Надставная литниковая чаша Советский патент 1992 года по МПК B22C9/08 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к элементам литниковой системы, точнее к элементам, оформляющим входное отверстие для подвода расплавленного металла в полость литейной формы.

Известна литниковая система для заливки форм металлом, содержащая чашу, стопорную пробку, стояк, шлакоуловитель и питатели. Литниковая чаша представляет собой резервуар, вмещающий известный запас металла и служащий для приема расплава из ковша и задержания шлака. Чаши для средних и крупных отливок формуют в специальных чугунных или стальных рамках (а.с. СССР № 1031633. 1072983, В 22 С 9/08, 1983). С целью регулирования скорости заливки стояк выполняют коническим и в нем устанавливают стопор, используя который можно регулировать скорость металла при заполнении формы (а,с. СССР 328981, 1970). Литниковые чаши при правильном их устройстве хорошо улавливают и задерживают шлак, но они значительно увеличивают расход жидкого металла и применение их без

нужды не может быть оправдано (Дубицкий Г.М., Литниковые системы, М., 1962, с. 170- 177).

При заливке литейных форм металлоемкостью до 100 кг применяют литниковые воронки, выполняемые в верхней полуформе. (Могиле В.К., Лев О.И. Справочник ли- /гейщика. М., Машиностроение, 1988, с. 49). Изготовление и заливка форм на автоматических литейных линиях (АЛЛ) привело к широкому использованию литниковых воронок. Литниковые чаши трудоемки в изготовлении и установке, тяжелы и снижают технологический выход годного. Кроме того, короткий цикл изготовления форм на АЛЛ (обычная производительность линий 180,..240 ф/ч) не позволяет использовать литниковые чаши из-за дефицита времени.

При заливке форм из поворотных и стопорных ковшей даже при использовании за- ливочно-дозирующих установок, не всегда выдерживается точное попадание струи металла в литниковую воронку. Кроме того, неточное дозирование порции металла, особенно при переходе на другое нзимемовасл С

ч

х| О О

СА) СО

ние отливки, приводит к образованию заливов и коржей на верхнем ладу формы. Часто заливы достигают края опоки и приваривают к стенкам, что повышает трудоемкость подготовки опок к новому циклу.

Попадание заливов (скрапа) в механизмы АЛЛ в смесеприготовительной системы (СПС) приводит к их внезапному отказу. Например, на основе анализа статических данных, полученных на Кудянском литейном заводе (У ССР, Харьковская обл.), установлено, что около 20 % от общего количества простоев АЛЛ составляют внезапные отказы. Этому способствует то обстоятельство, что в 1 м3 отработанной смеси, взятой в чугунолитейном цехе КЗЛ, содержится от 30 до 15 кг металлического скрапа. Эта величина существенно зависит от числа одновременно формируемых отливок, их массы и конфигурации, от сложности литниковой системы и т.д.

Вероятность улавливания электромагнитными железоотделителями металлического скрапа в отработанной формовочной смеси различна. Она колеблется для частиц различной конфигурации от 14 % до 80 %. Так, например, вероятность улавливания частиц диаметром до 8 мм составляет всего 14 %, а их удельный вес в общей массе металлических включений достигает 10 %. Проведенные эксперименты показали, что только 75-80 % металлического скрапа удаляется магнитным сепаратором из отработанной формовочной смеси. Оставшиеся металлические включения либо уходят со смесью в отвал, либо возвращаясь попадают в механизмы АЛЛ и СПС и вызывают их поломку или остановку системы в целом. Например, остановка ленточного транспортера (из-за порезки лент скрапом), подающего горелочную смесь, приводит к остановке АЛЛ также, как и выход из строя любого другого агрегата линии. Случается выход из строя смешивающих бегунов из-за попадания скрапа под плужки, причем поломка стоек и плужков не вызывает остановки линии, тем не менее приводит к нехватке формовочной смеси, а затем к браку форм из-за несоблюдения длительности перемешивания ее компонентов. Частично устранить перечисленные выше недостатки позволяет заявляемое техническое решение - надставная литниковая чаша (НЛЧ).

Целью предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости и времени на изготовление, установку и последующую ликвидацию надставной литниковой чаши. Поставленная цель достигается тем, что на верхнюю рабочую поверхность собранной под заливку литниковой формы,, соосно

или эксцентрично со стояком устанавливают в специальное, например, кольцевое углубление цилиндрический элемент литниковой системы - надставную литниковую чашу. Она выполнена из огнестойкой бумаги или пенопластов, облицовочных огнеупорных материалов. Предназначена НЛЧ для концентрирования в ее замкнутом пространстве сплесков расплава в компактный слитой приваренный к металлу стояка (воронки). Таким образом, после заливки формы на ее ладу отсутствует скрап (т.е. металлические корольки, коржи и сплески), который трансформировался в надставной

литниковой чаше в компактный слиток.

Изготавливают НЛЧ из пенопластов, из низкосортной бумаги, обработанной анти- пиренами, или из специальной бумаги на основе неорганических волокон путем формовки или навивки бумажных полос на оправку с проклейкой слоев неограническим клеем. В качестве антипиренов (для пропит-. ки бумажной основы) могут быть использо- ваны, например, водные растворы

диаммонийфосфата, буры, жидкого стекла и др, После снятия НЛЧ с оправки на ее по- верхность должна быть нанесено огнеупорное покрытие (литейная краска) любым из известных способов: окунанием, капылением, квачом и т.д. В качестве связующего в красках могут быть использованы жидкое стекло, фосфатные клеи, кремнийорганиче- скиелакиидр. Наполнителями красокмогут служить порошки кварца, шамота, силлиманита, бентонита, графита и т.д.

Пенополистироловые НЛЧ могут быть изготовлены литьем под давлением на специальных автоматах, используемых в технологии литья по удаляемым моделям.

Материалом таких НЛЧ служит, например, пенополистирол марки ПСВ-ЛД (ТУ05-148- 81) с объемной массой 150-300 кг/м3 или марок ПС-Б, ПС-БС (ЛП № 1,1984, с. 21-22). НЛЧ покрывают слоем теплоизоляционной

краски, при достаточной толщине которой газификация начинается уже после образования прочной корки затвердевшего металла. Сушат НЛЧ, покрытые краской на . органическом растворителе, в течение 10- 15 мин, а при использовании водных красок

0 25-30 минут при температуре 80-85 С до содержания остаточной влаги 1,2... 1,5 %.

Устанавливают НЛЧ на собранную под заливку форму путем ее запрессовки (легким нажатием руки) в канавку (паз), выпол5 ненный, например, прессовой плитой при изготовлении верхней полуформы. Диаметр и высота НЛЧ, обеспечивающая удобство заливки формы и надежное концентрироваjwe сплесков в компактный слиток, должна

равняться 1,5-2,0 верхним диаметрам литниковой воронки.

Размеры литниковых воронок выбирают в зависимости от массы отливок. (См. Лилницкий А .М. Формовка вручную. Л., Машиностроение, 1981, с. 22-23), Толщины стенок надставной литниковой чаши выбирают в пределах 5-10 мм, а также в зависимости от металлоемкости форм, например, на формы емкостью до 50 кг устанавливают НЛЧ с толщиной стенки не менее 5 мм, на 100 килограммовые - более толстые (до 10 мм), В промежутке между 50 и 100 кг следует на каждые 10 кг металлоемкости формы толщины стенок НЛЧ увеличивать на 0,8-1,0 мм. Для четкой фиксации НЛЧ на верхнем ладу формы следует выполнить посадочную канавку глубиной равной 1/2...1/3 высоты надставной литниковой чаши. Заполнение жидким расплавом литниковой воронки может осуществляться до верхнего края формы, или даже превышать его на 1/3...1/4 высоты НЛЧ. Это обеспечивает повышенные металлостатический напор в форме без увеличения высоты верхней опоки, что весьма выгодно. Сразу после заливки происходит увеличение вязкости жидкого металла вследствие его соприкосновения со стенками НЛЧ. В процессе снятия перегрева в расплаве появляется твердая корочка, а в теле НЛЧ - новые поры и рыхлоты, После выбивки формы литниково-питающая система отделяется от отливки и отправляется на переплавку, где происходит окончательно догорание надставной литниковой чаши. Металлические корольки и сплески, прочно привариваются к стояку, не загрязняют формовочную смесь, не выводят из строя оборудование и не теряются в отвалах. Таким образом, приведенные выше аргументы позволяют утверждать, что заявляемое устройство соответствует критерию изобретения новизна.

По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение обладает рядом преимуществ как в технологическом, так и экономическом плане и проявляет новые свойства. Например, надставные литниковые чаши менее трудоемки в изготовлении и установке, имеют незначительную массу и легко удаляются после заливки форм. Кроме того, они легко вписываются в цикл работы автоматических литейных линий: НЛЧ легко и быстро устанавливаются и не требуют их снятия перед выбивкой форм, например, методом продавливания кома. Упрощается процесс регенерации отработанной смеси. Уменьшается брак отливок по неметаллическим и газовым включениям за счет установки фильтровальных сеток (Фирам-процесс) в НЛЧ.

Надставные литниковые чаши предотвращают простои АЛЛ и СПС по причине

5 попадания в них скрапа, а также уменьшают потери металла вместе с отработанной смесью, направляемой вотвал. Наконец, использование изобретения позволяет повысить технологический выход годного.

10 На чертеже изображена собранная литейная форма с НЛЧ.

В верхней полуформе 1 выполнена литниковая система, включающая стояк 2 с воронкой. Для компактного концентрирова15 ния сплесков металла в посадочную канавку 3 установлена НЛЧ с огнеупорным покрытием 5.

От использования заявляемого изобретения в чугунолитейном цехе № 2 Купянско0 го литейного завода может быть получен следующий экономический эффект. Исходные данные для расчета:

-в ЧЛЦ № 2 установлены три АЛЛ Ти- заг (ГДР) и одна СПС (смесеприготови5 тельная система);

-стоимость одной минуты простоя линии по недовыпуску продукции достигает по данным КЛЗ 25 руб;

-допустим, что внедрение изобретения 0 позволит уменьшить длительность простоев

А ЛЛ и СПС по вине скрапа на 1 ч в месяц (на базовом предприятии она составляет 6- 10 ч в месяц).

Тогда длительность безаварийной рабо- 5 ты оборудования увеличится в месяц и соответственно в год на:

3ч (3 линии Тизаг) + 1 ч (СПС) 4 ч;

4чх 12 48 ч.

Экономия средств за год составит: 0 48 ч х 60 мин х 25 руб 72000 руб.

Учитывая, что потери металла, вывози- //юго в отвал с отработанной смесью уменьшается примерно на 8 тыс. рублей в год. можно утверждать, что ожидаемый зконо- 5 мический эффект по одному литейному цеху достигнет 80 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

1.Надставная литниковая чаша, содержащая разрушаемый каркас, отличаю0 щ а я с я тем, что, с целью упрощения процессов выбивки формы и регенерации смеси, каркас выполнен из сгораемого материала.

2.Чаша по п,1,отличающаяся тем, 5 что, с целью снижения трудоемкости изготовления ее, каркас выполнен из пенополи- стирола.

3.Чаша по п.1, отл ича ю ща я с я тем, что каркас выполнен из бумаги, пропитанной антипиренами.

Использование: в литейном производстве для подвода расплавленного металла в полость литейной формы. Сущность изобретения: на верхний лад собранной под заливку формы соосно с литниковой воронкой устанавливают емкость - надставную литниковую чашу. Она выполнена из пенопла- стов или из огнестойкой бумаги и предназначена для формирования в ее замкнутом пространстве сплесков расплава в компактный слиток. 2 з.п, ф-лы, 1 ил.