Устройство для отливки полого слитка

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТЛИВКИ СЛИТКА. содержащее1-иэ(ложниц)1, стержень в виде концентрячно закреп ленных на поддоне оболочки и центрального элемента с зазором между ними и материал высокой теплопроводности и температурой плавления ниже температуры затвердевания слитка , отличающееся тем, что, с целью повышения качества внутренней части слитка и снижения трудоемкости его изготовления,стержень снабжен стаканом, размещенным дном на поддоне ме}еду оболочкой и центральным элементом, который зафиксирован от осевого смещения креплением в верхней части стакана, зазор между стаканом и центральным элементом заполнен материалом высокой теплопроводности, а зазор между ста-, .каном и оболочкой заполнен огне (/) упорцым материалом, причем оболочка выполнена многогранной с гранями, С вогнутыми внутр.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) 011

ЗОВ В 22 9 7 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОВВГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,;/

1 (21) 3588757/22-02 (22) 11 05. 8З (46) 23i12.84. Бюл. Р 47 (72).10.П,Жильцов, В.И.Коваленко, j33.À.Ãðóøêî, В.П.Осипов и В,П.Кривошеев (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно технологический институт машиностроения и Производственное объединение "Ново-Кра,маторский машиностроительный завод" (53) 621.746.393(088.8) (56) 1. Заявка Японии . М 55-45552, кл. В 22 D 7/06, опублик, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 822979, кл. В 22 0 7/04, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО gna Orme1O1 nOLÉÎÃ0 .СЛИТКА содержащее,.изложницу, стержень в виде концентрично закреп ленных на поддоне оболочки и центральногс элемента с зазором между ними . и материал высокой теплопроводности и температурой плавления ниже температуры затвердевания слитка, отличающееся тем, что, с целью повышения качества внутренней части слитка и снижения трудоемкости его изготовления, стержень снабжен стаканом, размещенным дном на поддоне между оболочкой и центральным элементом, который зафиксирован от осевого смещения креплением в верхней части стакана, зазор между стаканом и центральным эле.ментом заполнен материалом высокой теплопроводности, а зазор между ста-,. ф .каном и оболочкой заполнен огнеупорным материалом, причем оболочка выполнена многогранной с гранями, вогнутыми внутр...

431

1 113О

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к изготовлению полых слитков для последующей кузнечно-прессовой обработки.

Известно устройство для отливки по-g лого слитка, содержащее изложницу и установленные в ней три концентрично размещенные трубы., при этом пространство между наружной и средней

{внутренней) трубами заполнено огне- 10 упорным материалом, а нижний торец центральной трубы установлен с зазором относительно поддона (Ц ..

Недостатком данного устройства является каробление наружной трубы, поскольку между ней и средней (внутренней). трубой находится огнеупорный материал, сводящий на .нет и без того малоэффективное охлаждающее воздействие газа, который подается вниз 2б по центральной трубе, а затем поднимается вверх по щели между центральной и средней (внутренней) трубами. В результате коробления наружной трубы образуется радиальная брешь, через 25 которую часть огнеупорного материала вовлекается конвективными потоками в расплавленный материал, и последний, проникая к средней (внутренней) трубе, сваривается с ней. Недостатки данного устройства приводят к снижению качества внутренней части полого слитка или к его браку.

Кроме того, для подачи газа внутрь его центральной трубы требуется производить монтаж трубопровода с соответствующей арматурой к внешнему энергоисточнику, из-за чего увеличивается трудоемкость отливки полого слитка.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее изложницу с установленными на поддоне концентрично ей оболочкой и центральным элементом, зазор между которьв и в нижней части заполнен высокотеплопроводным материалом с температурой плавления ниже температуры затвердевания слитка, а в верхней части установлена вставка из огнеупорного материала (2) .

Однако известное устройство не позволяет получать качественные полые слитки из марок сталей (18Х2Н4ИА, 20ХНДФА, 9Х2, 9ХФ, 4ОХ13 и др. ), которые склонны к образованию тре- 55 щин, Вследствие быстрого охлаждения высокотеплопровадным материалом на внутренней поверхности полого слитка образуются трещины, которые могут привести к расслоению этого слитка при последующей ковке.

Образование трещин на внутренней поверхности полого слитка усугубляется еще и в связи с выполнением пустотелой оправки в виде гладкостенной трубы. При взаимодействии такой трубы с расплавленным металлом на ней образуется сплошная корка затвердевающего металла. Вместе с формированием корки металла труба, нагреваясь, расширяется. Одновременное абразование корки металла и термическое увеличение диаметра трубы связаны с образованием трещин на корке затвердевающего металла, которые ухудшают качество внутренней части полого слитка.

Кроме того, высока трудоемкость при изготовлении слитков из-эа того,что силы усадки затвердевающего полого слитка зажимают цилиндрический сердечник через огнеупорную вставку.

Вследствие этого извлечение цилиндрического сердечника из палого слитка становится черезвычайно трудоемким.

После расплавления легкоплавкой вставки, выполненной из свинца, возникает опасность всплытия цилиндрического сердечника, последствием которога является безкантральная и преж-,, девременная утечка свинца через центральное отверстие поддона, Для предупреждения такой утечки необходимо на цилиндрический сердечник устанавливать груз, но это .увеличивает трудоемкость.

Цель изобретения — повышение качества внутренней части слитка и снижение трудоемкости его изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отливки полого слитка, содержащем изложницу, стержень s виде канцентрична закрепленных на поддоне оболочки и центрального элемента с зазором между ними и материал высокой теплопроводности..и температурой плавления ниже температуры затвердевания. слитка, стержень снабжен стаканом, размещенным дном на поддоне между оболочкой и центральным элементом, который зафиксирован ат осевого смещения креплением в верхней части стакана, зазор между стаканом и центральным элементом заполнен материалом высокой теплопровадности, а зазор между

1130431 стаканом и оболочкой заполнен огнеупорным материалом, причем оболочка выполнена многогранной с гранями, вогнутыми внутрь.

Иаксимальное количество граней принимается в зависимости от среднего диаметра многогранной трубы по следующей таблице.

Средний диаметр многогранной 100 трубы, мм

200 300 400 500 600 700 800

Иаксимально рекомендуемое количество граней 8

10 12 12 14 14 16 16

Оптимальное значение стрелы прогиба каждой грани определяется по формуле действии наружной многогранной оболочки 4 с расплавленной сталью 11 на ее вогнутых. гранях начинается рост остовов затвердевающего металла, поскольку они наиболее приближены к высокотеплопроводному материалусвинцу 9. В это. же время наружные углы граней только воспринимают тепло расплавленной стали 11, поскольку наиболее отделены огнеупорным материалом 6 от стакана 5 со свинцом 9, Благодаря образованию нескольких остовов затвердевающего металла на ее вогнутых гранях предотвращается образование сплошной корки затвердевающего металла. Однако после термического расширения наружной многогранной оболочки 4 остовы затвердевающего металла постепенно смыкаются и корка затвердевающего металла становится сплошной. С ростом этой корки свинец 9 расплавляется, а центральный эпемент 7 нагревается.

При отливке крупных слитков, но мере нагрева центрального элемента 7 производят его замену на холодный.

При температуре полого слитка

750-800 стакан 5 с центральными о элементами 7 и свинцом 9 извлекают. из многогранной оболочки 4. После снятия надставки 2 полый слиток извлекают из изложницы 1. Все детали устройства кроме наружной многогранной оболочки 4 ис пользуются для отливки последующих попых слитков, поскольку последняя становится неотъемлемой внутренней поверхностью полого слитка. Такая конструкция установки устраняет возможность утечки высокотеплопроводного материала и всплытие центрального элемента. Использование высокотеплопроводиого материала с низкой температурой плавления в сочетании с засыпкой огнеупорного материала между наружной трубой и стаканом создает оптимальные условия для охлаждения полых слитков из неогра О,18-0 22) Dg и э

30 где f — стрела прогиба грани, м;

D — средний диаметр наружной трубы, м;

n - количество граней, Значение коэффициента менее

0,18 приводит к образованию сплошной корки затвердевающего металла.

Значение коэффициента более 0,22 приводит к проплавлению наружных углов граней и поступлению расплава к внутренней трубе.

На фиг.l изображен общий вид устройства для отливки слитка, разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.l.

Устройство содержит изложницу 1 с надставкой 2, внутри которых на поддоне 3 установлены концентрично размещенные оболочки 4 и стакан 5 с 35 огнеупорным материалом 6 между ними, а также центральный элемент 7. При этом стакан 5 дном обращен в сторону поддона 3 и соединен в верхней части элементом 8 крепления с центральным элементом 7, а оболочка 4 выполнена в виде многогранника с вогнутыми внутрь гранями.

Между стаканом 5 и центрапьным элементом 7 находится высокотепло- 45 проводный материал — свинец 9, заменителем которого может быть баббит. Над надставкой 2 размещен разливочный ковш 10.

В качестве огнеупорного материала И для засыпки могут быть использованы песок, магнезит, шамот,хромит.

Устройство работает следующим образом.

Между изложницей l и наружной И многогранной оболочкой 4 из разливочного ковша 10 заливают расплавленауе сталь 11 при 1580 0. При взаимо заказ инченнога перечня марок сталей, включая склонные к образованию трещин, За счет этого качество внутренней части полого слитка повышается.

Более того, качество. внутренней части полого слитка повышается в связи с выполнением наружной трубы в виде многогранника с вогнутыми внутрь гранями. При взаимодействии такой трубы с расплавленным металлом. на ней 1О образуется не сплошная корка затвер- ., девающего металла, а остовы, рост которых начинается на вогнутых, гранях, как наиболее приближенных к высокотеплопроводному матери ": >5 алу. Ы то,же время наружные углы граней -склонны к нагреву, поскольку отделены от высокотеплопуоводного материала огнеупорным материалом смаксимальной толщиной, а также более подвержены воздействию конвективных потоков расплавленного металла. Следовательно, неравномерные условия охлаждения наружной трубы являются . благоприятными для обравования нескольких остовов затвердевающего металла с внутренней части полого слитка. Н связи с отсутствием сплошной корки металла исключаются и трещины при термическом увеличении диаметра наружной трубы.

Предлагаемое устройство обеспечи-. вает увеличение выхода годного на 3%.

1130431 .Составитель Н.Бегеба

Редактор А.Гратилло Техред 0.Ващишина Корректор Е.Сирохман

Заказ 9492/14 Тираж 774 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал lllIII "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4