МЕХАНИЗМ ДЛЯ ВЫТЯГИВАНИЯ СЛИТКОВ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С ОДНОВРЕМЕННЫМ ВРАЩЕНИЕМ ИХ ВОКРУГ ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ В МАШИНАХ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ Российский патент 2008 года по МПК B22D11/128 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению непрерывнолитых профилей равномерного круглого сечения, преимущественно на литейных машинах с горизонтальными кристаллизаторами, снабженными охлаждаемыми графитовыми вставками и не охлаждаемыми графитовыми дорнами, формирующими внутреннюю полость трубной заготовки.

Известен механизм для вытягивания литых профилей круглого сечения, обеспечивающий поступательное их движение в направлении вытягивания с одновременным вращением вокруг продольной оси слитка, включающий в себя приводные и прижимные ролики дисковой конфигурации с цилиндрическими рабочими поверхностями, установленные так, что плоскости их вращения повернуты под углом к образующим наружной цилиндрической поверхности слитка (Эрхард Германн. «Непрерывное литье». Справочное издание, перевод с немецкого. - М.: «Государственное научно-техническое издательство по черной и цветной металлургии», 1961 г., с.428, рис.1331). В отличие от общераспространенных на практике механизмов вытягивания, сообщающих слиткам круглого сечения только поступательное продвижение от кристаллизатора (например по схеме рис.2 на с.501 «Специальные способы литья», Ефимов и др., М.: «Машиностроение», 1991), такой способ вытягивания слитка путем «вывертывания» его из кристаллизатора позволит отливать через горизонтальный кристаллизатор с не охлаждаемым графитовым дорном полые заготовки кольцевого сечения (труба) и из высокотемпературных сплавов, в частности из чугуна, а при литье из цветных сплавов увеличивает ресурс эксплуатации дорна до его обрыва. Кроме того, проворачивание слитка при вытягивании исключает неравномерное изнашивание графитовой вставки кристаллизатора и дорна (верх-низ) и, соответственно, искажение профиля непрерывнолитой заготовки.

Известный механизм имеет следующие недостатки:

- ограниченные технологические возможности по минимальной толщине стенки вытягиваемой трубной заготовки из-за того, что точечный контакт с ее поверхностью цилиндрического обода роликов при необходимом усилии прижима может привести к деформации тонкостенного профиля;

- из-за пересекающихся в пространстве осей вращения тянущих роликов в этой конструкции механизма значительно усложняется устройство единого привода их вращения - проще предусмотреть отдельные приводы для каждого ролика (с соответствующими издержками при изготовлении и эксплуатации этого известного механизма).

Целью предлагаемого технического решения является увеличение геометрического места точек контакта между поверхностью слитка и рабочей поверхностью тянущего ролика при их взаимодействии, а также упрощение привода вращения роликов.

Указанная цель достигается установкой приводных и прижимных роликов валковой конфигурации с осями вращения, параллельными направлению вытягивания слитка, при этом рабочие поверхности роликов выполнены в виде витков нестандартизированной цилиндрической резьбы с крупным прямоугольным или трапецеидальным профилем и большим углом подъема витков (шагом).

Приводные ролики снабжены механизмом их разведения - сведения для настройки литейной машины на разные диаметры отливаемых слитков.

Предлагаемая конструкция механизма для вытягивания слитков в машине непрерывного литья в варианте с горизонтальным кристаллизатором изображена на фиг.1, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, где

1 - металлоприемник;

2 - кристаллизатор с дорном;

3 - слиток полый;

4 и 5 - ролики приводные, снабженные зубчатыми венцами по торцам со стороны привода;

6 - ролик прижимной;

7 - промежуточная шестерня передачи вращения роликам 4 и 5;

8 - шестерня приводная;

9 - привод;

10 - станина;

11 - рычажной механизм разведения - сведения роликов 4 и 5 (оси поворота рычагов, несущих ролики 4 и 5, соосны с центром вращения шестерни 7);

12 - коромысло;

13 - привод подъема коромысла с прижимным роликом 6.

Машина непрерывного литья слитков круглого сечения через горизонтальный кристаллизатор, оснащенная механизмом вытягивания предлагаемой конструкции, работает следующим образом.

При незаполненном металлоприемнике 1, приподнятом прижимном ролике 6 и разведенном положении приводных роликов 4 и 5 проставляется в кристаллизатор 2 затравка соответствующей слитку конфигурации, затем механизмом 11 сводятся приводные ролики 4 и 5 до рабочего контакта их витков с поверхностью затравки в выверенном и зафиксированном горизонтальном ее положении. После этого опускается на затравку прижимной ролик 6 и производится заполнение расплавом металлоприемника 1. После заполнения металлоприемника до технологически оптимального уровня и необходимой выдержки на время образования закристаллизовавшихся корок на вставке и дорне кристаллизатора 2 включается вращение приводных роликов 4 и 5 (непрерывное или дискретное) в указанном на фиг.2 направлении от единого привода 9 через шестерни 8, 7 и зубчатые венцы, принадлежащие роликам 4 и 5.

Винтовое взаимодействие рабочих поверхностей этих роликов вначале с затравкой, а потом со слитком при протяженном линейном контакте по образующим их цилиндрических поверхностей обеспечивает одновременное с поступательным движением круглой заготовки ее вращение (при прерывистой вытяжке - проворачивание) от единого привода, с предотвращением деформирования тонкостенных полых профилей.

Изобретение может быть использовано при непрерывной разливке, преимущественно на литейных машинах горизонтального типа. Механизм вытягивания слитков содержит вращающиеся приводные и прижимные валки. Оси вращения валков расположены параллельно образующим цилиндрической поверхности круглого слитка, а их рабочие поверхности выполнены в виде витков нестандартной цилиндрической резьбы с прямоугольным или трапецеидальным профилем. Винтовое взаимодействие рабочих поверхностей валков со слитком при линейном контакте по образующим их цилиндрических поверхностей обеспечивает поступательное движение заготовки и ее вращение (при прерывистой вытяжке - проворачивание) от единого привода, что упрощает его конструкцию. Предотвращается деформация тонкостенных полых слитков. 2 ил.

Механизм вытягивания слитков круглого сечения с одновременным вращением их вокруг продольной оси в машинах непрерывного литья металлов и сплавов, содержащий вращающиеся приводные и прижимные валки, отличающийся тем, что оси вращения валков расположены параллельно образующим цилиндрической поверхности слитка, а рабочие поверхности валков выполнены в виде витков нестандартной цилиндрической резьбы с прямоугольным или трапецеидальным профилем.