Надставная литниковая чаша

 

Использование: в литейном производстве для подвода расплавленного металла в полость литейной формы. Сущность изобретения: на верхний лад собранной под заливку формы соосно с литниковой воронкой устанавливают емкость - надставную литниковую чашу. Она выполнена из пенопластов или из огнестойкой бумаги и предназначена для формирования в ее замкнутом пространстве сплесков расплава в компактный слиток. 2 з.п, ф-лы, 1 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

) — а (21) 4748645/02 (22) 02.08.89 (46) 23.10.92, Бюп, N 39 (71) Харьковский политехнический институт им, В.И.Ленина (72) Б.П.Коваленко, С.Г.Пелых, М.Н.Литвиненко, B.Â.Òèùåíêî и О.И,Пономаренко (56) Авторское свидетельство СССР

N 1072938, кл. В 22 С 9/08, 1984, Денисов И. С, Сборка л итейн ых форм.

М„ "Профтехиздат", 1963, с. 195-196, рис.

123, с. 216.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к элементам литниковой системы, точнее к элементам, оформляющим входное отверстие для подвода расплавленного металла в полость литей-. ной формы.

Известна литниковая система для заливки форм металлом, содержащая чашу, стопорную пробку, стояк, шпакоуловитель и питатели. Литниковая чаша представляет собой резервуар, вмещающий известный запас металла и служащий для приема расплава из ковша и задержания шлака. Чаши для средних и крупных отливок формуют в специальных чугунных ипи стальных рамках (а,с. СССР М 1031633. 1072983, В 22 С 9/08, 1983). С целью регулирования скорости заливки стояк выполняют коническим и в нем устанавливают стопор, используя который можно регулировать скорость металла при заполнении формы (а,с. СССР 328981, 1970).

Литниковые чаши при правильном их устройстве хорошо улавливают и задерживают шлак, но они значительно увеличивают расход жидкого металла и применение их без

SU 1770033 А1 (st)s В 22 С 9/08 (54) НАДСТАВНАЯ ЛИТНИКОВАЯ ЧАША (57) Использование: в литейном производстве для подвода расплавленного металла в полость литейной формы. Сущность изобретения: на верхний лад собранной под заливку формы соосно с литниковой воронкой устанавливают емкость — надставную литниковую чашу. Она выполнена из пенопластов или из огнестойкой бумаги и предназначена для формирования в ее замкнутом пространстве сплесков расплава в компактный слиток. 2 з,п. ф-лы, 1 ил. нужды не может быть оправдано (Дубицкий

Г.M., Литниковые системы, M., 1962, с. 170—

177), При заливке литейных форм метаплоемкостью до 100 кг применяют литниковые воронки, выполняемые в верхней полуформе, (Могиле В.К„Лев О.И. Справочник литейщика. М., Машиностроение, 1988, с. 49).

Изготовление и заливка форм на автоматических литейных линиях (АЛЛ) привело к широкому использованию литниковых воронок. Литниковые чаши трудоемки в изготовлении и установке, тяжелы и снижают технологический выход годного. Кроме того, короткий цикл изготовления форм на

АЛЛ (обычная производительность линий

180...240 ф/ч) не позволяет использовать литниковые чаши из-за дефицита времени, При заливке форм из поворотных и стопорных ковшей даже при использовании заливочно-дозирующих установок, не всегда выдерживается точное попадание струи металла в литниковую воронку. Кроме того, неточное дозирование порции металла. особенно при переходе на другое наименова1770033 ние отливки, приводит к образованию заливов и "коржей" на верхнем ладу формы. Часто заливы достигают края опоки и приваривают к стенкам, что повышает трудоемкость подготовки опок к новому циклу.

Попадание заливов (скрапа) в механизмы АЛЛ в смесеприготовительной системы (СПС) приводит к их внезапному отказу, Например, на основе анализа статических данных, полученных на Купянском литейном заводе(УССР, Харьковская обл.), установлено, что около 20 % от общего количества простоев АЛЛ составляют внезапные отказы. Этому способствует то обстоятельство, что в 1 м отработанной смеси, взятой в чугунолитейном цехе КЗЛ, содержится от 30 до 15 кг металлического скрапа. Эта величина существенно зависит от числа одновременно формируемых отливок, их массы и конфигурации, от сложности литнико вой системы и т;д.

Вероятность улавливания электромагнитными железоотделителями металлического скрапа в отработанной формовочной смеси различна. Она колеблется для частиц различной конфигурации от 14 О до 80 о, Так, например. вероятность улавливания частиц диаметром до В мм составляет всего

14 о, э их удельный вес в общей массе металлических включений достигает 10, Проведенные эксперименты показали, что только 75 — 80 % металлического скрапа удаляется магнитным сепаратором иэ отработанной формовочной смеси. Оставшиеся металлические включения либо уходят со смесью в отвал, либо возвращаясь попадают в механизмы AJlfl и СПС и вызывают их поломку или остановку системы в целом.

Например, остановка ленточного транспортера (из-за порезки лент скрэпом), подающего горелочную смесь, приводит к остановке АЛЛ также. кэк.и выход из строя любого другого агрегата линии. Случается выход из строя смешивающих бегунов из-за попадания скрапа под плужки, причем поломка стоек и плужков не вызывает остановки линии, тем не менее приводит к нехватке формовочной смеси, а затем к браку форм из-за несоблюдения длительности перемешивания ее компонентов, Частично устранить перечисленные выше. недостатки позволяет заявляемое техническое решение — надставная литниковая чаша (НЛЧ).

Целью предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости и времени на изготовление, установку и последующую ликвидацию надставной литниковой чаши, Поставленная цель достигается тем, что нэ верхнюю рабочую поверхность собранной под заливку литниковой формы„соосно или эксцентрично со стояком устанавливают в специальное, например, кольцевое углубление цилиндрический элемент литниковой системы — надставную литнико5 вую чашу. Она выполнена из огнестойкой бумаги или пенопластов, облицовочных огнеупорных материалов. Предназначена

НЛЧ для концентрирования в ее замкнутом пространстве сплесков расплава в компакт10 ный слитой приваренный к металлу стояка (воронки). Таким образом, после заливки формы на ее ладу отсутствует скрап (т.е, металлические корольки, коржи и сплески), который трансформировался в надставной

15 литниковой чаше в компактный слиток.

Изготавливают НЛЧ иэ пенопластов, из низкосортной бумаги, обработанной антипиренами, или из специальной бумаги на основе неорганических волокон путем фор20 мавки или навивки бумажных полос на оправку с проклейкой слоев неограническим клеем. В качестве антипиренов (для пропит- . ки бумажной основы) могут быть использованы, например. водные растворы

25 диаммонийфосфата, буры, жидкого стекла и др, После снятия НЛЧ с оправки на ее поверхность должна быть нанесено огнеупорное покрытие (литейная краска) любым из известных способов: окунанием, напылени30 ем, квачом и т.д. В качестве связующего в красках могут быть использованы жидков стекло, фосфатные клеи, кремнийорганические лаки и др. Наполнителями красок могут служить порошки кварца, шамота, силлима35 нита, бентонита, графита и т.д.

Пенополистироловые НЛЧ могут быть изготовлены литьем под давлением на специальных автоматах, используемых в технологии литья по удаляемым моделям, 40 Материалом таких НЛЧ служит, например, пенополистирол марки ПСВ-ЛД (ТУ05-14881) с обьемной массой 150-300 кг/м или марок ПС-Б, ПС-БС (ЛП М 1, 1984, с, 21-22).

НЛЧ покрывают слоем теплоизоляционной

45 краски. при достаточной.толщине которой газификация начинается уже после образования прочной корки затвердевшего металла. Сушат НЛЧ, покрытые краской на органическом растворителе. в течение 1015 мин, а при использовании водных красок

50 25-30 минут при температуре 80-85 С до содержания остаточной влаги 1,2...1,5 ф.

Устанавливают НЛЧ на собранную под заливку форму путем ее запрессовки (легким нажатием руки) в канавку (паз). выпол55 ненный, например, прессовой плитой при изготовлении верхней полуформы. Диаметр и высота НЛЧ, обеспечивающая удобство заливки формы и надежное концентрирование сплесков в компактный слиток, должна

1770033 равняться 1,5.-2,0 верхним диаметрам литниковой воронки.

Размеры литниковых воронок выбирают в зависимости от массы отливок. (См.

Липницкий А,М, Формовка вручную, Л., Машиностроение, 1981, с. 22-23), Толщины стенок надставной литниковой чаши выбирают в пределах 5-10 мм, а также в зависимости от металлоемкости форм, например, на формы емкостью до 50 кг устанавливают

НЛЧ с толщиной стенки не менее 5 мм, на 100 килограммовые — более толстые (до 10 мм). B промежутке между 50 и 100 кг следует на каждые 10 кг металлоемкости формы толщины стенок НЛЧ увеличивать на 0,8 — 1,0 мм.

Для четкой фиксации НЛЧ на верхнем ладу формы следует выполнить посадочную канавку глубиной равной 1/2...1/3 высоты надставной литниковой чаши. Заполнение жидким расплавом литниковой воронки может осуществляться до верхнего края формы, или даже превышать его на 1/3...1/4 высоты НЛЧ. Это обеспечивает повышенные металлостатический напор в форме без увеличения высоты верхней опоки, что весьма выгодно. Сразу после заливки происходит увеличение вязкости жидкого металла вследствие его соприкосновения со стенками НЛЧ, В процессе снятия перегрева в расплаве появляется твердая корочка, а в теле НЛЧ вЂ” новые поры и рыхлоты. После выбивки формы литниково-питающая система отделяется от отливки и отправляется на переплавку, где происходит окончательно догорание надставной литниковой чаши.

Металлические корольки и сплески, прочно привариваются к стояку, не загрязняют формовочную смесь, не выводят из строя оборудование и не теряются в отвалах. Таким образом;приведенные выше аргументы позволяют утверждать, что заявляемое уст-. ройство соответствует критерию изобретения новизна

По сравнению с прототипом предлагаемое изобретение обладает рядом преимуществ как в технологическом, так и экономическом плане и проявляет новые свойства. Например, надставные литниковые чаши менее трудоемки в изготовлении и установке, имеют незначительную массу и легко удаляются после заливки форм. Кроме того, они легко вписываются в цикл работы автоматических литейных линий: НЛЧ легко и быстро устанавливаются и не требуют их снятия перед выбивкой форм. например, методом продавливания кома. Упрощается процесс регенерации отработанной смеси.

Уменьшается брак отливок по неметаллическим и газовым включениям за счет установки фильтровальных сеток (Фирам-процесс) в КЛЧ.

Надставные литниковые чаши предотвращают простои АЛЛ и СПС по причине

5 попадания в них скрапа, а также уменьшают потери металла вместе с отработанной смесью, направляемой в отвал. Наконец, использование изобретения позволяет повысить технологический выход годного.

10 На чертеже изображена собранная литейная форма с НЛЧ.

B верхней полуформе 1 выполнена литниковая система, включающая стояк 2 с воронкой. Для компактного концентрирова15 ния сплесков металла в посадочную канавку

3 установлена НЛЧ с огнеупорным покрытием 5.

От использования заявляемого изобретения вчугунолитейном цехе М 2 Купянско20 го литейного завода может быть получен следующий экономический эффект.

Исходные данные для расчета: — в ЧЛЦ М 2 установлены три АЛЛ Гизаг" (ГДР) и одна СПС (смесеприготови25 тельная система); — стоимость одной минуты простоя линии по недовыпуску продукции достигает по данным КЛЗ 25 руб; — допустим, что внедрение изобретения

30 позволит уменьшить длительность простоев

А ЛЛ и СПС по вине скрапа на.1 ч в месяц (на базовом предприятии она составляет 610 ч в месяц), Тогда длительность безаварийной рабо35 ты оборудования увеличится в месяц и соответственно в год на.

3 ч (3 линии Тизаг") + 1 ч (СПС) = 4 ч;

4 ч х 12 = 48 ч.

Экономия средств за год составит:

40 48 ч х 60 мин х 25 руб = 72000 руб.

Учитывая, что потери металла, вывози,мого в отвал с отработанной смесью уменьшается примерно на 8 тыс, рублей в год, можно утверждать, что ожидаемый эконо45 мический эффект по одному литейному цеху достигнет 80 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

1. Надставная литниковая чаша, содержащая разрушаемый каркас, о т л и ч а ю50 щ а я с я тем, что, с целью упрощения процессов выбивки формы и регенерации смеси, каркас выполнен из сгораемого материала, 2. Чаша поп,.1,отл ича ю ща яся тем, 55 что, с целью снижения трудоемкости изготовления ее, каркас выполнен из пенополистирола.

3. Чаша по п.1, отличающаяся тем, что каркас выполнен из бумаги, пропитанной антипиренами, 1 ПЦО33

Составитель А,Кузнецова

Техред М.Моргентал Корректор M.Têà÷

Редактор Т,Шагова

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

Заказ 3G96 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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