Изложница для слитков

 

ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ СЛИТКОВ, преимущественно кузнечных, содержащая корпус С расширением кверху.и конусностью рабочей поверхности 13-16%, поддон и прибыльную надставку,, отличающаяся тем, что, с .целью увеличения стойкости корпуса и повышения качества слитков. Нижняя часть рабочей поверхности корпуса на высоте S ,- определяемой по формуле 3-K(o,mRT , где К - коэффициент, равный 1,512 ,11 и учитывающий интенсивность охлаждения данной части слитка; R - средний радиус, рабочей, полости изложницы,, см, ; выполнена расширенной книзу с конусностью 0,1-0,7%. Отох и mif 4 00 а

СОКИ СОВЕТСКИХ

В Ю. РЕСПУБЛИН (19) (11) 3 С51) В 2 2 0 7 /О 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь= К(0 .112 R2)07

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2882870/22-02 (22) 07.01.80 (46) 30 .04.83; Бюл. )) 16 (72) Г.A. Чередник, Н.И. Ковалев, Г.С. Ложкин, В.И. Коваленко и И.Я.- Колесник (71) Производственное объединение

"Ново-Краматорский машиностроительный завод" (53) 621 746.393(088.8) (56) 1. Патент США )) 3848655, кл. 164-43, 1974.

2. Патент Чехословакии )) 102676, кл. 31 С 10/01, 1962.

3. Авторское свидетельство СССР

)) 569373, кл. В 22 D 7/Об, 1976. (54)(57) .ИзложнипА для слитков, преимущественно кузнечных, содержащая корпус с расширением кверху.и конусностью рабочей поверхности 13-16%, поддон и прибыльную надставку, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, Что, с .целью увеличения стойкости корпуса и повышения качества слитков, нижняя. часть рабочей поверхности корпуса на высоте 5, определяемой по формуле где К вЂ” коэффициент, .равный 1,512,11 и учитывающий интенсивность охлаждения данной части слитка;

R — средний радиус, рабочей полости изложницы,, см, выполнена расширенной книзу с конус- S, ностью 0,1-0,7%.

1014636

Изобретение относится к литейному .производству, в частности к разливке металлов в изложницы.

Известны. конструкции изложниц для отливки слитков спокойной стали, преимущественно кузнечных, у которых корпус выполнен, с расширением кверху (1).

Недостатком таких конструкций является образование осевой усадочной пористости в отливаеьых слитках из-эа того, что не обеспечены условия для направленного эатвердевания металла снизу вверх. Указанная пористость зачастую обуславливает дефекты иэделий.

Известна изложница для отливки слитков, содержащая корпус, расширенный кверху, поддон и прибыльную надставку.

Нижняя часть рабочей поверхности корпуса выполнена без конусности для

- регулирования объема рабочей полости установкой нижнего вкладыша на разной высоте с помощью колец-прокладок (2).

К (O 112 R2)01

R. — средний радиус рабочей полости изложницы, см, выполнена расширенной книзу с конусностью 0,1-0,7Ъ.

На чертеже изображена изложница, 45 Разрез.

Изложница содержит корпус 1, установленный на поддон 2,и прибыльную надставку 3.

Верхняя часть корпуса 1 выполнена с расширением кверху с конусностью рабочей поверхности 4 равной 13-16%.

Нижняя часть рабочей поверхности

5 корпуса 1 в пределах эоны донного затвердевания слитка выполнена с уширением книзу с конусностью

0,1-0,7%.

В поддоне 2 выполнен сифонный ход 6.

В процессе работы заполнение по60 лости изложницы жидким металлом производят через сифонный ход 6. Не исключен вариант заполнения изложницы жидким металлом сверху.

Затвердевание залитого в иэлож65 ницу металла происходит с двух Фрон

Радикальными мерами борьбы с усадочными дефектами слитков являются повышение конусности рабочих поверхностей изложницы и понижение сооотношения Н/Д.

Наиболее близкой к предлагаемой является изложница. для слитков, преимущественно кузнечных, содержащая корпус с расширением, кверху и конусностью рабочей поверхности 13-16%; поддон и прибыльную надставку f3).

По сравнению с 1 ) и (2) в известной изложнице происходит направленное эатвердевание металла снизу вверх за счет того, что корпус изложницы.выполнен с соотношением высоты к среднему внутреннему диаметру равным 1,0-1,3 и с конусностью

его рабочей поверхности 13-16%.

Однако именно такое исполнение приводит к снижению качества получаемых слитков в связи с развитием грубой внеосевой неоднородности

"усов" в результате увеличения времени кристаллизации вследствие значительного увеличения диаметра слитка в верхней части и снижению технологичности из-за снижения пропускной способности разливочных участков вследствие увеличения времени затвердевания каждого слитками увеличенного времени нагрева слитков перед обработкой пластической деформацией, поскольку высота слитка соизмерима с его диаметром;-повышенного расхода металла на Обрезь в связи q увеличенными параметрами прибыльной части слитка; увеличения отходов на окалину из-за более продолжительной выдержка слитков в нагревательной печи; возникновения

35 дополнительной операции обкатки слитка под захват манипулятора, так как при необходимости захвата за нижнюю часть слитка с конусностью 13-16% неизбежны перекосы и выскальэывание слитка, и низкой универсальности слитков, поскольку малое соотношение Н/Д (1,0-1,3) и увеличенная конусность ограничивают их область использования.

Общепринятым является соотношение Н/Д 1,6-2, 3.

Недостатком изложниц с расширением кверху является также низкая стойкость рабочей поверхности нижней части корпуса. Для известной изложницы этот недостаток проявля- . ется в наибольшей мере в результате увеличенной конусности рабочих поверхностей, создающей условия для более. продолжительного контакта слитка с рабочей поверхностью нижней части корпуса во время его ,усадки и перемещения вниз.

Цель изобретения — увеличение стойкости корпуса и повышение качества слитков.

Указанная цель достигается тем, что в изложнице для слитков, преимущественно кузнечных, содержащей корпус с расширением кверху и конусностью .рабочей поверхности 13-16%, поддон и прибыльную надставку, нижняя часть рабочей поверхности корпу- са на высоте S, определяемой по формуле где К вЂ” коз ффицие нт, р ав ный 1, 52, 11, учитывающий интенсивность охлаждения данной части слитка;

1-014636 тов одновременно: вертикального, берущего нажало от поддона 2, и горизонтального, исходящего от стенок корпуса 1.

Замыкание вертикального и горизонтального фронтов эатвердевания 5 металла в изложнице происходит в точке 0 одновременно, поскольку высота уширения нижней части рабочей поверхности 5 корпуса 1 выполнена в пределах зоны донного эатвердева- 10 ния слитка.

Выполнение высоты уширения нижней части рабочей поверхности 5 корпуса 1 большей высоты зоны донного затвердевания слитка не рекомен- 15 дуется, поскольку в этом случае не произойдет одновременного замыкания вертикального и горизонтального фронтов эатвердевания слитка. В области пережима, т.е. наименьшего . 20 внутреннего диаметра корпуса, произойдет замыкание только одного горизонтального фронта, который перекроет нижележащему объему жидкого металла возможность подпитки. В ре- 25 зультате образуются усадочные раковины и пористость.

Выполнение высоты уширения нижней ,части рабочей поверхности 5 корпуса

1 менее 0,4 диаметра полости не рекомендуется, так как при этом уменьшение высоты не увеличивает положительный. эффект (качество поЛучаемых слитков и долговечность изложницы ) .

Высота зоны донного затвердева.ния слитка зависит от охлаждающей способности поддона и для стали может определяться по уравнениям:

1 51 "о

У

1, 75 о"

S = 1 83СО

3 11о

l где 1 — высота зоны донного затвердевания слитка, полученная на массивном чугун- 45 ном поддоне, см;

5 — то же, на массивном поддоне с заливкой расплавленным свинцом неплотностей контакта,, см; . 50

Б3 — то же,на водоохлаждаемом поддоне, см; то же, на водоохлаждаемом поддоне с заливкой расплавленным свинцом неплотностей контакта, см;

1,51, 1,75, 1,83, 2,11 коэффициенты .(К);

Ф вЂ” время затвердевания, мин;

0,7 — показатель степени

Одновременное замыкание вертикального и горизонтального фронтов свидетельствует о полном эатвердевании слитка в нижней части. Поэтому время.затвердевания можно опреде- 65 лить, пользуясь уравнением В.N ° Тагеева ь.= О, 112 R -, где R — средний радиус рабочей полости изложницы, см;

0,112 — коэффициент.

Выполнение уширения книзу с конусностью рабочей поверхности. 5. корпуса 1 равной 0,1-0,7% позволяет при одинаковом весе слитка увеличить пределы соотношения его высоты к среднему диаметру, обеспечивая при этом все условия для направленного затвердевания слитка снизу вверх, которое является наиболее важным для повышения качества получаемых слитков; повысить стойкость рабоче, поверхности в нижней части корпуса благодаря тому, что в этой части корпуса со слитком образуется- увели чивающийся по мере усадки слитка зазор в результате уширения книзу (зазор смягчает термическое воздействие горячего слитка по корпусу), и исключить дополнительную операцию обкатки слитка под захват манипулятора эа счет того, что получаемое на нем уширение книзу с конусностью

0,1-0,7% является наиболее благоприятным для захвата слитка без -его выскальэывания.

Уширение предлагаемой изложницы книзу на 0,1-0,7% не является препятствием для свободного извлечения слитка после окончания его затвердения, поскольку между стенками корпуса и слитком образуется суммарный зазор не менее 2,5% от усацки слитка и теплового расширения изложницы.

В случае полного охлаждения слитка его линейная усадка по диаметру составляет 5,8-6,1%.

Так, например, при отливке крупного слитка в изложнице, имеющей внутренний диаметр нижнего .торца равный

200 см, с использованием водоохлаждаемого поддона с заливкой расплав.ленным свинцом неплотиостей контакта область пережима может быть удалена от поддона на максимальную высоту,,равную 1,43 диаметра слитка, при которой он будет меньшим на 1% от внутреннего диаметра нижнего торца корпуса. Это является достаточным для свободного извлечения слитка, поскольку при прохождении нижнего торца слитка через наименьший внутренний диаметр изложницы зазор будет составлять не менее 1,5%, а при полном остывании слитка 4„8-5,1%.

Конусность нижней -части .рабочей поверхности 5 корпуса 1 более 0,7% не рекомендуется, так как ухудшаются условия извлечения слитков. При конусности менее 0,1% снизится стойкость рабочей поверхности 5 в ниж-. ней части корпуса 1.

101463б

Составитель Т. Королева

Техред М.Коштура Корректор И. Шулла

Редактор Л. Филь

Заказ 3080/8 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4

В момент одновременного замыкания вертикального и горизонтального фронтов затвердения слитка по его вертикальной оси содержится клин жидкого металла, вершина которого находится в точке О, а основание в зоне верхнего торца слитка. В процессе дальнейшего затвердевания слитка клин уменьшается с одновременным перемещением. Ему способствуют конусность рабочей поверхности

13-165 и утолщение Sùä стенки корпуса 1 в зоне 6 „.> „ которое уменьшается по мере приближения к верхнему торцу корпуса 1.

Слитки, полученные в предлагаемой изложнице, обладают повышенным качеством и технологичностью в результате уменьшения внеосевой неоднородности, так как уменьшение ди,а позволяет уменьшить ликвации примесей; уменьшения времени нагрев слитков в печах перед их обработ.кой пластической деформацией н»

5-бЪ; уменьшения отходов на окалину и обрезь на 1,5% и исключения дополнительной операции обкатки слитка под захват манипулятора .

Изобретение обеспечивает возможность изготовления слитков в пределах общепринятого соотношения Н/Д и повышение стойкости нижней части рабочей поверхности корпуса не менее чем на 2,5%.

Внедрение предлагаемой изложницы повысит выход годного по слиткам на 1,5Ъ. Общий экономический эффект составит не менее 0,7 р, на каждой тонне слитков.