Устройство для горизонтального непрерывного литья заготовок

 

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (SII 4 В 22 0 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

"" г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ рыгв

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3846943/22-02 (22) 25.01.85 (46) 23.08.86. Бюл. М 31 (1) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черных металлов (72) Н.II Власов, Л.I(,Онищук, Г.В,Винокуров, В.Н.Власов, Ж.Г.Мухин и Т.Я.Менаджиев (53) 621,746.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1025485, кл. В 22 Р 11/04, 1983. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК, содержащее промежуточный ковш, кристаллизатор, тянущую клеть с приводом периодического действия и вибропривод с вибровозбудителем, состо,SU„„1252024 А 1 ящий из ударника, манжет"клапанов, с аловых камер и газораспределительного устройства с подклапанными каме; рами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества литой заготовки, оно снабжено обгонной муфтой с возвратным механизмом, пневматическим зажимом с захватами и клапанной коробкой с впускным и обратнь м клапанами и пневмоцилиндром включения обратного клапана, при этом обгонная муфта с возвратным механизмом, пневматический зажим с захватами и ударник расположены во внутренней полости станины тянущей клети, ман:кеты-клапаны - между станиной тянущей клети и корпусом обгонной муфты, а силовые камеры— мелинду зажимом и захватами.

1252024

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, чт манжетаклапан имеет средство соединения с источником сжатого газа через подклапанную камеру газораспределительного устройства, другая подклапанная

Изобретение относится к металлургии, конкретно к непрерывной разливке металлов и сплавов на машинах непрерывного литья горизонтального

\ типа. 5

Целью изобретения является повышение качества литой заготовки.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства непрерывного литья заготовок с расположением эле- 10 ментов в конце периода вытягивания заготовки; на фиг. 2-5 — примеры выполнения упругих элементов °

Устройство горизонтального .непрерывного литья заготовок состоит из промежуточного ковша 1, огнеупорного стакана 2, кристаллизатора 3. 3а кристаллиэатором 3 могут быть расположены элементы эоны вторичного охлаждения.

Далее по технологической линии расположена станина тянущей клети 4, во внутренней полости которой смонтированы манжета-клапан 5, образующая силовую полость 6, а также корпус 7 обгонной муфты с возвратным механизмом 8. Кроме того, в станине тянущей клети смонтировано ударное устройство, состоящее иэ пневматических зажимов

9 с захватами 10. Корпус зажимов 9 в горизонтальном направлении контактирует со станиной тянущей клети через упругие элементы 11, (например, стальные пружины). Ударное устройство снаб. жено силовой полостью 12, к которой примыкает ударник 13, торец которо- З5

ro через упругие элементы 14 (например пружины стальные) опирается на станину тянущей клети. Захваты 10 перемещаются в вытачках зажимов 9 и образуют с указанной вытачкой рабо- 4О чую полость 15, Силовая камера 12 ударного устройства при помощи трубопроводов сообщена с распределительным устройством 16, которое снабжено камера которого соединена с силовой камерой и через впускной клапан клапанной коробки с пневматическим зажимом, а камера пневмоцилиндра включения обратного клапана клапанной коРобки сообщена с манжетой-клапаном. двумя подклапанными камерами 17 и

18,а также клапаном 19. Клапан 19 посредством привода (не указан) может занимать два положения: 1 — перекрыта подклапанная камера 17; 2— перекрыта подклапанная камера 18.

Подклапанная камера 17 сообщена трубопроводом с силовой камерой 12 ударного устройства и с клапанной коробкой 20. Клапанная коробка 20 снабжена впускными клапанами 21 и обратным клапаном 22, который имеет пневмоцилиндр включения обратного клапана, содержащий камеру 23 и мембрану 24. Камера 23 пневмоцилиндра включения обратного клапана сообщена трубопроводом с силовои полостью 6, образованной манжетойклапаном и с подклапанной камерой 17 распределительного устройства 16. Полость клапанной коробки 20 сообщена трубопроводом с рабочими камерами 15 зажимов 9. Принципы технического исполнения манжеты-клапана 5 и силовой камеры 12 ударного устройства аналогичны (фиг. 2-4).

На фиг. 2 и 3 представлены примеры исполнения силовой камеры ударного устройства. Упругий элемент может быть выполнен в виде упругой пластины (фиг. 2), а также в виде незамкнутого упругого контура (фиг. 3). В первом случае для выхлопа сжатого газа служат отверстия 25, во втором — профилированный бурт 26. Манжету-клапан

5 в случае малых перемещений заготовки при вытягивании (10-250 мм) выполняют в виде, представленнбм на фиг. 1-3, а при величине вытягивания большем 250 м — в виде сильфона

У (фиг. 4) .

Устройство работает следующим обPBS0M °

125202-

Б к13исталлизл v0р 3 co cTopoll«>l наирлвлеш«я вытягивания заготовки вводят затравку (не показана, так как нл ней представлен"момент установившегося режима литья) тлк, что 5 расстояние от абреэл огнеупорного стакана ? в кристлллизатаре до затравки равно шагу вытягивания t, tllpo тивсположный конец затравки находится в корпусе тянущей клеш» 4. Затем в прамежуточшп« ковш 1 заливлют жидкий металл, котарьп» через OI íåóïoðíüftt стлкси ? поступaoT в кристаллизатор

3 и запал «яет пространство в кристлллнзатаре между стаканом и элтрав-1> кай. С момента заполнения метлллом

Э крнстл31.!lfaaTopa производят вь»пержку но времени. Б конце периода остзновки цикла вытягиваш»я в распределительное устройство 16 подают сжлтьп» глз> при»ем клапан 19 распределительного устройства в этот !10:«el!T времени посредством привода (не указан) устанак«»ен тлк, что ан перекрывает подкладлнную камеру 18 л сжатый гаэ подает в падклапаниую камеру 17.

Тз«с клк ь трубопроводах, соабще«»ных с падкла! .аннаl«va!«epoif 18, сжлтьп! газ отсутствует, силовая камера 6

1«лнжеты-клапана 5 имеет нлименьпп»й 30 абьем, а корпус 7 обгонной r«y«>Tff перемещен возвратным механизма»1 8 в крайнее левое положеш.е. Б та же время ciKQTI глз отсутствует в клмере 23 пне»3л«ац«»ли«»дрл вклю»е«нlя обрлтнаг0 кллп,.нл 22 и последшш,при помощи упругих с«»л мембраны 24,перекрывает связь полости клаплш»ай коробки 20 с атмосферой, Сжатый гаэ

IIo трубопроводу через впускной клапан 21 проходит I3 полость кллпаннай коробки 20, а «»э нее в с«»локую полость 15 злжимов 9. Псд действием давления в силовой полости 15 зажимы

9 ирипкимают к затравке (а в устало- 4 вившемся режиме литья — к слитку), тем самым фиксируют замы 9 нл затравке (слитке), Б то же гремя сжатый газ поступает в силовую камеру

12 ударного устройства. Под действи- О ем длвлен«»я сжатого гзэл с«»ловля камерл увели tl»I3aeT свой аб«ьем и при этом перемещает ударник 13 ударного устройства в пазах станины тянущей клети. Перемещение ударника у

13 вызываеr сжатие упруг«»х элементов 14, 13 котсрых происходит klакопление потенцилльнс«1 энергии. Перемещеш»е ударника 13 про«»схс>днт да тех IIop) покл вь>хлопныс отверстия

23 силовой камеры 12 поджаты к поверхности злжпмав 9. Клк толь«с3, !

«следствие деформации силовой клмерь«, выхлопные отверстия 25 отходят ат поверхности зажимов (фиг. 4) гро««сходит выхлоп газа из силовой камеры 1? и ударник 13 под действием . упругих элементов 14 наносит удар пс злжимл.« 9, которые передают ударный импульс через захваты 10 нл затравку (слиток). Б результаге ударнога.импульсл упругая волна проходит па элтрлвке (слитку) и передается

1;арке злст»«!3п«его нл внутренней поне13хнасти к1«исталлизлт01>з 1!t тзллл.

Под действием калеблтельного смещеш!я I opxtt происходит рлзрушение механически . связей последней с кристалл «заторам. После на»»есеш»я удара но элтрлкке (слитку) привод рлспределительнаго устройствл 16 (не показа»1) переводит кланлн 19 в псложеш«с, Ilpl! котором он перс«;рыв лет иодк3«лплн;»ую полость 17 (фиг. 1) . При этом сжатый гаэ поступает !3 подкллплн«,ю полость 18, а иэ нее — по тр Gollp0130.»ó н ка««ору ?3 пневмоцилиндрз. 131:.tÿ>tc«fftÿ отвратного клапана

22 к.»лпл««най коробки 20, а также и силовую пслссть 6, образованную мл> жетой-клattлt»oл« 5. Сжатый глэ в

I;амере 23 действует нл мембрану 24, котсрал перемещает обратный клапан

22. ОбрлтвLll клапан 22 сp;lблт«,«влет абссне и:влет связь полости клапаннай коробки 20 с лтмссс«>ерсй. 11pol»c ходит выхлоп газа иэ полости клапаннай карс бки 20, при это «впускной клапан 21 злкрь«кается,;t захваты

10 зажимов 9 отводят от затравки (слит«сл), разрывая тем самым ее связь с ударныл« уcTpoi)lcTDDM Поступая к силовую полость 6 манжетыклаплнл 5, сжатьп» глз увеличивает обьe:« последней чта вы" :,лет перемещение l:арпусл обгонной муфты 7.

Б результате обгонная муфта совершает рабочий хад, псремешля эатрзвку (слиток) в сторону направлсш«я рлз:н»в«си. Б конце рабочего хада обгонной муфты, рлвпого шагу вытягивания элгстolft;1« t, вьгхлопнь:е отверстия

27 л!лнжеты-клапана (этот момент отображен нл фиг. !) отходят от поверхности станины тяпущей клети, с которой состоят г. непссредствеш«ам кон1252024 такте, и происходит выхлоп сжатого газа из силовой полости 6 манжетыклапана 5. При этом силовая камера I

6 уменьшает свой объем, а обгонная

5 муфта 7 под действием усилия возвратного устройства 8 совершает холостой ход в сторону, противоположную направлению литья. При вытягивании корочки слитка на шаг вытягивания t в кристаллизатор из промежуточного ковша 1 поступает новая порция металла, которая вступает в контакт со стенкой кристаллизатора и образует новую корку за период времени, равный продолжительности периода остановки цикла вытягивания. После выхлопа газа из силовой камеры 6 манжегы клапана прекращают подачу сжатого газа в распределительное устройство 16. Подачу сжатого газа возобновг.яют после истечения периода остановки цикла вытягивания, и повторяя описанные операции, производят последующие циклы вытягивания. После 25 выхода тела затравки за пределы тянущей клети процесс разливки происходит аналогично с той только разницей, что захваты 10 зажимов 9 и обгонная муфта 7 контактируют с отливаемой заготовкой.

Пример. Г1ашина для горизонтального литья стальных заготовок диаметром 150 мм снабжена кристаллизатором длиной 900 мм. Вытягивание слитка из крнсталлиэатора осуществляется циклически. Продолжительность периода остановки цикла вытятивания составляет 20 с, Вытягивание заготовки на длину шага вытягивания, равного 400-450 мм осуществляют за

15-20 с. В конце периода остановки цикла вытягивания по заготовке наносят прямой ударный импульс мощностью 7 кгм, после чего производят вы45 тягивапие заготовки. Нанесение ударного импульса позволяет снизить усилие вытягивания заготовки на 20, что приводит к снижешно брака ио поверхностным трещинам на 8-12 . Воздействие ударного импульса на жидкую фазу заготовки уменьшает эолу развитого дендритного роста и увеличивает зону мелких равноосных кристаллов. В заготовке, обработанной

55 ударным импульсом, имеет место следу- ющая протяженность структурных эон (по радиусу от поверхности): зона

"замороженныхн мелких кристаллов

3-5 мм; зона столбчатых сравнительно тонких кристаллов — 15-20 мм; зона мелких равновесных кристаллов—

45-55 мм. Протяженность указанных зон в заготовке, отлитой беэ применения ударного импульса, составляет: зона мелких кристаллов — 3-5 мм;зона грубых cToJIG÷àòûõ кристаллов

40-55 мм; зона равноосных кристаллов — 15-30 мм. !!зобретение позволяет получить положительный эффект, который состоит в следующем.

Нанесение ударного импульса по слитку в момент, предшествующий периоду вытягивания его иэ кристаллизатора, позволяет разрушить механические связи между коркой слитка и кристаллиэатором,что приводит к значительному снижению усилий вытягивания, как следствие — к снижению брака заготовки по поперечным поверхностям трещинам, т.е. к увеличению выхода годного продукта. При этом ударный. импульс и возбужденные им колебательные смещения слитка не оказывают вредного воздействия на конструктивные элементы кристаллизатора, что выгодно отличает предлагаемый способ от известных.

Ероме того, ударньш импульс, приложенный к разливаемому слитку, возбуждает упругие колебательные перемещения жидкой фазы слитка, которые сопровождаются механической и тепловой эррозией фронта кристаллизации, что приводит к уменьшению зоны дендритного роста и расширеншо эоны мелких равнооспых кристаллов в теле слитка. Указанный эффект может быть получен и при применении других способов внешних воздействий на жидкую фазу слитка, например способов электромагнитного перемешивания жидкой фазы. Однако реализация способа электромагнитного перемешивания требует больших затрат на дорогостоящее и сложное оборудование, которое имеет значительные установочные мощности и увеличивает энергоемкость машины непрерывного литья. HanpuIIep, для перемешивания жидкой фазы сортового слитка сечением 200х200 необходимым установочные мощности от 250 до 400 ква ° Устройство для реализации предлагаемого способа горизонтального непрерывного литья

1252024 щью энергии сжатого газа (например, воздуха),магистральное распределение к< торого осуществлено практически во нссх цехахметаллургического производства.

25 фиа 5

Стиг.2

Фиакр

Составитель Б.Балашов

Техред M.Кодаиич Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Ворович

Заказ 4564/11 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 эаготов к не требует дорогостоящего и энергоемкого оборудования, так как перемещения тянущей клети и ударного устройства осуществляют с помо12