Устройство для разливки металла Советский патент 1985 года по МПК B22D7/12 

СО

4 Ю 00 ел

Изобретение относится к литейному производству, а именно к вспомогательным устройствам для разливки металла.

Известно устройство для разливки металла, включающее корпус, прибыльную надставку,крышку-отражатель,размещенную на прибыльной надставке, и нагреватель Л .

Однако данное устройство характеризуется низким качеством слитков, обусловленным отсутствием возможности сконцентрировать тепловой поток от нагревателя вдоль фронта затвердевания, замедляя его продвижение в прибьшьной части слитка, в результате чего отсутствуют благоприятные условия для подпитки жидким металлом затвердевающих зон.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разливки металла, содержащее корпус, прибыльную надставку, размещенную на ней крьшку-отражатель, подую штангу, расположенную вдоль вертикальной оси устройства, дополнительный вогнутый отражатель, установленный на штанге, и нагреватель 2

Недостатком известного устройства является низкое качество слитков, вызванное отсутствием возможности равномерного регулирования положения фронта затвердевания.

Цель изобретения повьш1ение качества слитков путем регулируемого направленногообогрева вдоль фронта затвердевания.

Поставленная.цель достигается тем, что устройство для разливки металла, содержащее корпус, прибьшьную надставку, размещенную на ней крышку-отражатель, полую штангу, расположенную вдоль вертикальной оси устройства, вогнутый отражатель установленный на штанге,, и нагреватель, снабжено дополнительно двумя плоскими наклонными отражателями, один из которых установлен над верхним концом штанги, а другой закреплен на ее нижнем конце, при этом штанга имеет центробежный регулятор и выполнена с зеркальной обработкой внутренней поверхности и установлена с возможностью вращения относительно крьшпси, а вогнутый отражатель юарнирно закреплен на пкганге я посредством подвижной втулки и

шарнирных тяг связан с центробежным регулятором.

На фиг 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1

Устройство содержит корпус 1с прибыльной надставкой 2, на которой размещена крышка-отражатель 3, вы: олненная в виде усеченного конуса.

В верхней части 4 крышки-отражателя 3 в подшипниках 5 установлена полая штанга 6 с внутренней зеркальной поверхностью, связанная с электродвигателем 7, снабженным блоком

8питания и регулирования числа его оборотов

Нагреватель 9, представляющий собой оптический квантовый генератор, установлен горизонтально вне крьппки-отражателя 3. У верхнего конца штанги 6 на кронштейне 10 установлен плоский отражатель 11, а на ее нижнем конце на кронштейне 12 закреплен плоский отражатель 13. Вогнутый отражатель 14 закреплен на штатанге 6 посредством шарнирного соединения 15 и соединен посредством шарнирной тяги 16 и подвижной вт-лки 17 с центробежным регулятором 18, снабженным грузами 19. Между втулкой 17 и регулятором 18 установлена пружина 20 растяжения.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 с прибыльной надставкой 2 заполняют жидким металлом. По окончании разливки на прибыльную надставку 2 устанавливают крышку-отражатель 3. Затем включают нагреватель

9и злёктродвигатель 7. Скорость вращения задается блоком 8.

На чертежах тонкой сплошной линией показан ход луча от нагревателя 9 к поверхности зеркала металла, на которой при постоянной скорости вращения штанги он описьшает окружность а при плавном изменении ее скорости вращения движется по спирали Режим обогрева выбирают с учетом особенностей затвердевания каждого слитка (размеров, скорости затвердевания).

При изменении скорости вращения электродвигателя 7 изменяются центробежная сила, действующая на грузы 19 и положение вогнутого отражателя 14, определяющее величину радиуса круга, описываемого лучом. При полной остановке электродвигателя 7 луч направлен в осевую зону слитка

3

Наличие дополнительного отражателя, способного направлять излучение от нагревателя по заданной траектории, позволяет осуществить непрерывный регулируемый направленный обогрев вдоль фронта затвердевания, т.е. в области двухфазной зоны, где происзодит зарождение кристаллов, условия роста которых в значительной степени определяют структуру затвердевающих слитков и отливок. Обогрев вдоль фронта затвердевания прибыльной части, позволяет замедлить или, при достаточной мощности нагревателя, полностью остановить продвижение фронта затвердевания и развитие двухфазной зоны в верхней части отливок и слитков Х осуществляется направленное затвердевание), что способствует наиболее полному протеканию процессов подпитки жидким металлом затвердевакнцих объемов металла, перераспределению примесей и вьщелению газов, что приводит к значительному снижению усадочной рыхлости и пористости слитка.

Исследования показали, что создание направленного обогрева вдоль фронта затвердевания даже при ис342854

пользовании нагревателей одинаковой мощности позволяет уменьшить усадочную раковину на 15-20%.

Пои расположении нагревателя вне 5 плоскости коышки исключается действие на него высоких температур и вылеляющихся при затвердевании слитков газов, что способствует значительному увеличению срока службы нагревателя. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет использовать в качестве нагревателей мощные источники излучения, такие, например, как оптические квантовые генераторы,мощность которых в импульсном режиме может достичь десятков МВт. При значительном увеличении мощности нагревателя можно отливать слитки практически без усадочных раковин. При направленном обогреве по заданной траектории большая часть излучения от нагревателя падает на зеркало (крьпика-отражатель здесь уже не является основным направляющим элементом),

5 т.е. значительно увеличивается эффективность обогрева.

Экономический эффект от использования изобретения составляет около 250 тыс. руб. в год.

11 Ю

.19

УСТРСЙ1СТВО ДНЯ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА, содержащее корпус, прибыльную надставку, размещенную на ней крышку-отражатель, полую шт.ангу, расположенную вдоль вертийальной оси устройства, вогнутый отражатель. установленный на штанге, и нагреватель, отличающееся тем, что, с целью повышения качества слитков путем регулируемого натфавленного обогрева вдоль фронта затвердевания, устройство снабжено дополнительно двут плоскими наклонньЛи отражателя в1, одаи из установлен над Biepxmm концом агганги, а другой закреяяея на ее нижнем конце, при зтом итанга имеет центробежтай регулят ч :И вьюолнена с зеркальной обргйоткой внутренней поверхности и установлена с возможностью вращения относительно крыюш, а вогнутый отражатель вюряирно закреплен на штанге и посредством подвижной втулки и шар1шр ной тяги связан с центробежным регулятором.,