Способ центробежного литья прокатных валков Советский патент 1987 года по МПК B22D13/02 

ного коэффициента 50 - 150. После образования рабочего слоя 5 валка заливают в две стадии жидкий металл сердцевины 3 и шеек 1 валка, при этом на nepisoH стадии жидкий металл подают на внутреннюю поверхность затвердевшего рабочего слоя 5 валка при вращении формы со скоростяьда, соответствующими значениям гравитационного коэффициента 0,03 - 0,14 от значения гравитационного коэффициента

1

Изобретение относится к литейн6 му производству, в частности к центробежному литью валков в формах с вертикальной и наклонной осями вращения.

Цель изобретения - улучшение качества литых валков за счет уменьшения разрушения литейной формы струей металла. .

На фиг. 1 показана литейная форма во время заливки бочки валка через заливочное устройство с боковым сливом; на фиг. 2 - то же, на первой стадии заливки сердцевины и шейки валка- через заливочное устройство с боковым сливом, форма свободной поверхности (защитного слоя) при скорости вращения, соответствующей гравитационному коэффициенту более 0,14 от значений гравитационных коэффициентов при заливке бочки; на фиг. 3 - форма свободной поверхности (защитного слоя) при скорости вращения, соответствующей гравитационным коэффициентам в пределах 0,03 - О,14 от .значения гравитационного коэффи- при заливке бочки; на фиг.4 - литейная форма на второй стадии заливки сердцевины и щейки валка через заливочную воронку.

При заливке рабочего слоя бочки валка составная форма вращается вокруг вертикальной оси. Форма свободной поверхности залитого металла, представляющего параболоид вращения, определяется формулой

7 -

со г

2g

при заливке рабочего слоя 5 валка. Первую стадию осуществляют до полного заполнения жидким металлом шейки 1 валка, который протекает спокойно по стенке формы 2 без разрушения ее после этого во второй стадии осуществляют заливку остального металла в неподвижную форму. Экономический эффект достигается за счет сокращения брака по песчаным раковинам. 4 ил.

где

-.Et g

К - гравитационньй коэффициент, характеризующий степень

воздействия на металл центробежных сил; г - расстояние от оси

вращения до свобод- ной поверхности;

g - ускорение свободного падения.

Скорость заливки не оказывает влияния на осуществление данного способа и зависит только от размеров отверстия заливочной сифонной трубы или воронки.

Гравитационный коэффициент при за- заливке рабочего слоя валка находится в пределах 50 - 150. Если сердцевину и шейки валка на первой стадии заливать металлом при той же скорости, что и рабочий слой, то весь жидкий металл расположится по рабочему слою почти параллельно. При уменьше-, НИИ скорости вращения до величины, соответствующей значению гравитационного коэффициента, равному 0,15

от значения его при заливке рабочего слоя, происходит совпадение диаметра окружности, образованной от пересечения нижней торцовой плоскости бочки валка с параболоидом вращения, и диаметра нижней шейки ,

(фиг. 2). При этом форма нижней шейки валка не защищена от разрушения (падающей струей металла). Если назначить скорость вращения так, чтобы величина гравитационного коэФфициента при заливке первой стадии серд- цевины составляла величину, меньшую чем 0,15 от гравитационного коэффициента при запивке бочки, то диаметр окружности, образованной от Пересе- чения параболоида вращения с торцовой плоскостью бочки валка, будет меньше, чем диаметр шейки .В этом случае металл постепенно стекает : вниз и заполняет форму шейки валка (фиг. 3).

Следовательно, вторую стадию заливки можно производить через воронку. Повреждения формы при этом не происходит, так как струя жидкого металла уже непосредственно не соприкасается с песчано-глинистой (зем- лянойО формой шейки.

При постепенном уменьшении гравитационного коэффициента до 0,03 за- щитный слой для формы шейки вьшол- няет свою функцию, однако при полной остановке враш,ения формы на первой стадии происходит размыв уже закристаллизованного рабочего слоя струей жидкого металла другого состава при заливке сердцевины, попадающего в одну точку.

Таким образом, оптимальным вариантом, когда выполняется основное услов.ие - создание защитного слоя на первой стадии заливки сердцевины и шейки, является соотношение гравитационных коэффициентов при заливке сердцевины с шейкой и при заливке рабочего слоя, находящееся в пределах 0,03 - О, 14.

Согласно предлагаемому способу в процессе заливки валка сначала произ водится заливка рабочего слоя бочки валка (фиг. 1). Для этого внутрь литейной формы валка, состоящей из ме- талл1Леского кокиля 4 и огнеупорных земляных форм верхней 7 и нижней 2 шеек валка, находящихся в металлической изложнице 6, установленной в опорных 11 и центрирующих 10 роликах вводится литниковая труба 8 с боко- вым сливом. Через нее подается от- дозированное количество жидкого металла во вращающуюся форму для формообразования рабочего слоя 5 валка. После этого заливают сердцевину 3 и шейку 1 валка в две стадии метал- лом другого химсостава.

На первой стадии -(фиг. 2 и 3) от- дозированное количество жидкого металла подают на внутреннюю поверхHofcTb затвердевшего рабочего слоя валка через сифонную трубу с боковым сливом. При этом вращение литейной формы производится со скоростью, соответствующей значению гравитационных коэффициентов, которое составляет 0,03 - 0,14 от значения гравитационных коэффициентов при заливке рабочего слоя валка. Во время первой стадии заливки полностью формируется нижняя шейка, а также часть сердцевины валка (фиг. 3).

На второй стадии (фиг. 4) осуществляют заливку остального металла через воронку 9 в неподвижную форму. Заливаемый металл попадает на промежуточный слой, в результате чего предотвращается размыв литейной формы шеек валка и наружного слоя.

Пример. При отливке металлургического валка с диаметром бочки валка 805 мм, высотой 2000 мм, диаметром шеек 450 мм, общей высотой с шейкой 4900 мм при толщине рабочего слоя 80 мм и разнотолщинности 15 мм между верхней и нижней частями бочки сначала отдозированное количество металла заливают через сифонную трубу при враиении сборной формы со скоростью Ы 10 с Гравитационный коэффициент при этой скорости вращения имеет значение К 133. Затем при отливке сердцевины и шейки на первой стадии заливают через эту же сифонную трубу защитный слой, объем металла которого равен объему наружного рабочего слоя.

Объем нижней шейки меньше, чем объем рабочего слоя. Поэтому при полном заполнении нижней шейки оставшийся металл может подняться- на наибольшую высоту О,88 м, не обнажая форму торцовой поверхности бочки.

Наибольшая скорость врашени я при этом составляет 00 2,7 , а гравитационный коэффициент - К 19,5.

Отношение гравитационных коэффициентов при заливке первой стадии сердцевины к гравитационному коэффициенту при заливке рабочего слоя имеет значение 0,15. При этом соотношение гравитационных коэффициентов металл не опускается вниз, что не обеспечивает точности геометрических форм шейки валка путем образования защитного слоя для предотвращения разрушения земляной формы струей металла в момент заливки и исключения

5 1

образования земляных раковин и заливов.

При уменьшении отношения гравитационных коэффициентов от О,14 и ниже высота поднятия металла начинает уменьшаться. Останавливать вращение формы на первой стадии запивки сердцевины и шеек нельзя, так как рас- плавленный металл из сифонной трубы, попадая в одно и то же место на рабочем слое, размывает его Поэтому ниж НИИ предел скорости вращения сборной формы валка при образовании защитного слоя на первой стадии заливки сердцевины и шеек соответствует отношению гравитационных коэффициентов, равному 0,03.

Если отношение .гравитационных коэффициентов находится в пределах 0,03-0,14, образуется сплошной защитный слой, которьй надежно гарантирует сохранение целостности литейной формы и получение заданных форм валка. Заливку остального металла осуще ствляют в неподвижную форму.

Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет решить пробле му защиты линейной формы от разрушения, в результате чего повьш1аются качественные показатели отливаемой заготовки валка, в частности полностью исключаются земляные раковины и заливы на поверхности шейки вал ка, образующиеся в результате разрушения литейной формы струей падающего металла.

Неисправимый брак по глубоким земпяным раковинам в районе шейки

297987 6

валка отсутствует полностью (при известных способах он доходит до 20 - 30%).

с Экономический эффект достигается за счет сокращения брака ,по песчаным раковинам.

Формула изобретения

Способ центробежного литья прокатных валков, включающий заливку жидкого .металла в литейную форму, скорость вращения которой соответствует значениям гравитационного коэффициента 50 - 150, для формообразования рабочего слоя валка и последующую заливку жидкого металла для формообразования сердцевины и шеек валков на затвердевший рабочий слой валка, отличающийс-я тем, что, с целью улучшения качества литых валков за счет уменьшения разрушения литейной формы струей металла,

заливку металла сердцевины и шеек осуществляют в две стадии, причем на первой стадии жидкий металл подают при вращении литейной формы со скоростями, соответствующими значениям

гравитационного коэффициента, составляющим 0 03-0jl4 от значения гравитационного коэффициента при формообразовании рабочего слоя валка, до полного заполнения жидким металлом

литейной формы нижней шейки валка, после чего на второй стадии осуществляют заливку остального металла в неподвижную литейную форму.

-3

Редактор О. Бугир

Составитель Ю., Яковлев

Техред М.Ходанчч Корректор С. Шекмар

Заказ 850/13 Тираж 741Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

Фиа

Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью валков в формах с вертикальной осью вращения. Цель изобретения - улучшение качества литых валков за счет предотвращения разрушения песчаной формы струей металла. По данному способу в вертикальную вращающуюся форму заливают жидкий металл для образования затвердевшего рабочего слоя 5 валка; форму вращают со скоростями, соответствующими значениям гравитацион(Л ю со. ;о оо //