專利名稱：將熔融金屬、特別是鑄鐵供給到鑄造機的裝置以及裝有這種供給裝置的鑄造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造熔融金屬，特別是涉及垂直連續(xù)鑄造金屬鑄件、尤其是鑄鐵管。本發(fā)明雖然可鑄造各種類型的鑄件，但其特別適合于鑄造薄鑄鐵管。術(shù)語“薄管”是指管的壁厚與直徑之比小，即小于百分之十，不是孤立地指管自身的壁厚。
確切地說，本發(fā)明涉及一種向鑄造機供給熔融金屬的裝置，尤其是涉及一種垂直上升連續(xù)鑄造鐵管的設(shè)備所用的供給熔融金屬的裝置。所述的供給裝置設(shè)置在熔融金屬源和鑄造機之間。上述熔融金屬源典型的是一個鑄鐵包，鑄造機是一個垂直鑄模型的金屬鑄件上引連鑄機。因此，本發(fā)明涉及的是鑄造設(shè)備設(shè)置于熔融金屬源和鑄造金屬鑄件的裝置之間的一個中間連接機構(gòu)。
FR-A-2547517涉及一種垂直連鑄設(shè)備，它具有一個用于鑄造金屬管的鑄模和熱的入口，一種所述的液態(tài)鑄鐵供給裝置設(shè)置于澆包和垂直鑄模之間。這種供給裝置包括一個彎管單元，它由一個鋁硅酸鹽型耐火材料或石墨制成的整體件構(gòu)成。該彎管單元包括一個頂上裝有接收鑄鐵之漏斗的垂直導(dǎo)管和一個水平通道，該通道密封地向上連接到鑄模的下端，并且，該彎管單元作為鑄模的底板或支承。
上述現(xiàn)有技術(shù)所述的彎管單元具有相當(dāng)多的問題。實際上，由于金屬液澆鑄溫度高，彎管單元在連鑄過程中會迅速損壞。特別是石墨彎管，除具有相當(dāng)高的成本外，還會被與之相接觸的熔融鑄鐵逐漸磨損和/或消耗。此外，整體的彎管單元相當(dāng)笨重，使用不便，并且還使更換彎管所需操作復(fù)雜化。石墨的消耗會引起鑄鐵成分的變化而超出希望的分析值。
本發(fā)明的目的是克服上述公知的熔融金屬供給裝置特別是上述現(xiàn)有技術(shù)中所述的彎管單元所存在的缺點。
所以，本發(fā)明的主題是一種向鑄造機供給熔融金屬的裝置，它尤其適用于垂直上升連續(xù)鑄造鑄鐵管的設(shè)備所用的供給熔融金屬的裝置，所述的供給裝置設(shè)置在熔融金屬源和鑄造機之間。該裝置的特征是它具有一種組合式結(jié)構(gòu)，其一方面包括一個從金屬源向鑄造機輸送金屬液的彎管，另一方面包括若干在上述彎管周圍并與之接觸的可拆卸的彎管加熱板。
本發(fā)明的其它特征是彎管是一個可更換的部件，特別由模制的耐火混凝土制成；彎管是大致呈U形形狀的部件，它包括一個大致垂直的第一通道、一個大致垂直的第二通道以及一個大致水平的通道，第一通道的終端在頂部附近，是金屬液的入口孔，第二通道的金屬液出口孔通入鑄造機的底座，水平通道將兩垂直通道連通；在第二通道周圍的部件具有截頭錐體的形狀，以便與鑄造機的配合底座密封相聯(lián)；該裝置還包括一個由耐火材料制成的外殼，它包圍著彎管和加熱板以便在外殼的內(nèi)側(cè)和加熱板之間自由地留有一個空隙，該空隙中填充有絕熱化學(xué)保護材料；所述的外殼包括若干用于加熱加熱板的裝置，這些裝置特別由埋在外殼內(nèi)的感應(yīng)電路所構(gòu)成，加熱板作為被感應(yīng)件。
絕熱化學(xué)保護材料是細型砂；加熱板由石墨制成；彎管和彎管周圍的加熱板的組件被安置在耐火磚上；彎管具有靠各加熱板支承的平面。
本發(fā)明的主題還涉及一種鑄造金屬鑄件的設(shè)備，特別是涉及一種垂直上升連鑄鑄鐵管的設(shè)備，其特征是該設(shè)備包括一個上述的熔融金屬供給裝置。
下面參照附圖對僅通過例子給出的本發(fā)明的優(yōu)選實施例作更詳細的描述。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中連接到連續(xù)鑄造鑄鐵管的鑄模上的熔融鑄鐵供給裝置的立剖圖；圖2是本發(fā)明的熔融金屬供給裝置的立剖圖；圖3是用于本發(fā)明供給裝置的石墨支座的分解透視圖；圖4是用于本發(fā)明供給裝置的耐火混凝土彎管的立剖圖；圖5是圖4彎管的平面圖；圖6是本發(fā)明熔融金屬供給裝置的透視剖視圖。
現(xiàn)在參見圖1。
該圖表示了一個根據(jù)文獻FR-A-2547517的公知的熔融鑄鐵供給裝置1，用它向鑄模2供給金屬液，以便通過上升連續(xù)鑄造形成鑄鐵管T。實際的供給裝置1由一個大致為L形的彎管單元3構(gòu)成。彎管單元3實質(zhì)上是一個由鋁硅酸鹽耐火材料或石墨做成的整體件。彎管單元3包括一個供給管4，管4的終端即頂端部分是一個漏斗形的擴口5。彎管單元的水平部分6包括一個水平澆道7，該澆道一端通入供給管4，另一端通入一個上升的垂直通道部分8中，通道8的末端是一個截錐形的擴口9，該擴口通入鑄模的下部10。鑄模主要由一個圓柱形石墨管11構(gòu)成，該管的下部10由一個耐火套環(huán)12圍住，套環(huán)12內(nèi)埋有感應(yīng)電路的電纜13，用于將液態(tài)金屬的溫度保持在其熔點以上。鑄模2的上部14被一個冷卻環(huán)路15所包圍，它使熔融鑄鐵逐漸凝固以形成管件。在供給裝置1工作期間，一個澆包L構(gòu)成供給裝置1的熔融鑄鐵的來源，供給裝置轉(zhuǎn)而供給鑄模2。
供給裝置1的彎管單元3具有本發(fā)明所要解決的問題。實際上，這種整體單元不易操作和安裝，并且費用高，特別是當(dāng)它由石墨制成時。此外，彎管單元3在鑄造過程中會因熔融鑄鐵的作用而逐漸磨損或消耗。因此，在上述現(xiàn)有技術(shù)的這種供給裝置1中，彎管單元3在鑄完一定數(shù)量的管件之后必須整體更換。
現(xiàn)在參見附圖2。
該圖表示本發(fā)明的一個金屬液供給裝置1。下面將在用于連續(xù)鑄造鑄鐵管的裝置的范圍內(nèi)描述本發(fā)明，這與圖1的裝置類似，是供給鑄模2的，但僅僅作為一個例子。
原則上本發(fā)明提供了一種組合供給裝置，它的一個主件是一個成本極低的可替換的彎管。雖然本發(fā)明可用于使用鑄鐵以外的其它金屬的鑄造設(shè)備中，或用于具有用來形成鑄件的裝置的鑄造設(shè)備中，該裝置不是用來形成管子的。但是為了明了和簡便起見，下面仍將在通過鑄模得到的垂直上升連鑄鑄鐵管設(shè)備的范圍內(nèi)描述本發(fā)明。
本發(fā)明的供給裝置1主要包括一個彎管3、由加熱板16構(gòu)成的彎管3的加熱機構(gòu)、外殼17和一個絕熱保護填充材料19，加熱板16除了彎管的入口和出口區(qū)域外將彎管包圍，外殼17設(shè)有感應(yīng)體18，彎管3和加熱板16放置于外殼17內(nèi)，耐火材料19設(shè)置在由彎管3、加熱板16構(gòu)成的組件和外殼17之間的自由空隙之中。
彎管(圖4、圖5)彎管3較詳細地示于圖4、5中，它是一個大致呈U形的部件，由低成本的耐火材料，特別是耐火混凝土模制而成。彎管3包括一個矩形橫截面的部分3A和一個矩形橫截面的部分3B，部分3A上設(shè)有用于熔融的鑄鐵的下行垂直入口通道20，部分3B具有一個水平通道21，一個第二垂直通道22通往通道21中。通道22遠比通道20短，它指向上、與通道21相通并且具有一個截頭錐體部分3C；該部分3C確保鑄模的加熱底座10的配合下部10A的密封對中(圖2)。應(yīng)當(dāng)注意到，部分3B略微加長而超過部分3A，從而限定出一個水平臺肩23。
由于彎管3是用芯子模制而成的，所以，因模制而產(chǎn)生的水平通道21的兩個端孔24由手工搗實的耐火泥堵塞起來。此外，彎管3還包括一個液態(tài)鑄鐵的入口25和出26。在堵塞多余的孔24時，可嵌入用于測量彎管內(nèi)鑄鐵溫度的裝置，其方式是將熱電偶設(shè)置于一種氧化鋁套內(nèi)，并在堵塞之前將該組件嵌入孔中。因此，由耐火混凝土簡單地模制這種彎管可制出非常便宜的部件，具有可消耗特性，以便在每個鑄造過程之后予以更換。
漏斗(圖2)為了置于彎管的入口25之上，漏斗5具有一種錐形的內(nèi)部形狀，其下部通入相同直徑的垂直通道20中，以向彎管中導(dǎo)入液態(tài)鑄鐵。漏斗5也是由耐火混凝土模制而成的，最好與彎管的材料相同。為確保漏斗5和彎管3之間的密封，用耐火水泥將漏斗5粘結(jié)到彎管上。和彎管一樣，漏斗5也是一個便于在一個或多個鑄造過程結(jié)束之后進行更換的可消耗的便宜部件。為了能夠澆鑄液態(tài)鑄鐵而不溢出或飛濺，漏斗5的頂上裝有一個漏斗通道26，它由非消耗性的耐火水泥制成，并具有較大的開口，用于接收澆鑄的液態(tài)鑄鐵。
加熱板(圖3)本發(fā)明的供給裝置1還包括一套借助彎管材料的熱傳導(dǎo)而保持液態(tài)鑄鐵溫度的加熱板16。由于這些加熱板(也稱作基座)自身可被感應(yīng)加熱，因此本發(fā)明的這些用石墨制成的加熱板的厚度約為30mm，如圖3所示，這些加熱板要直接與彎管的耐火材料接觸，以便由下板、上板和側(cè)板包圍住彎管，除了彎管的入口25和出口26以外。作為基座，板16的石墨可以使彎管3感應(yīng)預(yù)熱，均勻可控地達約1000℃。
在圖3的例子中，底板16A在彎管3的下面，在部分3B的每側(cè)上橫向伸展，兩個垂直的側(cè)板16B貼近部分3B放在板16的側(cè)邊上面，一個上板16C放在部分3B上面，并且四個垂直板16D貼近彎管的部分3A分別放在板16C、臺肩23和板16B的上邊緣上面。
絕熱材料(圖2)由石墨支承板16、彎管3和漏斗5構(gòu)成的組件被設(shè)置在一排耐火磚27上，一個由耐火材料制成的外殼17將上述組件包圍，以在組件和外殼17之間自由地留出一個空隙28。感應(yīng)繞組28以公知的方式埋入外殼17之內(nèi)并由一個未示出的外部發(fā)電機供給電流。外殼17包括一個包圍彎管部件3B并高于部分3B的基本部分17A以及一個包圍部分3A的上部分并高于該上部分的延長部分17B。
在外殼17和由彎管、加熱板16構(gòu)成的組件之間的空隙28中填有絕熱的、防止加熱元件氧化的化學(xué)保護填料19。實際中，當(dāng)石墨板16受感應(yīng)而被加熱到高溫時，能被氧化而損壞。為防止這種情況，空隙28中最好填充細型砂，簡單地在感應(yīng)體的外殼17和帶有板16的彎管3之間灌注砂子。砂子流入空隙28中，完全填蕩它，徹底密封石墨加熱板16和彎管3，以最佳地保護供給裝置1。這種砂在拆除供給裝置1時決不會妨礙卸去外殼17，并且可在每個鑄造過程之后再生和再使用。
如圖2所示，絕熱和擋砂耐火磚29放在板16C上面并嵌在外殼17的延長部分17B的下面。此外，圍繞鑄模2的底座裝有一個輔助感應(yīng)體30。
本發(fā)明的鑄鐵供給裝置1使用方式如下。先將耐火磚27然后將下加熱板16A放到一個可以是提升臺31的支承上，將耐火混凝土彎管3放到所述的下加熱板上，然后完成剩余板16的疊置和定位，如圖3所示。為了阻止它們之間的運動，各加熱板由一個保持機構(gòu)、特別是用粘結(jié)帶纏繞。接著放置磚29，并通常借助龍門吊車裝上帶有用加熱板預(yù)熱彎管3的感應(yīng)件18的外殼17，上述的安裝工作是以對中方式圍繞彎管3進行的，然后向外殼17中填入砂子19，以蓋住所有可能由石墨制成的部分。隨后使感應(yīng)體30就位，并用耐火水泥將漏斗5粘結(jié)在彎管3的入口25的上面，且將鑄模2用耐火水泥粘結(jié)到彎管的部分3C上。然后，如果有必要，用砂子填頂。接著，將感應(yīng)件18連接到配電箱(未示出)上并開始預(yù)熱供給裝置1。隨后，作為被感應(yīng)件的加熱板溫度升高，并轉(zhuǎn)而加熱彎管3，同時，由砂子19和磚29保持絕熱和防止氧化。
根據(jù)感應(yīng)電路功率的大小，使該裝置預(yù)熱可能要用1～3小時。在澆鑄之前對供給裝置1進行準備時，給液態(tài)鑄鐵的各個通道涂以黑色涂料，以防止鑄造過程中固態(tài)鑄鐵球和翅皮粘附在通道的表面上，這樣作是比較有利的。
完成預(yù)熱并準備好一個裝有熔融的鑄鐵的澆包時，就可開始用本發(fā)明的供給裝置1向鑄模的底座輸送液態(tài)鑄鐵，然后就將以普通的方式進行鑄鐵管的上升連續(xù)鑄造。
在鑄造過程結(jié)束時，殘留在彎管通道21中的鑄鐵凝固。本發(fā)明供給裝置1拆除的次序是卸下漏斗5和漏斗—通道26、磚29、外殼17、砂子19、加熱板16以及彎管3，彎管3將報廢并代之以一個新的彎管。然后重新組裝本發(fā)明的供給裝置1，進行后續(xù)的鑄造過程。因此，本發(fā)明的供給裝置1完全完成所提出的發(fā)明任務(wù)，通過提供一種包括一個低成本可更換的彎管的組合式結(jié)構(gòu)，該裝置既降低了金屬鑄件的生產(chǎn)成本，又減少了裝置所需要的加工。
本發(fā)明也可用于鑄造實心體，如棒材。
權(quán)利要求
1.一種向一個鑄造機(2)、特別是向一個垂直上升連續(xù)鑄造鑄鐵件、尤其是鑄鐵管的設(shè)備所用的鑄造機供給金屬液的供給裝置(1)，它被設(shè)置在熔融金屬源(L)和鑄造機(2)之間，其特征在于，該供給裝置具有一種組合式結(jié)構(gòu)(3，16)，該組合結(jié)構(gòu)(3，16)一方面包括一個從金屬源(L)向鑄造機(2)輸送金屬液的彎管(3)，另一方面包括若干塊在彎管(3)周圍并與之接觸的用于加熱彎管(3)的可拆卸板(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供給裝置(1)，其特征在于，彎管(3)是一個可更換部件，專門由模制的耐火混凝土制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供給裝置(1)，其特征在于，彎管(3)是一個大致呈U形的部件，它包括一個大致垂直的第一通道(20)、一個大致垂直的第二通道(22)和一個大致水平的通道(21)，第一通道(20)的終端在頂部附近，是金屬液的入口孔，通道(22)的金屬液出口(26)通入鑄造機(2)的底座，水平通道(21)將兩垂直通道(20，22)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供給裝置(1)，其特征在于，在第二通道(22)周圍的部件具有截頭錐體的形狀，以便與鑄造機(2)的配合座(10A)密封相連。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的供給裝置(1)，其特征在于，該裝置還包括一個由耐火材料制造的外殼(17)，它包圍著彎管(3)和加熱板(16)，從而在外殼(17)的內(nèi)側(cè)和加熱板(16)之間自由地留出一個空隙(28)，該空隙中填有絕熱化學(xué)保護材料(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供給裝置(1)，其特征在于，外殼(17)包括若干用于加熱加熱板(16)的裝置(18)，這些裝置(18)專門由埋在外殼(17)內(nèi)的感應(yīng)電路所構(gòu)成，加熱板(16)作為被感應(yīng)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的供給裝置(1)，其特征在于，所述的絕熱化學(xué)保護材料是細型砂。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的供給裝置(1)，其特征在于，加熱板(16)由石墨制成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的供給裝置(1)，其特征在于，彎管(3)和包圍它的加熱板(16)的組件被安置在耐火磚(27)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1—9之一所述的供給裝置(1)，其特征在于，彎管(3)具有靠各加熱板(16)支承的平面。
11.用于鑄造金屬鑄件，特別是用于垂直上升連續(xù)鑄造鑄鐵管的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括前述權(quán)利要求之一所述的一種金屬液供給裝置(1)。
全文摘要
位于熔融金屬源和鑄造機之間的金屬液供給裝置(1)具有一種組合式結(jié)構(gòu)(3，16)。該組合結(jié)構(gòu)(3，6)包括一個從金屬源向鑄造機輸送金屬液并構(gòu)成一個可更換部件的彎管(3)以及若干塊在彎管(3)周圍并與之接觸設(shè)置的用于加熱彎管(3)的板(16)。本發(fā)明的供給裝置適于上升連續(xù)鑄造鑄鐵管。
文檔編號B22D11/055GK1123529SQ94192148
公開日1996年5月29日 申請日期1994年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月19日
發(fā)明者Y·加羅, C·羅哈梅爾 申請人:蓬塔穆松公司