Плита для бесстопорной разливки металлов Советский патент 1991 года по МПК B22D41/08 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к устройствам для разливки металла.

Цель изобретения - повышение срока службы огнеупорных плит за счет снижения термических напряжений.

На фиг.1 изображена предлагаемая плита, общий вид; на фиг.2 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3-экспериментальный график изменения температуры стенок вкладыша и матрицы, образующих кольцевой зазор.

Плита для бесстопорной разливки металла содержит вкладыш 1 из высокоогнеупорного материала, установленный в выемке матрицы 2 с совмещением оси отверстия основного вкладыша 1 с осью отверстия 3 плиты и с зазором 4 по части периметра между матрицей 2 и вкладышем 1, заполненным огнеупорным теплоизолирующим материалом. Плита снабжена дополнительнымвкладышем 5.

установленным в ее отверстии 3 с зазором 6, равным д , по отношению к матрице 2. Величина д определяется из следующего соотношения :

0,1 hi d h2|37Jp

где hi - толщина дополнительного вкладыша;

h2 - толщина основного вкладыша;

о и О2 - пределы прочности материала вкладышей соответственно на изгиб и сжатие.

Плита работает следующим образом.

Во время разливки жидкого металла тепловой пуск устремляется через вкладыши 1 и 5 к матрице 2. Кольцевой зазор 6, так же как и теплоизоляционный слой по части периметра вкладыша 1, оказывает большое сопротивление тепловому потоку На кольцевом зазоре 6 происходит падение части теплового потенциала, в результате чего установившиеся значения температур в хао о

4 4 О О

рактерных точках плиты изменяются, Ттэм- пература наружных стенок дополнительного вкладыша 5 (в точках А2, В2. С2,...) будет выше, а температура матрицы 2 (в точках AI. Bi, Ci,...) окажется ниже, чем в известной плите. Поэтому перепады температур в радиальном направлении во вкладыше 5 (между точками А2 и Аз, В2 и Вз, С и Сз,...) и матрице 2 (между точками А и AL В и Вт , С и Ci) уменьшаются. Поскольку термические напряжения пропорциональны перепадам температур, то их значение в указанных элементах плиты будет ниже.

Выполнение кольцевого зазора 6 между вкладышем 5 и матрицей 2 приводит также к снижению осевых напряжений во вкладыше 5 за счет его свободного удлинения при нагреве в сторону, противоположную рабочей поверхности плиты.

Результаты исследования граничных значений кольцевого зазора 6 представлены на фиг.З в виде графиков изменения средней температуры стенки вкладыша 5 в точках Аа, В2 и С2 (кривая I) и матрицы 2 в точках Ai, Bi. Ci (кривая II) от отношения величины воздушного зазора д к толщине стенки вкладыша.

При нулевом зазоре граница раздела вкладыша - матрица имеет температуру 1380°С. С увеличением отношения д /hi ус- тановившееся значение температуры вкладыша монотонно возрастает, а матрицы - резко убывает. При величине зазора 0.1 hi темп изменения температур становится очень малым и дальнейшее увеличение от- ношения д /hi практически не влияет на температурный режим огнеупорной плиты. Поэтому нижняя граница величины воздушного зазора принята равной 5Мин 0,1hi, Верхняя граница величины воздушного за- зора определена из условия прочности вкладыша. Поскольку опорной плиты в шиберном затворе является матрица 2, то под действием прижимногсРусилия на рабочей поверхности вкладыша 5 последний при боль-

шом кольцевом зазоре может разрушиться. Чтобы этого не случилось, максимальная величина кольцевого зазора должна быть

меньше значения

Л -hi 2 а1

Омакс - П2Ы- 0г

В таблице представлены замеры установившихся значений температур в характерных точках известной плиты и предлагаемой при ширине кольцевого зазора (5 10 мм. Испытаниям подвергались плиты с матрицей из спеченного магнезита и вкладышем из плавленого периклаза с содержанием 95% AlaOs.

Из таблицы следует, что перепады температур между точками Аа-Аз, и С2 Сз в предлагаемой плите на 38-45% меньше, чем в известной, а между точками A-Ai, B-B-I и С-С1 - на 69-73%. На такую же величину уменьшатся и термические напряжения, за счет чего срок службы плиты возрастает не менее чем в два раза и ее можно использовать для повторных разливок.

Формула изобретения

Плита для бесстопорной разливки металла, содержащая вкладыш из высокоогнеупорного материала, установленный в выемке матрицы с совмещением оси отверстия основного вкладыша с осью отверстия плиты и с зазором по части периметра между матрицей и вкладышем, заполненным огнеупорным и теплоизолирующим материалом, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы за счет снижения термических напряжений, она снабжена дополнительным вкладышем, установленным в ее отверстии с зазором д по отношению к матрице равным

0,,2Jfi|,

где hi - толщина дополнительного вкладыша;

,h2 - толщина основного вкладыша;

и 02 - пределы прочности материала вкладышей соответственно на изгиб и сжатие.

JL

Изобретение относится к металлургии, конкретно к оборудованию для разливки металла. Цель - повышение срока службы огнеупорных плит за счет снижения термических напряжений. Плита для бесстопорной разливки металла содержит основной вкладыш 1, расположенный в матрице 2, дополнительный вкладыш 5, установленный в отверстии 3 плиты с зазором 6, равным δ, который определяется из следующего соотношения: 0,1H₁≤δ*98H₂√2/3δ₁/δ₂, где H₁ - толщина дополнительного вкладыша

H₂ - толщина основного вкладыша

δ₁ и δ₂ - пределы прочности материала вкладышей соответственно на изгиб и сжатие. Использоние изобретения позволит уменьшить термические напряжения на 69 - 73%, за счет чего увеличится в 2 раза срок службы плит. 3 ил. 1 табл.

О

Фиг.1

Фиг.1