Способ исследования деформации непрерывно-литого слитка

 

1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАдаИ НЕПРЕРЫВНО-ЖТОГО СЛИТКА, включающий приложения к нему усилий с измерением на механизмы перемещения слитка и его деформаций, отличающийся тем, что, с цельк расширения диапазона измерений и повышения их точности, в корку слитка в процессе литья вмораживают вставку, к которой прикладывают растягивакмцие или сжимающие усилия. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что приложение усилий к слитку на его разных горизонтах осуществляют путем последовательного вмораживания в него нескольких вставок. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при исследовании деформаций полых слитков вставку вмораживают только во внутреннюю либо только в наружную корку слитка.

СООЗ СОЕЕТСНИХ

ВЗВАЛЮ

РЕСЙУВЛИН

„„SU„„1168318 Д (50Ф В 22

0 опислниа изовретЕНИя "

)

t

1 " ав". н автсюснаам caNlyn èòüñòâì

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗ06РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3670163/22-02 (22) 08. 12.83 (46) 23.07.85. Бюл. В 27 (72) И.Я. Бровман (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (53) 621.746.27(088.8) (56) Бровман М.Я. и др. Усовершенствование технологии и оборудования машин непрерывного литья заготовок.

Киев, "Техника", 1976, с. 164.

Авторское свидетельство СССР

Ф 715206, кп. В 22 D 7/00, 1980. (54)(57) 1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАЦИИ НЕПРЕРЫВНО-ЛИТОГО СЛИТКА, включающий приложения к нему усилий с измерением на механизмы перемещения слитка и его деформаций, о т— личающийся тем, что, с цельк расширения диапазона измерений и повышения их точности, в корку слитка в процессе литья вмораживают вставку, к которой прикладывают растягивающие или сжимающие усилия.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что приложение усилий к слитку на его разных горизонтах осуществляют путем последовательного вмораживания в него нескольких вставок.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при исследовании З деформаций полых слитков вставку вмораживают только во внутреннюю либо только в наружную корку слитка.

11683 18 г

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при исследовании дефор." мации корки слитков при непрерыв-. ном и полунепрерывном литье металлов в основном на машинах вертикаль ного типа.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений и повышение их точности.

1О

На фиг. 1 показана схема осуществления способа; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — схема при литье полого слитка.

Здесь обозначены кристаллизатор . 1, установленный на мессдозах 2, в который иэ желоба 3 подают жидкий металл 4. На гибком звене 5 подвешена тяга 6, с помощью которой в твердую фазу слитка 7 вмораживают 20 вставку 8 с радиальными стержнями 9.

К тяге можно приложить усилие от нагружающего устройства 10 ° Слиток контактирует с роликами 11 и брусьями 12, à его перемещение осуществля- 25 ет механизм в виде двух пар приводных валков 13 и 14. При литье полых слитков их внутренняя оболочка форми руется,на дорне 15.

Приведем пооперационное описание 30 способа. Первую операцию осуществляют при комнатной температуре.

Вводят в кристаллизатор 1, установленный на мессдозах 2, загрузку и уплотняют ее по контуру. 35

После этого осуществляют вторую операцию — заливку в кристаллизатор

1 из желоба 3 жидкого металла 4 при температуре на 20-30 С-выше температуры ликвидуса. Для стали эта 40 температура 1490-15 10ОС . Через

1-2,5 мин после сцепления с затравкой слитка приступают к операции перемещения двухфазного слитка, а после его поступления в валки тяну- 45 щей клети происходит стационарный процесс литья.

Четвертая операция заключается в том, что гибким элементом 5, например цепью, опускают тягу 6 в 50 жидкий расплав 4 до . контакта . вставки . с твердой коркой слитка 7. Этот контакт происходит на уровне плоскос. ти ВВ, где соединенные с вставкой

8 радиальные стержни 9 соприкасают- 55 ся с твердой коркой 7. Температура жидкого металла стали 1480-1500 С, а стержень 6 и вставку 8 со стержнями 9 можно опускать в слиток при комнатной температуре (20-30ОС), либо предварительно нагреть до 300900 С для уменьшения намерзания о на них металла из жидкой фазы слитка. В качестве материала для тяги 6, вставки 8 и стержней 9 при литье слитков из свинца, олова, меди можно принять сталь, имеющую более высокую температуру плавления, чем указанные металлы, а для литья стальных слитков — жаропрочные стали или -сплавы, например, на ос— нове фольфрама. Можно защищать тягу 6 керамической оболочкой или охлаждать ее воздухом. Число стержней 9 может быть равным двум, четырем и т.д., оно должно обеспечить хорошее сцепление стержней 9 с коркой слитка 7.

Пятую операцию осуществляют через 0„ 5- t 5 мин после вмораживания вставки 8 со стержнями 9 в слиток.

Она заключается в осуществлении приложения усилия к вставке 8 со стержнями 9 через тягу 6 и гибкий элемент 5 от гидравлического цилиндра 10. В качестве нагружателя можно использовать пневматический цилиндр, электродвигатель с барабаном, систему контргрузов электромагниты и т.д. Со слитком взаимодействуют ролики 11 брусья t2, а приводные валки 13 и 14 осуществляют его перемещение. Если мы измеряем скорости двух пар роликов на расстоянии вдоль длины слитка, например роликов 11 и 13, и между ними и слитком нет пробуксовок, то относительная деформация слитка за время

Т=О с„о равна где 9 и — окружные скорости роли2 ков.

Измерять скорости различных участков слитка можно и при известных способах литья, но предлагаемый способ дает возможность при этом последовательно создавать нагрузку на любой участок по высоте слитка, начиная от плоскости. ВВ, определяя жесткость различных его участков.

После того, как весь стержень 6 будет вморожен в слиток, отсоединяют от стержня 6 элемент 5 и заканчивают процесс исследования.

По длине звена 5 и величине хода цилиндра 10 мы всегда знаем положение вставки 8 со стержнями 9, т.е. положение плоскости АА, в которой мы прикладываем нагрузку. Так после того, как вставка вышла из кристаллизатора и д" 5,1 см, F= 800 см и приложением силы, равной 1000 кг, создает напряжение, равное

6 = 1,25 кг/см

Допустим, что кристаллиэатор неподвижен, а усилие трения между ним и слитком 7 постоянно и контролируется мессдозами 2. Цилиндром

10 можно воздействовать на слиток

7 усилием, равным усилию трения, измеряемому мессдозами 2 (влияние веса кристаллизатора, как обычно, можно исключить специальными пру50

3 fi68

Пример. Исследования проводят при литье круглого слитка диаметром 500 мм иэ стали 45. Скорость движения слитка составляет 0,25 м/мин, длина кристаллиэатора 900 мм и толщина корки слитка 7 на выходе из кристаллиэатора 1 равна 51 мм.

Вставку 8 выполняли, как и стержни

9, нз сплава ВЖ98 с диаметром по наружной поверхности стержней 490 мм. 0

При опускании в слиток вставки 8 стерж ни 9 соприкасались на уровне ВВ с коркой слитка, имеющей толщину

5 мм.

° Еще через 0,5 мин вставка 8 перемещается вниз на О, 125 м, а толщина корки возрастает до 20 мм, так что стержни 9 будут достаточно прочно вморожены в корку слитка 7 (с учетом местного охлаждения корки стержнями 9, что повышает прочность сцепления).

Приложив первое усилие нагружателем 10, равньм 200 кг, при площади корки слитка, равной 25

F с 7д" j «314 см где — диаметр, d толщина корки слитка, создали в корке переменное напряжение, равное в сечении АА (p-0,64 кг/см2

318 4 жинами или гидроцилиндрами) . Тогда измерение мощности привода валков

13 и 14 и крутящих моментов на них позволят определить усилие вытягивания слитка 6es влияния кристаллизатора f т.е. только усилие вытягивания через ролики 1 1 и брусья

12 в положении, показанном на фиг. 1 и 2. При коэффициенте трения между слитком 7 и стенками кристаллизатора, равном 0,2, это усилие составит для конкретного примера 800 кг. Если кристаллизатор совершает, возвратно-поступательное движение, то усилие трения, конечно, изменяется, но цилиндром 10 можно уравновесить силы трения на определенном интервале времени, например при движении кристаллизатора . вверх. Заменив элемент 5 жестким звеном, можно через вставку 8 воздействовать на слиток также и знакопеременным усилием, не только растягивать его, но и сжимать.

После прохождения вставкой 8 со стержнями 9 уровня роликов 11, можно уравновесить суммарное воздействию на слиток этих роликов

11, определив деформации и долю нагрузки на валки 13 и 14 (или иной механизм перемещения, например зубчато-реечный, винтовой и т.д.), приходящуюся от влияния брусьев 12.

Внлот до окончания кристаллизации можно прикладывать к слитку усилия и напряжения на любом его уровне, измеряя его скорости, деформацию и нагрузки на механизм перемещения. Предлагаемый способ позволяет оценить неравномерность распределения моментов на валках, возникающих от нагрузок в кристаллизаторе (при нагружении на уровне АА ниже кристаллизатора и выше уровня роликов 11), затем неравномерность от влияния роликов 11 и т.д. последовательно по высоте слит . ка. Это важно для многодвигательного привода, например системы приводных роликов, клетей и шагающих брусьев и т.д.

Кроме того, способ позволяет создать одноосное напряженное состояние беэ боковых усилий, при этом какое усилие создаст цилиндр 10, tGKoBo будет и усилие, приложенное к слитку 7. Можно изучать влияние растягивающих напряжений на боко116831 вое выпучивание корки слитка, можно, как и в известном способе довесtH cJIHTQR o p m,, ollределив прочность корки, но не в, одном заданном сечении, а в широком диапазоне .расстояний от мениска. Например, в конкретном примере на расстоянии от мениска, равном

200 см, где толщина корки равна

7,6 см, а усредненный предел прочности 50 кг/см, для разрыва корки надо создать силу

P= 60 П1, При литье полых слитков МоКНо вморозить в корку слитка (только во внутреннюю или только в наружную) несколько вставок 8 с несколькими стержнями 9 и нагружать отдель но одну из оболочек слитка, определив отдельно влияние трения между кристаллизатором 1 и слитком 7 и дорном 15 и слитком 7 на нагрузки механизма перемещения и деформацию слитка (фиг. 3).

Приведенный пример не исчерпывает всех возможностей применения!

О

8 6 способа. Так, можно вводить в слиток систему стержней 6, несимметричную относительно оси слитка, учитывать влияние нагрузок на отдельные его участки (например, только нагрузки на узкие грани для слабовых слитков). Вместо влепи можно в качестве гибкого элемента применить канат, ленту или проволоку.

Можно на отдельных участках уменьшить возникающие при непрерывном литье напряжения илу наоборот увеличить их. Предлагаемый способ обеспечивает повьпнение точности измерений деформации слитка н нагрузок на механизмы оборудования с воэможностью исследования этих параметров на различных участках по высоте слитка в широком диапазоне изменения этих нагрузок..

Полезный эффект будет реализован затем при создавали новых машин с учетом расширения наших знаний о влиянии осевых нагрузок на различных участках слитка, на его деформации и работу механизмов машины.

1168318

4-4

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комиФета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4540/11

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

Составитель В.Сирота

Редактор Л.Зайцева Техред N.Êóçüìà Корректор Е.Бругоа

4)