Устройство для электрошлаковой выплавки ыфасонных слитков Советский патент 1982 года по МПК C21C5/56 

С целью определения величины усадки отливки сопрягаемые поверхности элементов кристаллизатора снабжены иазами, в которых закреплены чувствительные к деформации элементы, например пьезоэлектрические.

На элементах кристаллизатора средства для регистрации момента прохождения поверхности шлаковой ванны установлен, например, термопарный датчик.

Элементы кристаллизатора закреплены на рычагах, нротивоноложные концы которых иосажены на колонны с тем, чтобы элементы кристаллизатора могли поворачиваться относительно осей, помещенных в сторону опорных колонн на величину не меньшую, чем величина поперечной усадки соответствующего элемента отливки, но не нревыщающую радиус этого элемента.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 - механизм лерсмещения элементов кристаллизатора.

На поддоне 1 установлены вращающиеся колонны 2. На колонны 2 с помощью пружин надеты элементы 3 кристаллизатора. Нижние элементы кристаллизатора опираются на водоохлаждаемый торец поддона 1. С помощью колонны 4 нижние элементы 3 жестко соединяются с колоннами 2. Все носледующне элементы посажены на колонны 2 свободно. На верхних фланцах элементов 3 кристаллизатора установлены штифты 5, которые свободно входят в соответствуюи не им назы 6 на нижних фланцах элементов 3 кристаллнзатора. Для уменьшения числа новерхностей трения горизонтальные разъемы кристаллизатора между его элементами 3 выполнены в наименьшем сечении, формируемом кристаллизатором. Чтобы новысить надежность стыков, их герметичность и облегчить раскрытие элементов 3 кристаллизатора, сопряжение соседних элементов 3 выполнено по обратному конусу 7. В разъемах имеются пазы, в которые установлены пьезоэлектрические датчики 8, реагирующие на изменение давления одного элемента на другой нри усадке отливки 9. Сигнал пьезоэлектрического датчика 8 используется в качестве команды на раскрытие соответствующего элемента 3 кристаллизатора. Элементы 3 кристаллизатора снабжены датчиками 10 для регистрации прохождения Н1лаковой 11 и металлических 12 ванн. В качестве таких датчиков используют индукционные высокочастотные датчики, устанавливаемые нерпендикулярно к оси отливки 9.

При необходимости отливать отливки с элементами значительной длины элементы кристаллизатора закрепляют с номощью стержней 13 на концах рычагов 14. Противоположные концы рычагов 14 надеты на вращающиеся колонны 2.

Устройство работает следующим образом.

Одним из известных способов в кристаллизаторе наводят шлаковую ванну и переплавляют в пей электрод. Металл, стекающий с электрода, заполняет кристаллизатор. При заполнении первой уширенной части кристаллнзатора начинают действовать силы усадки, зажимающие элемент кристаллизатора между иоддо1 ом и уширенной частью отливки. А1омеит начала сжатия регистрируется пьезоэлектрическим датчиком. При переходе металлической ванны в следующий элемент кристаллизатора, что регистрируется датчиком уровня, предыдущий элемент кристаллизатора раскрывают. Нижние элементы кристаллизатора своими Н1тифтами унираются в стенки соответствующих пазов в верхних элементах. Величина зазора между штифтами и стенками пазов назначают, исходя из величины зсадки элемента малого сечения. По мере нанлавки слитка его раздевают, последовательно раскрывая элементы кристаллизатора путем поворота колонн па некоторый угол. 3месте с колоннами поворачиваются нижние элементы кристаллизатора и увлекают за собой последующие элементы. Такнм образом, кристаллизатор веерообразно раскрывается.

Устройство позволяет выплавлять колепчатые валы, заготовки ступенчатых валов и другие слитки с резко изменяюп;имся сечением.

Устройство просто, надежно, дает возможность выплавлять слитки с высокой производительностью и избежать появления усадочных трещин, часто возникающих в отливках из высоконрочных сталей.

Формула изобретения

1. Устройство для электрошлаковой вынлавки фасонных слитков, содержащее

разъемный кристаллизатор, элементы которого соединены с механизмом неремещения, и поддон, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности оборудования и качества слитка, оно снабжено колоннами, установленными на ноддоне с возможностью поворота вокруг своей оси, а в элементах кристаллизатора вынолнены отверстия, через которые они носажены на колонны.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с целью последовательного раздевания отливки, элементы кристаллизатора, прилежащие к поддону, жестко соединены с колоннами, а последующие

носажены на них свободно, и верхние фланцы каждого элемента кристаллизатора снабжены выстунами, свободно входящими в соответствующие им пазы на нижних фланцах сопрягаемых элементов, причем величина свободного перемещения этого выступа в пазу составляет 0,75-0,9 разности радиусов большего и меньшего элемента отливки.

3.Устройство по пп. 1 и2, отличаюш,ееся тем, что верхние и нижние торцы элементов кристаллизатора расположены в горизонтальных плоскостях, пересекаюш,их полость кристаллизатора, имеющую меньшую по сравнению с двумя соседними плоскостями плош;адь поперечного сечения.

4.Устройство по пп. 1 и 3, отличаюш,ееся тем, что верхние торцы нижнего элемента кристаллизатора сопряжены с нижними торцами следующего его элемента по коническим поверхностям, причем образующая этого обратного конуса и вертикальная ось расположены под углом 45-50°.

5.Устройство по пп. I и 2, отличающееся тем, что, с целью регистрации момента начала усадки отливки, в сопряженных торцах соседних элементов кристаллизатора выполнены пазы, в которых закреплены чувствительные элементы, например пьезоэлектрические.

6.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что элементы кристаллизатора снабл епы датчиком регистрации прохождения поверхности шлаковой ванны.

7.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что механизм перемещения элементов кристаллизаторов выполнен в

виде рычагов, одни концы которых посажены на колонны, а другие соединены через шарниры с элементами кристаллизаторов, причем оси шарниров смещены в сторону колонн на 0,2-0,7 радиуса рабочей

полости элемента кристаллизатора.