Стержень для получения полых слитков

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к изготовлению полых слитков литьем. Целью изобретения является повышение качества слитка за счет уменьшения поперечных усадочных трещин. Стержень состоит из основания 1, секций 2 с защитными пластинами, упругих элементов 3, служащих опорой для секций и расположенных в нижней и верхней частях стержня, которые, деформируясь под действием усадочных сил, создают условия для перемещения секций в радиальном направлении, дополнительных упругих элементов 4 Л-образной формы, расположенных в кольцевой выточке основания под промежуточной кольцевой шайбой 5, на которой расположены секции стержня. При затвердевании залитого металла под действием сил усадки секции 2 перемещаются как в радиальном направлении, так и в продольном направлении благодаря наличию кольцевой шайбы 5 с дополнительными упругими элементами 4. Сочетание указанных элементов позволяет сократить или исключить поперечные усадочные трещины в полом слитке. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)4 В22D 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткРитиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4053662/3 1-02 (22) 09. 04. 86 (46) 07.04.89. Вюп. N 13 (71) Волгоградский политехнический институт (72) Ю.И. Рубенчик, Всев.Н.Орленко .и Вит.Н. Орленко (53) 621.746.395(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1069928, кл. В 22 D 7/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР

В 1082554, кл. В 22 D 15/00, 1984; (54) СТЕРЖЕНЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ

СЛИТКОВ (57) Изобретение относится к области металлургии, конкретно к изготовлению полых слитков литьем. Целью изобретения является повышение качества слитка за счет уменьшения поперечных усадочных трещин. Стержень состоит из основания 1, секций 2 с защитными

ÄÄSUÄÄ 1470429 А1 пластинами., упругих элементов 3, служащих опорой для секций и расположенных в нижней и верхней частях стержня, которые, деформируясь под действием усадочных сил, создают условия для перемещения секций в радиальном направлении, дополнительных упругих элементов 4 Д -образной формы, расположенных в кольцевой выточке основания под промежуточной кольцевой шайбой 5, на которой расположены секции стержня. При затвердевании залитого металла под действием сил усадки секции 2 перемещаются как в радиальном направлении, так и в продольном направлении благодаря наличию кольцевой шайбы 5 с дополнительными упругими элементами 4. Сочетание указанных элементов позволяет сократить или исключить поперечные усадочные трещины в полом слитке. 3 ил.

1470429

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к изготовлению полых слитков литьем.

Цель изобретения — повышение ка5 чества слитка.

На фиг. 1 изображен стержень, разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг . 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 2.

Стержень состоит из основания секций 2 с защитными пластинами, упругих втулок (элементов) 3, слу« жащих опорой для секций 2 и расположенных в нижней и верхней частях 15 стержня, которые, деформируясь под действием усадочных сил, создают условия для перемещения секций в радиальном направлении, дополнительных упругих элементов 4, расположен- щ ных в кольцевой выточке основания под промежуточной кольцевой шайбой 5, на которой расположены секции стержня., Элементы 4 с шайбой 5 служат опорой секций по вертикали, которые, дефор- 25 мируясь под действием продольных усадочных деформаций в затвердевающем слитке, обеспечивают надежную работу стержня при перемещении секций в вертикальном направлении. Эле- щ менты 4 выполнены Л -образной формы, Введение в конструкцию стержня дополнительных упругих элементов, уста-„ новленных под секциями стержня и контактирующих с ними через промежуточную кольцевую шайбу, придает стержню новое свойство — возможность свободного изменения размеров секций по высоте за счет уменьшения высоты деформируемых элементов под воздей- 40 ствием продольных усадочных деформаций в затвердевающем слитке.

Выполнение элементов 4 Д -образной формы обеспечивает простоту их изгoTQBJIeHHBу точное определение их 45 жесткости непосредственным измерением под нагрузкой и при известном весе секций и столба металла над стержнем позволяет точно определять их количество, при .котором они не будут 50 деформироваться только под воздействием веса стержня и столба жидкого металла над стержнем. Промежуточная кольцевая шайба служит для равномер55 деформируемые элемейты и упрощения процесса сборки стержня. Выполнение в основании стержня кольцевого паза для установки в него дополнительных упругих элементов и промежуточной кольцевой шайбы позволяет конструктивно решить вопрос о перемещении секций в вертикальном направлении при удалении деформируемых элементов из эоны непосредственного теплообмена между отливкой и стержнем, что повышает надежность .работы этих элементов. Придание элементами 4 свойства стержню уменьшать свои размеры по вертикали под действием продольных усадочных деформаций в затвердевшем вокруг стержня слое металла позволяет выполнять стержень консольным, не входящим в прибыль, что резко улучшает условия работы прибыли— способствует уменьшению усадочных дефектов в осевой части стенки слитка, что особенно важно, так как при изготовлении слитка полым резко увеличивается отношение высоты слитка к толщине, стенки.

Материалом упругих элементов является упругая листовая сталь толщиной 0,5-8,0 мм. Толщиной стенки этих элементов и их количеством под секциями обеспечивается их жесткость, при которой они не деформируются под весом секций и давлением столба жидкого металла над стержнем. При толщине стенки деформированных элементов меньше 0,5 мм или больше 8,0 мм возникают трудности, связанные с необходимостью, соответственно, увеличения нлн уменьшения жесткости деформируемых элементов до требуемого значения, которое зависит от массы стерж" ня и высоты прибыльной надставки.

Рабочая поверхность стержня защи1 щена огнеупорным покрытием 6. Крышка 7, стяжка 8 с гайками необходимы для сборки стержня с фиксированным положением секций. Верхний конец стяжки выполнен в виде крюка 9 для транспортировки и установки стержня в изложницу. Каждая секция стержня в верхнем и нижнем торцах имеет съемные ремболты для операций транспортировки, сборки и удаления секций из слитка. После установки стержня в изложницу стяжку секций ослабляют путем откручивания верхней гайки на стяжке, пространство вокруг крюка 9 в крышке 7 заполняют сыпучим огне,упорным материалом с низкой теплопроводностью и сверху на крышке 7 за-. крепляют керамический защитный крлпак 10.

1470429

Стержень работает следующим образом.

После заливки формы металлом до начала йроцесса затвердевания (обра-5 зования нерасплавляющейся впоследствии твердой корки металла вокруг всей поверхности стержня) элементы 4

В стержня препятствуют перемещению секций 2 стержня в продольномнаправлении под действием гидростатического давления слоя металла над стержнем. Увеличение размеров секций 2 с повышением их температуры под воздействием температуры жидкого метал- 15 ла не вызовет их деформации, так как секции 2 имеют свободу изменения (увеличения) размеров по высоте.

Впоследствии, при затвердевании слитка, под действием сил усадки в затвердщ девшем слое металла секции 2 стержня перемещаются в продольном направлении, что возможно благодаря (деформащюи) уменьшению высоты элементов 4, и, как следствие, приводит к ликви- 25 дации поперечных усадочных трещин в затвердевших объемах слитка. Извлече

we стержня из слитка после затверде вания производится с донной части путем установки съемных ремболтов в 30 основание стержня, при этом стержень можно извлечь в сборе. Возможен вариант извлечения стержня из слитка утем извлечения отдельных его зле ментов» 35

Выполнение стержня сборным, состо:ящим из отдельных секций и деформируемых элементов, установленных s кольцевую выточку в основании стержня под нижними торцами секций, контактирующих через промежуточную кольцевую шайбу, по сравнению с известными решениями, способствует устранению поперечных усадочных трещин в связи с возможностью стержня уменьшать свои размеры по высоте под воздействием продольных усадочных деформаций в затвердевшем слое металла, . снижению трудоемкости извлечения стержня из слитка и получению геометрии отверстия требуемой формы с чистой литой поверхностью.

Формула изобретения

Стержень для получения полых слитков, вы олиенный из секций, расположенных с зазором и имеющих защитные пластины, перекрывающие зазоры между секциями, упругие элементы и основание с кольцевой выточкой под нижнюю знаковую часть секций, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества слитка за счет уменьшения поперечных усадочных трещин, он снабжен промежуточной кольцевой шайбой и дополнительными упругими элементами, выполненными преимущественно A -образной формы, при этом дополнительные упругие элементы равномерно размещены на дне кольцевой выточки, а на них через промежуточную кольцевую шайбу установлены секции с возможностью перемещения в вертикальном направлении.

14 70429

QE.Составитель 10. Яковлев

Техред И.Дидмк Корректор О. Кравцова

Редактор Н. Тупица

Заказ 1415/12 Тирам 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент" ° г. Укгород, ул. Гагарина,301