Устройство для отливки валков Советский патент 1980 года по МПК B22D27/00 B22D25/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТЛИВКИ ВАЛКОВ

Изобретение относится к металлургии, к ,питейному производству и в частности к отливке прокатных валков Известен способ отливки слитков, включающий погружение в изложницу металлических штанг, имеющих химичес кий состав, аналогичный залитому металлу, в котором, .с целью повышения качества слитка, погруженную в залитый металл штангу вращают со скоростью 30-280 об/мин, а после расплавления в залитом металле не менее 30% массы штанги, вращение его прекращают и штангу сваривают с затвердеваюйим металлом слитка 111. Недостатком известного способа является использование предварительно изготовленных штанг, имеющих химический состав, аналогичный заливаемому металлу, что значительно усложняет технологический цикл. Слож ность конструктивного выполнения и эксплуатации вращательного устройств над зеркалом залитого металла привод его к быстрому выходу из строя. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вибратор для отливки крупных слитков с мелкозернистой структурой, вйполненный в форме рама, установленный свер ху со стороны зеркала металла и прикрепленный к приводному стержню 2. Недостатком известного устройства является установка вибратора на зеркале метал,па, что приводит к его быстрому расплавлению или растворению. Кроме того, ускоренный теплоотвод с зеркала металла прибыли приводит к быстрому образования твердой корки и ее свариванию с рамой. Поэтому для предотвращения процесса затвердевания необходимо производить подогрев металла в прибыли, но,, в свою очередь, это ускорит выход из строя вибратора. Известное устройство не предотвращает также образование дефектов усадочного происхождения. Цель изобретения - измельчение структуры внутренних зон валка, исключение образования усадочных дефектов в нижней шейке и повышение ее прочности. Поставленная цель достигается тем, что на рабочей поверхности прибыльной части литейной форки диаметрально противоположно размйцены холодильники, а приводные стержни вибратора подведены через стенки прибыльной части к тыльной поверхности холодильников, при этом последние размещены на высоте, равной 1/4 2/3 высоты прибыльной части формы от ее нижнего торца. Медленное охлаждение расплава в песчано-глинистой форме прибыли и, следовательно, образование твердой корки исключает работу вибратора изза возможности нарушения сплошности и ухода металла из формы. Поэтому металлический холодильник способствует первоначальному ускоренному образованию слоя затвердевшего метал ла и безопасному включению вибраторов. Кроме ускорения начала процесса измельчения структуры установка холодильника интенсифицирует этот процесс: воздействие вибрации на образо вавшиеся у холодильника дендритные ветви способствует их поломке. Наличие нисходящих конвективных потоков у фронта затвердевания и их отклонение из-за ускоренного образования твердой корки вместе установки холодиль.ников, также ускоряет процесс .поломки дендритов и их доставку в нижнюю часть отливки - нижнюю шейку. Имея больший, по сравнению с расплавом, удельный вес, обломки дендритов остаются в нижней шейке и интенсифицируют ее ускорение, затвердевание и измельчение структуры. При установке металлических холодильников в форме прибыли ниже 1/4 ее высоты воздействие вибратора вызывает появление тре щин в отливке, деформацию корки и приваривание его к отливке, а приварившийся холодильник затрудняет меха ническую обработку .Установка холодил НИКОВ выше 2/3 высоты формы прибыли вызывает снижение эффективности возд ствия вибратора из-за ускоренного за вержевания верхней части прибыли. Высоту холодильников 20-100 мм и толщину 3-20 мм определяют из условий технологичности процесса формовки, механической прочности холодильника при работе вибратора и минималь ного захолаживаюгцего воздействия его на расплав в прибыли. На фиг.1 изображено устройство, вид прямо, в разрезе; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1. Устройство для отливки прокатных валков состоит из частей литейной формы для нижней шейки 1 для бочки 2 для верхней шейки 3 и прибыльной час ти формы 4 с приводными стержнями 5 вибратора, которые находятся в контакте с металлическими холодильникам б, зaфopмoвaнньDvlи в нижней части фор мы прибыли 4 на 1/4-2/3 ее высоты и литниковой системы 7. Заливка расплава производится через тангенциальную литниковую систему,обеспечивающую интенсивное его вр щение и последовательное заполнение формы нижней шейки 1,бочки 2,верхней шейки 3 и прибыли 4.Формы нижней шей ки 1,верхней шейки 3,прибыли 4 и эле менты литниковой системы 7 изготовлены из песчано-глинистой смеси известными технологическими приемами литейного производства. Бочка 2 валка охлаждается в кокиле,покрытом слоем краски или глинистой наводки.При формовке прибыли 4 устанавливают стальные холодильники 6 и модели для получения в форме прибыли отверстий под приводные стержни 5 вибратора.После сушки собирают элементы формы 1,2,3, 4 и 7 и на .цапфах формы прибыли 4 закрепляют вибраторы,соединенные с приводными стержнями 5,которые прижимают к холодильникам б.Включение вибраторов производят после заполнения расплавом формы прибыли,выключение - послезатвердевания расплава в отливке. В промышленных условиях отливают валки из хромо-никелевого чугуна с шаровидным графитом {СШХН-48) с бочкой 0 450 X 800 мм. Если при отливке по обычной технологии в нижней шейке 0300 мм происходит формирование усадочных дефектов, то предлагаемое устройство сокращает время затвердевания нижней шейки и исключает образование в ней усадочных раковин. Кроме того,прочность шейки (бизг.) возрастает на 25-30%.Вибратор устанавливается пневматический марки МО-9П,частота его вибрации 400-1400 ударов в мин. Микроструктурные исследования показывают наличие значительной столбчатости. в валках, отлитых по обычной технологии, и ее полное отсутствие в осевой зоне опытных валков. Применение указанного устройства повышает эксплуатационные свойства валков на прокатных станах не менее чем на 30%. Формула изобретения 1.Устройство для отливки Вошкрв, содержащее части литейной формы для бочки, нижней и верхней шеек валка, прибыльную часть и вибратор с приводными стержнями, отличающееся тем, что, с целью измельчения структуры внутренних зон валка и уменьшения образования усадочных дефектов в нижней шейке, оно снабжено размещенными на рабочей поверхности прибыльной части литейной фор1МЫ диаметрально противоположно холодильниками, при этом приводные стержни вибратора подведены через стенки прибыльной части к тыльной поверхности холодильников 2,Устройство по п.1, о т л и ч ающе ее я тем, что холодильники размещены на высоте, равной 1/4-2/3 высоты прибыльной части формы от ее нижнего торца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 416148, кл. В 22 D 7/00, 1973. 2,Заявка Японии I 43-83810, кл. 11 В 04, 1968.