УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРУППОВОЙ ОТЛИВКИ КРУГЛЫХ СЛИТКОВ Российский патент 1995 года по МПК B22D11/04 B22D11/08 

Изобретение относится к металлургии и может применяться при литье слитков из алюминиевых сплавов.

Известно устройство для групповой отливки круглых слитков, содержащее кристаллизаторы, расположенные в корпусе, затравки.

Известно устройство для групповой отливки круглых слитков, содержащее кристаллизаторы, в каждом из которых в верхней части, с внутренней стороны, выполнена кольцевая выточка с расположенным в ней теплоизолирующим элементом с осевым отверстием.

Недостатком известных устройств является ненадежная работа устройств в следствие того, что соприкосновение жидкого металла с внутренней поверхностью кристаллизаторов в начальный момент литья происходит при статическом положении затравки, в результате чего происходит заклинивание затравки.

Задача изобретения повышение надежности работы устройства.

Это обеспечивается за счет исключения проникновения жидкого металла к внутренним стенкам кристаллизаторов в начальный момент литья, т.е. когда происходит заполнение жидким металлом всех затравок, находящихся в статическом положении. Таким образом, исключается приваривание и заклинивание затравок к кристаллизаторам.

Поставленная задача достигается тем, что устройство содержит кристаллизаторы, в каждом из которых в верхней части, с внутренней стороны, выполнена кольцевая выточка, с расположенным в ней теплоизолирующим элементом с осевым отверстием.

Новым является то, что каждый теплоизолирующий элемент выполнен в виде стакана, свободно установленного, с гарантированным зазором в указанной выточке, и расположенного днищем вниз.

Исключение проникновения жидкого металла за пределы затравок, находящихся в статическом положении стало возможно за счет самоустановки теплоизолирующих элементов в кристаллизаторах и плотного перекрытия ими контактной поверхности из затравок, исключение вытекание жидкого металла до момента заполнения всех затравок.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид, в момент заполнения жидким металлом выборки затравки; на фиг.2 устройство, общий вид в начальный и последующий моменты процесса литья слитков.

Устройство для групповой отливки круглых слитков содержит кристаллизаторы 1, установленные на плите 2, теплоизолирующие элементы 3, выполненные в виде стакана с осевым отверстием и имеющие вес, достаточный, чтобы исключить всплытие в жидком металле. В верхней части каждого кристаллизатора 1, с внутренней стороны, выполнена кольцевая выточка 4, в которой свободно установлен днищем вниз теплоизолирующий элемент 3, с гарантированным зазором ΔS₂. Глубина кольцевых выточек 4 кристаллизаторов 1 h₂ h₁ + 10 мм, где h₁ ход теплоизолирующего элемента 3.

Устройство работает следующим образом.

Во внутренней полости кристаллизаторов 1 с помощью траверсы 5 литейной машины вводят затравки 6. При движении вверх затравки 6 ориентируют теплоизолирующие элементы 3 таким образом, что торцы их затравок 6 совмещаются своими поверхностями "А" и "Г", в результате чего выборки 7 затравок окажутся перекрытыми это исключает истечение жидкого металла из затравок 6 к внутренним стенкам кристаллизаторов 1.

Открывают летку разливочной коробки (не показано) и жидкий металл заполняет выборки 7 затравок 6. По истечении времени, необходимого для заполнения всех выборок 7, включают ход траверсы 5. Затравки 6 опускаются, теплоизолирующие элементы 3 устанавливаются на заплечики "Д" кольцевых выточек 4 кристаллизаторов 1 и только в этот момент жидкий металл начинает поступать к внутренним стенкам кристаллизаторов, где начнет кристаллизоваться, и эта кристаллизация будет происходить при движущихся затравках 6, т.е. заклинивание кристаллизаторов не произойдет.

Требования, предъявляемые к конструкции головной части затравок 6.

Конструкция головной части затравок 6 принципиально ничем не отличается от существующих затравок за исключением размера ширины затравки, контактируемой с торцевой поверхностью стакана "В₁" и повышения требований к следующим геометрическим параметрам:
а) предельное отклонение от перпендикулярности поверхности торца затравки "1" относительно оси затравки 11-18 степень точности по ГОСТ 10356-63;
б) плоскостность поверхности торца затравки "Г" 5-6-я степень точности по ГОСТ 10356-63;
в) шероховатость поверхности торца затравки "Г" Ra 1,250,63 мкм;
г) размер "в₁" должен быть не менее 5 мм.

е) размер "Н" определяет положение торца затравки "1" относительно траверсы 2. Предельное отклонение размера Н равно ± 0,3 мм.

Положение затравок 6 по отношению к внутренней поверхности кристаллизаторов 1 такое же, как у существующих, оно определяется зазором Δ S₁.

Величина значения Δ S₁ зависит от точности хода траверсы литейной машины, от технологических возможностей изготовления литейной оснастки от коэффициента объемного расширения материала из которого изготовлены затравки и других факторов
Δ S₁ 1.2 мм.

Профиль выборки 4 затравок 6 может быть различным, здесь важно то, чтобы плоскость соприкосновения торцов стакана 3 и затравки 6 была кольцевой непрерывной по кругу. Требования, предъявляемые к конструкции теплоизолирующих элементов 3 (стаканов).

Положение стаканов 3 по отношению к кольцевым выточкам 4 кристаллизаторов 1 определяется зазором Δ S₂ и ходом h₁ стаканов 3.

Значение Δ S₂ не может быть произвольным, оно не может слишком большим или слишком малым, так как при движении стаканов 3 возможно его заклинивание или недопустимое их смещение в радиальном направлении Δ S₂ 1.2 мм
B₂ ≥ в₁
h₁ 5.10 мм
Глубина стаканов 3h₃ 50.80 мм.

При рассмотрении надежности перекрытия выборки затравок 6 стаканами 3 необходимо учитывать то обстоятельство, что жидкий металл, попадая на охлаждаемую водой затравку охлаждается, текучесть его уменьшается, что способствует надежному перекрытию выборок 4 затравок 6.

Изобретение позволяет стабилизировать процесс литья и тем самым улучшить качество отливаемых слитков.

Использование в металлургии, при отливке слитков из алюминиевых сплавов. Сущность изобретения: устройство содержит кристаллизаторы, в каждом из которых выполнена кольцевая выточка с теплоизолирующим элементом с осевым отверстием. Каждый теплоизолирующий элемент выполнен в виде стакана, свободно установленного с гарантированным зазором в кольцевой выточке и расположенного днищем вниз. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРУППОВОЙ ОТЛИВКИ КРУГЛЫХ СЛИТКОВ, содержащее кристаллизаторы, в каждом из которых в верхней части с внутренней стороны выполнена кольцевая выточка с расположенным в ней теплоизолирующим кольцевым элементом с осевым отверстием, и затравки, отличающееся тем, что каждый теплоизолирующий элемент выполнен в виде стакана, расположенного днищем вниз и установленного в кольцевой выточке с зазором, допускающим его свободное перемещение в вертикальном и горизонтальном направлениях, при этом диаметр осевого отверстия в днище стакана меньше или равен диаметру полости затравки по ее верхнему торцу.