Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
РАЗЛИВОЧНАЯ МАШИНА БАРАБАННОГО ТИПА И БАРАБАН ДЛЯ НЕЕ
РАЗЛИВОЧНАЯ МАШИНА БАРАБАННОГО ТИПА И БАРАБАН ДЛЯ НЕЕ

РАЗЛИВОЧНАЯ МАШИНА БАРАБАННОГО ТИПА И БАРАБАН ДЛЯ НЕЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для заливки изложниц конвейерной линии. Разливочная машина имеет барабан, содержащий ступицу и множество желобов. Желоба выполнены из тонколистового металла и составляют одно целое со ступицей. Желоба проходят в направлении наружу от центральной области под углом друг к другу, причем каждый желоб имеет впускной конец, смежный центральной области, и выпускной конец, удаленный от ступицы. Разливочная машина барабанного типа содержит средство вращения барабана на оси, конвейер с рядом изложниц, установленный под барабаном вдоль линии разливки, проходящей в поперечном направлении относительно оси вращения барабана, средство для вращения барабана, средство для обеспечения поступательного движения конвейера и питатель для подачи расплавленного металла в барабан. Средство для вращения барабана и средство для обеспечения поступательного движения конвейера предусматривают возможность их синхронной работы. Изобретение позволяет упростить изготовление барабана, при этом барабан имеет небольшую тепловую массу, что предотвращает затвердевание расплавленного металла. 2 с. и 13 з.п.ф-лы, 8 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2171729
Класс(ы) патента: B22D5/04, B22D35/04
Номер заявки: 99103072/02
Дата подачи заявки: 23.07.1997
Дата публикации: 10.08.2001
Заявитель(и): КОММОНУЭЛС САЙЕНТИФИК ЭНД ИНДАСТРИАЛ РИСЕРЧ ОРГАНАЙЗЕЙШН, ОСТРЕЙЛИАН МАГНИЗИУМ КОРПОРЕЙШН ПТИ, ЛТД. (AU)
Автор(ы): РИКЕТТС Найджел Джеффри (AU); БЕЙКЕР Филлип Уилмотт (CA); КОРН Крейг Джон (AU)
Патентообладатель(и): КОММОНУЭЛС САЙЕНТИФИК ЭНД ИНДАСТРИАЛ РИСЕРЧ ОРГАНАЙЗЕЙШН, ОСТРЕЙЛИАН МАГНИЗИУМ КОРПОРЕЙШН ПТИ, ЛТД. (AU)
Описание изобретения: Изобретение относится к разливочной машине барабанного типа, предназначенной для заливки изложниц на автоматических конвейерных линиях разливки расплавленного металла в изложницы, и к барабану для такой разливочной машины.
Уровень техники
Разливочные машины барабанного типа (или поворотные заливочные желоба) обычно находят применение в алюминиевой промышленности. Разливочные машины барабанного типа применяются также иногда для разливки с целью получения слитков из других металлов.
В общем конструкция разливочной машины барабанного типа имеет некоторое количество желобов (иногда называемых ковшами), расположенных по периметру барабана, который установлен с возможностью вращения вокруг своей оси. Разливочная машина барабанного типа, как правило, заиндексирована относительно по существу плоского конвейера, который имеет некоторое количество изложниц. Число и расположение желобов на разливочном барабане индексировано так, чтобы каждый желоб соответствовал одной изложнице и позволял заливать изложницу из желоба расплавленным металлом.
Общей задачей всех разливочных машин барабанного типа является получение слитков по существу одинаковых размера и массы без окалины и шлаковой пленки.
Проблемы, связанные с применением известных разливочных машин барабанного типа, включают в себя образование закупорок в разливочных желобах; плохую конструкцию желобов, которая приводит к тому, что расплавленный металл испытывает чрезмерную турбулентность при заливке в изложницу и образует в результате этого чрезмерную шлаковую пленку; сложную конструкцию; трудность очистки и технического обслуживания.
Требуемую массу слитка получают только в том случае, если в процессе разливки не имела места закупорка желоба. Такая закупорка желоба имеет место вследствие образования окислов или шлаковой пленки. Как представляется, образование шлаковой пленки должно быть более значительным в случае разливки таких металлов. как магний, чем алюминий, хотя в работе стандартных разливочных машин барабанного типа, предназначенных для разливки алюминия, также имеют место некоторые несовершенства.
Турбулентность истечения расплавленного металла является следствием конструкции разливочной машины барабанного типа, способа, которым расплавленный металл вводят в барабан, и местоположения носка желоба относительно высоты металла в изложнице. Большинство разливочных барабанов, предназначенных для разливки алюминия, имеют компактную цилиндрическую конструкцию, которая вращается с ванной металла в открытом основном отверстии. Когда эта ванна при вращении барабана перекрывает желоб, металл проходит в желоб и затем в изложницу, при этом не желательно, чтобы верхний поверхностный слой металла в ванне разрушался. На практике это, как правило, означает заливку одновременно более чем одной изложницы. Это может побуждать металл течь в изложницу, когда носок желоба находится на 5-10 см выше дна изложницы, приводя к разбрызгиванию и образованию шлаковой пленки.
Кроме того, необходимо принимать во внимание способ изготовления разливочного барабана. Разливочные барабаны, как правило, получают литьем из стали или из чугуна или его изготавливают из массивной специальной стали и предусматривают нанесение какого-либо вида краски или покрытия для металлических литейных форм. Если теплоемкость разливочного барабана слишком велика, то для предотвращения затвердевания металла в разливочном барабане требуется его чрезмерный нагрев. Известные разливочные барабаны должны иметь толстые секции, чтобы давать им возможность успешно осуществлять разливку. Разливочные барабаны, как правило, являются промышленными изделиями сложной конструкции, масштаб производства которых весьма ограничен и, таким образом, стоимость разливки обычно высока.
Дополнительные проблемы возникают в том случае, если разливочные барабаны используются для разливки таких металлов, как магний, когда металл разливают в среде инертного или защитного газа, причем не может быть использован нагрев газа.
По меньшей мере в предпочтительных вариантах осуществления настоящее изобретение относится к разливочным машинам барабанного типа и барабанам для таких разливочных машин, которые пригодны для разливки магния или магниевых сплавов.
Сущность изобретения
В первом аспекте настоящее изобретение представляет собой барабан для разливочной машины барабанного типа, предназначенной для заливки изложниц конвейерной линии разливки, содержащий ступицу, посредством которой барабан монтируют с возможностью вращения на оси вращения и которая ограничивает центральную область и множество желобов, выполненных из тонколистового металла, которые составляют одно целое со ступицей и проходят в направлении наружу от центральной области, разнесенные под углом друг к другу, причем каждый желоб имеет впускной конец, смежный центральной области, и выпускной конец, удаленный от ступицы.
Предпочтительно, чтобы барабан был выполнен из металлических элементов, которые соединены вместе для получения интегральной жесткой конструкции. Это дает возможность легко изготавливать барабаны для специальной установки. Предпочтительно, чтобы металлические элементы были соединены друг с другом посредством сварки. Желоба выполнены из тонколистового металла, а для увеличения жесткости ступицу, как правило, выполняют из относительно тонкого толстолистового металла, например, толщиной приблизительно 10 мм. Тонколистовой металл, из которого образованы желоба, может иметь относительно небольшую толщину, например, в диапазоне 1,5-4,0 мм, и, в частности, толщину приблизительно 2,0 мм. Тонколистовой металл предпочтительно имеет небольшую тепловую массу. Например, желоба могут быть выполнены из стали, титана или титанового сплава, например из титана, стабилизированного палладием. По этой причине барабан может иметь небольшую тепловую массу, что позволяет избежать необходимости нагрева помимо нагрева разливаемым расплавленным металлом для того, чтобы предотвратить затвердевание расплавленного металла. Кроме того, внутри желоба может быть нанесено покрытие из теплоизоляционного материала для того, чтобы уменьшить теплопередачу от расплавленного металла, поток которого проходит по желобу, к желобу. Например, внутри желоба может быть нанесено покрытие из окиси алюминия, полученное распылением в низкотемпературной плазме.
Барабан может быть двух различных конфигураций. В одной из них желоба представляют собой открытые каналы, по которым от впускного конца к выпускному концу последовательных желобов проходит поток расплавленного металла, поочередно подверженный воздействию окружающей атмосферы, которая в зависимости от типа разливаемого металла, может быть инертной или защитной атмосферой. В другой конфигурации каждый желоб представляет собой закрытый канал, проходящий от впускного конца к выпускному концу желоба, причем в этом случае выпускной конец погружен в расплавленный металл, заливаемый в изложницу.
В первом предпочтительном варианте осуществления барабан предназначен главным образом для установки его с возможностью вращения вокруг по существу горизонтальной оси вращения и поддается вращению так, чтобы каждый желоб поочередно перемещался в положение разливки расплавленного металла, в котором он находится в направлении вниз и вперед от ступицы. Желоба расходятся в направлении наружу и вперед от ступицы в виде набора усеченных пирамид, причем половина угла конусности имеет такую величину, чтобы в том случае, когда каждый из желобов находится в положении разливки, гарантировать, что он наклонен вниз и вперед на угол, обеспечивающий требуемый, регулируемый поток расплава.
Во втором предпочтительном варианте осуществления ось вращения предпочтительно наклонена к горизонтали под острым углом, причем желоба в общем перпендикулярны к этой оси, так что каждый желоб наклонен вниз и вперед, будучи в положении разливки, под углом, обеспечивающим регулируемый поток расплава.
Должно быть очевидным, что первый и второй варианты осуществления являются противоположными крайними случаями. Таким образом, в третьем предпочтительном варианте осуществления каждый желоб может быть расположен под требуемым углом, обеспечивающим регулируемый поток расплава как следствие отклонения желобов на более половины угла конусности, чем для первого варианта осуществления, но ось вращения расположена под меньшим углом к горизонтали, чем в случае второго варианта осуществления.
В каждом первом, втором и третьем вариантах осуществления расположение желобов предпочтительно таково, что каждый желоб имеет продольную среднюю линию, которая находится в соответствующей радиальной плоскости барабана, имеющего ось вращения. Для желоба в положении разливки такая плоскость должна быть предпочтительно по существу вертикальной. Наклон оси вращения и желобов предпочтительно имеет такую величину, чтобы желоб, находясь в положении разливки, был наклонен вниз и вперед от ступицы под углом от приблизительно 25 градусов до примерно 45 градусов к вертикали, например под углом 30 градусов к вертикали.
Желоба, соответствующие первому, второму и третьему вариантам осуществления, могут иметь форму открытых каналов. Для этой цели пригодны каналы, имеющие самую разную конфигурацию поперечного сечения, например V-образную конфигурацию. В любом случае желательно, чтобы в поперечном сечении противоположные стенки каждого желоба были наклонены вниз и относительно друг друга. Предпочтительнее всего, чтобы внешний конец каждого желоба имел поперечную торцевую стенку, поверх которой расплавленный металл стекает как тонкая завеса, когда желоб находится в положении разливки. Такая торцевая стенка при нахождении желоба в положении разливки предпочтительнее всего должна быть наклонена вниз и вперед при относительно небольшом угле относительно горизонтали, например при угле 5-25 градусов, например приблизительно 20 градусов к горизонтали. Однако торцевая стенка может быть горизонтальной.
В четвертом предпочтительном варианте осуществления барабана, соответствующего настоящему изобретению, каждый желоб изогнут в направлении наружу и вперед от ступицы и имеет форму открытого вперед ковша. В четвертом варианте осуществления каждый желоб имеет дугообразную среднюю область, вдоль которой способен проходить поток расплавленного металла от впускного конца желоба к его выпускному концу. Средняя область может быть ограничена дугообразным соединением между соответствующими взаимно наклонными боковыми стенками желоба. Однако предпочтительно, чтобы средняя область была ограничена дугообразной основной стенкой, которая соединяет соответствующие боковые стенки своего желоба.
В пятом предпочтительном варианте осуществления барабана, предназначенного главным образом для заливки изложниц, будучи в погруженном состоянии, каждый желоб представляет собой закрытый канал, образованный между его впускным и выпускным концами. От впускного конца к выпускному концу каждый желоб имеет переднюю стенку, вдоль которой способен проходить поток расплавленного металла для выгрузки из выпускного отверстия, ограничивающего выпускной конец, предпочтительно для обеспечения заливки изложницы, будучи в погруженном состоянии. Каждая передняя стенка на впускном конце своего желоба вынесена вперед от ступицы и наклонена так, чтобы проходить в направлении наружу и назад к плоскости, содержащей ступицу. Каждый желоб имеет также соответствующие боковые стенки и заднюю стенку, которые проходят так, чтобы образовывать прямоугольное поперечное сечение желоба, где каждая стенка по существу является плоской. Однако передняя стенка может быть вогнутой внутрь в поперечном сечении так, чтобы соединяться с каждой боковой стенкой, для получения D-образного поперечного сечения желоба.
В шестом предпочтительном варианте осуществления устройство барабана аналогично устройству, соответствующему пятому варианту осуществления. Однако в шестом варианте осуществления, который также предназначен для заливки изложниц, будучи в погруженном состоянии, каждый желоб имеет заднюю стенку, вдоль которой поток расплавленного металла способен проходить к выпускному отверстию, ограничивающему выпускной конец желоба. Такая задняя стенка на впускном конце своего желоба проходит в направлении наружу и вперед от ступицы. Каждый желоб имеет соответствующие боковые стенки и переднюю стенку, которые проходят так, чтобы образовывать прямоугольное поперечное сечение желоба, где каждая стенка по существу является плоской. Однако задняя стенка может быть вогнутой внутрь в поперечном сечении так, чтобы соединяться с каждой боковой стенкой, для получения D-образного поперечного сечения желоба.
Четвертый, пятый и шестой варианты осуществления барабана, соответствующие настоящему изобретению, наиболее благоприятно приспособлены для вращения на по существу горизонтальной оси вращения. Однако каждый из этих вариантов осуществления может быть приспособлен для вращения на наклонной оси вращения.
В каждом варианте осуществления последовательные желоба предпочтительно соединены на их внутренних концах вдоль проходящего вперед соединения между их боковыми стенками или частями боковой стенки. В каждом случае устройство предпочтительно имеет такую конструкцию, чтобы каждое соединение определяло относительно резкое отделение впускного конца от последующих желобов, которое облегчает переход расплавленного металла от желоба, покидающего положение разливки, к желобу, находящемуся в или приближающемуся к этому положению.
Как указано, желоба выполнены из тонколистового металла, например из мягкой (малоуглеродистой) стали или легированной стали. Это дает возможность получать требуемую жесткость при меньшей толщине стенки, чем это необходимо для барабана, полученного литьем из чугуна или стали, приводя к экономии материала и снижению затрат на производство. Меньшая толщина стенки, которая может быть получена на барабане, имеющем желоба, изготовленные из тонколистового металла, приводит в результате к уменьшению потерь тепла от расплавленного металла в барабан, что уменьшает опасность затвердевания расплавленного металла и/или уменьшает требование нагрева барабана для предотвращения затвердевания расплавленного металла.
Во втором аспекте согласно настоящему изобретению представлена разливочная машина барабанного типа, содержащая барабан, соответствующий первому аспекту настоящего изобретения, средство для монтажа барабана с возможностью вращения на оси вращения, конвейер, на котором ряд изложниц установлен с возможностью перемещения ниже барабана вдоль линии разливки, проходящей в поперечном направлении по отношению к оси вращения, средство для вращения барабана, средство для обеспечения поступательного движения конвейера, предназначенное для перемещения каждой изложницы поочередно в положение заливки ниже положения разливки для желобов барабана, питатель для подачи расплавленного металла в барабан, причем средство для вращения барабана и средство для обеспечения поступательного движения конвейера предусмотрены с возможностью их синхронной работы.
Предпочтительно, чтобы устройство было таким, чтобы, когда каждая изложница приближается к положению заливки, она оказывалась по вертикали или почти по вертикали ниже выпускного конца желоба, который приближается к положению разливки. При дополнительном перемещении изложницы выпускной конец желоба входит в изложницу и находится в самом нижнем положении в изложнице, когда последняя находится в положении заливки, а желоб - в положении разливки. Это самое нижнее положение выпускного конца желоба предпочтительнее всего находится достаточно близко к дну изложницы с тем, чтобы предотвращать образование шлаковой пленки в процессе заливки расплавленного металла в изложницу. При дальнейшем перемещении изложницы нижний конец желоба поднимается в изложнице в процессе выполнения операции заливки и впоследствии поднимается из изложницы, последняя проходит за барабан. Одновременно следующие изложницы перемещаются вдоль конвейерной линии разливки, причем каждая относительно соответствующего одного из следующих последовательных желобов барабана. Вращение барабана и привода способствует тому, что движение конвейера может быть непрерывным. В альтернативном варианте они могут быть периодическими, шаговым.
Питатель для подачи расплавленного металла может содержать открытый желоб или для некоторых металлов трубу, по которой расплавленный металл подается в барабан из соответствующего источника. Желоб или труба предпочтительно имеет разгрузочный конец, смежный центральной области ступицы барабана, для обеспечения возможности выгрузки расплавленного металла во впускной конец разливочного желоба барабана в положении разливки. В альтернативном варианте питатель для подачи расплавленного металла может содержать разливочное устройство.
Питатель для подачи расплавленного металла может подавать расплавленный металл в место, расположенное вблизи, но на некотором расстоянии от центральной области так, чтобы расплавленный металл проходил непосредственно к впускному концу разливочного желоба, находящегося в положении разливки. Это означает, что поток расплавленного металла не должен предпочтительно находиться в контактном взаимодействии с центральной областью. Однако центральная область может иметь полусферическую форму и особенно в таком случае она может служить для направления расплавленного металла из питателя к впускному концу желоба барабана в положении разливки.
Если вращение барабана и привода конвейера осуществляется периодически, то барабан и конвейер останавливаются, когда каждый последующий желоб и изложница достигают положений разливки и заливки соответственно. При необходимости осуществляется по меньшей мере частичная заливка изложницы при подаче расплавленного металла, моментально завершающаяся или уменьшающаяся после завершения заливки предшествующей изложницы. Однако в начале заливки изложницы в положении заливки вращение барабана и привода конвейера снова возобновляется так, чтобы завершение заливки достигалось, когда изложница перемещается за положение заливки. Такая асимметричная заливка имеет то преимущество, что дает возможность выпускному концу желоба подниматься относительно соответствующей изложницы при последующем вращении барабана. Этот подъем может быть таким, чтобы поддерживать выпускной конец желоба на небольшом расстоянии выше поднимающегося уровня расплавленного металла в изложнице или при погруженном выпускном конце и увеличивающемся при поднимающемся уровне расплавленного уровня металла в изложнице. В другом случае асимметричная заливка предпочтительна, когда вращение барабана и привода конвейера является непрерывным.
Питатель для подачи расплавленного металла предпочтительно располагается относительно барабана так, чтобы облегчить достижение такой асимметричной заливки. Имеются два устройства, которые позволяют достичь этого, хотя они могут при необходимости применяться в комбинации.
В соответствии с первым устройством питатель для подачи расплавленного металла имеет выпускное отверстие, которое смещено вбок от оси вращения к той половине барабана, к которой желоб сначала поворачивается при выходе из положения разливки. Как следствие этого, выпускное отверстие питателя может быть выше и выгружать расплавленный металл во впускной конец желоба в течение перемещения впускного конца желоба за положение разливки. Во втором устройстве питатель для подачи расплавленного металла подает расплавленный металл по линии к его выпускному отверстию, так что на выходе из выпускного отверстия расплавленный металл имеет направленную вниз траекторию потока, имеющую боковую составляющую движения к половине барабана, на которую уже делалась ссылка выше. И в этом случае, при применении второго устройства выпускное отверстие питателя способно выгружать расплавленный металл на конец желоба в течение требуемого периода времени.
Желоба предпочтительно уменьшаются в поперечном сечении от впускного конца к выпускному концу. Предпочтительнее всего это является следствием взаимного наклона боковых стенок, которые, находясь под постоянным углом относительно друг друга, уменьшаются по высоте к выпускному концу желоба. Смежно ступице боковые стенки каждого желоба могут расходиться к впускному концу так, чтобы каждая боковая стенка сливалась и соединялась со смежной боковой стенкой следующего смежного желоба. Соединения между боковыми стенками смежных желобов предпочтительно выступают вперед от ступицы, например, в направлении вперед и наружу. Соединения могут определять относительно резкое разделение между впускным концом последовательных желобов, что облегчает прекращение подачи расплавленного металла к одному желобу, когда следующий соседний желоб приближается к положению разливки.
Может быть использован любой питатель для подачи расплавленного металла. Выбор конструкции питателя будет зависеть от типа расплавленного металла и его температуры. Для таких металлов, как свинец или магний, питатель предпочтительно содержит насос и стальную трубу.
Барабан может иметь любое приемлемое число желобов. Факторы, оказывающие влияние на выбор числа желобов, включают в себя размер, массу и общую стоимость конструкции барабана. Число желобов может также изменить производительность заливки изложниц. Как правило, чем больше число желобов, тем больше производительность заливки. В предпочтительном варианте осуществления барабан имеет от шести до двенадцати желобов.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения каждый желоб имеет внутренние поверхности, вдоль которых должен проходить поток расплавленного металла, имеющие наклон от его впускного конца к выпускному концу. Поверхности могут быть плоскими или изогнутыми. Такая конструкция существенно уменьшает опасность образования мертвых (застойных) зон и минимизирует закупорки вследствие образования шлаковых пленок или затвердевания металла и позволяет получать слитки по существу адекватной массы. Наклонные поверхности могут также уменьшать турбулентность расплавленного металла при заливке изложницы, минимизируя благодаря этому образование шлаковой пленки. Открытые конструкции желобов дают возможность большего обзора операции разливки, обеспечивая в результате возможность более хорошего контроля технологического процесса получения слитков, упрощают операции очистки и технического обслуживания.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения каждый желоб имеет такую конструкцию, в которой все внутренние поверхности, вдоль которых должен проходить поток расплавленного металла, имеют наклон от впускного конца к выпускному концу. Наличие таких наклонных поверхностей в конструкции желобов обеспечивает характерную высокую жесткость, которая позволяет исключить применение массивных стальных секций. В результате этого обеспечивается возможность получения разливочного барабана существенно меньшей тепловой массы, чем литые барабаны, что приобретает особую важность при разливке металлов низкой теплоемкости, например магния, поскольку это позволяет разливать их с меньшей вероятностью затвердевания и образования закупорок в желобах. Это также означает, что могут быть минимизированы затраты, связанные с подогревом ковшей или желобов.
Известные литые барабаны сконструированы и изготовлены так, чтобы их оси вращения находились по существу в горизонтальной плоскости. Однако настоящее изобретение дает возможность отойти от этого правила в том отношении, что становится возможным использовать разливочный барабан (по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления) на наклонной оси. Такое устройство может дополнительно уменьшить турбулентность расплавленного металла, разливаемого в изложницы.
Краткое описание чертежей
Теперь предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны только на примере со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Фиг. 1 - частичный вид спереди одной конфигурации разливочной машины барабанного типа, соответствующей настоящему изобретению.
Фиг. 2 - вертикальный вид сбоку на разливочную машину барабанного типа, показанную на фиг. 1.
Фиг. 3 - вид в перспективе желоба разливочного барабана, показанного на фиг. 1 и фиг. 2.
Фиг. 4a и фиг. 4b - виды снизу желобов, аналогичных тем, которые показаны на фиг. 3.
Фиг. 5 - схематическое представление вида сбоку на альтернативную конфигурацию барабана.
Фиг. 6 - частичный вид в перспективе барабана, показанного на фиг. 5.
Фиг. 7 и фиг. 8 - соответствующие фиг. 5 и фиг. 6 схематическое представление вида сбоку и частичный вид в перспективе еще одной конфигурации барабана.
Описание предпочтительных вариантов
Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, разливочная машина 10 барабанного типа содержит барабан 12, смонтированный с возможностью вращения вокруг оси X-X, проходящей в горизонтальном направлении. Барабан 12 имеет центральную ступицу 14, посредством которой он установлен на валу 16 с возможностью вращения и которая ограничивает центральную область 18. Барабан 12 имеет восемь желобов 20a-20h, на которые в дальнейшем описании делается ссылка как на желоба 20.
Вал 16 установлен в подшипниках (не показаны) и приводится во вращение под действием соответствующего привода (не показан). На переднем конце вала 16 имеется интегральный концевой диск 21, к которому болтами 22 присоединена ступица 14.
Как следует из фиг. 3, каждый желоб 20 выполнен в виде закрытой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, имеющей впускной конец 23 и круглый выпускной конец 24. Как показано на фиг. 4a и фиг. 4b, выпускной конец 24 может иметь различные формы, включающие в себя форму эллипса и форму удлиненной прорези.
Барабан 12 выполнен главным образом из тонколистовых стальных элементов, имеющих толщину 2 мм, которые соединены друг с другом сваркой; ступицы 14, имеющей для жесткости круглую пластину толщиной 10 мм. Хотя описанная конструкция и выполнена из относительно легких стальных листов и пластины, она имеет высокий уровень жесткости.
Разливочная машина 10 барабанного типа содержит также питатель 26 для подачи расплавленного металла, имеющий подающую трубу 28, посредством которой расплавленный металл может быть подан в барабан 12 из соответствующего источника (не показан). Труба 28 заканчивается смежно центральной области 18 повернутым вниз разгрузочным концом 30. Такое расположение обеспечивает возможность трубе 28 подавать расплавленный металл из ее разгрузочного конца 30 для прохождения потока во впускной конец желоба 20, когда последний находится в положении разливки в вертикальном направлении ниже оси X-X.
В устройстве, показанном на фиг. 1, барабан 12 вращается посредством вала 16 в направлении против часовой стрелки. Это позволяет перемещать каждый желоб 20 поочередно в положение разливки и выводить его из этого положения. Как показано на фиг. 1, положение разливки занимает желоб 20a. Труба 28 смонтирована так, чтобы ее разгрузочный конец 30 располагался асимметрично относительно оси X-X; разгрузочный конец 30 немного смещен в боковом направлении к половине барабана 12, с которым вращается каждый желоб 20, поочередно выходя из положения разливки. Таким образом, поток расплавленного металла из разгрузочного конца 30 к впускному концу 23 желоба начинает идти не задолго до того, как желоб достигает положения разливки, а заканчивается через более длительный промежуток времени после перемещения желоба из этого положения.
Соединение 32 между каждой парой смежных желобов 20 работает как перегородка, отклоняющая поток расплавленного металла. Соединение 32 между желобом 20a, показанным на фиг. 1 в положении разливки, и предшествующим желобом 20h находится в положении, в котором поток расплавленного металла разделяется между желобами 20a и 20h. Не задолго до того момента, когда желоб 20a достигнет положения разливки, весь поток расплавленного металла должен поступить во впускной конец 23 желоба 20h. Однако, когда желоб 20a приближается и затем перемещается за положение разливки, соединение 32 начинает отклонять увеличивающуюся долю потока расплавленного металла от желоба 20h к желобу 20a до тех пор, пока весь поток не будет направляться в желоб 20a. Через дополнительный промежуток времени начинает действовать соседнее соединение, отклоняя поток расплавленного металла в желоб 20b.
Разливочная машина 10 барабанного типа дополнительно содержит конвейерную систему 34, которая имеет ряд изложниц 36. Конвейерная система 34 приводится в действие посредством привода (не показан) для перемещения изложниц 36 вдоль линии разливки, проходящей ниже оси X-X. Каждая изложница 36 связана с соответствующей цепью или лентой (не показаны) системы 34, посредством которых изложницы 36 поступательно движутся вдоль линии разливки.
Привод, предназначенный для вращения барабана 12 на оси X-X, синхронизирован с приводом, предназначенным для обеспечения перемещения изложниц 36 вдоль линии разливки. Устройство имеет такую конструкцию, что, когда каждый из желобов 20a - 20h достигает положения разливки, показанного для желоба 20a, положения разливки достигает соответствующая изложница 36. На фиг. 1 иллюстрируется только три из изложниц 36 конвейерной системы 34, причем эти изложницы указаны как изложницы 36a, 36b и 36h по аналогии со связанными с ними желобами 20a, 20b и 20h соответственно. Как представляется очевидным, изложница 36a показана в положении заливки.
Линия разливки по существу перпендикулярна оси X-X. Вертикальное расстояние между линией разливки и осью X-X и местоположение линии разливки в продольном направлении от оси X-X выбрано таким, чтобы обеспечивать требуемую рабочую взаимосвязь между желобами 20 и изложницами 36. Эта взаимосвязь, которая зависит также от синхронности вращения барабана 12 и движения изложниц 36, приводит выпускной конец 24 каждого из желобов в требуемую взаимосвязь с соответствующей ему изложницей 36.
Как показано на фиг. 1, выпускной конец 24 желоба 20b находится над соответствующей изложницей и начался его вход в изложницу 36b. Желоб 20a находится в положении разливки в то время, как изложница 36a находится в положении заливки, так что выпускной конец 24 желоба 20a находится близко от дна изложницы 36a. Когда соединение 32 между желобами 20a и 20h начинает пересекать разгрузочный конец 30 трубы 28, оно достигает положения, в котором оно становится способным начать отклонение потока расплавленного металла от впускного конца 23 желоба 20h к впускному концу 23 желоба 20a. Таким образом, расплавленный металл, поток которого выходит из разгрузочного конца 30 к впускному концу 23 желоба 20a, способен проходить через желоб 20a и выходить через его выпускной конец 24 в изложницу 36a. Поток расплавленного металла через желоб 20 и из него иллюстрируется на фиг. 3, причем необходимо отметить, что такое устройство приводит к получению потока, характеризующегося минимальной турбулентностью, с последующей минимизацией опасности образования шлаковой пленки.
Заливка изложницы 36a продолжается, когда она последовательно перемещается за положение заливки в положение, которое занимает изложница 36h, как показано на фиг. 1. В течение этого перемещения вращение желоба 20a за положение, занимаемое желобом 20h, побуждает подъем его выпускного конца 24. Предпочтительно, чтобы расположение этих элементов было таким, чтобы обеспечивать спокойную заливку изложницы 36a (то есть выпускной конец 24 желоба 20a остается вблизи, но ниже поднимающегося уровня расплавленного металла в изложнице 36a), и это в свою очередь минимизирует турбулентность и опасность образования шлаковой пленки. Достигается положение, в котором соединение 32 начинает отклонение потока от желоба 20a к желобу 20b. Это отклонение завершается, когда изложница 36a наполняется металлом требуемого объема и выпускной конец 24 желоба 20a поднимается из изложницы 36a и изложница 36a поступательно перемещается за барабан 12.
На фиг. 1-3 иллюстрируется разливочная машина барабанного типа, соответствующая настоящему изобретению и показавшая свою эффективность разливки для получения слитков магния с пренебрежимо небольшим образованием окисной или шлаковой пленки и с отклонением массы слитка 8,0 кг ± 0,1 кг. При такой разливке для защиты расплава магния безусловно требуется обеспечение работы в защитной газовой атмосфере. Пригодность разливочной машины барабанного типа, соответствующей настоящему изобретению, для разливки магния показывает значительное отличие ее от известных разливочных машин барабанного типа, применяемых для разливки алюминиевых слитков и процедур разливки магниевых слитков. Разливочная машина барабанного типа, соответствующая настоящему изобретению, имеет относительно невысокую стоимость и дает возможность минимизировать тепловые потери расплавленного металла в барабан, при этом избегается необходимость внешнего нагрева барабана для компенсации тепловых потерь. Разливочная машина барабанного типа, соответствующая настоящему изобретению, хорошо пригодна также для массового промышленного производства слитков.
На фиг. 5 и фиг. 6 иллюстрируется барабан 112, образованный из тонколистовых металлических элементов, которые сварены между собой. Барабан 112 имеет центральную ступицу 116, которая соединена и выполнена с возможностью вращения посредством вала 118 (расположенного в горизонтальной плоскости) так, как это описано со ссылкой на барабан 12, иллюстрируемый на фиг. 1 и фиг. 2. Барабан 112 дополнительно содержит восемь разнесенных под углом желобов 122, из которых на фиг. 5 видно только часть из внешних пяти желобов. Так же как и в барабане 12, показанном на фиг. 1 и фиг. 2, передняя поверхность ступицы 116 ограничивает центральную область, которая ведет к впускному концу 123a (смотри фиг. 6) каждого желоба 122.
Как более ясно показано на фиг. 6, каждый желоб 122 выполнен в виде ковша, открытого в направлении вперед и ограниченного дугообразной средней стенкой 100 и парой боковых стенок 102. Каждая средняя стенка 100 приварена на впускном конце 123a своего желоба 122 вокруг и по периферии ступицы 116. От ступицы 116 стенки 100 изгибаются дугообразно в направлении наружу и вперед от впускного конца 123a к выпускному концу 123b соответствующего желоба 122. Получаемая в результате обращенная вперед вогнутая поверхность 100a каждой стенки 100 ограничивает траекторию потока расплавленного металла в процессе выполнения операции заливки изложницы. Ширина стенки 100 уменьшается от впускного конца 123a к выпускному концу 123b для образования канала потоку расплавленного металла к выпускному концу 123b.
Каждая боковая стенка 102 имеет форму четверти круглого диска. Вдоль своего дугообразного края 102a каждая стенка 102 приварена к соответствующей средней стенке 100 своего желоба, так что один из ее линейных краев 102b выступает вперед из ступицы 116, а другой такой край 102c направлен вверх от выпускного конца 123b своего желоба 122.
Смежные желоба 122 соединены сваркой вдоль смежных краев 102b. Полученное в результате соединение между краями 102b аналогично по форме и функции соединениям 32 барабана 12, показанного на фиг. 1 и фиг. 2.
Работа с барабаном 112 аналогична работе с барабаном 12, показанным на фиг. 1 и фиг. 2. Как показано на фиг. 5, барабан 112 используется в соединении с питателем 130 для подачи расплавленного металла и с конвейерной системой заливки изложниц (не показана).
На фиг. 7 и фиг. 8 иллюстрируется барабан 212, в котором элементы, соответствующие элементам барабана 112, иллюстрируемого на фиг. 5 и фиг. 6, имеют тот же ссылочный номер плюс 100. Описание будет принципиально ограничено элементами, которыми барабан 212 отличается от барабана 112.
В устройстве, иллюстрируемом на фиг. 7 и фиг. 8, каждый желоб 222 закрыт между своим впускным концом 223a и своим выпускным концом 223b. Кроме того, каждый желоб 222 выполнен в виде бункера, имеющего прямоугольное поперечное сечение, имеющего впускной конец 223a и выпускной конец 223b, причем выпускной конец 223b ограничен выпускным отверстием 204 для выпуска расплавленного металла. Каждый желоб имеет заднюю стенку 200, боковые стенки 202 и переднюю стенку 205, причем каждая стенка образована из плоского толстого металлического листа и соединена с соседними стенками сваркой. Каждая задняя стенка 200 приварена у впускного конца 223a своего желоба 222 вокруг и по части периферии ступицы 216. От ступицы 216 стенки 200 наклонены в направлении наружу и вперед, тогда как каждая передняя стенка 205 по существу параллельна, но находится спереди ступицы 216, так что соответствующие выпускные отверстия 204 находятся спереди ступицы 216.
Стенки 200 и 205 каждого желоба 222 немного сужаются от впускного конца 223a к своему выпускному отверстию 204, так что боковые стенки 202 расходятся в направлении наружу от выпускных отверстий 204 к впускному концу 223a. Соседние стенки 202 смежных желобов также соединены у впускных концов 223a для ограничения соответствующего соединения 225, которое работает также, как соединение 32 барабана 12, иллюстрируемого на фиг. 1 и фиг. 2.
И в этом случае работа барабана 212 будет очевидной из описания разливочной машины 10 барабанного типа, иллюстрируемой на фиг. 1 и фиг. 2. Питатель 230 для подачи расплавленного металла, иллюстрируемый на фиг. 5 и фиг. 6), также предпочтительно смещен от оси вращения так, как это описано для питателя 26, иллюстрируемого на фиг. 2, и функционирует аналогичным образом.
При дополнительной ссылке на барабан 112, иллюстрируемый на фиг. 5 и фиг. 6, станет очевидно, что кривизна вогнутой поверхности каждой средней стенки 100 регулирует турбулентность потока расплавленного металла. Кривизна может быть равномерной от впускного конца 123a до выпускного конца 123b. Однако кривизна может прогрессивно увеличиваться и при необходимости увеличивать протяженность каждого желоба 122 в радиальном направлении, при этом каждая стенка 100 может иметь по существу линейную внутреннюю концевую часть, которая направляет поток расплавленного металла к внешней дугообразной части.
При дополнительной ссылке на фиг. 7 и фиг. 3 аналогичным образом станет очевидно, что наклон задних стенок 200 регулирует поток расплавленного металла и дает возможность минимизировать турбулентность. В этом варианте осуществления также возможны изменения в том отношении, что ориентация каждого желоба 222 может быть изменена на обратную. Это означает, что задние стенки могут быть по существу параллельными и выступать в радиальном направлении от ступицы 216, а передние стенки наклонены в направлении наружу и назад от впускного конца 223a к выпускному отверстию 204. В таком случае это будут передние стенки, вдоль которых будет проходить поток расплавленного металла и которые будут регулировать поток расплавленного металла. В таком варианте выпускной конец питателя 230 для подачи расплавленного металла должен также обязательно иметь свой выпускной конец дальше от ступицы 216 для выпуска расплавленного металла на конец передней стенки, смежной впускному концу каждого желоба.
В конечном счете должно быть понятно, что без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения могут быть сделаны различные изменения, модификации и/или дополнения конструкций и расположений деталей, описанных выше.
Формула изобретения: 1. Барабан для разливочной машины барабанного типа для заливки изложниц конвейерной линии, установленный с возможностью вращения на оси, и содержащий множество желобов, проходящих от центральной области барабана наружу под углом друг к другу и имеющих впускной конец, смежный центральной области, и выпускной конец, отличающийся тем, что желоба выполнены из тонколистового металла и составляют одно целое со ступицей, посредством которой барабан установлен на оси.
2. Барабан по п.1, отличающийся тем, что желоба выполнены из тонколистового металла толщиной 1,5 - 4,0 мм.
3. Барабан по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве тонколистового металла выбран стальной лист.
4. Барабан по п.1 или 2, отличающийся тем, что желоба выполнены из тонколистового титана или титанового сплава.
5. Барабан по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что ступица выполнена из толстолистового металла, а желоба выполнены из множества тонколистовых металлических элементов, соединенных со ступицей.
6. Барабан по п. 5, отличающийся тем, что тонколистовые металлические элементы соединены со ступицей посредством сварки.
7. Барабан по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что внутренняя часть желобов покрыта теплоизоляционным материалом.
8. Барабан по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что каждый желоб выполнен в виде закрытого канала.
9. Барабан по п.8, отличающийся тем, что каждый желоб выполнен с уменьшением его поперечного сечения от впускного конца к выпускному.
10. Барабан по п.8 или 9, отличающийся тем, что каждый желоб установлен с возможностью погружения его выпускного конца в расплавленный металл в процессе заливки изложницы.
11. Барабан по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что каждый желоб выполнен в виде открытого канала.
12. Барабан по любому из пп.l - 11, отличающийся тем, что впускные концы смежных желобов соединены между собой.
13. Барабан по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что его ось вращения расположена горизонтально.
14. Разливочная машина барабанного типа, содержащая барабан, средство установки барабана на оси, средство вращения барабана на оси, конвейер с рядом изложниц, расположенным под барабаном вдоль линии разливки, проходящей в поперечном направлении относительно оси вращения барабана, средство поступательного движения конвейера, обеспечивающее перемещение каждой изложницы поочередно в положение заливки, расположенное ниже положения разливки для желобов барабана, питатель для подачи расплавленного металла в барабан, причем средство вращения барабана и средство поступательного движения конвейера выполнены с возможностью их синхронной работы, отличающаяся тем, что барабан выполнен по любому из пп.1 - 13.
15. Разливочная машина по п.14, отличающаяся тем, что средство вращения барабана и средство поступательного перемещения конвейера выполнены с возможностью непрерывного вращения барабана и непрерывного перемещения конвейера, соответственно.