Устройство для горизонтального непрерывного литья круглых полых заготовок Советский патент 1991 года по МПК B22D11/45 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к устройству горизонтального непрерывного литья круглых полых заготовок.

Цель изобретения - повышение стабильности процесса литья.

На фиг. 1 изображено устройство для горизонтального непрерывного литья круглых полых заготовок, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Устройство содержит охлаждаемую рубашку 1, графитовую втулку 2, графитовый дорн 3 с рабочей поверхностью конической формы и фигурными каналами А для подачи расплава, полую затравку 5, установленную соосно с дорном и расположенную между втулкой и дорном, прокладку 6 из теплоизоляционного материала между дорном и затравкой и слой из гаэообразующего материала 7 между затравкой и втулкой, причем дорн установлен асимметрично относительно втулки, а внутренний радиус г затравки определяют по зависимости

г гд - (Ko-V К2 К1 )2-tga + КЛ , где гд - радиус дорна. м;

К0 - эмпирический коэффициент, рав- 3,034RBctg« .

п+Д;

ный

эмпирический коэффициент, рав«-

а - угол прямой конусности рабочей поверхности дорна, град.;

К - эмпирический коэффициент, равный 1,2 ... 1,3;

Л- толщина прокладки из теплоизоляционного материала, м;

Гц и RK - внутренний и наружный радиусы каналов для подачи расплава, м;

RB - внутренний радиус цилиндрической втулки, м;

п - число каналов для подачи расплава; центральный угол канала, град.

Дорн 3 имеет головку 8 цилиндрической формы, а каналы 4 расположены в головке симметрично. Втулка 2 снабжена кольцевой выточкой для размещения в ней головки 9 дорна.

Ось дорна смещена вверх относительно оси втулки на величину Ah с целью уменьшения разностенности полых заготовок при литье на максимальных скоростях. Водоох- лаждаемая рубашка 1 включает гильзу 9 с конусной внутренней поверхностью, кожух 10, крышку 11, патрубки 12 для подвода и отвода воды и фланец 13 для крепления рубашки к металлоприемнику (не показано). Гильза 9 выполняется из меди или латуни,

фланец 13 - из меди, остальные детали - из стали.

Устройство работает следующим образом.

После изготовления дорна 3 и каналов 4

в его головке 8 рабочая поверхность дорна покрывается прокладкой 6 из теплоизоляционного материала. Дорн устанавливается по плотной посадке в кольцевую вытачку

втулки 2. Затем устройство монтируется на лобовой стенке металлоприемника. Затравка 5, покрытая с наружной стороны слоем газообразующего материала 7, вводится в кристаллизатор до упора в коническую поверхность дорна. При запуске устройства расплав заполняет каналы 4 и полость кристаллизатора, а также пазы затравки, затвердевает в пазах и вблизи них.

Затем выполняется центровка вытягивающей штанги, во время которой холодный дорн прогревается. После включения привода устройства на рабочий ход сформировавшаяся полая заготовка циклически вытягивается из кристаллизатора, а в его полость через литейные каналы поступают свежие порции расплава. Через 2-4 цикла прокладка 6 разрушается и уносится заготовкой.В дальнейшем расплав поступает непосредственно на нагретую рабочую поверхность дорна.

Если величина г превышает расчетное

значение, полученное по зависимости, то затравка подходит недопустимо близко к головке дорна,что ограничивает обьем расплава, заполняющего полость, и не позволяет эффективно прогревать дорн. Если же величина г меньше расчетного значения, полученного по зависимости, то затргвка располагается недопустимо далеко от головки дорна, что не позволяет заполнять пазы

затравки расплавом без его значительного перегрева по сравнению с рекомендуемой технологией запуска,

Пример. Устройство для литья полых заготовок диаметром 60x7.5 мм из бронзы

Бр05Ц5С5, Конструктивные размеры втулки и дорна следующие: гк 0,0241 м, ,0301 м, п 4, A h 0,5 мм, а 50°, гд 0,024 м. Re 0,03035 м, А 0,0004 м, а 0°40 , Ко 3,00792, Ki 1,09140, г 0,0242 м.

Следовательно, наружный диаметр рабочего отверстия затравки 59,7 мм, а внутренний 48,4 мм. Такая затравка при установке в кристаллизатор обеспечивает оптимальное расстояние от нее до головки

дорна в пределах 30-40 мм.

Результаты опробования устройства приведены в таблице.

Использование предложенного устройства обеспечивает стабильный процесс непрерывного литья заготовок, экономию электроэнергии примерно на 80 кВт-ч и увеличение машинного времени в среднем на 2 ч/сут. Формула изобретения 1 Устройство для горизонтального непрерывного литья круглых полых заготовок, содержащее охлаждаемую рубашку, графитовую цилиндрическую втулку, графитовый дорн с рабочей поверхностью конической формы и фигурными каналами для подачи расплава, полую затравку, установленную соосно с дорном и расположенную между втулкой и дорном, и прокладку из теплоизоляционного материала, отличающееся тем, что, с целью повышения стабилизации процесса литья, дорн установлен асимметрично относительно втулки, а внутренний радиус г затравки определен по зависимости

r- - lЈvri TKl)2-tga+ KA , где гд - радиус дорна, м;

Ко - эмпирический коэффициент, рав- 3,034RBctgg .

Rk (ЗбОТ гд+Д1

ный

271,165Rt-rUn-«V

0

5

0

5

KI - эмпирический коэффициент, рзв- R| (Гд+Л)1 ,

ный-М5чэг-а. - угол прямой конусности рабочей поверхности дорна, град.;

К - эмпирический коэффициент, равный 1.2-1.3;

Д- толщина прокладки из теплоизоляционного материала, м;

г и RK - внутренний и наружный радиусы каналов в дорне для подачи расплава, м; RB - внутренний радиус цилиндрической втулки, м;

п - число каналов для подачи расплава; а 1 - центральный угол канала, град.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что прокладка из теплоизоляционного материала установлена между дорном и затравкой, а между затравкой и втулкой расположен слой материала, образующего при контакте с жидким расплавом газ

3.Устройство поп 2,отличающее- с я тем, что в качестве газообразующего материала использована бумага

Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - повышение стабильности процесса литья. Устройство содержит охлаждаемую рубашку 1, графитовую втулку 2, графитовый дорн 3 с рабочей поверхностью конической формы и фигурными каналами 4 для подачи расплава, полую затравку 5, установленную соосно дорну и расположенную между втулкой и дорном, прокладку 6 из теплоизоляционного материала между дорном и затравкой и слой из газообразующего материала 7 между затравкой и втулкой. Дорн размещен асимметрично относительно втулки, а внутренний радиус R затравки определяют по зависимости R = R_д - (K₀ - √K₀ - K₁)²TGΑ + KΔ, где R_д - радиус дорна, м

K₀ - эмпирический коэффициент, равный (3, 034R_в/271, 165 - R_к/(R_к - R_к)^.360/NΑ₁)^.CTGΑ/R_д + Δ

K₁ - эмпирический коэффициент, равный [R_в - (R_д + Δ)²/R_д + Δ]^.CTGΑ

Α - угол прямой конусности рабочей поверхности дорна, град

K - эмпирический коэффициент, равный 1,2...1,3

Δ - толщина прокладки из теплоизоляционного материала, м

R_к и R_к - внутренний и наружный радиусы каналов в дорне для подачи расплава, м

R_в - внутренний радиус цилиндрической втулки, м

N - число каналов для подачи расплава

α₁ - центральный угол канала, град. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Технические и эксплуатационные свойства

Прототип

Перегрев расплава в метэллопри- емнике над температурой ликвидуса сплаза, С

250-290

Стабильность запуска устройст- за, отношение числа успешных запусков к их общему числу (при литье тонкостенных попых заготовок)

Предлагаемое устройство

Результаты

Уменьшение перегрева обеспечивается оптимальным для данной конструкции кристаллизатора расстоянием до головки дорнз

Повышение стабильности достигается предотвращением контакта расплава в полости кристаллизатора с холодной рабочей поверхностью дорна, а также за счет уменьшения расстояние которое проходит распляв, прежде чем проникает в пазы затравки

Вид А

Фиг.2