Способ литья Советский патент 1988 года по МПК C22B9/18 B22D23/04 

00

ел ю

01 ND

Изобретение относится к области литейной технологии и может быть использовано в спецэлектрометаллургии для полумения фасонных отливок их элекрошлако «)го металла.

Известен способ литья, включающий накопление металла и заполнение литейной формы погружением ее в жидкий металл.

1елостатком способа является низкая ||р()и:шодительность процесса в связи с необходимостью выдержки литейной формы в жидком металле, по крайней мере до кристаллизации металла в верхней части вертикального канала, проходящего через форму.

За прототип принят известный способ литья, включающий накопление металла под слоем жидкого щлака и заполнение литейной формы расплавом металла и щлака.

Недостатком способа является контакт струи металла с атмосферой в процессе его слива, что понижает качество металла, способствует увеличению содержания в нем неметаллических включений и газов. Кроме того, в процессе слива струя металла со шлаком, обладая высокой кинетической энергией, затягивает щлак в нижнюю часть литейной формы, затрудняя его всплывание. В результате образуются экзотенные глобулярные щлаковые включения в наружных слоях отливки. Способ характеризуется низкой производительностью процесса.

Целью изобретения является повыщение качества металла и производительности способа.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе литья, включающем накопление металла под слоем жидкого щлака и заполнение литейной формы расплавом металла и щлака, согласно изобретению, литейную форму погружают в расплав и зачерпывают ею расплав металла и щлака.

Литейную форму заполняют в процессе накопления металла.

На фиг. 1, 2, 3 и 4 показаны этапы заполнения формы при черпании расплава поворотом формы; на фиг. 5, 6, 7 и 8 - этапы заполнения формы при черпании расплава вертикальным перемещением формы.

Сущность способа заключается в следующем.

При погружении формы 1 в расплав (фиг. 1), состоящей из щлака 2, наведенного на поверхности металла 3, форма 1 вначале проходит через жидкий щлак. При этом ее поверхность изнутри и снаружи покрывается слоем щлакового гарнисажа 4. Толщина этого слоя зависит от температуры щлака, температуры литейной формы и скорости прохождения формы через щлак. Теплоизолирующий слой щлакового гарнисажа на наружной поверхности формы предотвращает перегрев ее корпуса и приварку к нему жидкого металла. Гарнисаж .на внутренней поверхности литейной формы

исключает взаимодействие ее материала с металлом отливки и образование в последней поверхностных дефектов. Далее форму погружают в жидкий металл (фиг. 2) и набирают в нее порцию металла, соответствующую высоте отливаемого изделия.

Величина зачерпнутой порции металла определяется глубиной погружения формы в жидкий металл. И, наконец, при извлече НИИ формы с металлОМ из расплава эта форма снова проходит через щлак (фиг. 3),

с который заполняет остаток ее объема над .металлом.

После извлечения формы из расплава (фиг. 4) металл в ней кристаллизуется направленно, благодаря наличию градиента

0 температуры между стенкой формы и обогревающей щлаковой надставкой.

При погружении формы 1 в щлак 1 (фиг. 5) ее наружная поверхность покрывается слоем щлакового гарнисажа 4. После

Г того, как верхний край формы опустится ниже уровня щлаковой ванны, в форму начинает заливаться щлак (фиг. 6), образуя гарнисаж на ее внутренней поверхности. Количество щлака, попавщего в форму, зависит от скорости ее погружения. При

0 опускании формы в металл 3. (фиг. 7) последний вытесняет жидкий щлак и занимает полость формы. Величина порции металла зависит от времени пребывания формы в металлической ванне. После набора требуемой порции металла форму поднимают

5 вверх (фиг. 8), зачерпывая порцию щлака, объем которого равен остатку объема формы после заполнения последней металлом. В данном случае, также как и в случае черпания с поворотом формы, металл попадает в нее без контакта с окружаю0 щей атмосферой и затвердевает в щлаковом гарнисаже и под утепляющим действием щлаковой надставки.

Таким образом, заявляемый способ поз5 воляет полностью защитить литой металл от контакта с окружающей атмосферой и стенкой литейной формы при заполнении последней. Шлаковая надставка позволяет сформировать плотные отливки без усадочных дефектов. Все это обеспечивает 0 получение отливок высокого качества.

Сущность и эффективность способа поясняется на примере отливки прощивного дорна из высокопрочной стали.

Вес отливки 5 кг. В качестве копильника используется электрощлаковая печь с 5 огнеупорным плавильным пространством. Размеры плавильного пространства 750Х 150. В электрощлаковой печи ведут переплав расходуемого электрода диаметром 120 мм

с производительностью 500 кг/ч. Для плавки используют флюс марки АН-295, который подают в плавильное пространство с помощью дозатора. Расход флюса - 5 кг/ч. Электрошлаковую плавку ведут по прямой схеме на жидком старте. Черпание металла 3 и шлака 2 формами 1 осуществляют одновременно с плавкой металла. Глубина погружения форм в металл - 80. ммподдерживается постоянной с помощью системы слежения., Охлаждение форм производят врздухом в процессе их поступательного перемещения. Извлечение отливки осуществляют при повороте формы. Производительность литья равна производительности плавки и составляет 500 кг/ч или 100 отливок в час.

Использованиеспособа позволяет получить за счет шлакового гарнисажа гладкую поверхность отливок, а за счет утепляющей щлаковой надставки - плотную структуру без усадочных дефектов. Отказ от прибылей и дополнительной обдирки отливок повышает выход годного, в частности при производстве прощивных дррнов, в 2 раза (с 0,4 до 0,8). В 2 раза снижаются потери металла и в 1,5 раза - трудоемкость механической обработки литых заготовок.

Высокая чистота металла, полученного по заявляемому методу, повышает механические свойства литой стали в среднем в 1,2-1,4 раза и долговечность работы изделий в 1,5 раза.

1. СПОСОБ ЛИТЬЯ, включающий накопление металла под слоем жидкого шлака н заполнение литейной формы расплавом металла и шлака, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла и производительности способа, литейную форму погружают в расплав и зачерпывают ею расплав металла и шлака. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что литейную форму заполняют в процессе накопления металла.

Фиг /

Фиг. 2.

фиг. 5

Фш.6

фиг.

Фиг. 8