Изложница для модельных слитков

 

ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ-МОДЕЛЬНЫХ СЛИТКОВ, вьшолненная составной из однотипных элементов, вертикально расположенных и сопряженных между собой последовательно с возможностью изменения К€ рфигурации рабочей полости , отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем регулирования положения теплового центра: относительно оси, каждый однотипш11Й элемент выполнен в виде пустотелого для охлаждающей среды цилиндра, образованного из наружной и внутренней концентрично, расположенных частей, имеющих вырезы вдоль по образуюпщм, с возможностью перемещения частей относительно друг друга вокруг продольной оси до образова1Шя цилиндра полого или с вырезами по образующим, причем в последнем случае торцовые поверхности выреза предьщущего однотипного элемента сопряжены с цилиндрической поверхностью последующего однотипного элемента.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (д) В 22 D 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3556351/22-02 (22) 06.01.83 (46) 23.06.84. Вюл. У 23 (72) В.П. Волков, В.З. Литвинов и А.И. Потапов (7 1) Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения Производственного объединения "Уралмаш" (53) 621. 746. 393(088. 8) (56) 1. Монография "Кристаллизация и разливка стали", М., "Металлургия", 1979, с. 79.

2. Авторское свидетельство СССР

У 465265, кл. В 22 Э 7/06, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

В 85292, кл. В 22 D 7/08, 1949. (54) (57) ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ- МОДЕЛЬНЫХ

СЛИТКОВ, выполненная составной из однотипных элементов, вертикально расположенных и сопряженных между собой последовательно с возможностью изменения ксщфигурации рабочей полости, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем регули. рования положения теплового центра относительно оси, каждый однотипный элемент выполнен в виде пустотелого для охлаждающей среды цилиндра, образованного из наружной и внутренней концентрично, расположенных частей, имеющих вырезы вдоль по образующим, с возможностью перемещения частей относительно друг друга вокруг нродольной оси до образования цилиндра полого нли с вырезами по образующим, причем в последнем случае торцовые поверхности выреза предыдущего однотипного элемента сопряжены с цилиндрической поверхностью последующего однотипного элемента.

098655 2

1 1

Изобретение относится к области физического моделирования металлургических процессов и может быть использовано преимущественно для отливки модельных слитков при исследовании процессов формирования их макро- и микроструктуры в завйсимости от геометрических параметров модельного слитка.

Известны изложницы для отливки модельных слитков, повторяющие геометрические параметры натурной изложницы для отливки промышленных слитков в заданном масштабе, которые об..ладают следующими технологическими особенностями: возможностью реализации заданной скорости кристаллизации и варьированием положения теплового центра, направления и интенсивности тепловых потоков и т.д. 1).

Недостатком таких изложниц является их ограниченные технологические возможности при исследовании процесса кристаллизации слитка.

Известна также изложница для слитков, содержащая элемент охлаждения для смещения теплового центра изложницы относительно ее вертикальной оси (2j.

Однако эту изложницу практически невозможно использовать для исследования процессов формирования макрои микроструктуры слитка, так как нельзя менять конфигурацию слитка (изложница неразборная).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к цзобретению является изложница для слитков, выполненная составной из однотипных элементов, вертикально расположенных и сопряженных между собой последовательно с возможностью изменения конфигурации рабочей полости 3 j.

Известная изложница более универсальна по сравнению с предыдущей, так как выполнена составной из однотипных элементов.

Однако использовать ее для упомянутых исследований также нельзя, так как смещение теплового центра в ней невозможно, у нее ограниченные технологические возможности.

Цапь изобретения - расширение технояогических возможностей путем регулирования положения теплового центра относительно оси. указанная цель достигается тем, что в изложнице для модельных слит10

t5

55 ков, выполненной составной из однотипных элементов, вертикально рас.положенных и сопряженных между собой последовательно с возможностью изменения конфигурации рабочей полости, каждый однотипный элемент выполнен в виде пустотелого для охлаждающей среды цилиндра, образованного из наружной и внутренней концентрично расположенных. частей, имеющих вырезы вдоль по образующим, с возможностью перемещения частей относительно друг друга вокруг продольной оси до образования цилиндра полого или с вырезами по образующим, причем в последнем случае торцовые поверхности выреза предыдущего однотипного элемента сопряжены с цилиндрической поверхностью последующего однотипного элемента.

Взаимное расположение составных элементов (расстоян ;е от центра изложницы до центра каждого из составных элементов, угол в плане между центральными осями составных элементов, а также ширина вырезов по образующей (угол а ), по которым сопрягаются рядом расположенные составные элементы и величина которого варьируется за счет взаимного расположения полых концентрично расположенных цилиндров) определяют форму и геометрические параметры слитка.

На фиг. 1 изображена предлагаемая изложница в сборе, вид сверху, на фиг. 2 — составной элемент, вид сверху, на фиг. 3 и 4 - варианты выполнения изложницы для отливки слитКоВ 6-гранного кузнечного и прямоугольного (типа сляба) соответственно.

Изложница состоит иэ набора однотипных элементов 1 в виде полых цилиндров, каждый из которых. в свою очередь выполнен в виде двух концентрично расположенных частей наружной 2 и внутренней 3, имеющих возможность перемещаться друг относи- . тельно друга вокруг общего их центра для варьирования ширины выреза 4 вдоль образующей, по которомз сопрягаются рядом стоящие элементы 1.

Подготовку изложницы к заливке модельного слитка производят в следующем порядке.

Используя известный геометрический контур требуемого модельного слитка, устанавливают в заданное

3 10 взаимное расположение элементы 1, причем рядом элементы 1 сопрягаются по вырезу 4, ширина которого, характеризуемая углом смещения внутреннего цилиндра относительно наружного, варьируется путем перемещения внутренней 3 и наружной 2 частей вокруг их общего центра. Наличие выреза 4 и подвижных частей 2 и 3 обеспечивает герметичность внутренней полости изложницы, куда заливается металл. Внутреннюю поверхность изложницы покрывают противо" пригарной смесью после фиксирования элементов 1, например,стягивающей обечайкой 5, для облегчения последующего раздевания слитка. Изложница готова к заливке. Непосредственно перед заливкой слитка во внутреннюю полость однотипных элементов 1, а именно внутрь цилиндра, подается охлаждающая среда. Причем интенсивность подачи охлаждающей среды и количество ее, подводимое к каждому из цилиндров, определяют, исходя из заданной схемы кристаллизации и положения теплового центра слитка, в основном определяющего макро- и микроструктуру модельного слитка.

С применением предлагаемой излож ницы изучали влияние геометрических параметров и схемы зонального охлаждения на макроструктуру трехлучевого слитка. Изложница быпа выполнена из девяти составных элементов наружным диаметром 50 мм, причем каждый из элементов бып выполнен из двух концентрично расположенных частей диаметром 50 и 46 мм. Ширина выреза вдоль образующей составляла величину 34, 32 и 28 мм для трех типоразмеров трехлучевого слитка при .изучении влияния геометрии каждого.. из лучей слитка на конфигурацию и расположение зоны дефектов усадочного происхождения. Размер паза выби9

4 рали, исходя из геометрических параметров исследовавшихся слитков. Фиксирование наружной части относительно внутренней в заданном положении

5 для регламентирования заданной ширины,паза производили посредством струбцин °

Кроме того, для оценки влияния захолаживающего эффекта лучей слит ка производили принудительную подачу охпаждающей среды (водовоздушная смесь, подававшаяся через форсунку низкого давления) в полость цилиндров, формирующих малые грани. слитка.

После кристаллизации и охлажде ния слитка изложницу разбирали, сняв предварительно стягивающую обечайку. Для исследования макро- и микроструктуру слитка его разрезали иа интересующие объемы и проводили микро- и макроанализ по стандартным методикам.

Предложенная изложница позволяет в широком диапазоне варьировать теп25 ловыми потоками по величине и направлению, используя среды с различной охлаждающей способностью для заполнения полостей составных элементов. Конструкция изложницы позволяет, используя одни и те же однотипные элементы, изменять в широких пределах геометрические параметры модельного слитка одной конфигурации, причем применение предлагаемой изложницы позволяет в широком диапазоне варьировать и типоразмерами модельных слитков — от круглых многогранных (кузнечных) до прямоугольных и квадратных в поперечном

1сечении (типа слябов, блюмсвв, сорО

I товых слитков) °

Предлагаемая изложница позволяет значительно сократить затраты на исследования при высокой степени надежности и достоверности их резуль45 татов.

1098655

1098655. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4