Способ изготовления слитков на разливочной конвейерной машине Советский патент 1993 года по МПК B22D5/04 

Изобретение относится к металлургии, а именно к разливке чугуна на конвейерной машине.

Целью изобретения является увеличение стойкости изложницы, улучшение качества дтливок и увеличение производительности.

Сущность способа заключается в следу- кЬщем. В мульды конвейерной машины за- .Кивают жидкий металл и по мере Перемещения изложниц осуществляют ох- л аждение водовоздушной смесью поверхностей изложниц и отливок.

На начальном участке конвейера, равном 0,2-0,3 его длины L, водовоздушную сМесь подают на изложницы снизу, а на следующем участке от 0,2-0,3 до 0,7-0,8 его дрины эту смесь подают на изложницы и о|ливки сверху, причем расход охладителя увеличивают от границ зоны верхнего ох- л&ждения до максимальной величины, а расход воздуха уменьшают до минимальной величины на участке 0,55-0,65 длины конвейера. Кроме того на начальном участке зоны верхнего охлаждения, составляющем 0,005-0,1 длины конвейера, на поверхность изложниц и отливок подают поток сжатого воздуха со скоростью 8-10 м/с,

Охлаждение изложницы снизу до (0.2- 0,4) L способствует выходу газовых пузырей и неметаллических включений на поверхность отливки, что обеспечивает улучшение ее качества, с другой стороны орошение снизу интенсифицирует процесс охлаждения, способствуя отвердеванию и охлаждению нижней части отливки. Орошение изложницы снизу за участком (0,2-0,3) L нецелесообразно, так как к 40-ой секунде нижняя часть оболочки отливки достигает толщины 5-7 мм, что в совокупности со стенкой изложницы и теплоизолирующим слоем извести на поверхности контакта изложница-отливка составляет слой до 40 мм. имеющий значительное термическое сопротивление. К 40- й. секунде, что соответствует (0,2-0.3) L при

ел С

со

О

кэ

Ы

i-N |-j

00

иповой длине конвейера 42-43 м и скоро- тях до 16 м/мин. верхняя часть отливки за чет лучистого теплообмена отвердевает на глубину в несколько миллиметров, что ознаает невозможность дальнейшего всплытия на поверхность неметаллических включений и обуславливает возможность начала верхнего охлаждения. Начало верхнего охлаждения и прекращение нижнего на (0,2-0,3) L позволяет предотвратить переохлаждение собственно изложницы, при весьма незначительном охлаждении отливки. Установление другой границы зоны верхнего охлаждения на участке (0,7-0,8) L обусловлено тем, что к 120-ой секунде температура поверхности отливки достигает 60-100°С (при температуре воды 30-60°С) и даже при значительных расходах охладителя (до 20 мг/м2С) снимают незначительные тепловые потоки, при этом избыточная вода переохлаждает изложницу, снижая ее среднюю температуру ниже 400°С. Последнее недопустимо, та как при возвратном движении изложницы к месту заливки (время движения 200 с), на нее наносится теплоизолирующий слой извести. В случае сохранения в слое влаги, при заливке чугуна, нарушается качество поверхности и качество отливки в целом. Установка максимального значения расхода охладителя на (0,55-0,65) L обусловлена следующими обстоятельствами, Для достижения среднего теплосъема от отливки на уровне 4-15 МВт/м2, обеспечивающего требуемую среднюю температуру отливки на выходе с конвейера 200-600°С, средний расход охладителя в зоне верхнего охлаждения должен составлять 4,5-12 м /ч. Однако реализация режимов охлаждения с максимальными значениями ближе к начальному участку конвейерной ленты, например, на (6,4-,0,45) 1 (65-70 с, охлаждения) ведет к увеличению вероятности трещинообразования, так как полное отвердевание отливки наступает через 80-100 с, охлаждения. Мощное же оро: шение полностью неотвердевшей отливки с учетом требуемого среднего уровня интенсивности теплоотвода отрицательно сказывается на ее качестве (образование внутренних трещин). Кроме того, смещение участка максимального расхода ведет к прорыву стекающего по конвейеру (угол наклона 7°) охладителя за нижнюю границу зоны охлаждения (0,2-0,3) L

На чертеже изображены экспериментальные кривые зоны охлаждения отливки, 2,5 - кривые расходов сжатого воздуха, 3,4 - кривые расхода охлаждающей жидкости. Распределение охладителя в верхней зоне охлаждения (чертеж, кривые 3, 4) показывает максимально достижимые значения

расходов, при которых охладитель не пересекает границ зоны охлаждения (0,2-0,8) L, Этот эффект достигается в совокупности с распределением расходов сжатого воздуха

(чертеж, кривые 2, 5), при этом сжатый воздух отсекает на нижней границе стекающие потоки и сдувает на верхней остатки охладителя.

При наличии в чугуне значительного ко0 личества неметаллических включений, в частности графита, для удаления корки, образованной этими включениями при всплытии на поверхность отливки, на начальном участке зоны верхнего охлаждения,

5 составляющем (0,005-0,01) L, на ленту подают, поток сжатого воздуха со средней скоростью 8-10 м/с. Это обеспечивает сдувание графита, растрескивание, и сдува- ние пленки на неметаллических значений с

0 поверхности отливки вследствие чего улучшается теплосъем. Снятие пленки на участке, составляющем (0,05-0,01) L осуществляется за 1,5-2 с, так что при скоростях воздушного потока 8-10 м/с и дости5 гаемом теплосъеме до 0,18 МВт/м2 температура резко падает только в слое толщиной в доли миллиметра, что предотвращает от растрескивания оболочку отливки. Таким образом, установка интенсивности

0 теплосьема (соответственно расходов охладителя) в соответствии с основными фазами формирования отливки в процессе распространения тепла в изложнице, позволяет улучшить качество отливок, повысить стой5 кость изложниц, последнее обеспечивает возможность увеличения времени непрерывной работы конвейера.

Пример (реализация предлагаемого способа).

0 Для чугуноразливочной конвейерной машины с длиной конвейера 42 м и стальными изложницами для производства отливок толщиной 50-60 мм (средний вес отливки 13 кг) устанавливают зону верхнего охлажде5 ния с нижней границей на расстоянии 11м от разливочных носков (0,26) L и верхней границей на расстоянии 31 м от разливочных носков (0,74) L. Зону верхнего охлаждения разбивают по семь участков длиной 2,85

0 м, на которых устанавливают коллектора для формирования водовоздушной смеси, подаваемой из изложницы и отливки. Коллектора оснащены 10-11 камерами смещения воды и воздуха форсунками щелевого

5 типа с приведенным диаметром отверстия 10мм. При установке коллекторов на высоте 370-400 мм над поверхностью конвейера границы факелов еодовоздушной смеси от отдельных форсунок пересекаются у поверхности конвейера, и таким,образом, на протяжении всей зоны верхнего охлаждения создайся сплошная водовоздушная завеса, Орошающая изложницы и отливки и пре- пятЬтвующая стека нию воды по наклонному конЬейеру (угол наклона 7°). Под конвейер- ной; лентой на расстоянии 6 м от разливоч- носков устанавливают коллектор ни него охлаждения длиной 5 м, оснащенный 11-ю форсунками, направленными под углом 45° к нижней поверхности изложницы. образом, нижнее охлаждение за- кан ивается на 0,26 L Расходы охладителя по участкам устанавливают в соответствии с тарлицей.

;Режим I используют при разливке пре

дельного чугуна, что обеспечивает средне- массовую температуру отливок 300-450°С (при режиме П-200-250°С). При максималь- ной|скорости конвейера 16 м/мин.

Режим II используют при разливке пре- имущественно литейного чугуна или при перегреве металла более 150°С. Серийность разливок при первом режиме 8-9 ковшей за смейу, при втором 7-8.

Для снятия корки из неметаллических включений и сдувания графита с поверхности отливок на расстоянии 10,8 м от разливочных носков установлен коллектор с двумя форсункам 1 для подачи сжатого воздуха на конвейер, при работе двух форсунок ширина полосы 0,42 м, одной - 0,21 м; Две форсунки включаются при большом количестве включений или при реализации режима II.

Использование предлагаемого способа позволит за счет дифференциации тепло- оот&ода на различных участках конвейер

0

5

0

5 0

5

ной ленты, соответствующих качественно различным стадиям процесса отвердевания и охлаждения отливки, обеспечить максимальный суммарный теплосъем с отливки с одновременным подавлением амплитуды температурных колебаний в изложнице, что в совокупности повышает как стойкость изложницы, так и качество отливок. Формула изобретения

1. Способ изготовления слитков на разливочной конвейерной машине, включающий заливку металла в изложницы и подачу водовоздущной смеси на слитки, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости издожниц, улучшения качества отливок и повышения производительности, на начальном участке конвейера, составляющем 0,2-0,3 его длины, осуществляют нижнее охлаждение изложниц водовоздуш- ной смесью, а на следующем участке, распо- ложенном на длине до 0,7-0,8 длины конвейера, - верхнее охлаждение изложниц и слитков, при этом подачу водовоэдушной смеси осуществляют с дифференцированным расходом воды и воздуха, увеличивая расход воды от границы зоны верхнего охлаждения до максимальной величины и уменьшая расход воздуха до минимальной величины на участке длиной 0,55-0,65 длины конвейера.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что в начальной зоне участка верхнего охлаждения, составляющей 0,005-0,01 длины конвейера, на изложницы и слитки подают поток сжатого воздуха со скоростью 8-10 м/сек.

Использование: в металлургии, при разливке чугуна на конвейерных машинах. Сущность изобретения: на начальном участке конвейерной ленты, равном 0,2-0,3 его длины, водовоздушную смесь подают снизу на изложницы, а сверху на участке 0,005- 0,01 длины конвейера подают сжатый воздух со скоростью 8-10 м/с. Сверху на участке от 0,2-0,3 до 0,7-0,8 длины конвейера подают водо-воздушную смесь. Расход охладителя увеличивают от границы, зоны верхнего охлаждения до максимального, а расход воздуха уменьшают до минимального на участке 0,55-0.65 длины конвейера.1 табл., 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Примечание . К таблице : коллектор К 7 устанавливают в начале зоны охлаждения , в конце, G - расход охлаждающей жидкости , м3 / ч .

0 . 07 qs-ер- i0 L it /с // еб/е/9о, .