Изложница для слитков Советский патент 1976 года по МПК B22D7/06 

(54) ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ СЛИТКОВ причем концентрация напряжений и ве;шчина накопленной деформации тем больше, чем больше разница толщин стенок в области пазов и ограничивающих их участков. С целью снижения термических напряжений и обеспечения свободной усадки слит ка пазы предлагаемой изложницы выполнены вертикально на всю высоту изложницы и имеют волнообразную форму в поперечном сечении с гребнем волны, направленньм наружу, расположенные на расстоянии 1-3 толщин стенки от наружных углов изложницы до начала паза. На фиг. 1 изображена описываемая изложница, вид спереди; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел Т на фиг. 2 (в увеличенном масштабе); на фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг. 1. Изложница включает стены, выполненные преимущественно из пластичного чугуна или стали. В стенах 1, преимущественно широких и более горячих, на всю высоту изложницы выполнены по два вертикаль ных паза 2, шириной U , равной 0,5 - 3 толщин стен и толщиной участков 3 в области пазов, равной 0,2-0,8 толщины ограничивающих их стен. В поперечном сечении пазы 2 имеют волнообразную форму, такую, что гребни волн в пазах направлены наружу изложниц (фиг. 2, 3). Пазы 2 находятся на расстоянии Ь , равном 1-3 толщинам стенок, от сопредельных наружных углов граней (фиг. 3). Указанные пре делы для расстояния Ь обусловлены тем, что при Ь , меньшем одной толщины с-тенок, паз будет расположен в угловой зоне, характеризующейся, как известно, максимальным уровнем термических напряжений а при а , превыщающем три толщины стенок, паз попадает в наиболее разогреваемую зону стенок (зону так называемого теплового эллипса), где материал быстро .разупрочняется. Расположение волн гре нями наружу вызвано тем, что термопластическая деформация накапливается со стороны полости изложницы. На внутренней поверхности пазов высота Т волн и радиус Rj дуги BE , описы вающей гребень волны, равны соответстве но 20-6О и 5-50 мм. Применение Т менее 10 мм неэффективно, так как паз не б дет служить конструктивным элементом по вышенной податливости, а при Т свыше 60 мм качество корковой зоны слитка рез ко ухудшается и, кроме того, снижае тся выход годного и качество проката. При Rj менее 5 мм не будет обеспечено свободное тепловое расширение стенки. Тепловое расширение стенки, имеющей два паза, будет свободным при условии, что 25,/|лдТ,, i где сС - коэффициент линейного расширения, средний в интервале температур дТ , HCLX- максимально допустимое изменение температур стенки в процессе термического цикла, -гцах - наибольшая возможная первоначальная щирина широкой стенки. Принимая ЛТ|,, 700°С, оС 20-7 00° 13,6.10-6 1/Яс и t 2000 мм, находим Sj 5 мм. Наконец, при й бо-. лее 50 мм возможно образование трещин на гребнях волн слитка. Радиусы Кз и K-J боковых дуг соответственно CD и EF выбраны такими, что указанные боковые дуги касаются гребневой дуги BE и контура BCF полости изложницы, причем дута НЕ сопряжена с боковой дугой EF в точке Е касания дуги DE с линией ЕО, проведенной из центра О поперечного сечения полости, и с боковой дугой С Г в точке D касания дуги DE с линией II , образующей угол f 90-120° с указанной касательной ЕО (фиг. 2-3). В процессе затвердевания и усадки слитка любая точка на его поверхности перемещается по прямой, соединяющей точку с центром поперечного сечения слитка. Поэтому дуга ВЁ проведена касательно к направляющей линии ЕО, в противном случае гребень волны слитка заклинит и усадка последнего будет заторможена. Выбор величины угла обусловлен необходимостью обеспечить надлежащее качество слитка и проката. Если угол будет меньше 90°, то при прокатке слйтков волны будут сминаться с образованием специфических дефектов, так называемых закатов, а если будет превышать 120°С, ;то при затвердевании в зоне гребней образование трещин в слитке. Радиусы Р; , 5j и Sg дуг соответст венно НК, KL и MN , описывающих наружную поверхность пазов, выбираются конст- руктивно, предпочтительно- в пределах О,2- 0,8 толшлны с-тенки. Наполнение изложницы жидким. металлом производится по обычной технологии. Снижение термических напряф ений и не- обратимого формоизменения в :области пазов и обеспечения свободной усадки слитка достигае-тся следующим образом. Вертикальные пазы волнообразного сечения, являясь сильфонами, т.е. конструктивными элементами повышенной податливости.

компенсируют в процессе термоциклирования перемещение от термического расширения или сжатия всей стенки изложницы и тем самым рассеивают возникающие термические напряжения.

Накопление на внутренней поверхности йазов пластической (необратимой) термоциклкческой деформации не затрудняет усадку слитка, поскольку возможная величина , неооратимой деформации стенок заведомо меньше установленного деформационного допуска, равного высоте Т волны (фиг. 3).

Формула изобретения

Изложница для слитков, имеющая на наружных поверхностях широких стенок пазы, отличающаяся тем, что, с целью снижения термических напряжений и обеспечения свободной усадки слитка, пазы выполнены вертикально на всю высоту изложницы и расположены на расстоянии 1-3 толщин ее стенки от наружных углов, а стенка паза имеет волнообразную форму в поперечном сечении, причем гребень волны направлен наружу.