Способ центробежного литья прокатных валков с шейками Советский патент 1988 года по МПК B22D13/00 

11364391

Изобретение относится к литейному производству, а именно к технологии литья прокатных валков центробежным способом и является усовершенствованием известного изобретения по авт. св. № 1156835.

Целью изобретения является снижение брака валков по засорам.

В процессе вращения формы с номи- Q нальной частотой после ее сборки в вертикальном положении происходит окончательная притирка ее элементов . Сор и остатки формовочной смеси

2

основания, менее 1,02 минимального диаметра нижней шейки, то сор и остатки формовочной смеси не вмещаются и.задерживаются в полости. При увеличении максимального диаметра конической полости более 1,04 минимального диаметра нижней шейки уменьшается толщина слоя формовочной смеси и увеличивается объем полости и соответственно расход металла.

При угле наклона боковой поверхности конической полости й( arctg

1ш

под действием силы тяжести (Р m-g) 15 3,2 возникающие в результате прорасполагаются в области нижней шейки (на дне формы) и под действием центробежных сил (Р ) , направленных радиально от оси вращения, смещаются на периферию (в коническую полость). При уменьшении частоты вращения формы ниже номинальной может произойти смещение остатков смеси в рабочую зону нижней шейки. Завьш1ение частоты вращейия более номинальной технологически нецелесообразно, поскольку способствует образованию трещин и засоров в отливке и вызЬшает вибрацию центробежной машины, что приводит к му износу.

Для осуществления способа центробежного литья прокатных валков с шейками используется литейная форма, содержащая корпус с вставленной втулкой, формирующей бочку валка, по обеим сторонам которой установлены опоки для шеек валка, изготовленные из формовочной смеси и торцовые крьш1ки.

20

дольной и поперечной усадки заготовки валка напряжения приводят к образованию трещин или отрыву шеек,

а при. угле о( arc tg 4,

dwutf Ul

25

И остатки формовочной смеси не удерживаются в указанной полости под действием центробежных сил и смещаются по боковой поверхности нижней шейки в область бочки, что приводит к браку по засорам рабочего слоя отливаемого валка.

Отличают листопрокатные валки с

ее преждевременно- з( диаметром бочки 505 мм, длиной бочки 1470 мм, общей длиной 3640 мм и массой 3,3 т.

Для формовки шеек отливаемых валков используют формовочную смесь следующего состава, %:

Отработанная смесь 83 Гусаровский песок 12 Огнеупорная глина 5 Смесь имеет следующие физико-ме3

футерованные графитно-шамотными встав-4( ханические свойства:

ками и фиксируемые замками. В опоке для нижней шейки валка у ее основания выполнена кольцевая коническая полость, предназначенная для концентрации остатков сора и формовочной смеси, максимальный диаметр которой составляет 1,02-1,04 минимального диаметра нижней шейки, а угол наклона боковой поверхности полости определяют по формуле

с( arctg (3,2-4,0)Ь,

QWUH ш

где liu - длина нижней шейки, мм; d/4UM ш минимальный диаметр нижней шейки, мм.

Если максимальньш диаметр конической полости, выполненной в форме (опоке) для нижней шейки валка у ее

Газопроницаемость, см/мин. 70-90 Прочность, кг/см 0,25-0,35 Влажность, %6-8

Собранную на стенде и подготовлен- 45 ную к заливке форму устанавливают в вертикальном положении на центробежную машину и придают ей вращение. .Расчет номинальной частоты вращения для -отливки листопрокатных двухслой- 50 ных валков проводят по формуле

п 300

€

(1)

55

где К - гравитационный коэффициент

(К 30-45);

г - радиус внутренней поверхности отливки, см.

Для толщины рабочего слоя отливаемых листопрокатных валков в 60 мм

2

основания, менее 1,02 минимального диаметра нижней шейки, то сор и остатки формовочной смеси не вмещаются и.задерживаются в полости. При увеличении максимального диаметра конической полости более 1,04 минимального диаметра нижней шейки уменьшается толщина слоя формовочной смеси и увеличивается объем полости и соответственно расход металла.

При угле наклона боковой поверхности конической полости й( arctg

1ш

,2 возникающие в результате про

дольной и поперечной усадки заготовки валка напряжения приводят к образованию трещин или отрыву шеек,

а при. угле о( arc tg 4,

dwutf Ul

Газопроницаемость, см/мин. 70-90 Прочность, кг/см 0,25-0,35 Влажность, %6-8

Собранную на стенде и подготовлен- 45 ную к заливке форму устанавливают в вертикальном положении на центробежную машину и придают ей вращение. .Расчет номинальной частоты вращения для -отливки листопрокатных двухслой- 50 ных валков проводят по формуле

п 300

€

(1)

55

где К - гравитационный коэффициент

(К 30-45);

г - радиус внутренней поверхности отливки, см.

Для толщины рабочего слоя отливаемых листопрокатных валков в 60 мм

31

радиус внутренней поверхности составляет 19,25 см, а номинальная частота вращения формы при усредненном гравитационном коэффициенте (К 38) составляет 425 об/мин. При достижении номинальной частоты вращения форму переводят в горизонтальное положение и производят заливку дозированного количества металла рабочего (наружного) слоя. Температура заливки составляет 1320-1340 С. Химический состав металла рабочего слоя определяют в результате экспресс-анализа. Темпера

туру ликвидуса и солидуса заливаемого 15 тавляющем Ацин-ш - 450 мм, максинапьметалла рабочего слоя определяют по формулам (2) и (3).

Т;, 1599-107 7oC-26,6 %Si-61,4 %P + +9,7 %Mn+7,6 %Si+0,5%Ni-2 1,7%Сг; (2)

Теол Т;,-(453,4-433,8)

СГТ

4,3-0,33(%Si+%P) ,Л Температура солидуса чугуна, применяемого для отливки валков, составляет 1013-1136 0. Контроль температуры свободной поверхности залитого металла рабочего слоя осуществляют радиационным пирометром ТЕРА-50, сблокированным с регистрирующим потенциометром. При достижении свободной поверхностью залитого металла наружного (рабочего) слоя заданной температуры (на 20-49 С ниже солидуса) увеличивают частоту вращения формы в 1,1-1,15 раза от:номинальной и производят заливку 10-15% металла внутреннего слоя. Это необходимо для формирования контактного слоя требуемой расчетной толщины. Температура заливки металла внутреннего слоя 1300-1340°С.

Заливку металла внутреннего слоя в объеме 45-50% производят при наклоне формы к горизонтальной оси на 30- 43°, при этом частота вращения формы составляет 0,05-0,20 от номинальной.

20

ный диаметр кольцевой конической полости находится в пределах 459-468) мм Г(1,02-1,04)djKt/Huv J , а угол наклона боковой поверхности полости, определяемой по формуле oi. arctg(3,24,0).

1ж.

dMuHw

при длине нижней шейки 1ш, равной 800 мм, находится в 25 пределах (80-82) . Сор и остатки формовочной смеси, располагакнциеся на дне формы при ее вертикальном положении, по достижении номинальной частоты вращения смещаются на периферию 30 и сконцентрируются в кольцевой конической полости.

При заливке второй порции металла внутреннего слоя под углом 30-45 полость с остатками сора и формовочной смеси заполняется жидким металлом. Образовавшиеся на наружной поверхнос-- ти нижней шейки в области полости за- соры удаляются механической обработкой.

35

40

45

Формула изобретения

Способ центробежного литья прокатных валков с шейками по авт. св. № 1156835, отличающий- с я тем, что, с целью снижения брака валков по засорам, перед заливкой расплава слоя форму вращают с номинальной частотой в вертикальном положении.

Доливку оставшейся части металла внутреннего слоя, формирующей прибыльную часть валка, производят при остановке формы в вертикальном положении до придания окончательных размеров отливке.

После полного затвердевания металла в форме ее устанавливают на стенд и производят разборку для последующей подготовки ее элементов к заливке.

При минимальном диаметре нижней шейки отливаемого валка ММК, сое

ный диаметр кольцевой конической полости находится в пределах 459-468) мм Г(1,02-1,04)djKt/Huv J , а угол наклона боковой поверхности полости, определяемой по формуле oi. arctg(3,24,0).

1ж.

dMuHw

при длине нижней шейки 1ш, равной 800 мм, находится в пределах (80-82) . Сор и остатки формовочной смеси, располагакнциеся на дне формы при ее вертикальном положении, по достижении номинальной частоты вращения смещаются на периферию и сконцентрируются в кольцевой конической полости.

При заливке второй порции металла внутреннего слоя под углом 30-45 полость с остатками сора и формовочной смеси заполняется жидким металлом. Образовавшиеся на наружной поверхнос-- ти нижней шейки в области полости за- соры удаляются механической обработкой.

Формула изобретения

Способ центробежного литья прокатных валков с шейками по авт. св. № 1156835, отличающий- с я тем, что, с целью снижения брака валков по засорам, перед заливкой расплава слоя форму вращают с номинальной частотой в вертикальном положении.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к технологии литья валков сорто и листопрокатных станов центробежным способом, и является дополнительным к а.с. № 1156835. Цель изобретения - снижение брака валков по засорам. Это достигается тем, что перед заливкой расплава наружного слоя форму предварительно вращают с номинальной частотой в вертикальном положении. Литейная форма для осуществления способа снабжена кольцевой конической полостью, расположенной в форме для нижней шейки валка у ее основания. При этом максимальный диаметр полости составляет 1,02-1,04 минимального диаметра нижней шейки, а угол наклона боковой поверхности полости определяют по формуле оС arctg(3,2-4,0)Wd jHHu/ , где lui - длина нижней шейки, м; минимальный диаметр нижней шейки, мм. Сор и остатки формовочной смеси, осыпавшиеся на дно формы при вращении ее, перед заливкой наружного слоя в вертикальном положении, под действием центробежных сил смещаются на периферию и концентрируются в кольцевой конической полости. ш (f,