Устройство для непрерывного литья заготовок Советский патент 1980 года по МПК B22D11/14 

1

Изобретение ;Ьтносится к металлургии и может быть использовано для получеиия загётовок на установках непрерывного литья.

Известен кристаллизатор машины не-S прерывного литья, снабженный электромагнитами для питания током различной частоты с целью вращения жидкого металла 1}.

Недостатком известного устройства. 10 является то, что оно не позволяет очищать метсшл от неметаллических включений.

Известно устройство для подачи ме-|5 талла, содержащее огнеупорную разливочную емкость с выполненным в донной части сливным кангьлом; 6 нижней части емкости установлены индукторы для вращения жидкого металла, а сквозь 20 ее боковую стенку пропущен металлопровод, соединямщий разливочную емкость с запиваемой формой или кристаллизатором 2 .

Недостаток этого устройства - зна-25 чительный износ футеровки емкости вследствие многократного омывания eei стенок металлом при его вращении/ что приводит к загрязнению металла неметаллическими включениями. 30

Целью изобретения является повышение качества металла и обеспечение стабильности процесса литья.

Цель достигается тем, что индукторы расположены по периметру разливочной емкости на всю ее высоту чередующимися рядами с шагом, равным 1,0-1,3 толщины боковой стенки емкости, а кристгиплизатор вмонтирован в боковую стенку разливочной емкости на расстоянии от ее дна, paisHOM 2,0- . 2,5 внутреннего диаметра разливочной емкости.

Индукторы питают током пониженной частоты 2-5 Гц и повышенной частоты 20-50 Гц. Повышение .верхнего предельного значения пониженной частоты {более 5 Гц) орнводит к снижению проникновения индуцирующего тока в толщу металла, что не приводит к вращению всего металла и металл не поднимается до кристгшлизатора. Снижение нижнего предельного значения пониженной частоты (менее 2 Гц) приводит к чрезмерному глубокому проникновению в метгиш индуцирующего тока, что при малых диаметрах разливочной емкости может сопровождаться торможением внутренних слоев при разгоне ванНы, а при стабильном вращении ванны часть

электромагнитной энергии этой частоты будет оставаться не использованной за счет выхода электромагнитного поя из толщины вращаемого слоя на воздух в центральную часть параболоида .

Превышение верхнего предельного начения повышенной частоты (более 50 Гц) приводит к недостаточному торможениюповерхностного слоя метала. Снижение нижнего предельного знаения повышенной частоты (менее 25 Гц) риводит к торможению поверхностного слоя металла большой толщины, что худшает условия очистки металла.

Увеличение шага между индукторами сверх верхнего предела (более 1,3) риводит к повышенному движению металла относительно футеровки емкости. Снижение указанного шага (менее 1,0) приводит к значительному увеличению рассеяния электромагнитного потока в стенке футеровки.

Наилучший эффект обеспечивается при непрерывной подаче чистого метала в кристаллизатор на верху парабооида вращающегося металла и при непрерывном выпуске загрязненного металла из вершины параболоида - внизу емкости через обогреваемый канал.

Увеличение верхнего предельного значения (более 2,5) приводит к разрыву параболоида металла на дне емкости и прекращению непрерывного стенания загрязненного металла Через ентральный канал разливочной емкости.. Снижение нижнего предельного значения (менее 2,0) приводит к уменьению степени очистки металла.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же поперечное сечение А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из футерованной огнеупорной разливочной емкости 1, закрытой крышкой 2, снабженной воронкой 3. Разливочную огнеупорную емкость по всей ее высоте охватывают индукторы 4, питаемые током пониженной частоты (2-5 Гц), и индукторы 5, питаемые током повышенной частоты (25-50 Гц), расположенные чередующимися рядами с шагом,равным 1,0-1,3 толщины боковой стенки разливочной емкости 1. На нижнем уровне разливочной емкости, заполненной жидким металлом 6, сделан обогреваемый сливной канал 7 для выпуска загрязненного металла в Форму 8. Обогреваемый сливной канал может закрываться на пусковой период огнеупорной пробкой 9. В боковой стенке разливочной емкости 1 вмонтирован кристаллизатор 10 на высоте от донной части, равной 2,0-2,5 внутреннего диаметра разливочной емкости 1, выполненный, например, из нитрида бора, связанного окисью кремния. Часть кристаллизатора, помещенная в футеровке, не охлаж

дается, напротив, вокруг этой части в футеровке разливочной емкости 1 вмонтирован электрический нагреватель 11. Выступающая из футеровки часть кристаллизатора охлаждается, например, проточной водой. Формирующаяся в кристаллизаторе заготовка. 12 вытягивается валками 13 через зону 14 вторичного охлаждения. В устройстве также выполнен нагреватель 15 для поддержания высокой температуры стенок сливного канала 7 для того,чтобы не замерзал вытекающий загрязненный металл. Позицией 16 показана струя подаваемого металла.

Устройство работает следующим образом.

Перед разливкой металла разливочную емкость 1 нагревают горелкой до 1200°С. При этом включают нагреватели 15 и 11. После наполнения металлом 6 разливочной емкости до необходимой высоты при закрытом сливном канале 7 включают индукторы 4 с пониженной частотой (2-5 Гц) и индукторы 5 с повышенной частотой (25-50 Гц) для вращения слоев металла в разных направлениях. При этом жидкий металл 6, приобретая вращательное движение, в основной своей массе за счет воздействия индукторов 4 с пониженной частотой поднимается по внутренней стенке разливочной емкости 1 и полностью перекрывает полость кристаллизатора 10, в который к этому времени введена затравка (не показана). Основная масса металла вращается в одном направлении и лишь пристеночный слой металла тормозится и остается неподвижным под воздействием индукторов 5 с повышенной частотой (25-50 Гц).

Валками 13 сначала вытягивают затравку, а за ней заготовку 12. При этом с момента вытягивания заготовки в разливочную емкость непрерывно подают металл через воронку 3 струей 16 на боковую поверхность образовавшегося параболоида металла. Таким образом поддерживается заданный уровен металла в разливочной емкости 1. При установившемся непрерывном процессе разливки- огнеупорной пробкой 9 открывают сливной канал 7 для слива загрязненного металла в форму 8. Регулированием скорости вращения металла создают параболоид такой формы, при котором дно разливочной емкости обнажается таким образом, что загряз ненный металл стекает по боковьлм поверхностям сливного канала. При этом выпуск загрязненного металла осуществляется непрерывно или периодически.

При периодическом сливе загрязненного металла продолжительность истечения его из сливного канала устанавливается опытным путем. При выходе из кристаллизатора 10 заготовка 12 подвергается вторичному охлаждению (зона 14). Для исключения настылей в футеровке разливочной емкости вокруг части кристаллизатора 10 непрерывно .остается включенным электричес кий нагреватель 11. Толщину пристеночного заторможенного слоя металла в процессе отливки изменяют в некоторых пределах, чтобы не возникал гарниссаж на стенке разливочной емкости 1. Указанное изменение толщины слоя осуществляется путем регулирова ния подаваемой мощности индукторов 5 с повышенной частотой в пределах от 0,3 до 1,0 от максимальной мощнос ти. По мере вытягивания заготовки из кристаллизатора ее режут на мерны куски за пределами тянущих валков. После окончания отливки заготовки ос таток загрязненного металла выпускаю из разливочной емкости через сливной канал в форму. Предлагаемое устройство обеспечивает получение высококачественных непрерывных заготовок с пониженным количеством неметаллических включений и повышенной плотностью металла, обладающих изотропностью механических свойств по их истечению. Формула изобретения Устройство для непрерывного лигья заготовок, содержащее огнеупорную разливочную емкость с закрепленным в ее боковой стенке кристс1ллизатором .и донным сливным каналом и индукторы, отличающееся тем, что, с целью повышения качества металла и обеспечения стабильности процесса литья, индукторы расположены по периметру разливочной емкости на всю ее высоту чередующимися рядами с шагом, равным 1,0-1,3 толщины боковой стенки разливочной емкости, а кристаллизатор вмонтирован в боковую стенку разливочной емкости на расстоянии от ее дна, равном 2,02,5 внутреннего диаметра разливочной емкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 2297-59, кл. В 22 О 11/10, .1965. 2.Верте Л. А. Электромагнитная разливка и обработка жидкого металла. М. , 1967, с. 26-27, рис. 9 (прототип)

QQ

0© il

i/7./