to be detachably and freely engaged with each other in the locked position. One important aspect of the mechanism (140) for connecting the ladle / protective casing according to the invention is that the transition branch (140f) of the funnel and the transition branch (140n) of the pouring nozzle are designed to be freely engaged with each other in the locked position. This means that the transition branches of the funnel and the pouring nozzle engage with each other in the locked position with a sufficient clearance relative to each other, so that they can be pivotally rotated to a certain extent relative to each other within certain limits. This design ensures the relative movement of the protective casing and the ladle, when the protective casing is attached to the ladle in such a way that the risk of damage to the protective casing when inserting, for example, into the mold channel is significantly reduced. In the locked position, it is preferable that no sealing contact is formed between the pouring cup and the funnel.
[0068] В одном предпочтительном варианте осуществления механизма соединения ковша / защитного кожуха, представленном на Фиг. 10 и 11, удерживающие средства переходного патрубка (140f) воронки содержат удерживающие штифты (109), а переходной патрубок (140n) разливочного стакана содержит крепежные крюки (107), выполненные с возможностью реверсивного зацепления удерживающих штифтов (109) и предпочтительно выполненные с возможностью самозацепления с удерживающими штифтами (109). Самозацепляющиеся крепежные крюки обеспечивают легкое сцепление защитного кожуха с ковшом. Например, это позволяет использовать ковш для подхвата защитного кожуха, удерживаемого в положении разливки в первой форме (2) в соответствии с изобретением, как проиллюстрировано на Фиг. 10, путем опускания ковша для зацепления удерживающего средства переходного патрубка воронки с переходным патрубком разливочного стакана, как проиллюстрировано на Фиг. 11 и 15, и последующего подъема ковша для удаления защитного кожуха из канала, как проиллюстрировано на Фиг. 14 и 16.[0068] In one preferred embodiment of the ladle/shroud coupling mechanism shown in Figs. 10 and 11, the holding means of the transition pipe (140f) of the funnel comprise holding pins (109), and the transition pipe (140n) of the pouring nozzle comprises fastening hooks (107) configured to reversibly engage the holding pins (109) and preferably configured to self-engage with the holding pins (109). The self-engaging fastening hooks ensure easy engagement of the shroud with the ladle. For example, this allows the ladle to be used to pick up the shroud held in the pouring position in the first mold (2) according to the invention, as illustrated in Fig. 10, by lowering the ladle to engage the retaining means of the transition pipe of the funnel with the transition pipe of the pouring nozzle, as illustrated in Fig. 11 and 15, and then raising the ladle to remove the protective casing from the channel, as illustrated in Fig. 14 and 16.
[0069] Опять же, со ссылкой на Фиг. 12, переходной патрубок (140f) воронки может представлять собой втулкообразный элемент, который имеет усеченную опорную поверхность (114), опирающуюся на наклонную кромку (115) в центральном отверстии (25) установочного элемента (15), образующую установочное место для переходного патрубка (140f) воронки. Переходной патрубок (140f) воронки свободно сидит в установочном элементе (15) и удерживается только силой тяжести, то есть за счет веса защитного кожуха (9), который подвешен к переходному патрубку (140f) воронки.[0069] Again, with reference to Fig. 12, the transition pipe (140f) of the funnel may be a sleeve-shaped element that has a truncated supporting surface (114) resting on an inclined edge (115) in the central opening (25) of the mounting element (15), forming a mounting place for the transition pipe (140f) of the funnel. The transition pipe (140f) of the funnel sits freely in the mounting element (15) and is held only by gravity, that is, by the weight of the protective casing (9), which is suspended from the transition pipe (140f) of the funnel.
[0070] По внешней окружности переходного патрубка (140f) воронки три или четыре удерживающих штифта (109) проходят наружу в радиальном направлении. Удерживающие штифты (109) могут быть зацеплены помощью крепежных крюков (107), прикрепленных к переходному патрубку (140n) разливочного стакана, который прикреплен к плите (105) основания ковша.[0070] Along the outer circumference of the transition pipe (140f) of the funnel, three or four retaining pins (109) extend outward in the radial direction. The retaining pins (109) can be engaged by means of fastening hooks (107) attached to the transition pipe (140n) of the pouring nozzle, which is attached to the base plate (105) of the ladle.
[0071] Переходной патрубок (140n) разливочного стакана выполнен в виде гнезда, окружающего разливочный стакан (12). На стороне, прикрепленной к ковшу (103), также называемой проксимальной стороной, первый соединительный элемент (11) содержит байонетное кольцо (106), находящееся в зацеплении с плитой (105) основания ковша. Переходной патрубок (140n) разливочного стакана разъемно соединен с ковшом (103). На другом конце переходного патрубка (140n) разливочного стакана, также называемом дистальным концом, переходной патрубок (140n) разливочного стакана содержит множество шпилек (111), на которых с возможностью вращения прикреплены крепежные крюки (107).[0071] The transition pipe (140n) of the pouring nozzle is designed as a nest surrounding the pouring nozzle (12). On the side attached to the ladle (103), also called the proximal side, the first connecting element (11) comprises a bayonet ring (106) engaged with the plate (105) of the ladle base. The transition pipe (140n) of the pouring nozzle is removably connected to the ladle (103). At the other end of the transition pipe (140n) of the pouring nozzle, also called the distal end, the transition pipe (140n) of the pouring nozzle comprises a plurality of pins (111), to which fastening hooks (107) are rotatably attached.
[0072] При опускании разливочного стакана (12) в воронку (11) переходной патрубок (140n) разливочного стакана и переходной патрубок (140f) воронки входят в зацепление друг с другом. Соединение и блокировка переходных патрубков разливочного стакана и воронки могут осуществляться различными способами. Крепежные крюки (107) могут быть самозацепляющимися. Наклонная поверхность (112) крепежных крюков (107) скользит по удерживающим штифтам (109) таким образом, что крепежные крюки (107) цепляются за удерживающие штифты (109).[0072] When the pouring nozzle (12) is lowered into the funnel (11), the transition pipe (140n) of the pouring nozzle and the transition pipe (140f) of the funnel engage with each other. The connection and locking of the transition pipes of the pouring nozzle and the funnel can be carried out in various ways. The fastening hooks (107) can be self-engaging. The inclined surface (112) of the fastening hooks (107) slides along the retaining pins (109) in such a way that the fastening hooks (107) engage with the retaining pins (109).
[0073] В альтернативном варианте переходной патрубок (140f) воронки можно повернуть таким образом, что при опускании ковша (103) удерживающие штифты (109) размещаются между крепежными крюками (107), а затем при вращении переходного патрубка (140f) воронки, например, достигается блокировка удерживающих штифтов (109) против часовой стрелки внутри крепежных крюков (107).[0073] In an alternative embodiment, the transition pipe (140f) of the hopper can be rotated in such a way that when the bucket (103) is lowered, the retaining pins (109) are positioned between the fastening hooks (107), and then when the transition pipe (140f) of the hopper is rotated, for example, the retaining pins (109) are locked counterclockwise inside the fastening hooks (107).
[0074] После соединения, как показано на Фиг. 13, ковш (103) с подвешенным на ковше защитным кожухом (9) можно поднять для вставки во вторую форму для второй разливки с использованием того же защитного кожуха.[0074] Once connected as shown in Fig. 13, the ladle (103) with the protective cover (9) suspended on the ladle can be lifted for insertion into the second mold for a second casting using the same protective cover.
[0075] В другом варианте осуществления механизма (140) соединения ковша / защитного кожуха удерживающее средство переходного патрубка (140f) воронки содержит один или более удерживающих штифтов (109), а переходной патрубок (140n) разливочного стакана содержит элемент байонетного соединения, выполненный с возможностью взаимодействия с один или более удерживающими штифтами для реверсивной блокировки защитного кожуха (9) на разливочном стакане (12) в заблокированном положении.[0075] In another embodiment of the bucket/guard connection mechanism (140), the retaining means of the transition pipe (140f) of the funnel comprises one or more retaining pins (109), and the transition pipe (140n) of the pouring nozzle comprises a bayonet connection element adapted to interact with one or more retaining pins for reversibly locking the guard (9) on the pouring nozzle (12) in the locked position.
[0076] Переходной патрубок (140n) разливочного стакана может иметь форму втулкообразного элемента, который на одном конце и/или на обоих концах может быть выполнен в виде элемента байонетного соединения. Переходной патрубок (140n) разливочного стакана может заключать в себе разливочный стакан и может быть разъемно прикреплен к плите (105) основания ковша, как проиллюстрировано на Фиг. 12 и 13. Например, на одном конце переходной патрубок (140n) разливочного стакана может быть выполнен в виде байонетного кольца (106), находящегося в зацеплении с соответствующей конструкцией на плите основания ковша.[0076] The transition pipe (140n) of the pouring nozzle may have the form of a sleeve-shaped element, which at one end and/or at both ends may be designed as a bayonet connection element. The transition pipe (140n) of the pouring nozzle may contain the pouring nozzle and may be removably attached to the base plate (105) of the ladle, as illustrated in Figs. 12 and 13. For example, at one end, the transition pipe (140n) of the pouring nozzle may be designed as a bayonet ring (106) engaged with a corresponding structure on the base plate of the ladle.
[0077] В одном особенно предпочтительном варианте осуществления механизма соединения ковша / защитного кожуха в соответствии с изобретением переходной патрубок воронки и/или переходной патрубок разливочного стакана выполнены с возможностью вращения вокруг продольной оси для обеспечения по меньшей мере расцепления воронки и переходных патрубков разливочного стакана путем вращения либо воронки, либо переходного патрубка разливочного стакана вокруг указанной продольной оси.[0077] In one particularly preferred embodiment of the ladle/shroud coupling mechanism according to the invention, the hopper transition pipe and/or the nozzle transition pipe are rotatable about a longitudinal axis to ensure at least disengagement of the hopper and the nozzle transition pipes by rotating either the hopper or the nozzle transition pipe about said longitudinal axis.
[0078] В литейной установке в соответствии с изобретением установочный элемент (15) механизма (14) соединения формы / защитного кожуха выполнен с возможностью приема переходного патрубка (140f) воронки и удержания защитного кожуха (9) в положении разливки защитного кожуха.[0078] In the casting apparatus according to the invention, the mounting element (15) of the mould/protective casing connection mechanism (14) is designed to receive the transition pipe (140f) of the funnel and to hold the protective casing (9) in the position for pouring the protective casing.
[0079] Переходной патрубок (140f) воронки предпочтительно зафиксирован на защитном кожухе (9) с помощью адгезивного материала (113), как представлено на Фиг. 12 и 13. Предпочтительно проксимальный конец защитного кожуха в области воронки может иметь форму усеченного конуса, выступы (23) которого удерживаются в адгезивном материале (113), который предпочтительно представляет собой наполнение или набивку формовочным песком переходного патрубка воронки, который, например, может содержать органическое связующее. Переходной патрубок воронки может быть выполнен в виде втулкообразного элемента. Переходной патрубок воронки предпочтительно окружает адгезивный материал (113).[0079] The transition pipe (140f) of the funnel is preferably fixed to the protective casing (9) by means of an adhesive material (113), as shown in Figs. 12 and 13. Preferably, the proximal end of the protective casing in the region of the funnel can have the shape of a truncated cone, the projections (23) of which are held in the adhesive material (113), which is preferably a filling or packing of molding sand of the transition pipe of the funnel, which, for example, can contain an organic binder. The transition pipe of the funnel can be designed as a sleeve-shaped element. The transition pipe of the funnel is preferably surrounded by an adhesive material (113).
[0080] Переходной патрубок (140f) воронки может быть выполнен с возможностью приема в установочном элементе (15) на форме (2) по центру. Поэтому переходной патрубок воронки может содержать усеченную опорную поверхность.[0080] The transition pipe (140f) of the funnel can be designed to be received in the mounting element (15) on the mold (2) at the center. Therefore, the transition pipe of the funnel can comprise a truncated support surface.
[0081] Предпочтительно литейная установка в соответствии с изобретением обеспечивает соединение ковша с защитным кожухом in situ, т. е. когда защитный кожух вставлен в форму. Таким образом, отдельная крепежная стойка для ковша не требуется. Данная система позволяет вставлять защитный кожух в форму с помощью отдельного крана. Как только защитный кожух вставлен в форму, ковш может быть расположен над формой, причем разливочный стакан центрируют над воронкой защитного кожуха. При опускании ковша разливочный стакан можно привести в зацепление с воронкой защитного кожуха. При зацеплении разливочного стакана ковша с воронкой воронка и переходные патрубки защитного кожуха могут быть заблокированы друг с другом таким образом, что ковш и защитный кожух свободно блокируются друг с другом.[0081] Preferably, the casting apparatus according to the invention provides for the connection of the ladle with the protective hood in situ, i.e. when the protective hood is inserted into the mold. In this way, a separate fastening stand for the ladle is not required. This system allows the protective hood to be inserted into the mold using a separate crane. As soon as the protective hood is inserted into the mold, the ladle can be positioned above the mold, wherein the pouring nozzle is centered over the funnel of the protective hood. When the ladle is lowered, the pouring nozzle can be brought into engagement with the funnel of the protective hood. When the pouring nozzle of the ladle is engaged with the funnel, the funnel and the transition pipes of the protective hood can be locked with each other in such a way that the ladle and the protective hood are freely locked with each other.
[0082] Специалисту в данной области техники будет понятно, что направленная вниз сила при опускании разливочного стакана ковша в воронку приведет к перемещению установочного элемента по направлению к элементу основания противоположно силе противодействия податливого элемента, предпочтительно противоположно пружинному натяжению по меньшей мере одной пружины таким образом, что соединение разливочного стакана и воронки может осуществляться управляемым образом. Перемещение опорного элемента вниз по направлению к элементу основания, конечно, приведет к осевому перемещению защитного кожуха внутри канала формы. Например, если дистальный конец защитного кожуха проходит в корпус формы, перемещение установочного элемента вниз по направлению к элементу основания приводит к тому, что дистальный конец защитного кожуха проходит глубже в корпус, где по меньшей мере одно выпускное отверстие (9o) защитного кожуха сообщается с системой литниковых каналов формы, т. е. с литейной полостью, через питающие каналы (5).[0082] It will be understood by a person skilled in the art that the downward force when lowering the pouring nozzle of the ladle into the hopper will result in the movement of the mounting element towards the base element opposite to the counteracting force of the compliant element, preferably opposite to the spring tension of at least one spring, so that the connection of the pouring nozzle and the hopper can be carried out in a controlled manner. The downward movement of the support element towards the base element will, of course, result in an axial movement of the protective jacket within the mold channel. For example, if the distal end of the protective jacket extends into the mold body, the downward movement of the mounting element towards the base element causes the distal end of the protective jacket to extend deeper into the body, where at least one outlet opening (9o) of the protective jacket communicates with the mold runner system, i.e. with the casting cavity, via the feed channels (5).
[0083] В существующей области техники так называемый процесс Харрисона, предложенный Harrison Steel Castings Company, включает в себя прикрепление защитного кожуха из плавленого кварца под разливочным стаканом стопорного ковша. Форма обеспечена боковой изложницей для приема защитного кожуха. Под боковой изложницей обеспечен сливной колодец, который питает литейную полость. При прикрепленном защитном кожухе находящийся над формой ковш совмещают с ней, а затем опускают таким образом, чтобы вставить защитный кожух в боковую изложницу. Затем стопорный стержень перемещают в открытое положение, таким образом, что расплавленный металл с помощью ковша течет через разливочный стакан и защитный кожух в форму. После заполнения формы стопор закрывают. Ковш поднимают до тех пор, пока защитный кожух не будет удален из формы, а затем перемещают сверху к следующей форме, чтобы повторить процесс. Для прикрепления защитного кожуха под разливочным стаканом стопорного ковша ковш сначала закрепляют на крепежной стойке, а затем защитный кожух неподвижно прикрепляют к узлу держателя защитного кожуха, который соединен с плитой основания ковша.[0083] In the prior art, the so-called Harrison process, as proposed by the Harrison Steel Castings Company, involves attaching a fused silica guard under the pouring nozzle of a stopper ladle. The mold is provided with a side mold for receiving the guard. A drain well is provided under the side mold, which feeds the casting cavity. With the guard attached, the ladle above the mold is aligned with it and then lowered so as to insert the guard into the side mold. The stopper rod is then moved to the open position so that the molten metal flows with the help of the ladle through the pouring nozzle and the guard into the mold. After filling the mold, the stopper is closed. The ladle is raised until the guard is removed from the mold, and then moved from above to the next mold to repeat the process. To attach the guard under the pouring cup of the stopper ladle, the ladle is first secured to the mounting post, and then the guard is fixedly attached to the guard holder assembly, which is connected to the base plate of the ladle.
[0084] Одним из недостатков указанного жесткого и фиксированного прикрепления защитного кожуха к разливочному стакану является то, что очистка разливочного стакана резкой кислородным копьем практически невозможна. Поскольку в качестве материала защитного кожуха выбран плавленый кварц, вставка защитного кожуха в боковую изложницу формы при прикреплении дну ковша представляет собой сложную и критически важную манипуляцию, поскольку даже малейший наклон защитного кожуха может привести к разрушению защитного кожуха.[0084] One of the disadvantages of the said rigid and fixed attachment of the protective cover to the pouring nozzle is that cleaning the pouring nozzle with an oxygen lance is practically impossible. Since fused quartz is chosen as the material of the protective cover, inserting the protective cover into the side mold of the mold when attaching to the bottom of the ladle is a complex and critical manipulation, since even the slightest tilt of the protective cover can lead to destruction of the protective cover.
[0085] В изобретении предшествующего недостатка можно избежать за счет свободного сцепления защитного кожуха с ковшом и обеспечения податливого элемента, допускающего относительные смещения между установочным элементом и элементами основания механизма (14) соединения формы / защитного кожуха. Это снижает риск разрушения защитного кожуха при вставке его в форму и, таким образом, обеспечивает более безопасную систему обращения с защитным кожухом для получения нескольких разливок с помощью одного защитного кожуха при одной высокой температуре разливки.[0085] In the invention, the previous disadvantage can be avoided by freely engaging the protective cover with the ladle and providing a flexible element that allows relative displacements between the mounting element and the base elements of the mold/protective cover connection mechanism (14). This reduces the risk of destruction of the protective cover when inserting it into the mold and thus provides a safer system for handling the protective cover for obtaining several castings using one protective cover at one high casting temperature.
[0086] Для дальнейшего повышения безопасности зацепления защитного кожуха, сцепленного с ковшом, в канале формы установочный элемент (15) предпочтительно содержит коническую часть, центрированную на центральном отверстии установочного элемента, причем коническая часть выполнена с возможностью направления защитного кожуха для совмещения с каналом (7), когда ковш (103) опускают вертикально, причем защитный кожух (9) реверсивно заблокирован на разливочном стакане (12).[0086] To further increase the safety of engagement of the protective casing engaged with the ladle in the mould channel, the mounting element (15) preferably comprises a conical portion centred on the central opening of the mounting element, wherein the conical portion is designed to guide the protective casing for alignment with the channel (7) when the ladle (103) is lowered vertically, wherein the protective casing (9) is reversibly locked on the pouring nozzle (12).
СПОСОБ БЕЗ ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИЗМА (140) СОЕДИНЕНИЯ КОВША / ЗАЩИТНОГО КОЖУХАMETHOD WITHOUT USING THE MECHANISM (140) FOR CONNECTING THE BUCKET / PROTECTIVE CASING
[0087] Изобретение также относится к способу разливки расплавленного металла с помощью литейной установки в соответствии с изобретением.[0087] The invention also relates to a method for casting molten metal using a casting apparatus according to the invention.
[0088] В первом варианте осуществления способа, проиллюстрированном на Фиг. 1, литейная установка не содержит механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха, и защитный кожух вставлен в канал (7) в положении разливки до того, как ковш приблизится к форме. Как представлено на этапе 1а на Фиг. 1, предложена литейная установка, содержащая форму (2) и защитный кожух (9), вставленный в нее для достижения положения разливки. Предпочтительно ось симметрии отверстия канала является вертикальной, когда форму устанавливают для эксплуатации, и защитный кожух устанавливают в канале путем его поступательного перемещения в вертикальном направлении. Защитный кожух (9) может быть вставлен в форму (2) оператором, как проиллюстрировано на Фиг. 1(1a), или с использованием одного или более специальных приспособлений или робота. Как проиллюстрировано на Фиг. 5, вал (7) вставляют в канал (7) формы до тех пор, пока защитный кожух не будет установлен в положении разливки, определенном как размещение вала (10) в канале (7), причем его дистальный конец (10d) вставлен через впускное отверстие (6i) корпуса, а выпускное отверстие (9o) защитного кожуха заключено в корпусе (6). В положении разливки защитного кожуха продольная ось полого вала (10) является предпочтительно вертикальной. Защитный кожух (9) удерживается в положении разливки защитного кожуха с помощью установочного элемента (15), на который опирается воронка (11).[0088] In the first embodiment of the method illustrated in Fig. 1, the casting machine does not comprise a ladle/protective cover connection mechanism (140), and the protective cover is inserted into the channel (7) in the pouring position before the ladle approaches the mold. As shown in step 1a in Fig. 1, a casting machine is proposed that comprises a mold (2) and a protective cover (9) inserted into it to achieve the pouring position. Preferably, the axis of symmetry of the channel opening is vertical when the mold is set for operation, and the protective cover is installed in the channel by its translational movement in the vertical direction. The protective cover (9) can be inserted into the mold (2) by an operator, as illustrated in Fig. 1(1a), or using one or more special devices or a robot. As illustrated in Fig. 5, the shaft (7) is inserted into the channel (7) of the mold until the protective casing is set in the pouring position, defined as the placement of the shaft (10) in the channel (7), wherein its distal end (10d) is inserted through the inlet opening (6i) of the housing, and the outlet opening (9o) of the protective casing is enclosed in the housing (6). In the pouring position of the protective casing, the longitudinal axis of the hollow shaft (10) is preferably vertical. The protective casing (9) is held in the pouring position of the protective casing by means of the mounting element (15), on which the funnel (11) rests.
[0089] В примере по изобретению воронка защитного кожуха содержит выступ для установки воронки на установочный элемент (15), и причем воронка размещена непосредственно на установочном элементе (15) и защитный кожух разъемно удерживается в положении разливки защитного кожуха под действием силы тяжести. В другом примере между воронкой и установочным элементом (15) обеспечено наполнение (22). Защитный кожух (9) фиксируют на установочном элементе (15) с помощью наполнения (22), уплотняющего кольцевой зазор между воронкой (11) и установочным элементом (15) и определяющего установочное место для воронки (11). Предпочтительно установочный элемент (15) содержит втулку (21), определяющую границу кольцевого зазора, и наполнение (22) может быть нанесено на втулку (21) до приема воронки наполнением (22) и ее установки на нем. Затем наполнение должно высыхать до тех пор, пока воронка не будет зафиксирована на установочном элементе (15).[0089] In an example according to the invention, the funnel of the protective casing comprises a projection for mounting the funnel on the mounting element (15), and wherein the funnel is placed directly on the mounting element (15) and the protective casing is detachably held in the position of pouring the protective casing under the action of gravity. In another example, a filling (22) is provided between the funnel and the mounting element (15). The protective casing (9) is fixed on the mounting element (15) by means of the filling (22), sealing the annular gap between the funnel (11) and the mounting element (15) and defining the mounting place for the funnel (11). Preferably, the mounting element (15) comprises a sleeve (21), defining the boundary of the annular gap, and the filling (22) can be applied to the sleeve (21) before the funnel is received by the filling (22) and mounted on it. The filling must then dry until the funnel is fixed onto the mounting element (15).
[0090] После этапа 1а на Фиг. 1 форма в сборе готова к приему расплавленного металла. Как проиллюстрировано на этапе 1 на Фиг. 1 и на детальном виде на Фиг. 7а, ковш (103), загруженный расплавленным металлом, подводят над первой формой, загруженной защитным кожухом, например, с помощью крана, и до тех пор, пока разливочный стакан в основании ковша не будет вертикально совмещен с механизмом (14) соединения формы / защитного кожуха и с каналом (7). Затем ковш (103) опускают до тех пор, пока разливочный стакан (12) не войдет в зацепление с воронкой защитного кожуха (9), как проиллюстрировано на Фиг. 7b. Перед контактом и приложением нагрузки к воронке с разливочным стаканом механизм (14) соединения формы / защитного кожуха и податливый элемент находятся в состоянии покоя, при этом установочный элемент и элементы основания разделены расстоянием покоя h0, измеренным в вертикальном направлении.[0090] After step 1a in Fig. 1, the mold assembly is ready to receive molten metal. As illustrated in step 1 in Fig. 1 and in the detail view in Fig. 7a, the ladle (103) loaded with molten metal is brought over the first mold loaded with a protective shroud, for example by means of a crane, and until the pouring nozzle at the base of the ladle is vertically aligned with the mold/protective shroud connection mechanism (14) and with the channel (7). Then, the ladle (103) is lowered until the pouring nozzle (12) engages with the funnel of the protective shroud (9), as illustrated in Fig. 7b. Before contact and application of the load to the funnel with the pouring cup, the mechanism (14) for connecting the mould/protective casing and the flexible element are in a state of rest, wherein the mounting element and the base elements are separated by a rest distance h0, measured in the vertical direction.
[0091] Затем способ включает в себя этап дальнейшего опускания ковша (103) вертикально до тех пор, пока разливочный стакан (12), находящийся в зацеплении с воронкой (11), не приложит нагрузку к воронке, посаженной на установочном элементе (15), таким образом перемещая установочный элемент (15) относительно элемента (16) основания против податливых элементов (17) и образуя уплотнительный контакт между разливочным стаканом (12) и защитным кожухом (9), который находится в положении разливки защитного кожуха. Это проиллюстрировано на этапе 2 на Фиг. 1 и на детальном виде на Фиг. 7c, при этом механизм (14) соединения формы / защитного кожуха и податливый элемент находятся в нагруженном состоянии, при этом установочный элемент и элементы основания разделены расстоянием уплотнения h1 < h0, измеренным в вертикальном направлении.[0091] The method then includes the step of further lowering the ladle (103) vertically until the pouring nozzle (12), which is engaged with the funnel (11), applies a load to the funnel seated on the mounting element (15), thus moving the mounting element (15) relative to the base element (16) against the compliant elements (17) and forming a sealing contact between the pouring nozzle (12) and the protective jacket (9), which is in the pouring position of the protective jacket. This is illustrated in step 2 in Fig. 1 and in the detailed view in Fig. 7c, wherein the mold/protective jacket connection mechanism (14) and the compliant element are in a loaded state, wherein the mounting element and the base elements are separated by a sealing distance h1 < h0, measured in the vertical direction.
[0092] После установления уплотнительного контакта между разливочным стаканом (12) и воронкой (11) можно начинать разливку расплавленного металла. Разливочный стакан открывается, тем самым обеспечивая поток расплавленного металла из ковша (103) в литейную полость (3) через разливочный стакан (12), защитный кожух (9) и корпус (6) первой формы. Как только литейная полость заполнится, как проиллюстрировано на этапе 3 на Фиг. 1, разливочный стакан можно закрыть, чтобы остановить поток расплавленного металла.[0092] After the sealing contact between the pouring nozzle (12) and the funnel (11) has been established, the pouring of the molten metal can begin. The pouring nozzle is opened, thereby allowing the flow of molten metal from the ladle (103) into the casting cavity (3) through the pouring nozzle (12), the protective jacket (9) and the body (6) of the first mold. Once the casting cavity is filled, as illustrated in step 3 in Fig. 1, the pouring nozzle can be closed to stop the flow of molten metal.
[0093] Как проиллюстрировано на этапе 4 на Фиг. 1, после окончания разливки ковш поднимают вертикально для расцепления разливочного стакана с воронкой защитного кожуха, таким образом снимая нагрузку с разливочного стакана на установочном элементе (15). Защитный кожух не сцепляется с ковшом и остается вставленным в первую форму, причем воронка удерживается установочным элементом, а вал размещен в канале (7). Если податливый элемент не содержит упругий элемент, механизм (14) соединения формы / защитного кожуха и податливый элемент остаются в нагруженном состоянии, и защитный кожух не перемещается при подъеме ковша. Если податливый элемент содержит упругий элемент, механизм (14) соединения формы / защитного кожуха и податливый элемент могут вернуться по меньшей мере частично в состояние покоя при подъеме ковша, и защитный кожух, удерживаемый установочным элементом, может соответственно скользить вверх внутри канала.[0093] As illustrated in step 4 of Fig. 1, after the end of pouring, the ladle is lifted vertically to disengage the pouring nozzle from the funnel of the protective cover, thereby relieving the load from the pouring nozzle on the mounting element (15). The protective cover does not engage with the ladle and remains inserted into the first mold, wherein the funnel is held by the mounting element, and the shaft is received in the channel (7). If the compliant element does not comprise an elastic element, the mold/protective cover connection mechanism (14) and the compliant element remain in a loaded state, and the protective cover does not move when the ladle is lifted. If the compliant element comprises an elastic element, the mold/protective cover connection mechanism (14) and the compliant element can return at least partially to a resting state when the ladle is lifted, and the protective cover, held by the mounting element, can accordingly slide upward within the channel.
[0094] Затем ковш доступен для последующей разливки во вторую форму, предпочтительно еще одной отливки с той же высокой температурой, как проиллюстрировано на Фиг. 1, этап 5, при этом ковш поступательно перемещается горизонтально над второй формой для выполнения следующей разливки согласно настоящему способу в соответствии с изобретением, при этом ковш не содержит механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха.[0094] The ladle is then available for subsequent casting into a second mould, preferably another casting at the same high temperature, as illustrated in Fig. 1, step 5, wherein the ladle is moved forward horizontally over the second mould to perform the next casting according to the present method according to the invention, wherein the ladle does not comprise a ladle/protective shroud connection mechanism (140).
СПОСОБ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕХАНИЗМА (140) СОЕДИНЕНИЯ КОВША / ЗАЩИТНОГО КОЖУХАMETHOD USING A MECHANISM (140) FOR CONNECTING A BUCKET/PROTECTIVE CASING
[0095] Во втором варианте осуществления способа в соответствии с изобретением литейная установка содержит механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха. Такой способ проиллюстрирован на Фиг. 2. Для разливки предложены первая и вторая формы (2), защитный кожух (9) с закрепленным на нем переходным патрубком (140f) воронки и ковш с переходным патрубком (140n) разливочного стакана, прикрепленным к его основанию или разливочному стакану. Существует по меньшей мере два способа инициализации разливки с помощью разливочной установки, содержащей механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха.[0095] In a second embodiment of the method according to the invention, the casting installation comprises a ladle/protective casing connection mechanism (140). Such a method is illustrated in Fig. 2. For casting, the first and second moulds (2), a protective casing (9) with a transition pipe (140f) of the funnel fixed thereto and a ladle with a transition pipe (140n) of the pouring nozzle fixed to its base or pouring nozzle are provided. There are at least two methods of initialising casting using the casting installation comprising the ladle/protective casing connection mechanism (140).
[0096] При первом способе инициализации разливки, проиллюстрированном на Фиг. 2, этап 1a, защитный кожух сцепляют с ковшом до вставки защитного кожуха в первую форму. Например, это может быть выполнено оператором, поднимающим защитный кожух к основанию ковша для зацепления воронки (11) защитного кожуха (9) над разливочным стаканом (12) и сцепления защитного кожуха (9) с разливочным стаканом (12) с помощью механизма (140) соединения ковша / защитного кожуха путем зацепления:[0096] In the first method of initializing casting, illustrated in Fig. 2, step 1a, the protective cover is engaged with the ladle before the protective cover is inserted into the first mold. For example, this can be accomplished by the operator lifting the protective cover toward the base of the ladle to engage the funnel (11) of the protective cover (9) over the pouring nozzle (12) and engaging the protective cover (9) with the pouring nozzle (12) using the ladle/protective cover coupling mechanism (140) by engaging:
• удерживающего средства переходного патрубка (140f) воронки, зафиксированного на воронке защитного кожуха (9), с помощью• a retaining means of the transition pipe (140f) of the funnel, fixed on the funnel of the protective casing (9), using
• переходного патрубка (140n) разливочного стакана, зафиксированного на основании ковша (103) или на разливочном стакане (12),• transition pipe (140n) of the pouring nozzle, fixed on the base of the ladle (103) or on the pouring nozzle (12),
например, для блокировки защитного кожуха (9) на разливочном стакане (12) в заблокированном положении.for example, to lock the protective cover (9) on the pouring cup (12) in the locked position.
[0097] В альтернативном варианте ковш можно сместить над местом хранения защитного кожуха (9) и подхватить его путем опускания ковша с разливочным стаканом, вертикально совмещенным с воронкой, до тех пор, пока разливочный стакан не войдет в зацепление с воронкой и защитный кожух (9) не будет сцеплен с разливочным стаканом (12) с помощью механизма (140) соединения ковша / защитного кожуха.[0097] Alternatively, the ladle may be moved above the storage location of the guard (9) and picked up by lowering the ladle with the pouring nozzle vertically aligned with the hopper until the pouring nozzle engages with the hopper and the guard (9) is engaged with the pouring nozzle (12) by means of the ladle/guard coupling mechanism (140).
[0098] После того как защитный кожух будет сцеплен с ковшом, ковш можно перемещать для:[0098] Once the guard is engaged with the bucket, the bucket can be moved to:
• расположения защитного кожуха (9), заблокированного на разливочном стакане (12) по существу вертикально над механизмом (14) соединения формы / защитного кожуха, как проиллюстрировано на этапе 1 на Фиг. 2 и на Фиг. 9B, и последующего• positioning the protective casing (9) locked onto the pouring nozzle (12) substantially vertically above the mould/protective casing connection mechanism (14), as illustrated in step 1 of Fig. 2 and in Fig. 9B, and then
• опускания ковша вертикально до тех пор, пока защитный кожух (9) не достигнет положения разливки защитного кожуха, причем воронка (11) будет опираться на установочный элемент (15), как проиллюстрировано на Фиг. 9c и Фиг. 2, этап 2.• lowering the ladle vertically until the protective casing (9) reaches the protective casing pouring position, wherein the funnel (11) rests on the mounting element (15), as illustrated in Fig. 9c and Fig. 2, step 2.
[0099] Предпочтительно воронка опирается на установочный элемент (15) через переходной патрубок (140f) воронки, т. е. переходной патрубок (140f) воронки зафиксирован на воронке и принят в установочный элемент (15) механизма (14) соединения формы / защитного кожуха, как проиллюстрировано на Фиг. 9c, при этом коническая часть установочного элемента (15) выполнена с возможностью сопряжения с соответствующей конической частью переходного патрубка (140f) воронки.[0099] Preferably, the funnel is supported on the mounting element (15) via the transition pipe (140f) of the funnel, i.e. the transition pipe (140f) of the funnel is fixed on the funnel and received into the mounting element (15) of the mold/protective casing connection mechanism (14), as illustrated in Fig. 9c, wherein the conical part of the mounting element (15) is designed with the possibility of mating with the corresponding conical part of the transition pipe (140f) of the funnel.
[00100] Уплотнительный контакт между разливочным стаканом (12) и защитным кожухом (9) в положении разливки защитного кожуха образуется путем дальнейшего опускания ковша (103) вертикально до тех пор, пока разливочный стакан (12), находящийся в зацеплении с воронкой (11), не приложит нагрузку к воронке, посаженной на установочном элементе (15), таким образом перемещая установочный элемент (15) относительно элемента (16) основания против податливых элементов (17). Это проиллюстрировано на этапе 2, показанном на Фиг. 2 и Фиг. 9d.[00100] The sealing contact between the pouring nozzle (12) and the protective casing (9) in the pouring position of the protective casing is formed by further lowering the ladle (103) vertically until the pouring nozzle (12), which is engaged with the funnel (11), applies a load to the funnel seated on the mounting element (15), thus moving the mounting element (15) relative to the base element (16) against the compliant elements (17). This is illustrated in step 2 shown in Fig. 2 and Fig. 9d.
[00101] При втором способе инициализации разливки защитный кожух (9) вставляют в первую форму в положении разливки до сцепления с ковшом. Сцепление защитного кожуха происходит путем опускания разливочного стакана по направлению к воронке, и уплотнительный контакт образуется при движении разливочного стакана дальше вниз с преодолением сопротивления, оказываемого податливым элементом (17), как проиллюстрировано на Фиг. 2(2a) и (2), 10 и 12. Предпочтительно перед образованием уплотнительного контакта ковш и защитный кожух не только разъемно, но и свободно заблокированы друг с другом.[00101] In the second method of initializing the pouring, the protective casing (9) is inserted into the first mold in the pouring position until it engages with the ladle. The engagement of the protective casing occurs by lowering the pouring nozzle toward the funnel, and the sealing contact is formed by moving the pouring nozzle further downwards, overcoming the resistance exerted by the compliant element (17), as illustrated in Fig. 2(2a) and (2), 10 and 12. Preferably, before forming the sealing contact, the ladle and the protective casing are not only detachably but also freely locked with each other.
[00102] При втором способе инициализации разливки, проиллюстрированном на Фиг. 2, этап 2a, уплотнительный контакт между разливочным стаканом (12) и защитным кожухом (9) в положении разливки защитного кожуха образуется после сцепления защитного кожуха с ковшом. Это достигается путем дальнейшего опускания ковша (103) вертикально до тех пор, пока разливочный стакан (12), находящийся в зацеплении с воронкой (11), не приложит нагрузку к воронке, посаженной на установочном элементе (15), таким образом перемещая установочный элемент (15) относительно элемента (16) основания против податливых элементов (17), как проиллюстрировано на этапе 2 на Фиг. 2 и на Фиг. 9d.[00102] In the second method of initializing the pouring, illustrated in Fig. 2, step 2a, the sealing contact between the pouring nozzle (12) and the protective cover (9) in the pouring position of the protective cover is formed after the protective cover has engaged with the ladle. This is achieved by further lowering the ladle (103) vertically until the pouring nozzle (12), which is engaged with the funnel (11), applies a load to the funnel seated on the mounting element (15), thus moving the mounting element (15) relative to the base element (16) against the compliant elements (17), as illustrated in step 2 in Fig. 2 and in Fig. 9d.
[00103] После установления плотного контакта между разливочным стаканом (12) и воронкой (11) в соответствии с первым или вторым способами инициализации разливки разливочный стакан открывается, тем самым позволяя расплавленному металлу перетекать из ковша (103) в литейную полость (3) через разливочный стакан (12), защитный кожух (9) и корпус (6) первой формы. После завершения разливки или заполнения полости разливки, как проиллюстрировано на этапе 3 на Фиг. 2, разливочный стакан можно закрыть, чтобы остановить поток расплавленного металла.[00103] After establishing a tight contact between the pouring nozzle (12) and the funnel (11) in accordance with the first or second methods of initializing the pouring, the pouring nozzle is opened, thereby allowing the molten metal to flow from the ladle (103) into the casting cavity (3) through the pouring nozzle (12), the protective jacket (9) and the body (6) of the first mold. After the pouring is completed or the casting cavity is filled, as illustrated in step 3 in Fig. 2, the pouring nozzle can be closed to stop the flow of molten metal.
[00104] Как проиллюстрировано на этапе 4 на Фиг. 2, после завершения разливки ковш со сцепленным с ним защитным кожухом поднимается вертикально, защитный кожух расцепляется с первой формой, а снимается нагрузка со стороны разливочного стакана на установочный элемент (15).[00104] As illustrated in step 4 of Fig. 2, after the casting is completed, the ladle with the protective casing engaged therewith is raised vertically, the protective casing is disengaged from the first mould, and the load from the pouring nozzle on the mounting element (15) is removed.
[00105] Затем ковш с соединенным с ним защитным кожухом доступен для последующей разливки во вторую форму с той же высокой температурой, как проиллюстрировано на этапе 5 на Фиг. 2, при этом ковш поступательно перемещается горизонтально над второй формой для выполнения следующей разливки в соответствии со способом по настоящему изобретению, при этом ковш содержит механизм (140) соединения ковша / защитного кожуха. В альтернативном варианте в конце ряда разливок или в случае разрушения защитного кожуха последующую разливку не выполняют, и ковш транспортируют со сцепленным с ним защитным кожухом в место разборки установки, где его отделяют от ковша. Блокировку защитного кожуха (9) и разливочного стакана (12) снимают путем расцепления удерживающего средства переходного патрубка (140f) воронки с переходным патрубком (140n) разливочного стакана, и воронку и переходной патрубок (140f) воронки предпочтительно отсоединяют таким образом, что переходной патрубок (140f) воронки можно позже использовать повторно и зафиксировать на других защитных кожухах. Новый защитный кожух можно использовать для продолжения разливки в ряде новых форм.[00105] The ladle with the protective jacket connected thereto is then available for subsequent casting into a second mould at the same high temperature, as illustrated in step 5 in Fig. 2, wherein the ladle is translated horizontally over the second mould to perform the next casting in accordance with the method of the present invention, wherein the ladle comprises a ladle/protective jacket coupling mechanism (140). Alternatively, at the end of a series of castings or in the event of a protective jacket failure, no subsequent casting is performed and the ladle is transported with the protective jacket connected thereto to a place of disassembly of the plant, where it is separated from the ladle. The interlock of the protective hood (9) and the pouring nozzle (12) is released by disengaging the holding means of the transition pipe (140f) of the funnel from the transition pipe (140n) of the pouring nozzle, and the funnel and the transition pipe (140f) of the funnel are preferably disconnected in such a way that the transition pipe (140f) of the funnel can be reused later and fixed on other protective hoods. The new protective hood can be used to continue casting in a number of new moulds.
Перечень ссылочных позицийList of reference positions
1 Литейная установка1 Casting plant
2 Форма2 Form
2a Верхняя часть формы2a Upper part of the form
2b Нижняя часть формы2b Lower part of the form
3 Литейная полость3 Casting cavity
4 Впускное отверстие полости4 Cavity inlet
5 Питающие каналы5 Feeding channels
6 Корпус6 Corps
6i Впускное отверстие корпуса6i Housing Inlet
6o Выпускное отверстие корпуса6o Housing outlet
7 КаналChannel 7
8 Верхняя поверхность формы8 Upper surface of the form
9 Защитный кожух9 Protective cover
9o Выпускное отверстие защитного кожуха9o Outlet of the protective casing
10 Вал защитного кожуха10 Protective casing shaft
11 Воронка11 Funnel
12 Разливочный стакан12 Pouring glass
13 Втулка питателя13 Feeder bushing
14 Механизм соединения формы / защитного кожуха14 Mold/Protection Cover Connection Mechanism
15 Установочный элемент15 Installation element
16 Элемент основания16 Foundation element
17 Податливый элемент17 Flexible element
17s Спиральная пружина17s Spiral spring
18 Рычаги18 Levers
19 Центрирующие штифты19 Centering pins
20 Центральное отверстие в элементе основания20 Central hole in the base element
21 Втулка21 Bushing
22 Наполнение22 Filling
23 Выступ23 Performance
103 Ковш103 Bucket
105 Плита основания ковша105 Bucket base plate
106 Байонетное кольцо106 Bayonet ring
107 Крепежные крюки107 Fastening hooks
109 Удерживающие штифты109 Retaining pins
111 Шпильки111 Hairpins
112 Наклонные поверхности112 Inclined surfaces
113 Адгезивный материал113 Adhesive material
114 Опорная поверхность114 Support surface
115 Наклонная кромка115 Slanted edge
140f Переходной патрубок воронки140f Funnel transition pipe
140n Переходной патрубок разливочного стакана140n Pouring Cup Adapter
Claims (27)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21190734.0 | 2021-08-11 | ||
| EP21190735.7 | 2021-08-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2024101719A RU2024101719A (en) | 2024-05-02 |
| RU2840555C2 true RU2840555C2 (en) | 2025-05-26 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU82453A1 (en) * | 1949-07-05 | 1949-11-30 | Г.А. Байдак | Litnikovy bowl for stack filling small items |
| SU638424A1 (en) * | 1976-08-17 | 1978-12-25 | Московский Трижды Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Автомобильный Завод Им.И.А.Лихачева | Pressure mould for making investment patterns |
| SU829332A2 (en) * | 1979-08-03 | 1981-05-25 | Харьковский Ордена Ленина И Орденаоктябрьской Революции Моторостроитель-Ный Завод "Серп И Молот" | Injection mould for producing investment patterns |
| SU899267A1 (en) * | 1977-12-29 | 1982-01-23 | Специальное Конструкторское Бюро Машин Точного Литья При Тираспольском Заводе Литейных Машин Им.С.М.Кирова | Apparatus for connecting pattern unit riser to conveyer suspesion assembly |
| WO1998008636A1 (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-05 | Ebaa Iron, Inc. | Movable pouring basin |
| US6138742A (en) * | 1998-12-16 | 2000-10-31 | Inductotherm Corp. | Contact pouring of molten metal from a vessel into a mold |
| US20020124987A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-12 | Soderstrom Mark L. | Casting apparatus with mold handling/positioning fixture |
| EP3463715B1 (en) * | 2017-06-26 | 2020-10-28 | Foseco International Limited | Casting system |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU82453A1 (en) * | 1949-07-05 | 1949-11-30 | Г.А. Байдак | Litnikovy bowl for stack filling small items |
| SU638424A1 (en) * | 1976-08-17 | 1978-12-25 | Московский Трижды Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Автомобильный Завод Им.И.А.Лихачева | Pressure mould for making investment patterns |
| SU899267A1 (en) * | 1977-12-29 | 1982-01-23 | Специальное Конструкторское Бюро Машин Точного Литья При Тираспольском Заводе Литейных Машин Им.С.М.Кирова | Apparatus for connecting pattern unit riser to conveyer suspesion assembly |
| SU829332A2 (en) * | 1979-08-03 | 1981-05-25 | Харьковский Ордена Ленина И Орденаоктябрьской Революции Моторостроитель-Ный Завод "Серп И Молот" | Injection mould for producing investment patterns |
| WO1998008636A1 (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-05 | Ebaa Iron, Inc. | Movable pouring basin |
| US6138742A (en) * | 1998-12-16 | 2000-10-31 | Inductotherm Corp. | Contact pouring of molten metal from a vessel into a mold |
| US20020124987A1 (en) * | 2001-03-09 | 2002-09-12 | Soderstrom Mark L. | Casting apparatus with mold handling/positioning fixture |
| EP3463715B1 (en) * | 2017-06-26 | 2020-10-28 | Foseco International Limited | Casting system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102250764B1 (en) | Coupling device for reversibly coupling a ladle shroud to a collector nozzle, self-supported ladle shroud, kit thereof and method for coupling a ladle shroud to a collector nozzle | |
| KR102339331B1 (en) | Ladle shroud for casting metal, kit of parts for coupling assembly for coupling said ladle shroud to a ladle, metal casting installation and coupling process | |
| RU2760016C2 (en) | Casting system | |
| KR101678705B1 (en) | Casting pipe, device for handling said pipe and valve driving device | |
| US7441583B2 (en) | Sand-forming apparatus | |
| RU2840555C2 (en) | Molten metal casting mould comprising connection mechanism for protective casing, casting apparatus for pouring molten metal and method for pouring molten metal | |
| EP0281267A1 (en) | Devices and apparatus for injecting gas into high temperature liquids, E.G. molten metals | |
| AU2018363796B2 (en) | Bottom plate assembly comprising a bayonet free collector nozzle | |
| CN219335869U (en) | Mold for casting molten metal, mold assembly and casting device | |
| US4844142A (en) | Lost foam sand casting apparatus | |
| US5164098A (en) | Metal casting method and apparatus | |
| CN222221130U (en) | Complete set of parts for casting molten metal, sand casting mold assembly and casting equipment | |
| CS21990A3 (en) | Process and apparatus for feeding molten metal for pressure die casting of metallic articles | |
| WO2005009643A1 (en) | Method of and apparatus for forming a refractory lining in a coreless furnace | |
| CN1146737A (en) | Device for controlling a flow of liquid steel from a ladle to a continuous casting distributor | |
| US3418019A (en) | Charging device for a metallurgical furnace | |
| MXPA05011492A (en) | Sand-forming apparatus. | |
| WO2024246343A1 (en) | Feeder | |
| KR20090045644A (en) | Porus plug setting and dismantling device |