Устройство для получения полого слитка

 

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к получению полых слитков . Цель изобретения - улучшение качества слитка и снижение трудозатрат. Устройство содержит поддон, изложницу, пустотелую оправку, установленную соосно изложнице, приспособление с наполнителем для отвода тепла от внутренней поверхности кристаллизующегося полого слитка. Приспособление выполнено в виде установленного в пустотелой оправке вкладыша цилиндрической формы с замкнутой в донной части полостью в виде кольцевого зазора, заполненного наполнителем, имеющим температуру расплавления ниже температуры ликвидуса металла слитка на 100-500°С. Ширина кольцевого зазора рассчитана исходя из зависимости I (1-15) -108 АН р, где (1-15)«10 - коэффициент, учитывающий тепловосприимчивость наполнителя, Дж/м ; ДН - изменение теплосодержания единицы массы наполнителя при переходе его из начального состояния в конечное жидкое, Дж/кг;рплотность наполнителя, кг/м . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 22 D 7/04

ГОСУДАРСТВЕН-Ы Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1у)

С (2 <) 4485630/02 (22) 21,09,89 (46) 07,09.91. Бюл. М 33 (71) Производственное объединение "Азовмаш" и Мариупольский металлургический институт (72) А.Д,Лейдерман, Ю.И.Кирюшкин, А.Д.Чепурной, Г.П.Клименко, А.В.Литвиненко, В.А.Ипатов, В.В.Лапин, С.П.Лысяная, Е.Н.Костецкий и В.А.Дударев (53) 621.746.5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 822979, кл. В 22 D 7/04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛОГО СЛИТКА (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению полых слитков. Цель изобретения — улучшение качества слитка и снижение трудозатрат.

Устройство содержит поддон, изложницу, Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению полых слитков.

Цель изобретения — улучшение качества слитка и снижение трудозатрат.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для получения полого слитка содержит изложницу 1, установленную в нее соосно пустотелую оправку 2, пустотелый вкладыш 3 цилиндрической формы с замкнутой в донной части полостью А, образующей кольцевой зазор шириной I, заполненный плавящимся материалом наполнителя 4, температура расплавления которого на 100-500 С ниже температуры

„, SU„„1675029 А1 пустотелую оправку, установленную соосно изложнице, приспособление с наполнителем для отвода тепла от внутренней поверхности кристаллизующегося полого слитка, Приспособление выполнено в виде установленного в пустотелой оправке вкладыша цилиндрической формы с замкнутой в донной части полостью в виде кольцевого зазора, заполненного наполнителеМ, имеющим температуру расплавления ниже температуры ликвидуса металла слитка на 100 — 500 С.

Ширина кольцевого зазора рассчитана исходя иэ зависимости 1 = (1-15) 10 Л Н р, где (1 — 15) 10 — коэффициент, учитывающий в тепловосприимчивость наполнителя, Дж/м; ЛН вЂ” изменение теплосодержания

2. единицы массы наполнителя при переходе его из начального состояния в конечное жидкое, Дж/кг; p — плотность наполнителя, кг/м . 1 ил, ликвидуса металла слитка, и поддон 5, Ширина! кольцевого зазора пустотелого вкладыша 3 определяют по формуле

Устройство работает следующим образом.

В полость между изложницей 1 и пустотелой оправкой 2 заливают жидкий металл, При этом тепло от жидкого металла передается через стенки оправки 2 и вкладыша 3 в объем наполнителя 4. заполняющего кольцевой зазор, Наполнитель 4, имеющий температуру расплавления на 100-500 С ниже температуры ликвидуса металла, при этом

1675029 разогревается и плавится, Поскольку процесс плавлени — изотермический и коэффициент теплопередачи в вкладыше 3 соизмерим с коэффициентом теплоотдачи от металла в изложнице к стенке трубы 2, температура этой стенки находится в интервале между температурой расплавления наполнител я 4 вкладыша 3 и температурой жидкого металла слитка, Это способствует интенсивной кристаллизации металла слитка на внешней поверхности оправки 2, а следовательно, и во всем объеме полой отливки, что обеспечивает образование однородной мелкокристаллической структуры слитка. Кроме того, отвод тепла от оправки 2 в количествах, обусловленных температурой расплавления наполнителя 4 и шириной кольцевого зазора вкладыша 3, предотвращает коробление этой трубы, черезмерное ее окисление и разрушение под действием высоких температур и значительного статического давления жидкого металла. Это снижает затраты на последующую доводку размера слитка. По мере затвердевания полого слитка и его охлаждения материал наполнителя 4 эатвердеввет, вкладыш 3 можно извлекать иэ устройства и использовать многократно.

Пример. Устройство для получения полого слитка весом 30 т из стали Ст20 содержит изложницу 1 типа М3-75, 89, пустотелую оправку 2, выполненную иэ трубы 377х12 Ст20, пустотелый вкладыш 3 цилиндрической формы из Ст20 с замкнутой в донной части полостью А, образующей кольцевой зазор шириной 1, равной 0,141 м, заполненный чугунном СЧ15 в качестве наполнителя 4, температура расплавления которого равна 1200 С, что на 300 С ниже температуры ликвидуса стали Ст20, равной

1500 С.

Ширина I кольцевого зазора пустотелого вкладыша 3 рассчитана по формуле, учитывающей физические свойства материала наполнителя 4

9 10

9,8 10 Дж/м

0,141 м.

820000 Дж/кг 7800 кгlм

Для предотвращения приваривания оправки 2 и вкладыша 3 внутреннюю поверхность оправки 2 покрывают графитированной смазкой.

После полного затвердевания слитка вкладыш 3 с завтердевшим наполнителем 4 можно извлечь и использовать многократно. Его установка и извлечение не трудоемки.

Полученный с помощью предлагаемого

15 устройства полый слиток характеризуется мелкокристаллической структурой и отсутствием трещин.

Формула изобретения

Устройство для получения полого слитка, содержащее поддон, изложницу. пустотелую оправку и размещенные соосно в ней вкладыш и наполнитель для отвода тепла от

eHyrpeHHeA поверхности кристаллиэующегося слитка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества слитка и снижения трудозатрат на его изготовление, вкладыш выполнен в виде концентрически

30 расположенных с кольцевым зазором цилиндров, соединенных дном, с шириной I зазора, равной

;м

35 где (1-15) 10 — коэффициент, учитывающий тепловосприимчивость наполнителя, Дж/м;

40 hH — изменение теплосодержания единицы массы наполнителя при переходе его из начального состояния в конечное жидкое, Дж/кг:

4: р плотность наполнителя, кг/м, причем зазор заполнен наполнителем из материала с температурой плавления ниже температуры ликвидуса металла слитка на 100-500 C.

1675029

Составитель Е.Скиданова

Редактор М,Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Заказ 2961 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изоОретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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