Литье расплавленного металла в полость кристаллизатора, открытую с концов

Литье расплавленного металла в полость кристаллизатора, открытую с концов

Реферат

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее - к способу и устройству для отливки из расплавленного металла металлического тела, сохраняющего свою форму. Способ включает введение в полость кристаллизатора, в котором форсированно продвигается расплавленный металл, затравочного блока. Когда затравочный блок вместе с расположенным на нем телом затравочного материала начинает поступательно перемещаться вдоль оси полости кристаллизатора, открытой с обоих концов, на это тело наносятся последовательные слои расплавленного металла. Эти слои ограничены первой площадью поперечного сечения полости, но имеют возможность расширяться по периферии наружу относительно периферического контура первой площади поперечного сечения с углом наклона к оси полости, ориентированным по периферии наружу. В соответствующих слоях создаются силы термического сжатия, и управление величиной сил термического сжатия осуществляется таким образом, чтобы силы термического сжатия уравновешивали растягивающие силы в соответствующих слоях для того, чтобы придать отливаемому металлическому телу в момент, когда оно становится сохраняющим свою форму, свободно сформированный периферический контур, который может быть как круговым, так и некруговым. Технический результат - уменьшение действия сил трения между стенкой кристаллизатора и расплавленным металлом за счет управления относительным расширением соответствующих слоев в полости по периферии наружу во время прохождения через нее расплавленного металла. 2 с. и 61 з.п.ф-лы, 43 ил.

Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к литью расплавленного металла в полость кристаллизатора, открытую с обоих концов, и, более конкретно, к ограничению по периферии расплавленного металла, который в процессе отливания из него конечного изделия, способного сохранять свою форму, форсированно продвигается через указанную полость.

Уровень техники В современных кристаллизаторах используются литьевые полости, имеющие входную часть, отверстие на выпускном конце, ось, проходящую между отверстием на выпускном конце и входной частью полости, и стенку, расположенную вокруг оси полости между отверстием на ее выпускном конце и входной частью и служащую для того, чтобы при прохождении расплавленного металла через полость его сечение было ограничено сечением полости. Когда необходимо осуществить операцию литья, в полость через отверстие на ее выпускном конце вводится затравочный блок. Блок выполняется с возможностью осуществлять возвратно-поступательное перемещение вдоль оси полости, но сначала он устанавливается в указанном отверстии. При этом в полость между затравочным блоком и первой плоскостью поперечного сечения полости, ориентированной в поперечном направлении относительно ее оси, помещают тело затравочного материала.

Затем затравочный блок приводится в поступательное движение относительно полости вдоль ее оси в направлении от полости, причем тело затравочного материала перемещается вместе с затравочным блоком, проходя через последовательность вторых плоскостей поперечного сечения полости, ориентированных в поперечном направлении относительно ее оси, и на тело затравочного материала вблизи первой плоскости поперечного сечения полости наносятся последовательные слои расплавленного металла, имеющие меньшие площади поперечного сечения в плоскостях, ориентированных поперечно относительно оси полости, чем площадь поперечного сечения, определяемая стенками полости в первой плоскости ее поперечного сечения.

Поскольку каждый из последовательных слоев имеет меньшую площадь поперечного сечения, ему присущи растягивающие силы, действующие в слоях и стремящиеся расширить соответствующие слои вблизи первой плоскости поперечного сечения по периферии, наружу от оси полости. Каждый слой расширяется до тех пор, пока он не соприкоснется со стенкой полости. В этот момент в связи с тем, что стенка образует прямой угол с первой плоскостью поперечного сечения полости, слой должен совершить резкий поворот под прямым углом в последовательности вторых плоскостей поперечного сечения плоскости и двигаться через эти плоскости параллельно стенке, т.е. перпендикулярно первой плоскости поперечного сечения. Одновременно при контакте со стенкой слой начинает подвергаться силам термического сжатия, и постепенно силы термического сжатия уравновесят растягивающие силы с наступлением состояния "солидуса", т.е. твердения. После того как слой становится интегральной частью вновь образовавшегося металлического тела, слой, завершающий свое прохождение через полость в качестве части металлического тела, претерпевает усадку с отходом от стенки полости.

Между первой плоскостью поперечного сечения полости и одной из вторых плоскостей поперечного сечения, в которой имеет место "солидус", обеспечивается вступление слоя в тесный контакт со стенкой полости, в результате которого возникает трение. Действие трения имеет место в направлении, противоположном движению слоя; оно создает тянущее усилие, которое стремится оторвать наружную периферийную поверхность слоя от смежных слоев. В связи с этим специалисты в данной области техники в течение длительного времени пытались найти решения, позволяющие либо обеспечить смазку границы раздела соответствующих слоев и стенки, либо отделить их друг от друга в зоне их раздела. Специалисты стремились также уменьшить ширину полосы контакта между соответствующими слоями и стенкой. Их усилия привели к выработке различных стратегических подходов, включая описанные в патентах США 4598763 и 5582230. Согласно патенту США 4598763 между стенкой и слоями, для того, чтобы отделить их друг от друга, вводится цилиндрический слой газа под давлением, окруженный слоем масла. В соответствии с патентом США 5582230 охлаждающая жидкость распыляется вокруг металлического тела, а затем подается непосредственно на это тело таким образом, чтобы сократить ширину полосы контакта. Усилиями специалистов был разработан также широкий набор смазывающих веществ; хотя в рамках этой работы были достигнуты определенные успехи в отношении смазки и отделения слоев от стенки, возникла и проблема нового типа, относящаяся к самим смазывающим веществам.

Через границу раздела происходит интенсивный теплообмен между слоями и стенкой, и наличие большого количества теплоты может привести к разложению смазывающего вещества. Продукты разложения часто вступают в зоне границы раздела в реакцию с окружающим воздухом с образованием частиц оксида металла и подобных веществ, что приводит к образованию так называемых "змеек", ориентированных вдоль продольной оси любого изделия, изготовленного подобным способом. Интенсивное тепловыделение может привести к воспламенению смазывающего вещества; в результате создается соотношение "горячий металл - холодная поверхность", при котором усилия трения уже не уменьшаются с помощью какого-либо смазывающего вещества.

Сущность изобретения Настоящее изобретение полностью отказывается от различных принятых в уровне техники стратегий в отношении смазки и разделения слоев и стенки на границе их раздела, а также в отношении уменьшения ширины полосы контакта между слоями и стенкой. Вместо этого изобретение устраняет "противоречие", которое имело место между стенкой и слоями и существование которого приводило к проблемам, на преодоление которых были направлены предыдущие стратегии. Взамен этих стратегий изобретение предлагает совершенно новую стратегию управления относительным расширением соответствующих слоев в полости по периферии наружу во время прохождения через нее расплавленного металла.

Согласно изобретению относительное расширение соответствующих слоев расплавленного металла по периферии наружу ограничивается первой площадью поперечного сечения полости в ее первой плоскости поперечного сечения, тогда как соответствующие слои имеют возможность относительного расширения по периферии, наружу от периферического контура первой площади поперечного сечения под относительными углами наклона к оси полости, ориентированными по периферии наружу. В результате слои последовательно приобретают в указанных вторых плоскостях поперечного сечения площади поперечного сечения, постепенно увеличивающиеся по периферии наружу. Далее, по мере приобретения соответствующими слоями вторых площадей поперечного сечения в этих слоях создаются силы термического сжатия, причем осуществляется управление величиной указанных сил термического сжатия таким образом, чтобы эти силы уравнивали растягивающие силы в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости и за счет этого обеспечивают придание металлическому телу, когда оно становится способным сохранять свою форму, свободно сформированного периферического контура. В рамках такого подхода слои больше не ограничиваются по периферии стенкой или какими-либо другими средствами. Подобно тому, как родитель учит своего ребенка ходить, протягивая ему руку, на которую ребенок может опереться, в то время как родитель постепенно отодвигается от него, слоям обеспечивается своего рода пассивная поддержка по их периферическому контуру, например, посредством соответствующих ограничительных средств; и в то же время слои "побуждают" к агрегированию без принуждения с образованием формы внешнего слоя по их собственному выбору вместо принятия контура, задаваемого им окружающей стенкой или подобным препятствием.

При этом, как только силы термического сжатия приобретают способность выполнять ограничительную функцию, ограничительные средства удаляют, так что контакт между слоями и ограничивающей средой, по существу, устраняется. Это означает, что отпадает необходимость в смазке или буферном слое в зоне границы раздела между слоями и средствами их ограничения по периферии. Однако это не препятствует подаче к слоям смазки или буферной среды. В действительности во многих предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения вокруг слоев расплавленного металла во вторых плоскостях поперечного сечения полости формируется цилиндрическая зона газа под повышенным давлением. Кроме того, часто вокруг слоев во вторых плоскостях поперечного сечения создается и кольцо масла. В некоторых вариантах вокруг слоев формируется охваченная слоем масла цилиндрическая зона, окружающая слои расплавленного металла подобно используемой в патенте США 4598763. Слой масла и охваченный ею цилиндрический слой газа обычно формируется подачей, причем желательно одновременно, газа под повышенным давлением и масла в полость во вторых плоскостях ее поперечного сечения.

Силы термического сжатия обычно создают путем отвода теплоты от соответствующих слоев, по существу, в направлении по периферии наружу относительно оси полости в ее вторых плоскостях поперечного сечения. Например, в ряде вариантов осуществления, рассматриваемых как предпочтительные, теплота отводится путем размещения теплопроводящей среды вокруг периферических контуров вторых площадей поперечного сечения полости и отвода теплоты от слоев через эту среду. В некоторых предпочтительных вариантах вокруг периферических контуров вторых площадей поперечного сечения устанавливают теплопроводящие ограничительные средства, и теплота отводится от слоев через эти ограничительные средства. Например, вокруг ограничительных средств устанавливают кольцевую камеру и обеспечивают циркуляцию охлаждающей жидкости через эту камеру.

Теплота может также отводиться от слоев через само металлическое тело, например, путем подачи охлаждающей жидкости к металлическому телу с противоположных сторон одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости от ее первой плоскости поперечного сечения. Охлаждающая жидкость предпочтительно подается к металлическому телу между плоскостями, ориентированными в поперечном направлении относительно оси полости и совпадающими с нижней частью и краем корытообразной модели, сформированной последовательно сходящимися изотермами металлического тела.

Охлаждающая жидкость может подаваться к металлическому телу от кольца, расположенного вокруг оси полости между одной из вторых плоскостей поперечного сечения и отверстием на ее выпускном конце. Альтернативно она может подаваться к металлическому телу от кольца, расположенного вокруг оси полости по другую сторону отверстия на ее выпускном конце относительно одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости. Охлаждающую жидкость предпочтительно подают из множества отверстий, выполненных в кольце, размещенном вокруг оси полости, и разделенных на ряды, причем отверстия в каждом ряду смещены относительно отверстий в смежном ряду, как это предусмотрено в патенте США 5582230.

В некоторых из вариантов изобретения, рассматриваемых как предпочтительные, кольцо расположено по внутренней периферии полости, тогда как в других вариантах кольцо расположено вне кристаллизатора вблизи отверстия на ее выпускном конце.

В некоторых из вариантов изобретения, рассматриваемых как предпочтительные, предусмотрено создание повторного ограничительного эффекта в плоскостях поперечного сечения полости, расположенных в поперечном направлении относительно ее оси между одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости и отверстием на ее выпускном конце, для того, чтобы заставить материал "утечек" возвратиться в металлическое тело.

В некоторых случаях на тело затравочного материала наносят достаточное количество последовательных слоев расплавленного металла для того, чтобы придать металлическому телу продолговатую форму в направлении оси полости. Когда такое нанесение имело место, продолговатое металлическое тело может быть разделено на последовательные продолговатые секции. При этом соответствующие продолговатые секции могут быть подвергнуты последующей термической обработке, например ковке.

Ряд вариантов осуществления настоящего изобретения, частично проиллюстрированных прилагаемыми чертежами, предусматривает расположение вокруг оси полости ограничительных средств для того, чтобы ограничить расширение соответствующих слоев по периферии наружу соответственно первой и второй площадями поперечного сечения полости. Эти ограничительные средства могут быть электромагнитными или представлять собой наборы воздушных ножей (шаберов) или других аналогичных средств. Однако, как это показано на чертежах, в некоторых вариантах ограничительные средства определяют группу кольцевых поверхностей, которые расположены вокруг оси полости для того, чтобы ограничить расширение соответствующих слоев по периферии наружу первой площадью поперечного сечения с обеспечением возможности соответствующим слоям принимать поперечное сечение, постепенно увеличивающееся по периферии наружу во вторых плоскостях поперечного сечения.

В некоторых вариантах, соответственно в первой и вторых плоскостях поперечного сечения полости, расположены с взаимным смещением в осевом направлении и в направлении по периферии полости наружу отдельные кольцевые поверхности. При этом данные поверхности установлены под соответственными углами к оси полости, ориентированными по периферии наружу, для того, чтобы обеспечить соответствующим слоям возможность принимать поперечное сечение, постепенно увеличивающееся по периферии наружу во вторых плоскостях поперечного сечения полости. В одной конкретной группе вариантов осуществления изобретения кольцевые поверхности связаны друг с другом в направлении оси полости для образования кольцевой юбки. Как показано на чертежах, юбка может быть образована на внутренней периферии стенки полости между первой плоскостью поперечного сечения и отверстием на ее выпускном конце.

В том случае, если стенка полости образована графитовым кольцом, юбка обычно формируется на кольце, охватывая его внутреннюю боковую поверхность.

Боковая поверхность юбки может быть выполнена расходящейся с прямолинейным или криволинейным осевым сечением.

В дополнение к обеспечению одного из решений задачи свободного формирования периферического контура металлического тела в одной из плоскостей поперечного сечения полости изобретение может быть использовано и для получения любого желаемого периферического профиля и любого желаемого размера площади поперечного сечения, задаваемого этим профилем. При этом желаемые профиль и/или размер могут быть получены при различной ориентации оси полости к вертикали. Так, ось полости может быть ориентирована по вертикали, первая плоскость поперечного сечения может быть ограничена круговым периферическим контуром, и изобретение может быть использовано для придания металлическому телу в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости кругового периферического контура. Альтернативно ось полости может быть ориентирована под углом к вертикали, первая плоскость может быть ограничена круговым периферическим контуром, и изобретение может быть использовано для придания металлическому телу в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости кругового периферического контура.

Далее, ось полости может быть ориентирована по вертикали или под углом к вертикали, первая плоскость может быть ограничена некруговым периферическим контуром, и изобретение может быть использовано для придания металлическому телу в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости некругового периферического контура. Если это требуется, первую площадь поперечного сечения можно ограничить первым размером для первой операция литья, а затем ограничить ее вторым, отличным от первого, размером для второй операция литья в той же полости для того, чтобы варьировать размер площади поперечного сечения, придаваемой металлическому телу в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости при переходе от первой ко второй операции литья.

Во многих вариантах выполнения изобретения, рассматриваемых как предпочтительные, ось полости ориентирована по вертикали, первая плоскость поперечного сечения ограничена по периферии и, по меньшей мере, один параметр из группы, состоящей из сил термического сжатия, создаваемых в соответствующих последовательных угловых секторах слоев, расположенных по периферии этих слоев во вторых плоскостях поперечного сечения полости, и углов, под которыми соответствующие части угловых секторов могут расширяться от периферического контура первой площади поперечного сечения в последовательности вторых плоскостей поперечного сечения до вторых площадей поперечного сечения, варьируют для придания металлическому телу желательной формы контура по периферии в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости.

При этом при придании металлическому телу желательной формы один из параметров управления может варьироваться для нейтрализации разности между перепадами, существующими между соответствующими растягивающими силами и силами термического сжатия в последовательных угловых секторах слоев, расположенных у противолежащих сторон полости в третьих плоскостях поперечного сечения полости, параллельных ее оси. Альтернативно один из параметров управления может варьироваться для создания разности между указанными перепадами в указанных третьих плоскостях поперечного сечения полости.

При выполнении всех этих операций силы термического сжатия, создающиеся в указанных последовательных угловых секторах слоев, расположенных у боковой поверхности этих секторов на противолежащих сторонах полости, уравнивают для того, чтобы уравновесить термические напряжения, возникающие между взаимно противолежащими угловыми секторами слоев в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости. В частности, в тех вариантах изобретения, в которых силы термического сжатия создают путем отвода теплоты от последовательных угловых секторов слоев во вторых плоскостях поперечного сечения полости, термические напряжения, возникающие между взаимно противолежащими угловыми секторами слоев, уравнивают путем варьирования скорости отвода теплоты между угловыми секторами соответствующих слоев, расположенных у противолежащих сторон полости. В случаях же, когда теплоту отводят посредством подачи охлаждающей жидкости на металлическое тело с противоположной стороны одной из вторых плоскостей поперечного сечения относительно первой плоскости ее поперечного сечения, объем охлаждающей жидкости, подаваемой на соответствующие последовательные угловые сектора металлического тела, варьируют для того, чтобы обеспечить варьирование скорости отвода теплоты от взаимно противолежащих угловых секторов слоев.

Размеры, которыми ограничивают первую площадь поперечного сечения в указанных соответственно первой и второй операциях литья, изменяют путем изменения протяженности периферического контура, которым ограничивают первую площадь поперечного сечения в первой плоскости поперечного сечения полости.

В случае, когда вокруг оси полости устанавливают ограничительные средства для того, чтобы ограничить расширение слоев соответственно первой и второй площадями поперечного сечения, протяженность периферического контура, до которой ограничивают первую площадь поперечного сечения, изменяют путем взаимного смещения ограничительных средств и указанных первой и вторых плоскостей поперечного сечения полости. При этом ограничительные средства и указанные первую и вторые плоскости поперечного сечения полости взаимно смещают путем варьирования объема расплавленного металла, который наносят на тело затравочного материала, чтобы сместить положение указанных плоскостей относительно ограничительных средств, или путем разворота ограничительных средств вокруг оси поворота, ориентированной в поперечном направлении относительно оси полости.

Протяженность периферического контура, до которой ограничивают первую площадь поперечного сечения, может изменяться также путем попарного разделения ограничительных средств, установки соответствующих пар ограничительных средств вокруг оси полости на ее взаимно противолежащих сторонах и взаимного смещения соответствующих пар ограничительных средств в направлении, поперечном относительно оси полости. При этом для того, чтобы обеспечить взаимное смещение пар ограничительных средств, ограничительные средства одной из этих пар поступательно перемещают по отношению друг к другу в направлении, поперечном относительно оси полости, или же ограничительные средства другой из этих пар разворачивают по отношению друг к другу вокруг осей поворота, ориентированных в поперечном направлении относительно оси полости.

Протяженность периферического контура, до которой ограничивают первую площадь поперечного сечения, может быть изменена также путем разделения ограничительных средств на пару ограничительных средств, установки их вокруг оси полости с взаимным осевым сдвигом и взаимного смещения пары ограничительных средств в направлении оси полости, например, с инверсией взаимного положения ограничительных средств в направлении оси полости.

В некоторых вариантах, рассматриваемых как предпочтительные, силы термического сжатия создают во всех последовательных угловых секторах слоев, расположенных по периферии слоев.

Структурно изобретение соответствует комбинации указанного аппарата, который формирует открытую с концов полость кристаллизатора, и взаимосвязанных с аппаратом средств, функционирующих в соответствии с перечисленными выше задачами, когда расплавленный металл заливается в полость с образованием металлического тела, сохраняющего свою форму. Указанная полость имеет входную часть, отверстие на выпускном конце, ось, проходящую между отверстием на выпускном конце и входной частью полости. Как было указано выше, расплавленный металл заливается в полость с образованием металлического тела, сохраняющего свою форму, путем подачи расплавленного металла во входную часть полости, в то время как затравочный блок, введенный в отверстие на выпускном конце полости, совершает поступательное движение относительно полости вдоль ее оси в направлении от полости. При этом тело затравочного материала, располагающееся между затравочным блоком и первой плоскостью поперечного сечения полости, расположенной в поперечном направлении относительно ее оси, поступательно перемещается вместе с затравочным блоком с прохождением через последовательность вторых плоскостей поперечного сечения полости, расположенных в поперечном направлении относительно ее оси, на тело затравочного материала вблизи первой плоскости поперечного сечения полости наносятся последовательные слои расплавленного металла таким образом, чтобы создать растягивающие силы, действующие внутри этих слоев, растягивая их по их периферии наружу от оси полости вблизи ее первой плоскости поперечного сечения.

Взаимосвязанные с аппаратом средства включают в себя ограничительные средства для ограничения расширения соответствующих слоев расплавленного металла по периферии наружу в первой плоскости поперечного сечения первой площадью поперечного сечения полости с одновременным обеспечением соответствующим слоям возможности расширения по периферии, наружу от контура первой площади поперечного сечения с углом наклона к оси полости, ориентированным по периферии наружу. При этом в результате указанного расширения слои приобретают постепенно расширяющиеся по периферии наружу большие вторые площади поперечного сечения во вторых плоскостях поперечного сечения указанной полости. Взаимосвязанные с аппаратом средства включают в себя также средства для управления величиной сил термического сжатия в соответствующих слоях таким образом, чтобы уравновесить растягивающие силы в соответствующих слоях для одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости и таким образом придать металлическому телу, когда оно становится сохраняющим свою форму, свободно сформированный периферический контур.

Предлагаемая комбинация аппарата и взаимосвязанных с ним средств может дополнительно содержать средства формирования цилиндрической зоны газа под повышенным давлением, окружающей слои расплавленного металла во вторых плоскостях поперечного сечения полости и/или средства для формирования кольца масла, окружающего слои расплавленного металла во вторых плоскостях поперечного сечения полости. Кроме того, комбинация может содержать также смазывающие средства для формирования охваченной слоем масла цилиндрической зоны газа, окружающей слои расплавленного металла во вторых плоскостях поперечного сечения полости. При этом указанные смазывающие средства могут быть выполнены с возможностью подачи газа под давлением и масла в полость в области вторых плоскостей ее поперечного сечения.

Средства для создания сил термического сжатия могут содержать средства для отвода теплоты от соответствующих слоев в направлении периферии, наружу относительно оси полости во вторых плоскостях ее поперечного сечения. Средства же для отвода теплоты могут, в свою очередь, содержать теплопроводящую среду, расположенную вокруг периферических контуров вторых площадей поперечного сечения, и средства для отведения теплоты от слоев через указанную среду. В частности, вокруг периферических контуров вторых площадей поперечного сечения могут быть расположены теплопроводящие ограничительные средства. При этом средства для отвода теплоты предпочтительно содержат средства для отведения теплоты от слоев через ограничительные средства. В некоторых вариантах осуществления изобретения, которые в данный период представляются предпочтительными, средства для отведения теплоты от слоев через ограничительные средства содержат кольцевую камеру, установленную вокруг ограничительных средств, и средства для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости через эту камеру.

Комбинация, в которой предусмотрены средства для отвода теплоты, может содержать средства для отведения теплоты от слоев через металлическое тело. Например, средства для отведения теплоты от слоев через металлическое тело могут представлять собой средства для подачи охлаждающей жидкости к металлическому телу с противоположных сторон одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости от первой плоскости ее поперечного сечения. Предпочтительно при этом, чтобы средства для подачи охлаждающей жидкости были выполнены с возможностью подачи жидкости между плоскостями, ориентированными в поперечном направлении относительно оси полости и совпадающими с нижней частью и краем корытообразной модели, сформированной последовательно сходящимися изотермами металлического тела.

В ряде вариантов осуществления комбинации по изобретению, предусматривающих средства для подачи охлаждающей жидкости, дополнительно содержатся средства, образующие кольцо, расположенное вокруг оси полости между одной из вторых плоскостей поперечного сечения и отверстием на ее выпускном конце и/или расположенное вокруг оси полости по другую сторону отверстия на ее выпускном конце относительно одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости. Соответственно во всех этих вариантах средства для подачи охлаждающей жидкости к металлическому телу выполнены с возможностью подачи жидкости от кольца. Во многих вариантах, представляющихся предпочтительными, комбинация по изобретению дополнительно содержит множество отверстий, выполненных в кольце, размещенном вокруг оси полости, и разделенных на ряды. Отверстия в каждом ряду смещены относительно отверстий в смежном ряду, тогда как средства для подачи охлаждающей жидкости выполнены с возможностью подачи указанной жидкости через множество отверстий. При этом кольцо расположено по внутренней периферии полости или альтернативно вне полости кристаллизатора вблизи отверстия на его выпускном конце.

В соответствии с некоторыми вариантами, представляющимися предпочтительными, комбинация по изобретению дополнительно содержит средства для создания повторного ограничительного эффекта в плоскостях поперечного сечения полости, расположенных в поперечном направлении относительно ее оси между одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости и отверстием на ее выпускном конце, для того, чтобы заставить материал "утечек" возвратиться в металлическое тело.

Фактически, в некоторых представляющихся предпочтительными вариантах комбинация по изобретению включает в себя расположенные вокруг оси полости средства для ограничения расширения соответствующих слоев по периферии наружу соответственно первой и второй площадями поперечного сечения полости. В одной группе этих вариантов ограничительные средства определяют группу кольцевых поверхностей, которые расположены вокруг оси полости для того, чтобы ограничить расширение соответствующих слоев по периферии наружу первой площадью поперечного сечения с обеспечением возможности соответствующим слоям принимать поперечное сечение, постепенно увеличивающееся по периферии наружу во вторых плоскостях поперечного сечения. В некоторых вариантах, относящихся к данной группе, в соответственно первой и вторых плоскостях поперечного сечения полости расположены с взаимным смещением в осевом направлении и в направлении по периферии полости наружу отдельные кольцевые поверхности. Указанные кольцевые поверхности установлены под соответственными углами к оси полости и ориентированы по периферии наружу для того, чтобы обеспечить соответствующим слоям возможность принимать поперечное сечение, постепенно увеличивающееся по периферии наружу во вторых плоскостях поперечного сечения полости.

Далее, в определенных вариантах, относящихся к указанной группе, кольцевые поверхности связаны друг с другом в направлении оси полости для образования кольцевой юбки. При этом в некоторых из данных вариантов юбка образована на внутренней периферии стенки полости между первой плоскостью поперечного сечения и отверстием на ее выпускном конце. В частности, в одной, более узкой, группе вариантов осуществления изобретения часть стенки образована графитовым кольцом, а юбка сформирована на кольце, охватывая его внутреннюю боковую поверхность.

В том случае, когда кольцевые поверхности связаны друг с другом в направлении оси полости для образования кольцевой юбки, внутренняя боковая поверхность юбки предпочтительно выполнена расходящейся с прямолинейным или криволинейным осевым сечением.

Как уже было отмечено при описании способа в соответствии с настоящим изобретением, оно может быть использовано для придания металлическому телу любого желаемого периферического профиля в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости и/или любого желаемого размера площади поперечного сечения, задаваемого этим профилем. Более того, желаемые профиль и/или размер могут быть получены при любой желаемой ориентации оси полости к вертикали. Таким образом, ось полости может быть ориентирована вдоль вертикальной оси, тогда как средства для ограничения растягивания выполнены с возможностью ограничения первой плоскости поперечного сечения круговым периферическим контуром. При этом комбинация аппарата и взаимосвязанных с ним средств дополнительно может содержать средства для придания металлическому телу в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости некругового контура по периферии. Альтернативно ось полости может быть ориентирована под углом к вертикали, а средства для ограничения растягивания выполнены с возможностью ограничения первой плоскости поперечного сечения круговым периферическим контуром. В этом случае комбинация по изобретению дополнительно содержит средства для придания металлическому телу в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости кругового контура по периферии. В другом варианте ось полости ориентирована по вертикали или под углом к вертикали, средства для ограничения растягивания выполнены с возможностью ограничения первой плоскости поперечного сечения некруговым периферическим контуром, тогда как указанная комбинация дополнительно содержит средства для придания металлическому телу в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости некругового периферического контура.

Во многих вариантах осуществления изобретения, которые представляются предпочтительными, указанная комбинация дополнительно содержит средства, обеспечивающие в сочетании с ориентированием оси полости по вертикали и с периферическим профилем, которым ограничена первая площадь поперечного сечения, варьирование, по меньшей мере, одного параметра из группы, состоящей из сил термического сжатия, создаваемых в соответствующих последовательных угловых секторах слоев, расположенных по периферии этих слоев во вторых плоскостях поперечного сечения полости, и углов, под которыми соответствующие части угловых секторов могут расширяться от периферического контура первой площади поперечного сечения в последовательности вторых плоскостей поперечного сечения до вторых площадей поперечного сечения для придания металлическому телу желательной формы контура по периферии в одной из вторых плоскостей поперечного сечения полости. В некоторых из этих вариантов средства для варьирования одного параметра управления выполнены с возможностью нейтрализации разности между перепадами, существующими между соответствующими растягивающими силами и силами термического сжатия в последовательных угловых секторах слоев, расположенных у противолежащих сторон полости в третьих плоскостях поперечного сечения полости, параллельных ее оси. В других вариантах той же группы средства для варьирования одного параметра управления, напротив, выполнены с возможностью создания разности между перепадами, существующими между соответствующими растягивающими силами и силами термического сжатия в последовательных угловых секторах слоев, расположенных у проти