УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ПОЛЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1997 года по МПК B22D11/10 

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к процессам непрерывного литья намораживанием полых заготовок и готовых полых профильных изделий из биметалла.

Известно устройство для распределения металла в кристаллизаторе установки непрерывной разливки (см. авт. св. N 451496, М.Кл. B 22 D, 11/10, 22.05.73 г. ). Устройство предназначено для получения непрерывной отливки многослойных слитков из биметалла. Это достигается тем, что в верхней части кристаллизатора устанавливают блок из огнеупорного материала, в котором выполнены центральная и боковые воронки, соединенные посредством каналов с центральным и боковыми щелевыми питателями. Устройство позволяет получать слитки из биметалла, предпочтительно нержавеющей и малоуглеродистой сталей.

Однако разливка любого металла с подачей его в верхнюю часть кристаллизатора сопряжена с рядом литейных факторов, отрицательно влияющих на качество поверхности непрерывного слитка. Практически нет возможности получать слитки без ужимин, заливин, неспаев, искажений профиля, поясов и др. дефектов. Об этом достаточно полно освещено в технической литературе. Удается получать хорошую поверхность отливки, когда металл в кристаллизатор или в изложницу подаются с нижней стороны его проема.

Наиболее близким решением этой проблемы является "Установка непрерывного литья намораживанием", которая может быть принята в качестве прототипа (см. заявку N 5016013/02/064-76).

Данная установка содержит кристаллизатор, заливочный узел, устройство для подачи металла в кристаллизатор с осевым каналом, верхняя ступень которого входит в полость кристаллизатора и выполнена конической. Все вместе взятое закреплено на монтажной плите и установлено на механизме качания, при этом отливка из кристаллизатора вытягивается вертикально вверх. Установка позволяет получать разнообразную продукцию в виде полных заготовок и готовых полых фасонных изделий из однородного металла.

Однако известная установка не предусматривает получение отливок из биметалла и не имеет для этого технических средств.

Целью данного предложения является получение полых заготовок и готовых полых фасонных изделий из биметалла.

Эта цель достигается тем, что в предложенной установке применен дополнительный заливочный узел, а плита из огнеупорного материала изготовлена в виде закладного сборного блока-распределителя металла в кристаллизаторе, при этом сменная огнеупорная насадка с вертикальным каналом (по ее центру) выполнены грибовидной формы.

На чертеже изображен общий вид установки, продольный разрез.

Установка состоит из приемной чаши 1 для металла А, приемной чаши 2 для металла Б, стопорных устройств 3, сборного огнеупорного блока-распределителя 4, сменной огнеупорной насадки 5, водоохлаждаемого кристаллизатора 6, монтажной плиты 7, механизма качания 8, валков тянущих клетей 9 и полой отливки 10.

Установка работает следующим образом.

Футерованные огнеупором приемные чаши 1 и 2 устанавливают и закрепляют на монтажной плите 7. На спланированный участок огнеупорной кладки, расположенной между приемными чашами, устанавливают и закрепляют сборный огнеупорный блок-распределитель 4. В центральное отверстие и в посадочное гнездо блока-распределителя 4 сажают и закрепляют огнеупорную насадку 5, а на периферийные участки блока-распределителя 4 устанавливают кристаллизатор 6, выверяют его установку по координатным осям совмещения с валками тянущих клетей 9 и закрепляют за обшивку металлического основания приемных чаш 1 и 2. Уплотняют места соединений. Заводят специальную затравку в валки 9 тянущих клетей и в кристаллизатор 6. Проверяют электрическую приводную часть установки на синхронизацию вращения тянущих валков 9 с движениями механизма качания кристаллизатора.

По окончании всех монтажных работ с помощью газо-воздушной горелки досушивают огнеупорную кладку приемных чаш, уплотнительные соединения блока-распределителя и огнеупорной насадки, а затем разогревают их до температуры, дающей возможность для приема расплава в установку и начала работы установки в горячем режиме.

В начале работы установки заполнение кристаллизатора 6 осуществляют до уровня погружения вырезов зацепа затравки в расплав. После некоторой паузы, необходимой для надежного схватывания расплава за вырезы зацепа затравки, включают электрическую часть привода валков 9 тянущих клетей и механизма качания 8. С этого момента наступает непрерывный процесс получения полых изделий из биметалла.

Необходимо отметить некоторые особенности одновременной подачи двух разнородных металлов в приемные чаши 1 и 2 и поступления их по различным зонам в кристаллизатор.

Один из металлов, предназначенный для получения более тонкого слоя в отливке, подают в ранее назначенную приемную чашу непрерывно, причем в сторого расчетном количестве в единицу времени, которое определяется в зависимости от запланированной толщины тонкого слоя в отливке и скорости вытягивания отливки из кристаллизатора. При этом не обращают особого внимания на уровни металла в приемных чашах.

Подача же металла в другую приемную чашу, предназначенного для основы отливки, регулируют с учетом поддержания уровней в приемных чашах на заданных отметках, которые обеспечивают необходимый уровень металла в кристаллизаторе.

Что касается регулирования размеров зон кристаллизаций разнородных металлов в кристаллизаторе, то они заранее определяются высотой положения головки насадки 5 в кристаллизаторе. Положение головки насадки изменяют за счет стояка (ножки) насадки. Если тонкий слой инородного металла в отливке намерены получать с поверхности отливки, то головка насадки на определенный размер должна быть опущена вниз; а если тонкий слой намерены получать с внутренней стороны отливки, то головку насадки поднимают вверх. В этом и заключается вся тонкость разливки двух инородных металлов в один кристаллизатор в отличие от обычной разливки одного металла.

Таким образом, после поступления сформировавшейся в кристаллизаторе 6 двухслойной отливки 10 в валки 9 тянущих клетей и удаления затравки с отливки установка приобретает рабочий режим.

Это значит, что в приемные чаши 1 и 2 одновременно поступают два разнородных металла А и Б. Металл А по горизонтальному каналу и центральному каналу насадки 5 поступает в верхнюю часть проема кристаллизатора 6. Металл Б по горизонтальному каналу и кольцевому каналу блока-распределителя 4 поступает в нижнюю часть проема кристаллизатора 6. Каждый из металлов образует свою зону кристаллизации, т.е. зоны А и Б.

В зависимости от объемов поступления металла в каждую из зон, а также от положения головки насадки в проеме кристаллизатора на его стенках намораживается двухслойная оболочка из металлов А и Б. В начале намораживания формируется оболочка из металла Б, а выше головки насадки 5 оболочка из металла А, которые повторяют форму проема кристаллизатора, соединены между собой воедино, образуют полую отливку из биметалла.

После извлечения отливки из кристаллизатора и прохождения ее через валки тянущих валков отливка поступает на участок разделки по размерам, а затем на зачистку и сортировку.

Насадка 5 является сменной закладной деталью. Она может быть заменена в процессе коротких остановок в работе, не прибегая к демонтажу установки, ограничиваясь только разделкой посадочного гнезда и закреплением новой насадки.

При возвратно-поступательном движении кристаллизатора, т.е. при движении его вверх с отливкой, не допускается кристаллизатору превышать скорость его движения с отливкой вверх, т.к. произойдет нарушение только что образовавшейся тонкой корочки отливки или разрушение огнеупорного блока-распределителя. При смене сортимента отливки меняются: кристаллизатор, насадка и форма валков тянущих клетей. При аварийных остановках или остановках на ремонт металл сливают через стопорные устройства по изложницам.

Установка позволяет получать разнообразную продукцию из биметалла, которая на порядок ниже цены продукции, отлитой из однородного метала, например из нержавеющей стали.

Использование: в установках для вертикального непрерывного литья полых биметаллических заготовок. Сущность: один из металлов в установке подается через центральное отвеpстие в ножке и головке грибовидной насадки, а второй поступает через кольцевой литниковый питатель, образующийся основанием ножки грибовидной насадки, закрепленной в основании сборного распределительного блока, и отверстием в верхней огнеупорной плите распределительного блока, на которой установлен и закреплен кристаллизатор, разнородные металлы к распределительному блоку подведены с помощью сифонных литниковых систем, задействованных, каждая из них, от своей металлоемкости, все узлы установки закреплены на монтажной плите, которая установлена на механизме качания. 1 ил.

Установка для вертикального непрерывного литья полых биметаллических заготовок, содержащая кристаллизатор и заливочные узлы, в виде двух сифонных литниковых систем, выходное отверстие одной из которых расположено выше другого и выполнено в насадке, размещенной в полости кристаллизатора по его центральной оси, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом качания и монтажной плитой над ним, на которой размещены кристаллизатор и заливочные узлы, при этом сифонные литниковые системы заливочных узлов объединены в сборный распределительный блок, в посадочное гнездо которого установлена насадка, выполненная сменной грибовидной формы с возможностью регулирования формы и размеров ее ножки.