Способ непрерывного литья чугунных тонкостенных труб и установка для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК B22D11/00 B22D11/14 

Изобретение относится к металлур гии, конкретнее к непрерывной разливке металлов и сплавов. Известен способ непрерывного литья чугунных тонкостенных труб, включающий подачу х идкого чугуна в охлаждаемый кристаллизатор с дорном нагрев дорна и вытягивание трубы. Установка для непрерывного литья чугунных тонкостенных труб содержит кристаллизатор с водяной рубашкой, графитовый дерн с устройством для его нагрева и направляющие и вытягивающие ролики С1 . Недостатком известного способа и установки для его осуществления является низкая надежность процесса литья из-за возможности прорывов металла и заклинивания дорна. Цель изобретения - повьииение надежности процесса литья. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывного литья чугунных тонкостенных труб, включающему подачу жидкого чугуна в охлаждаемый кристаллизатор с дорном, нагрев дорна и вытягивание трубы, в начале процесса литья нагревают верхний конец дорна, а , затем в кристаллизатор подают жидкометаллический охладитель, не . прекращая нагрева дорнао Установка для непрерывного литья чугунных тонкостенных труб, содержащая кристаллизатор с водяной рубашкой, графитовый дорн с устройством для его нагрева и направляющи и вытягивающие ролики, снабжена источником сжатого воздуха нейтрального газа, а кристаллизатор снабжен дополнительной рубашкой для жидкометаллического охладителя, при этом источник сжатого нейтрального газа соединен с верхней частью рубашки для жидкометешлического охладителя и резервуаром, соединенным с нижней , частью указанной рубашки На фиг. 1 представлена установка общий вид; на фиг. 2 - кристаллизатор, продольный разрез; на фиг. 3 то же, с положением фронта затвердевания в процессе литья, частичный разрез; на фиг, 4 - устройство для нагрева дорна, частичный разрез; на фиг.. 5 - система охлаждения криотгш лизатора, частичный разрез Установка для непрерывного литья чугунных тонкостенных труб (фиг. 1) содержит кристгшлизатор 1 с водяной рубашкой 2, графитовый дорн 3 с уст ройством 4 его нагрева и направляющие 5 и вытягивающие 6 ролики, Подвод металла в кристаллизатор 1 осуществляется из промежуточного ковша 7, установленного на раме 8, через литниковые каналы 9 и 10, Кри тгшлизатор 1 (фиг, 2), кроме водяно рубашки 2 с ребрами 11, имеет также рубашку 12 для жидкометаллического охладителя 13, нижняя часть которой соединена с резервуаром 14, содержащим металл с низкой точкой плавления, например олово, а верхняя часть - с источником 15 сжатого нейтрального газа. Верхняя часть резервуара 14 также соединена с источником сжатого газа. Рубашка 12 для жидкометгшлического охладителя запрессована внутрь водяной рубашки 2 и выполнена из металла или металлического теплопроводного сплава, например из меди с алюминиевым покрытием или покрытием хрома. Водяная рубашка выполнена из теплопроводного металла, например меди или стали, и снабжена трубопроводами для подачи и выпуска охладителяi Водяная рубашка 2 и рубашка 12 для жидкометаллического охладителя функционируют совместно и предназначены для обеспечения эффективного и равномерного охлаждения кристаллизатора 1 и формирующейся трубы 16, Графитовый дорн 3 выполнен в виде цилиндра с дном 17 и открытым верхом. Внутри цилиндра установлено устройство 4 для нагрева, выполненное, например, в виде индуктора, охлаждаемого водой, или нагревательного сопротивления. Индуктор намотан по спирали на внутренней стенке дорна, но не доходит до его дна 17, поэтому нижняя часть дорна всегда остается не нагреваемой. Дорн может иметь устройство 4 для его нагрева (фиг,4), i выполненное в виде нагревательного сопротивления 18 (полого графитового стержня ), изолированного от дна 17 дорна с помощью жаропрочного элемента 19, На фиг, 5 показан вариант выполнения установки, согласно которому резервуар 14 с жидкометаллическим охладителем расположен ниже кристаллизатора и при этом опорожнение рубашки 12 и резервуара 14 осуществляется просто под действием силы тяжести, когда трубопровод 20 соединен с атмосферой. И наоборот, заполнение рубашки 12 осуществляют путем сообщения трубопровода с источником сжатого газа, под действием которого жидкометаллический охладитель поднимается кверху, а воздух выходит в атмосферу через трубопровод . Способ непрерывного литья чугунных тонкостенных труб осуществляют следующим образом. Жидкий чугун из промежуточного ковша 7 через литниковый канал подают в.зазор между рабочими стенками кристгшлизатора 1 и стенками графитового дорна 3, где

формование тонкостенной трубы, которую вытягивают с помощью вытягивающи роликов 6. В начале процесса литья лагревают верхний конец дорна и при этом подают сжатый газ в рубашку 12 для жидкометаллического охладителя, вытесняя последний в резервуар 14. Так как рубашка 12 для жидкометаллического охладителя пуста, происходит также и нагрев кристаллизатора 1. После заполнения зазора между кристаллизатором и дорном жидкометаллический охладитель (олово) подают из резервуара 14 в рубгиику 12 и поддерживают в ней определенное давление. Благодаря нагреву верхнего конца дорна чугун, находящийся с ним в контакте, остается в жидком состоянии, а чугун, контактирующий со стенками кристаллизатора, охлаждаемыми водой и жидкометаллическим охладителем, охла)едается, таким образом получают фронт затвердевания, представляющий собой поверхность раздела между солидусом и

ликвидусом, имеющую форму усеченно р конуса (фиг. 3). Дополнительное охлаждение кристаллизатора жидког еталлическим охладителем обеспечивает равномерное распределение температуры по всей его.высоте, исключает Неравномерность, вызываемую воздушными прослойками, и предотвращает опасность разрывов и трещин формирующейся, трубы. Благодаря} про0 цессу усадки металла .стенки TpyQti отходят от стенок кристаллизатора, поэтому отсутствует сопротивление при вытягивании трубЫо Так как формирование оболочкитрубы на дорне

5 происходит только в его нижней части, исключено заклинивание дорна и трубы в зазоре мезвду стенками кристаллизатора и стенками дорна. Таким образом,можно получать тонко0 стенные чугунные трубы например трубу с наружным диаметром 170 и толщиной стенки 5мм ,не опасаясь растрескивания или разрывов, что обеспечивает высокую надежность процесса литья.

1. Способ непрерывного литья чугунных тонкостенных труб, включающий подачу жидкого чугуна в охлазвдаемый кристаллизатор с дорном, нагрев дорна и вытягивание трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности процесса литья, в его начале нагревают верхний конец §й&.г:с;-л/, .J дорна, а затем в кристаллизатор подают жидкометёшлический охладитель, не прекращая нагрева дорна. 2, Установка для непрерывного литья чугунных тонкостенных труб, содержащая кристаллизатор с водяной .рубашкой, графитовый дорн с устройством для его нагрева и направляющие и вытягивающие ролики, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности процесса литья, она снабжена источником сжатого нейтрального газа, а кристал- : лизатор снабжен дополнительной рубашкой для жидкометаллического охладителя, при этом источник сжатого нейтрального газа соединен с верхней частью рубашки для жидко(У) металлического охладителя и резервуаром, соединенным с нижней частью указанной рубашки.

, XV il УЧЧЧЧЧll N S члЧхУХ y.vot Ч lltMmi % M

(риг.5