专利名称：将熔融金属、特别是铸铁供给到铸造机的装置以及装有这种供给装置的铸造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及铸造熔融金属，特别是涉及垂直连续铸造金属铸件、尤其是铸铁管。本发明虽然可铸造各种类型的铸件，但其特别适合于铸造薄铸铁管。术语“薄管”是指管的壁厚与直径之比小，即小于百分之十，不是孤立地指管自身的壁厚。
确切地说，本发明涉及一种向铸造机供给熔融金属的装置，尤其是涉及一种垂直上升连续铸造铁管的设备所用的供给熔融金属的装置。所述的供给装置设置在熔融金属源和铸造机之间。上述熔融金属源典型的是一个铸铁包，铸造机是一个垂直铸模型的金属铸件上引连铸机。因此，本发明涉及的是铸造设备设置于熔融金属源和铸造金属铸件的装置之间的一个中间连接机构。
FR-A-2547517涉及一种垂直连铸设备，它具有一个用于铸造金属管的铸模和热的入口，一种所述的液态铸铁供给装置设置于浇包和垂直铸模之间。这种供给装置包括一个弯管单元，它由一个铝硅酸盐型耐火材料或石墨制成的整体件构成。该弯管单元包括一个顶上装有接收铸铁之漏斗的垂直导管和一个水平通道，该通道密封地向上连接到铸模的下端，并且，该弯管单元作为铸模的底板或支承。
上述现有技术所述的弯管单元具有相当多的问题。实际上，由于金属液浇铸温度高，弯管单元在连铸过程中会迅速损坏。特别是石墨弯管，除具有相当高的成本外，还会被与之相接触的熔融铸铁逐渐磨损和/或消耗。此外，整体的弯管单元相当笨重，使用不便，并且还使更换弯管所需操作复杂化。石墨的消耗会引起铸铁成分的变化而超出希望的分析值。
本发明的目的是克服上述公知的熔融金属供给装置特别是上述现有技术中所述的弯管单元所存在的缺点。
所以，本发明的主题是一种向铸造机供给熔融金属的装置，它尤其适用于垂直上升连续铸造铸铁管的设备所用的供给熔融金属的装置，所述的供给装置设置在熔融金属源和铸造机之间。该装置的特征是它具有一种组合式结构，其一方面包括一个从金属源向铸造机输送金属液的弯管，另一方面包括若干在上述弯管周围并与之接触的可拆卸的弯管加热板。
本发明的其它特征是弯管是一个可更换的部件，特别由模制的耐火混凝土制成；弯管是大致呈U形形状的部件，它包括一个大致垂直的第一通道、一个大致垂直的第二通道以及一个大致水平的通道，第一通道的终端在顶部附近，是金属液的入口孔，第二通道的金属液出口孔通入铸造机的底座，水平通道将两垂直通道连通；在第二通道周围的部件具有截头锥体的形状，以便与铸造机的配合底座密封相联；该装置还包括一个由耐火材料制成的外壳，它包围着弯管和加热板以便在外壳的内侧和加热板之间自由地留有一个空隙，该空隙中填充有绝热化学保护材料；所述的外壳包括若干用于加热加热板的装置，这些装置特别由埋在外壳内的感应电路所构成，加热板作为被感应件。
绝热化学保护材料是细型砂；加热板由石墨制成；弯管和弯管周围的加热板的组件被安置在耐火砖上；弯管具有靠各加热板支承的平面。
本发明的主题还涉及一种铸造金属铸件的设备，特别是涉及一种垂直上升连铸铸铁管的设备，其特征是该设备包括一个上述的熔融金属供给装置。
下面参照附图对仅通过例子给出的本发明的优选实施例作更详细的描述。
图1是现有技术中连接到连续铸造铸铁管的铸模上的熔融铸铁供给装置的立剖图；图2是本发明的熔融金属供给装置的立剖图；图3是用于本发明供给装置的石墨支座的分解透视图；图4是用于本发明供给装置的耐火混凝土弯管的立剖图；图5是图4弯管的平面图；图6是本发明熔融金属供给装置的透视剖视图。
现在参见图1。
该图表示了一个根据文献FR-A-2547517的公知的熔融铸铁供给装置1，用它向铸模2供给金属液，以便通过上升连续铸造形成铸铁管T。实际的供给装置1由一个大致为L形的弯管单元3构成。弯管单元3实质上是一个由铝硅酸盐耐火材料或石墨做成的整体件。弯管单元3包括一个供给管4，管4的终端即顶端部分是一个漏斗形的扩口5。弯管单元的水平部分6包括一个水平浇道7，该浇道一端通入供给管4，另一端通入一个上升的垂直通道部分8中，通道8的末端是一个截锥形的扩口9，该扩口通入铸模的下部10。铸模主要由一个圆柱形石墨管11构成，该管的下部10由一个耐火套环12围住，套环12内埋有感应电路的电缆13，用于将液态金属的温度保持在其熔点以上。铸模2的上部14被一个冷却环路15所包围，它使熔融铸铁逐渐凝固以形成管件。在供给装置1工作期间，一个浇包L构成供给装置1的熔融铸铁的来源，供给装置转而供给铸模2。
供给装置1的弯管单元3具有本发明所要解决的问题。实际上，这种整体单元不易操作和安装，并且费用高，特别是当它由石墨制成时。此外，弯管单元3在铸造过程中会因熔融铸铁的作用而逐渐磨损或消耗。因此，在上述现有技术的这种供给装置1中，弯管单元3在铸完一定数量的管件之后必须整体更换。
现在参见附图2。
该图表示本发明的一个金属液供给装置1。下面将在用于连续铸造铸铁管的装置的范围内描述本发明，这与图1的装置类似，是供给铸模2的，但仅仅作为一个例子。
原则上本发明提供了一种组合供给装置，它的一个主件是一个成本极低的可替换的弯管。虽然本发明可用于使用铸铁以外的其它金属的铸造设备中，或用于具有用来形成铸件的装置的铸造设备中，该装置不是用来形成管子的。但是为了明了和简便起见，下面仍将在通过铸模得到的垂直上升连铸铸铁管设备的范围内描述本发明。
本发明的供给装置1主要包括一个弯管3、由加热板16构成的弯管3的加热机构、外壳17和一个绝热保护填充材料19，加热板16除了弯管的入口和出口区域外将弯管包围，外壳17设有感应体18，弯管3和加热板16放置于外壳17内，耐火材料19设置在由弯管3、加热板16构成的组件和外壳17之间的自由空隙之中。
弯管(图4、图5)弯管3较详细地示于图4、5中，它是一个大致呈U形的部件，由低成本的耐火材料，特别是耐火混凝土模制而成。弯管3包括一个矩形横截面的部分3A和一个矩形横截面的部分3B，部分3A上设有用于熔融的铸铁的下行垂直入口通道20，部分3B具有一个水平通道21，一个第二垂直通道22通往通道21中。通道22远比通道20短，它指向上、与通道21相通并且具有一个截头锥体部分3C；该部分3C确保铸模的加热底座10的配合下部10A的密封对中(图2)。应当注意到，部分3B略微加长而超过部分3A，从而限定出一个水平台肩23。
由于弯管3是用芯子模制而成的，所以，因模制而产生的水平通道21的两个端孔24由手工捣实的耐火泥堵塞起来。此外，弯管3还包括一个液态铸铁的入口25和出26。在堵塞多余的孔24时，可嵌入用于测量弯管内铸铁温度的装置，其方式是将热电偶设置于一种氧化铝套内，并在堵塞之前将该组件嵌入孔中。因此，由耐火混凝土简单地模制这种弯管可制出非常便宜的部件，具有可消耗特性，以便在每个铸造过程之后予以更换。
漏斗(图2)为了置于弯管的入口25之上，漏斗5具有一种锥形的内部形状，其下部通入相同直径的垂直通道20中，以向弯管中导入液态铸铁。漏斗5也是由耐火混凝土模制而成的，最好与弯管的材料相同。为确保漏斗5和弯管3之间的密封，用耐火水泥将漏斗5粘结到弯管上。和弯管一样，漏斗5也是一个便于在一个或多个铸造过程结束之后进行更换的可消耗的便宜部件。为了能够浇铸液态铸铁而不溢出或飞溅，漏斗5的顶上装有一个漏斗通道26，它由非消耗性的耐火水泥制成，并具有较大的开口，用于接收浇铸的液态铸铁。
加热板(图3)本发明的供给装置1还包括一套借助弯管材料的热传导而保持液态铸铁温度的加热板16。由于这些加热板(也称作基座)自身可被感应加热，因此本发明的这些用石墨制成的加热板的厚度约为30mm，如图3所示，这些加热板要直接与弯管的耐火材料接触，以便由下板、上板和侧板包围住弯管，除了弯管的入口25和出口26以外。作为基座，板16的石墨可以使弯管3感应预热，均匀可控地达约1000℃。
在图3的例子中，底板16A在弯管3的下面，在部分3B的每侧上横向伸展，两个垂直的侧板16B贴近部分3B放在板16的侧边上面，一个上板16C放在部分3B上面，并且四个垂直板16D贴近弯管的部分3A分别放在板16C、台肩23和板16B的上边缘上面。
绝热材料(图2)由石墨支承板16、弯管3和漏斗5构成的组件被设置在一排耐火砖27上，一个由耐火材料制成的外壳17将上述组件包围，以在组件和外壳17之间自由地留出一个空隙28。感应绕组28以公知的方式埋入外壳17之内并由一个未示出的外部发电机供给电流。外壳17包括一个包围弯管部件3B并高于部分3B的基本部分17A以及一个包围部分3A的上部分并高于该上部分的延长部分17B。
在外壳17和由弯管、加热板16构成的组件之间的空隙28中填有绝热的、防止加热元件氧化的化学保护填料19。实际中，当石墨板16受感应而被加热到高温时，能被氧化而损坏。为防止这种情况，空隙28中最好填充细型砂，简单地在感应体的外壳17和带有板16的弯管3之间灌注砂子。砂子流入空隙28中，完全填荡它，彻底密封石墨加热板16和弯管3，以最佳地保护供给装置1。这种砂在拆除供给装置1时决不会妨碍卸去外壳17，并且可在每个铸造过程之后再生和再使用。
如图2所示，绝热和挡砂耐火砖29放在板16C上面并嵌在外壳17的延长部分17B的下面。此外，围绕铸模2的底座装有一个辅助感应体30。
本发明的铸铁供给装置1使用方式如下。先将耐火砖27然后将下加热板16A放到一个可以是提升台31的支承上，将耐火混凝土弯管3放到所述的下加热板上，然后完成剩余板16的叠置和定位，如图3所示。为了阻止它们之间的运动，各加热板由一个保持机构、特别是用粘结带缠绕。接着放置砖29，并通常借助龙门吊车装上带有用加热板预热弯管3的感应件18的外壳17，上述的安装工作是以对中方式围绕弯管3进行的，然后向外壳17中填入砂子19，以盖住所有可能由石墨制成的部分。随后使感应体30就位，并用耐火水泥将漏斗5粘结在弯管3的入口25的上面，且将铸模2用耐火水泥粘结到弯管的部分3C上。然后，如果有必要，用砂子填顶。接着，将感应件18连接到配电箱(未示出)上并开始预热供给装置1。随后，作为被感应件的加热板温度升高，并转而加热弯管3，同时，由砂子19和砖29保持绝热和防止氧化。
根据感应电路功率的大小，使该装置预热可能要用1～3小时。在浇铸之前对供给装置1进行准备时，给液态铸铁的各个通道涂以黑色涂料，以防止铸造过程中固态铸铁球和翅皮粘附在通道的表面上，这样作是比较有利的。
完成预热并准备好一个装有熔融的铸铁的浇包时，就可开始用本发明的供给装置1向铸模的底座输送液态铸铁，然后就将以普通的方式进行铸铁管的上升连续铸造。
在铸造过程结束时，残留在弯管通道21中的铸铁凝固。本发明供给装置1拆除的次序是卸下漏斗5和漏斗—通道26、砖29、外壳17、砂子19、加热板16以及弯管3，弯管3将报废并代之以一个新的弯管。然后重新组装本发明的供给装置1，进行后续的铸造过程。因此，本发明的供给装置1完全完成所提出的发明任务，通过提供一种包括一个低成本可更换的弯管的组合式结构，该装置既降低了金属铸件的生产成本，又减少了装置所需要的加工。
本发明也可用于铸造实心体，如棒材。
权利要求
1.一种向一个铸造机(2)、特别是向一个垂直上升连续铸造铸铁件、尤其是铸铁管的设备所用的铸造机供给金属液的供给装置(1)，它被设置在熔融金属源(L)和铸造机(2)之间，其特征在于，该供给装置具有一种组合式结构(3，16)，该组合结构(3，16)一方面包括一个从金属源(L)向铸造机(2)输送金属液的弯管(3)，另一方面包括若干块在弯管(3)周围并与之接触的用于加热弯管(3)的可拆卸板(16)。
2.根据权利要求1所述的供给装置(1)，其特征在于，弯管(3)是一个可更换部件，专门由模制的耐火混凝土制成。
3.根据权利要求1或2所述的供给装置(1)，其特征在于，弯管(3)是一个大致呈U形的部件，它包括一个大致垂直的第一通道(20)、一个大致垂直的第二通道(22)和一个大致水平的通道(21)，第一通道(20)的终端在顶部附近，是金属液的入口孔，通道(22)的金属液出口(26)通入铸造机(2)的底座，水平通道(21)将两垂直通道(20，22)连通。
4.根据权利要求3所述的供给装置(1)，其特征在于，在第二通道(22)周围的部件具有截头锥体的形状，以便与铸造机(2)的配合座(10A)密封相连。
5.根据前述权利要求之一所述的供给装置(1)，其特征在于，该装置还包括一个由耐火材料制造的外壳(17)，它包围着弯管(3)和加热板(16)，从而在外壳(17)的内侧和加热板(16)之间自由地留出一个空隙(28)，该空隙中填有绝热化学保护材料(19)。
6.根据权利要求5所述的供给装置(1)，其特征在于，外壳(17)包括若干用于加热加热板(16)的装置(18)，这些装置(18)专门由埋在外壳(17)内的感应电路所构成，加热板(16)作为被感应件。
7.根据权利要求5或6所述的供给装置(1)，其特征在于，所述的绝热化学保护材料是细型砂。
8.根据前述权利要求之一所述的供给装置(1)，其特征在于，加热板(16)由石墨制成。
9.根据前述权利要求之一所述的供给装置(1)，其特征在于，弯管(3)和包围它的加热板(16)的组件被安置在耐火砖(27)上。
10.根据权利要求1—9之一所述的供给装置(1)，其特征在于，弯管(3)具有靠各加热板(16)支承的平面。
11.用于铸造金属铸件，特别是用于垂直上升连续铸造铸铁管的设备，其特征在于，该设备包括前述权利要求之一所述的一种金属液供给装置(1)。
全文摘要
位于熔融金属源和铸造机之间的金属液供给装置(1)具有一种组合式结构(3，16)。该组合结构(3，6)包括一个从金属源向铸造机输送金属液并构成一个可更换部件的弯管(3)以及若干块在弯管(3)周围并与之接触设置的用于加热弯管(3)的板(16)。本发明的供给装置适于上升连续铸造铸铁管。
文档编号B22D11/055GK1123529SQ94192148
公开日1996年5月29日 申请日期1994年5月11日 优先权日1993年5月19日
发明者Y·加罗, C·罗哈梅尔 申请人:蓬塔穆松公司