Способ непрерывного горизонтального литья полых слитков и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к непрерывной разливке металлов, и прецназначено для формирования полой заготовки на машинах горизонтального литья.

Известен способ получения полых отливок, при котором в открытый с обеих сторон вертикальный кристаллизатор непрерьгано подают сверху песчаный стержень. Предварительно заформованный стержень снабжен знаками-цапфами для центрирования отдельных отрезков стержня друг относительно друга. Наружная поверхность отливки образуется рабочей поверхносгъю кристаллизатора (лентами), а внутренняя - песочным стержнем 11 Недостатком этого способа является затрудненный подвод металла в формообразующее пространство кристаллизатора. Кроме того, внутренняя поверхность отливки образована (Песочным стержнем, вследствие чего наблюдается унижение качества отливки за счет песчаных засоров, раковин и т. д.

: Наиболее близким по технической суцщости и достигаемому результату является способ непрерывного литья полых заготовок и устройство для его осуществления, включающее непрерывную подачу расплавленного металла в полость между кристаллизатором и дорном, после чего заготовку с затвердевшими внутренней и наружной оболочками, между которыми находится жидкий металл, вытягивают из кристаллизатора и заполняют ее внутреннюю полость порощком твердого материала. Порошок служит опорой для внутренней оболочки полой отливки и отводит тепло от жидкого металла за счет эндотермического превращения 2.

Недостатком известного технического решения является затрудненный подвод жидкого металла в формообразующее прострайство. Кроме того, при горизонтальном способе непрерывного литья наиболее целесообразным является периодический цикл вытягивания, т. е цикл: вытягивание - остановка. Такой цикл обуславливает и периодическую подачу твердото порошкового материала, что ведет к неодинаковой плотности порошка в рабочей зоне. Недостаточная плотность порошковйго материала ведет к прорьтам внутренней корочки Отливки жидким металлом, что способствует снижению качества получаемого слитка и нарушает стабильность процесса.

Цель изобретения - повышение стабильности процесса и улучшение качества слитка за счет обеспечения постоянной плотности порошка.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывного горизонтального литья полых слитков, включающему формирование полого слитка в кристаллизаторе, вытягивание его в частично затвердевшем состоянии

и подачу в полость слитка порошка, подачу порошка производят одновременно с вытягиванием слитка, со скоростью прямо пропорциональной скорости вытягивания слитка при неизмен5 ном объеме подаваемого и расходуемого пороШ ка.

Устройство для осуществления способа, содержащее металлоприемник, графитовый водоохлаждаемый кристаллизотор и дорн, дополни0 тельно содерхсит мундштук, снабженный изолирующей втулкой, а отношение внутреннего и наружного диаметров дорна составляет 0,770,84.

Ш фиг. 1 показан узел кристаллизации,

5 продольный разрез (в конце остановки перед подачей порошка и началом вытягивания отливки)на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (в конце вытягивания); на фиг. 3 - мундштук, продольный разрез (в начале остановки перед

0 подачей порошка, положение рабочего плунжера в конце вытягивания); на фиг. 4 - то же (плунжер находится В исходном положении).

Узел кристаллизации дяя непрерывного

литья полых заготовок содержит металлопри5 емник 1, к которому крепится водоохлаждаемый кожух 2, во внутреннкно коническую поверхность которого вставляется наружная графитовая втулка 3. Концент рично ей крепится полый дорн 4, продолжением которого являет0 ся мундштук 5. В мундштуке 5 совершает возвратно-поступательное движение плунжер б посредством гидравлического привода 7. Над мундштуком 5 располагается резервуар 8с порошком 9. Между мундштуком 5 и резерC ъуаром 8 расположена взол}о увщая поворотная втулка 10, которая посредством привода 11 изолирует рабочую полость мундштука 5. Пoзищif й 12 показан отливаемый слиток. . Устройство работает следующим образом.

Из металлоприемника 1 жидкий металл поступает в кольцевое пространство, обрадованное наружной графитовой втулкой 3 и полым дорном 4, в котором происходит частичное затвердевание слитка 12. При го|Я130нтальном

непрерывном литье наиболее целесообразным является режим пульсирующего вытягивания, т. е. режим: вытягивание - остановка. На фиг. 1 изображен узел кристаллизации в конце остановки. Полость мундштука 5 изолирована от резервуара 8 посредством поворотной изолнрующей втулки 10. Перемещение порошка 9 плунжером 6 в образующую полость слитка 12 . начинается одновременно с ее вытягиванием. При этом объем подаваемого и расходуемого порошка остается неизменным, вследствие чего

5 плотность порошка 9 одинакова во всем объеме, т. е. сохраняется равенство Vj Sj V2 Sj, где V, - скорость подачи порошка или скорость движенияплунжера; Vj - скорость вытягивания отливки;. Si - площадь рабочего сечения мундштука;Sj - площадь полости отливки. Тогда скорость Отношение BHjnrpeHHero и наружного диамет I ров Дорва 4 находится в пределах 0,77-0,84. Если это отношение больще 0,84, то зто ведет : к ослаблению сечения дорна 4 и может выI звать его поломку. Если это отнощение меньше iOf77, то зто ведет к затруднению подачи порош ка с нербходимой плотностью в полость слит-, ка 12, а также увеличивает ход плунжера б, что ведет к увеличению габаритов устройства. На фиг. 3 изображено положение плунжера 6 в конце вытягивания отливки 12. В момент остановки плунжер б возвращается в исходное положение, изолирующая поворотная втулка 10 поворачивается вокруг своей оси посредством привода 11 и из резервуара 8 -начинает поступать в полость порощок под необходимым : давлением (фиг. 4). После заполнения рабочей полости мундштука 5 втулка 10 поворачивается вокруг своей оси и изолирует рабочуюпо лость (фиг. 1). Затем шкл повторяется. Технико-зкономическая эффективность изобретения заключается в ста&шьйости процесса непрерывного литья пояых заготовок и улуч- шении качества отливок за счет обеспечения постоянной плотности порошка в рабочей зоне в процессе вытягивания отливки. .

1. Способ непрерывного горизонтального литья полых слитков, включающий формирование полого слитка в кристаллизаторе, вытягивание его в частично затвердевшем состояний е и подачу в полость слитка порошка, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса и улучшения качества слитка за счет обеспечения постоянной плотности порошка, подачу порошка производят одновременно с вытягиванием слитка со скоростью прямо пропорциональной скорости вытягивания слитка при неизменном объеме подаваемого и расходуемого порошка. 2. Устройство для непрерывного горизонтального литья полых слитков, содержащее металяоприемник, графитовый водоохлаждаемый кристаллизатор и дорн, о тли ч. а ющ е е е я тем, что, с целью повышения стабильности процесса и улучшения качества слитка, оно дополнительно содержит мундштук, снабженный изолирующей втулкой, а отношение внутреннесл го и наружного диаметров дорна составляет 0,77-0,84. 4 ;о to

//

Ч.У

c/y/y/vy/yд |

Фиг.5

W 5

tysykxx /W hS

Фut.i