Способ горизонтальной полунепрерывной разливки металлов и машина для его осуществления

 

1. Способ горизонтальной полунепрерьщной разливки металлов, включаняций подачу жидкого металла из металлоприемника в подвижный кристаллизатор , формирование в нем корки заготовки, перемещение кристаллИзатора относительно формируемой заготовки при подаче жидкого металла в кристаллизатор через заготовку, о тличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и повын/Ьния качества отливаемой заготовки , формируемую заготовку перемещают относительно металлопрйемника , а подвижный кристаллизатор перемещают относительно формируемой заготовки. I ьх/Ы| f / IIY - f vvlA JkvvkvklX S&H . 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

II9>SU(1I) 11

ОПИСАНИЕ HSGBPETEHHR;;

К ABTOPCHOl4Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3675157/22-02 (22) 28.12.83 (46) 15.06.85. Бюл. ¹ 22 (72) Е.А.Коршунов, В.В.Байдов, А.Г.Тарасов, Е.В.Мельников и Л.К.Онищук (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им, С.М.Кирова и Всесоюзный научноисследовательский институт металлургической теплотехники (53) 621.746.047:27 (088.8) (56) Шварцмайер В. Непрерывная разливка. М., Металлургия, 1962, с.82.

Патент CIIIA № 3814166, . В 22 9 i 1/00, 1974.

4(51) В 22 D 11/00. В 22 D 11/14 (54) СПОСОБ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ И МА!ЧИНА

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ горизонтальной полунепрерывной разливки металлов, включающий подачу жидкого металла из ме таллоприемника в подвижный кристаллизатор, формирование в нем корки ,заготовки, перемещение кристаллйэатора относительно формируемой заготовки при подаче жидкого металла в кристаллизатор через заготовку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности и повыиЬния качества отливаемой за- . готовки, формируемую заготовку пере- Б мещают относительно металлоприемника, а подвижный кристаллиэатор пе, ремещают относительно формируемой заготовки.

116

2. Способ по п. i, о т л и ч а ю— шийся тем, что скорость перемещения формируемой заготовки меньше скорости перемещения подвижного кристаллизатора на 30-70Х.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что скорость перемещения подвижного кристаллиэатора относительно формируемой заготовки равна скорости перемещения формируемой заготовки относительно кристаллизатора.

4. Способ по п.1 о т л и ч а ю— шийся тем, что Формируемую заготовку передвигают периодически, а подвижный кристаллизатор — постоянно, причем скорость перемещения rrop; вижного кристаллизатора при остановке заготовки снижают на величину, равную скорости перемещения заготовки.

5. Машина для горизонтальной полунепрерывной разливки металлов, содер1231 жащая металл приемник, подвижный криста лиэатор с приводом его перемеш .чия, о т л и ч à ю щ а я с. я тем, что, с целью увеличения производительности и повышения качества отливаемой заготовки, машина снабжена неподвижным кристаллиэатором и зажимом заготовки, причем неподвижный кристаллиэатор расположен впритык к металлоприемнику, зажим заготовки размещен между неподвижным и подвижным кристаллизаторами, при этом подвижный кристаллизатор снабжен дополнительным гидроприводом его перемещения относительно формируемой заготовки и зажима заготовки.

6. Машина по п.5, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что дополнительный гидропривод размещен на подвижном кристаллизаторе, причем шток его соединен с зажимом заготовки.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к полунепрерывной разливке металлов и сплавов.

Цель изобретения - увеличение производительности и повышение качества отливаемой заготовки.

На фиг. 1 о казана схема установ- ки во время разлива жидкого металла, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 (по узлу подвижного зажима заготовки).

Установка для осуществления способа имеет металлоприемник 1 (Фиг.1), соединенный с металлопроводом 2, на котором жестко фиксируется неподвижный кристаллизатор 3. Подвижный кристаллиэатор 4 снабжен поршнем 5, торец его имеет теплоиэоляционный слой 6, который связан с механизмом передвижения кристаллизатора (не показан), дополнительным гидроприводом

7, который связан с зажимом 8 заготовки. Конструкция зажима заготовки представляет собой сварную раму 9, на которой крепятся гидроцилиндры зажима 10 и 1 1 башмаки 12 и 13 осуществляют зажим отливаемой заготовки 14.

Разливка жидкого металла осуществляется следующим образом.

Первоначально, подвижный кристаллизатор 4 прижимают вплотную к неподвижному кристаллизатору 3 (фиг.1), а подвижный поршень- 5 закрывает металлопровод 2. Жидкий металл 15 из металлоприемника 1 подают в неподвижный и подвижный кристаллизаторы 3 и

4, передвигая подвижный поршень 5, при этом начинает формироваться корочка заготовки только по боковым граням кристаллизаторов благодаря наличию теплоизоляционного слоя 6.

Спустя некоторое время, когда корочка заготовки достигнет определенной величины, начинают горизонтальное движение подвижного кристаллиэатора

4 со скоростью Ч при помощи привода перемещения подвижного поршня 5, при этом жидкий металл через формируемую заготовку подают в подвижный кристаллизатор .4. Когда перемещение

2> кристаллиэатора 4 достигнет величины, достаточной для осуществления зажима заготовки, заготовку зажимают зажимом

8 при помощи гидроцилиндров 10 и 11

1161231

3 .(фиг. 2). С этого момента начинается вытягивание заготовки 14 из неподвижного кристаллизатора 3 со скоростью

V> через дополнительный привод 7, а подвижный кристаллизатор 4 прекращает свое перемещение относительно заготовки, которая получила движение. Чтобы продолжалось движение подвижного кристаллиэатора 4 относительчо подвижной заготовки 14, вво- 10 дят в действие дополнительный привод

7, который сообщает подвижному кристаллизатору скорость Чк относительно движущейся заготовки. При этом.скорость перемещения подвижного поршня .

5 увеличивается на величину Vg. После перемещения подвижного кристаллизатора 4 относительно движущейся заготовки 14 на расстояние, равное ходу штока гидроцилиндра дополнитель- 20 ного привода 7, осуществляется разжатие заготовки 14 зажимом 8, и зажим быстро перемещают в сторону подвижного кристаллизатора на ход поршня, снова заготовку зажимают зажимом 25 и снова дополнительным приводом 7 обеспечивают заданную скорость перемещения подвижного кристаллизатора

4 относительно движущейся заготовки

14.

ЗО

Когда происходит перемещение зажима 8, то скорости V5 и V могут изменяться, однако в связи с небольшим временем перемещения зажима это изменение не скажется на процессе отлива заготовки.

После перемещения подвижного поршня 5 на расстояние, соответствующее заданной длине отливаемой заготовки, осуществляют завершение формирования

40 заготовки и удаление ее с линии разлива.

Скорость перемещения заготовки относительно неподвижного кристаллизатора 3 (V ) и скорость перемеще- 5 ния подвюкного кристаллизатора 4 (V„) относительно заготовки могут быть равными и различными. От скорости V и V зависит производительность машины.

Эта производительность может быть увеличена на 10-15X., если осуществить режим разливки, когда заготовку 14 вытягивают из кристаллизатора 3 периодически нри сохранении постоянной скорости перемещения кристаллизатора

4 относительнб периодически перемещаемой заготовки.

При отливке заготовок длиной до

5 м рабочий ход штока гидроцилиндра дополнительного привода 7 может быть достаточным для одноразового (в один прием) вытягивания формируемой заготовки из неподвижного кристаллизатора.

Способ может быть осуществлен при несколько измененном режиме начального формирования, исключающем даже частичное намораживание корки относительно подвижного поршня 5. По этому режиму при заполнении подвижного и неподвижного кристаллизатора поршень 5 перемещается с различной скоростью. Первоначально его перемещают со скоростью максимально допустимой по условиям допустимой скорости движения жидкого металла в металлопроводе 2 (например 0,25 м/с). С такой скоростью поршень 5 перемещают относительно неподвижного кристаллиэатора 3 (например, длиной 1,05 м) и части подвижного кристаллизатора 4 (например, такой же длины) . Далее скорость поршня 5 снижают до скорости, с которой предполагается перемещать подвижный кристаллиэатор относительно отливаемой заготовки.

Место, с которого осуществляется переход от одной скорости поршня 5 к другой зависит от заданной толщины корки, которая должна быть перед началом движения подвижного кристаллизатора 4. Если, например, толщина корки заготовки при разливке алюминиевого сплава должна быть 3 см, на что требуется примерно 1 мин времени затвердевания, а скорость. перемещения кристаллизатора принять равной 0,5 м/мин, то изменение скорости поршня со скорости 0,25 м/с на скорость 0,5 м/мин необходимо произвести после того, как поршень переместится к середине подвижного кристал" лизатора 4. В этом случае к моменту. перемещения поршня 5 к концу кристаллиэатора 4 на стыке неподвижного кристаллизатбра 3 и на расстоянии от него 0,5 м толщина корки заготовки будет равной 3 см.

Подвижный поршень 5 может переместиться относительно подвижного кристаллизатора 4 на расстояние, несколько меньше длины кристаллнзатора (например при длине кристаллизатора

1,05 и на 1,0 м), а затем он упирается в yhop не позволяющий ему вый5 1161 ти из кристаллизатора. Поскольку движение поршня не прекращается, то с этого момента относительно неподвижной заготовки со скоростью

0,5 м/мин начинает перемещаться подвижный кристаллизатор 4 и происходит разъединение подвижного кристаллизатора с неподвижным. Как только это разъединение достигнет величины, достаточной для захвата заготовки зажимом 8, осуществляют зажим заготовки, и с этого момента начинается перемещение заготовки относительно неподвижного кристаллизатора со скоростью 0,5 м/мин. Чтобы в это же время осуществлялось перемещение подвижного кристаллизатора 4 относительно уже двигающейся заго— товки с такой же относительной скоростью, скоростью перемещения порш- 2п ня, увеличвают вдвое и вводят в действие гидропровод 7, позволяющий перемещать кристаллизатор 4 относительно зажима и подвижной заготовки с указанной относительной скоростью

0,5 м/мин.

Пример. Отливается заготовка из алюминиевого сплава длиной 6 м и диаметром 300 мм через два соединенных друг с другом кристаллизато- 3р ра длиной 1,05 м каждый. Перед подачей металла в кристаллизаторы подвижный поршень перекрывает выходное отверстие .металлоприемника. Разлив— ку начинают с перемещения внутри

35 кристаллизаторов подвижного поршня со скоростью 0,25 м/с на установленное расстояние. Вслед за поршнем в кристаллизаторы поступает жидкий меВНИКНИ Заказ 3888/15

Тираж 747 Подписное

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

231 6 талл и полностью их заполняет. Корку заготовки в кристаллизаторах формируют в течение 2 мин. Если принять коэффициент затвердевания металла

- с35.

К = 3,0 см мин, то толщина корки заготовки достигнет 5 см, Затем начинают перемещение подвижного кристаллизатора сначала относительно неподвижной затвердевающей заготовки, а затем, через 3 мин относительно подвижной заготовки с относительной скоростью 10 см/мин, Заготовку из неподвижного кристаллизатора также перемещают со скоростью 10 см/мин.

При принятых скоростях перемеще-. ния заготовки и кристаллизатора шестиметровую заготовку на полную ее длину начинают формировать через

25 мин, а полное время затвердевания заготовки составит 50 мин.

Таким образом средняя скорость разливки будет 7,2 »/ч.

В настоящее время алюминиевые сплавы D16, АК4, АМц и др. аналогичных типоразмеров отливают со скоростями 4-5 м/ч, что на 20-307. меньше предлагаемого способа.

При периодическом цикле вытягивания заготовки из неподвижного кристаллизатора, заготовку диаметром

300 мм и длиной 6 м вытягивают за

12 мин, а окончательное затвердевание происходит также за 25 мин, как это было описано выше, тогда полное время формирования заготовки будет

37 мин, что соответствует средней скорости разливки 10 м/ч. Это больше существующей скорости разливки в два раза.