Способ непрерывного литья цветных биметаллических заготовок и машина для его осуществления

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке цветных биметаллических заготовок. Цель изобретения - повышение качества отливаемых заготовок и производительности процесса литья. Способ включает периодическую подачу жидкого металла одного химического состава в кристаллизатор и отливаемую заготовку, периодическое вытягивание заготовки из кристаллизатора вверх, формирование оболочки заготовки до установленной толщины стенки в зоне вторичного охлаждения, при этом оболочку многослойной заготовки формируют из металла с более высокой температурой плавления и после ее охлаждения до 400 - 600°С в заготовку вводят жидкий металл другого химического состава, формируют следующий слой заготовки до заданной толщины, а многослойный участок заготовки обрезают и удаляют с линии разливки. Машина для осуществления способа содержит герметичный металлоприемник, кристаллизатор, зону вторичного охлаждения, включающую восходящий и нисходящий вертикальные участки и радиальный участок между ними, устройство резки и устройство для удаления заготовки с линии разливки, содержащее приемные корзины с поддонами и средство для удаления заготовки из приемных корзин. Устройство для удаления заготовки с линии разливки содержит дополнительно поворотную платформу с размещенной на ней герметичной емкостью для металла другого химического состава, сообщающуюся с приемными корзинами, и указатель уровня жидкого металла другого химического состава, размещенный на нисходящем вертикальном участке зоны вторичного охлаждения. Средство для удаления заготовки из корзин содержит дополнительную емкость с захватами. Цель достигается за счет исключения смешивания металлов в процессе их транспортировки. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

О1)5 В 22 0 11/00, 11/.14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3868353/02 (22) 01.04.85 (46) 07,08.91. Бюл, М 29 (71) Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) Е.А.Коршунов, В.И.Стеценко, К.А,Маликов, В.Л,Бастриков, В.С.Иогансен и В.П.Чепурный (53) 621,746.047:621,746.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1583211, кл, В 22 О 11/00, 1984. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ

ЦВЕТНЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК И МАШИНА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке цветных биметаллических заготовок. Цель изобретения — повышение качества отливаемых заготовок и производительности процесса литья. Способ включает периодическую подачу жидкого металла одного химического состава в кристаллиэатор и отливаемую заготовку, периодическое вытягивание заготовки иэ кристаллиэатора вверх, формирование оболочки заготовки до установленной толщины стенки в зоне вторичного охлаждения, при этом оболочку многослойной заготовки формируют из металла с более высокой температурой плавления и

Изобретение относится к металлургии, в частности. к непрерывной разливке биметаллических заготовок.

Цель изобретения — повышение качества отливаемых заготовок и производительности процесса литья.

На чертеже показана машина для непрерывного литья заготовок.

„„5U 1668017 А1 после ее охлаждения до 400-600 С в заготовку вводят жидкий металл другого химического состава. формируют следующий слой заготовки до заданной толщины, а многослойный участок заготовки обрезают и удаляют с линии разливки. Машина для осуществления способа содержит герметичный металлоприемник, кристаллизатор, зону вторичного охлаждения, включающую восходящий и нисходящий вертикальные участки и радиальный участок меджу ними, устройство резки и устройство для удаления заготовки с линии разливки, содержащее приемные корзины с поддонами и средство для удаления заготовки из приемных корзин, Устройство для удаления заготовки с пинии разливки содержит дополнительно поворотную платформу с размещенной на ней герметичной емкостью для металла другого химического состава, сообщающуюся с приемными корзинами,и указатель уровня жидкого металла другого химического состава, размещенный на нисходящем вертикальном участке эоны вторичного охлаждения. Средство для удаления заготовки иэ корзин содержит дополнительную емкость с захватами. Цель достигается за счет исключения смешивания металлов в процессе их транспортировки. 2 с. и 4 з,п. ф-лы, 1 ил.

Машина содержит металлоприемник 1, кристаллиэатор 2, к которому снизу подсоединен металлопровод 3, ссюбщающийся с металлоприемником 1. За кристаллизатором

2 последовательно размещаются следующие три участка оборудования эоны вторичного охлаждения: вертикальный восходящий уча1668017

55 сток 4, радиальный участок 5 и вертикальн ый нисходя щи и участок 6.

B верхней части вертикального нисходящего участка 6 размещен механизм 7 резки отливаемой заготовки и указатель 8 уровня жидкого металла второго химического состава, Радиальный участок 5 оборудования зоны вторичного охлаждения, выполненный по дуге в пределах полуокружности, снабжен механизмом 9 для вытягивания заготовки из кристаллизатора и ее изгиба. В нижней части вертикального нисходящегоучастка 6 оборудования зоны вторичного охлаждения размещено устройство для удаления заготовки с линии разливки, Устройство содержит приемные корзины 10 и 11, размещенные в одной вертикальной плоскости симметрично относительно дополнительного герметичного металлоприемника 12 для металла второго химического состава

Приемные корзины 10 и 11 имеют поддоны 13 и 14, в которых выполнены отверстия, сообщающиеся с отверстиями металлопроводов 15 и 16, которые, в свою очередьсообщаются с металлоприемником 12. На поддонах

13 и 14 размещены устройства (не показаны), обеспечивающие герметичное уплотнение конца полой заготовки относительно поддона перед подачей в заготовку жидкого металла второго химического состава, Металлоприемник 12, металлопроводы

15 и 16 и приемные корзины 10 и 11 размещены на поворотной платформе 17, которая установлена на основании 18 и имеет воэможность перемещаться вверх на заданное расстояние h.

В днище металлоприемника 12 выполнены два отверстия 19 и 20, сообщающиеся с каналами металлопроводов 15 и 16, перекрываемые стопорами 21 и 22.

Устройство для удаления заготовки с линии разливки имеет захваты 23 для удаления отрезанной заготовки из корзины и дополнительную емкость 24.

Непрерывная отливка заготовок по предлагаемому способу на предлагаемой машине осуществляется следующим образом.

Перед началом отливки слоистой заготовки в металлоприемник 1 подают жидкий металл 25 первого химического состава, температура плавления которого выше температуры плавления жидкого металла 26 второго химического состава, который подают в герметичный металлоприемник 12 устройства для удаления заготовки с линии разливки.

Из металлоприемника 1 через металлопровод 3 жидкий металл 25 первого химического состава подают в кристаллизатор 2 и

40 отливаемую оболочку 27 заготовки, которую периодически с помощью механизма 9 для вытягивания заготовки иэ кристаллиэатора и ее изгиба вытягивают из кристаллиэатора

2 на установленный шаг, пока оболочка 27 заготовки в кристаллизаторе 2 сформируется до заданной толщины, причем перед каж. дым очередным вытягиванием оболочки заготовки из кристаллизатора жидкий металл 25 первого химического состава из формируемой оболочки заготовки удаляют.

В отливаемой заготовке жидкий металл

25 первого химического состава поднимают только в пределах восходящего вертикального участка 4 зоны вторичного охлаждения на установленную высоту, кратную шагу вытягивания.

В начале разливки головную часть отливаемой заготовки соединяют с затравкой и через нее с помощью механизма 9 для вытягивания заготовки из кристаллиэатора и ее изгиба перемещают по всей зоне вторичного охлаждения. Затравку отсоединяют от заготовки в зоне вертикального нисходящего участка 6 оборудования вторичного охлаждения.

После отделения затравки головную часть оболочки 27 заготовки перемещают вертикально вниз до того момента, пока торец оболочки 27 заготовки не переместится в одну из приемных корзин, например корзину 10,устройства для удаления заготовки с линии разливки. Торец оболочки 27 заготовки подводится к поддону 13 корзины 10 сначала невплотную, так как трудно так рассчитать периодическое перемещение оболочки 27 заготовки, чтобы при очередном ее вытягивании из кристаллиэатора 2 торец заготовки точно опустился на поддон 13 приемной корзины 10.

Переместив оболочку 27 заготовки так, чтобы ее торец не подошел вплотную к поддону 13, поворотную платформу 17 устройства для удаления заготовки с линии разливки относительно основания 18 поднимают на высоту h, равную расстоянию от поддона 13 до торца оболочки 27 заготовки.

Укаэанный подъем может быть осуществлен, например, путем подачи масла внутрь основания под подпятник поворотной платформы 17.

После подъема платформы 17 торец оболочки 27 заготовки относительно поддона уплотняют, например, путем прижатия через кольцо жгута иэ волокнистого углеродистого материала, и в оболочку 27 заготовки из герметичного металлоприемника 12 при поднятом стопоре 21 через отверстие

19 в днище металлоприемника 12 и через металлопровод 15 и отверстие в поддоне 13, 1668017

50 Г, увеличивая давление газа в герметичном металлопроводе 12 до необхоцимой величины, вводят жидкий металл 26 второго химического состава и мениск его поднимают в оболочке 27 заготовки на установленную высоту, кратную длине шага вытягивания заготовки из кристаллизатора. С этого момента заготовка формируется одновременно иэ двух жидких металлов разного химического состава и разной температуры плавления.

Положение мениска жидкого металла

26 в оболочке 27 заготовки обеспечивает указатель 8 уровня жидкого металла второго химического состава.

Подняв мениск жидкого металла 26 второго химического состава до установленной высоты, отверстие 19 е днище герметичного металлоприемника 12 перекрывают стопором 21 и приступают к операции по отделению заготовки механизмом 7 резки, Отрезанную заготовку следует опусти гь вместе с поноротной платформой 17 и удалить с линии разливки путем поворота платформы на 180" При этом в-орая корзина 11 перемещается в исходное положение и готова принять следчюшую отрезаемую заготовку.

По Окончании затеерлееания жидкого металла 20 е опого хил1и еского составь ti

ОтРЕЗаННОй -;arотеекв ЕЕ,,:1Ëß :» Иэ КОР,Ины с по Ощью saiparo-, 3 д1- чдаления отреззн.;:.;. заготовки, K мо" нт/ под, @и в 3 -rro i двк: н.up

ПЛаВЛЕНИя ОаЗЛИЕавл;Ых МвтаЛЛОВ СраВНИтельно небо bi: яя, например 100-200"С. то пон11женле УГ 1за 1ной гемпГрагурь может пооизойп За счет причуд ..1Г".6r ного Воэдуш ного охлаждения. Если р-зница температур плавления сраь1ительно большая, например 200-400 С то на уча" гках 5 и б оборудования зоны вторичного охлаждения ц. ле-оо.".разно применить водовоэдушнае охлаждение.

8 пеоиод формирования слоя 33roTcDvH из жидк з О металла 26 в о уого химического состав Осуще вляе.;.: ступенчатое на длин, ша! з ь s;Гивания) oонижГ ние ровня ж;1дкого ме:.л.;;.: 25 г1ереог.1 химического

cocraB3 на восходящем участке 4 оборудования зсчы вторичного .-,, аждения, в pe

З, Л Ьтаз Е катОРОГО За. Ото Р К а ПО ВСЕЙ ДЛИНЕ э огс уча.-.ка. . в зоне х, исталлиэатора имев; Одинакову ) тол.цину оболочки.

Роэмохлчы еарианты в Формировании за;етое ки из жидких м- яллов раэногс хи

МИНЕС -..ГО: ОС. аЕЗ, Если время кристаллизации жидкого металла 26 в оболочке 27 заготовки не больше времени, которое требуется на периодическое перемещение заготовки на длину отрезаемой части на нисходящем вертикальном участке 6 оборудования зоны вторичного охлаждения,то наиболее целесообразным режимом разливки, позволяющим иметь максимальную производительность машины, является такой режим, когда за время очередной паузы между вытягиваниями заготовки из кристаллизатора (после того, как торец оболочки 27 заготовки опустится в крайнее нижнее положение) осуществляются операции по соединению оболочки 27 заготовки с поддоном 13 в корзине 10, по вводу жидкого металла 26 второго химического состава в заготовку на установленную высоту, по перекры1ию стопором 21 отверстия 19 в днище герметичного металлоприемника 12, по Отрезанию заготовки механизмом 7 и по удалению заготовки с линии разливки.

Практически ввести жидкий металл 26 второго химического состава в оболочку 27 заготовки можно и после отрезания ее механизмом 7 резки. Однако в этом случае имеются трудности с установкой мениска жидкого мета;1",à 26 второго химического соСтав; В ОбОЛОЧКЕ 27 ЗагОтОВКИ На НЕобХОдИмой высоте. Зти трудности исключаются, егли после поворога Отрезаннои Оболочки

27 з:- готовки ня 180" и соедин ния ее с захватом 23 для удаления заготонни иэ корзины к ней сверху присоединяют дополнител,-ную емкость 24.

После подсоедин ния дополнительной емкости 24 к отрезанной оболочке 27 заготовки в нее вводят жидкий металл 26 второго химического состава и Обсспе ивают его перемещение относительно фронта эатвердегания, удаляя этот металл из дополнительной емкости 24 и возвращая туда вновь.

Качество формируемой заготовки при этом повышается.

Удаление - формированной загс1овки из двух металлов из корзины осущесталяют

ИЛИ OOÏe ПОЛНОГО ЭатВЕРДЕВаНИЯ ЖИДКОГО er :ïëà 26 второго химического состага в .;аготОВКЕ. ИЛИ ПОСЛЕ 1OrO, Ках О-таГКИ ЭТОГО металла будут удалены из заготовки и GTQпос 22 перекроет отверстие 20 е днище герл;е ич ;Ого металлоприемника 12, Наличке дополни ельной емкости 2, позволяет удалить остатки жидкого металла иэ заготовки пут.м создания в дополнительной емкости

24 давления газа, которое должно быть не менее металлостатического давления в герметичном металлоприемнике 12. В этом случае будет получена полая заготовка.

1668017

10 тельная пауза для формирования второго слоя заготовки из металла другого химического состава. Укаэанная пауза мажду очередными вытягиваниями заготовки иэ кристаллиэатора становится особенно про- 5 должительной, когда температура плавления второго металла значительно ниже температуры плавления первого металла, Повышение качества биметаллических заготовок достигается эа счет того. что каж- 10 дый металл подается на формирование заготовки по отдельному тракту. Эти тракты не перекрещиваются и, следовательно, исключается возможность смешивания металлов на стадии их транспортирования. В этом 15 случае в более благоприятных условиях работает вся система подачи жидкого металла в кристаллизатор и отливаемую заготовку.

Применение предлагаемого способа упрощает производство слоистых заготовок 20 из металлов разного химического состава и разной температуры плавления, позволяет сэкономить 35ь меди, снизить на 25 вес металлопродукции и на 25;ь стоимость продукции. 25

Формула изобретения

1, Способ непрерывного литья цветных биметаллических заготовок преимущественно из меди и алюминия, включающий подачу первого металла в кристаллиэатор 30 снизу, формирование в нем оболочки слитка, подачу в нее второго металла и формирование из него следующего слоя слитке, периодическое вытягивание слитка иэ кристаллизатора прямолинейно вверх с после- 35 дующим изгибом и выпрямлением, охлаждение слитка и его резку на заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливаемых заготовок и производительности процесса литья, под- 40 ачу в сформировачную оболочку второго металла осуществляют со стороны, противоположной вытягиванию, на высоту участка выпрямления.

2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что подачу второго металла осуществляют при температуре оболочки слитка 400600 C.

3, Способ по п. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что резку слитка на заготовки осуществляют до окончания затвердевания в оболочке второго металла.

4. Способ поп.1, отличающийся тем, что подачу второго металла в сформированную оболочку слитка и формирование следующего слоя осуществляют после резки его на заготовки.

5. Машина для непрерывного литья цветных биметаллических заготовок преимущественно из меди и алюминия, содержащая герметичный металлоприемник, соединенный с ним посредством металлопровода своей нижней частью кристаллизатор, устройство вторичного охлаждения, состоящее из вертикального восходящего, радиального и нисходящего участков, устройство для резки слитка на заготовки и устройство для их удаления, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества отливаемых заготовок и производительности процесса литья, она снабжена устройством для регулирования уровня жидкого металла в слитке и поворотной платформой с размещенными на ней дополнительным герметичным металлоприемником и приемными корзинами с поддонами, при этом каждая иэ приемных корзин сообщена с металлоприемником.

6. Машина по и, 5, о т л и ч а ю щ а я с тем, что устройство для удаления заготовок выполнено в виде дополнительной емкости с захват".ìè.

1668017

Составитель Л. Дымшиц

Редактор О. Юрковецкая Текред M. Моргентал Корректор С. Черни

Заказ 2607 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, М пс к па. Ж-35, Рву шс кая наб., 4/5

Производственно-издательскии комбинат "Патент г. Ужгород, ул.Гагарина, 101