Устройство для отливки полых слитков Советский патент 1992 года по МПК B22D7/04 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению полых слитков литьем.

Известно устройство для получения полого слитка, содержащее пустотелую оправку, в которой размещен сердечник с кольцеобразным элементом, выполненным с вогнутой торцовой поверхностью, обращенной в сторону верхнего торца пустотелой оправки.

Использование данного устройства требует большого расхода сжатого газа. Это связано с тем, что в данной конструкции только газ производит отбор тепла от нагретых поверхностей пустотелой оправки и сердечника за счет создания обдувающего воздействия. Однако сжатый газ является малоэффективным охладителем, поэтому возникает необходимость длительной его подачи. От этого и возникает его большой расход.

Йаиболее близким к предлагаемому является устройство для получения полого слитка, содержащее поддон, изложницу с пустотелой оправкой, заполненной металлической стружкой, на которой установлен уплотняющий груз с кольцеобразным элементом, выполненным с вогнутой торцовой поверхностью, обращенной в сторону верхнего торца пустотелой оправки, а в нижней части поддона размещена заслонка для удержания стружки,

В таком устройстве сокращается расход сжатого газа, поскольку нагретая оправка передает тепло преимущественно металлической стружке, имеющей очень развитую поверхность, что благоприятно для эффективного охлаждения.

Однако наряду с достоинством известное устройство обладает и недостатками, заключающимися в сложности конструкции и неудобствах извлечения стружки из оправки.

Сложность конструкции объясняется наличием направляющей из двух частей под подвижную заслонку, элементов крепления, приямка или сварной металлоконструкции в виде опоры, соизмеримой по высоте со столбом стружки в пустотелой поправке.

Неудобства извлечения стружки из оправки связаны с необходимостью выталкивать вниз нагретую металлическую стружку при температуре 800-1000° С

Цель изобретения - упрощение конструкции и обеспечение удобства извлечения стружки из оправки.

Указанная цель достигается тем, что устройство для отливки полых слитков, содержащее поддон, изложницу с пустотелой оправкой, заполненной металлической стружкой, кольцевой элемент с вогнутой торцовой поверхностью, обращенной к оправке, и заслонку для удержания стр ужки, согласно изобретению снабжено стяжкой, размещенной в плоскости оправки между кольцевым элементом и заслонкой, при этом заслонка со стороны стружки выполнена с вогнутой кольцевой поверхностью и установлена с зазором в нижней части пустотелой оправки непосредственно на поддоне.

Наличие в полости оправки стяжки, вогнутая кольцевая поверхность заслонки, ее размещение с зазором относительно внутренней поверхности - это важные и связанные общим изобретательским замыслом признаки. Их совокупность позволяет отказаться от выталкивания из пустотелой оправки нагретой стружки вниз и перейти к более удобному ее извлечению вверх в связи с возможностью использования для этой операции грузоподъемного устройства. При

этом не требуется дополнительных затрат, а напротив, возникает неожиданный эффект - упрощается конструкция, поскольку при введении одной простой детали - стяжки - из устройства исключаются несколько более

сложных деталей, а именно: направляющая из двух частей с элементами крепления и сварная металлоконструкция в виде опоры или бетонный приямок.

На чертеже изображено устройство для

отливки полых слитков, общий вид.

Устройство содержит изложницу 1, установленную с надставкой 2 на поддоне 3. В изложнице 1 размещен сердечник, представляющий собой пустотелую оправку 4,

заполненную металлической стружкой 5, сверху которой установлен кольцеобразный элемент 6 с вогнутой торцовой поверхностью, обращенной в сторону верхнего торца пустотелой оправки 4, а снизу - заслонка 7.

Со стороны стружки 5 заслонка 7 выполнена с вогнутой кольцевой поверхностью, размещена с боковым зазором 8 (4-6 мм) относительно внутренней поверхности пустотелой

оправки 4 и непосредственно соединена с кольцеобразным элементом б посредством стяжки 9, например винта или шпильки.

Между изложницей 1 и пустотелой оправкой 4 залит расплавленный металл 10. Над надставкой размещен разливочный ковш 11.

Металлическая стружка 5 - это отходы, образующиеся на металлорежущих станках. Она может быть дробленой и вьюнообраз- ной, но без следов смазочно-охлаждающей жидкости и масла.

Для подачи хладагента через стружку 5 в поддоне 3 выполнены аксиальные отверстия 12. В качестве хладагента используется инертный или защитный газ типа азота или аргона.

Для извлечения нагретой стальной стружки 5 из пустотелой оправки 4 кольцеобразный элемент 6 выполнен со скобой 13 под крюк грузоподъемного устройства.

Между верхним торцом пустотелой оправки 4 и вогнутой поверхностью кольцеобразного элемента 6 равномерно размещены упорные прокладки 14 в количестве 3-4 шт. шириной 2-3 мм и толщиной 0.3 мм для образования кольцеобразной щели 15.

Сборка стержня может проводиться отдельно или в изложнице. Пустотелая оправка 4 занимает вертикальное положение. Внутрь ее на поддоне 3 устанавливают заслонку 7 со стяжкой 9. Полость пустотелой оправки 4 заполняют стружкой 5 с горкой, составляющей 40-60 мм над верхним торцом пустотелой оправки 4. На стяжку 9 над- евают кольцеобразный элемент 6 и устанавливают гайку, которую завинчивают до упора кольцеобразного элемента 6 в прокладки 14, вследствие чего происходит частичное сжатие стальной стружки 5.

Устройство работает следующим образом.

При установке разливочного ковша 11 над устройством через аксиальные каналы 12 or внешнего источника подают хлада- гент, который, проходя через боковой зазор 8, стружку 5 и кольцеобразную щель 15, отражается от вогнутой поверхности кольцеобразного элемента 6 и приобретает направление движения вниз, в изложницу 1t вытесняя из нее атмосферный воздух.

Из разливочного ковша 11 начинают выпуск расплавленного металла. Благодаря предварительной подаче хладагента обеспечивается защита струи металла с начала разливки и поверхности расплавленного металла 10 в изложнице 1 от взаимодействия с атмосферным воздухом.

С увеличением уровня расплавленного металла 10 пустотелая оправка 4 частично

оплавляется по наружной поверхности и в некоторой мере теряет механическую прочность. К моменту окончания разливки ме- таллостатическое давление становится максимальным. Но пустотелая оправка 4 не выпучивается внутрь, поскольку опирается на стружку 5, которая своим весом и упругими свойствами создает противодавление металлостатическому давлению и оказывает на пустотелую оправку охлаждающий эффект, который дополняется охлаждением с помощью газообразного хладагента. Такое охлаждение является благоприятным для образования и роста на наружной поверхности пустотелой оправки 4 корки затвердевающего металла, с ростом которой увеличивается механическая прочность пустотелой оправки 4 и начинают проявляться силы усадки. Пустотелая оправка 4 начинает медленно уменьшаться в диаметре, сжимая в радиальном направлении стружку 5, которая к этому периоду существенно утрачивает упругие свойства в связи с нагревом и исчерпывает свое назначение.

Потом скобу 13 захватывают крюком грузоподъемного устройства, комплект, содержащий стружку 5, кольцеобразный элемент 6, заслонку 7 и стяжку 9. извлекают из пустотелой оправки и прекращают подачу хладагента. Беспрепятственному извлечению стружки 5 из пустотелой оправки 4 способствует прежде всего температурный нагрев (800-1000° С), при котором стружка утрачивает упругие свойства и становится податливой. С этой точки зрения благоприятными являются также профиль заслонки 7 (ее вогнутая кольцевая поверхность), боковой зазор относительно внутренней поверхности пустотелой оправки 4 и связь с кольцеобразным элементом 6.

Дальнейшее охлаждение полого слитка осуществляется на воздухе. При температуре 750° С и менее полый слиток извлекают из изложницы 1.

Пустотелая оправка 4 становится его неотъемлемой внутренней частью, а стружка отправляется на переплав.

По сравнению с прототипом технико- экономическими преимуществами предложенного устройства являются упрощение конструкции и обеспечение удобства извлечения стружки из оправки использованием действующих грузоподъемных средств.

Формула изобретения.

Устройство для отливки полых слитков, содержащее поддон, изложницу с пустотелой оправкой, заполн енной металлической стружкой, кольцевой элемент с вогнутой торцовой поверхностью, обращенной к оправке, и заслонку для удержания стружки,

отличающееся тем, что, с цельюпри этом заслонка со стороны стружки выупрощения конструкции и удобства иэвле-полнена с вогнутой кольцевой поверхночения стружки из оправки, оно снабженостью и установлена с зазором в нижней

стяжкой, размещенной в полости оправкичасти пустотелой оправки непосредственно

между кольцевым элементом и заслонкой,5 на поддоне.

Устройство для отливки полых слитков. Использование: получение полых слитков и литых заготовок. Сущность изобретения: устройство содержит поддон 3, изложницу 1 с пустотелой оправкой 4, заполненной металлической стружкой 5 кольцевой элемент 6 с вогнутой торцовой поверхностью, обращенной к оправке, заслонку 7 для удержания стружки и стяжку 9, размещенную в полости