Литниковая система

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности, к литниковым системам, обеспечивающим модифицирование и рафинирование жидкого металла при заливке в форму. Сущность изобретения: литниковая система содержит стояк, расширяющийся книзу, рогообразный подводящий канал и сферические реакционную камеру и шлакоуловитель, которые перекрыты фильтром из кремнеземной ткани. Соотношение входного сечения рогообразного канала и выходного сечения реакционной камеры составляет 1:2. 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может найти применение в литейном производстве при изготовлении отливок при литье в песчаные и металлические формы.

В практике производства литых деталей для заполнения полости литейной формы жидким расплавом известны многочисленные разнообразные конструкции литниковых систем, назначение которых сводится не только к заполнению полости формы жидким расплавом, но и к очистке последнего от шлака, газов и других неметаллических включений.

Известна литниковая система с центробежным шлакоуловителем, эффективность действия которого тем выше, чем больше величина закручивания потока расплава /1/.

Эта система не может обеспечить эффективную очистку жидкого расплава, так как ввиду близкого расположения входа и выхода поток жидкого расплава не закручивается, а проходит кратчайшим путем от входа в шлакоуловитель к выходу от него, а поэтому вероятность очистки расплава является только предположительной.

Известна литниковая система, содержащая стояк, питатель, реакционную камеру и шлакоуловитель /2/.

Эта система не обеспечивает необходимой степени усвоения модификаторов жидким металлом из-за недостаточности закручивания металла в реакционной камере.

Ближайшим аналогом является литниковая система, содержащая стояк, подводящий канал, соединенный с реакционной камерой, и шлакоуловитель. Реакционная камера имеет форму кольцевого сегмента, что способствует спокойному протеканию металла над присадками и исключает образование застойных зон /3/.

Недостатком литниковой системы является малая эффективность внутриформенного модифицирования и отсутствие очистки расплава.

Задачей изобретения является повышение эффективности внутриформенного модифицирования, рационального использования модификатора, а также бинарной очистки расплава: до и после модифицирования при заливке его в литейную форму.

Технический результат достигается тем, что подводящий канал выполнен рогообразным, реакционная камера и шлакоуловитель сферическими, что обеспечивает подвод металла в камеру по касательной, вызывает турбулентность потока и хороший контакт жидкого металла и модификатора. Для обеспечения металла подводящий рогообразный канал и сферическая камера перекрыты общим фильтром из кремнеземной сетки. Соотношение входного сечения рогообразного канала и выходного сечения реакционной камеры составляет 1:2.

Стояк выполнен расширяющимся книзу с целью лучшего обеспечения прогрева фильтра в первоначальный момент заливки, так как при классических конструкциях стояка, сужающихся книзу, происходит замораживание первых порций металла на поверхности фильтра и последний не обеспечивает прохода металла через себя.

На фиг. 1 показана конструкция литниковой системы; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 вариант литниковой системы с увеченной сферической реакционной камерой; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 разрез Г-Г на фиг. 4.

Основными элементами литниковой системы являются: сферическая реакционная камера 1, рогообразный подводящий канал 2, шлакоуловитель 3, расширяющийся книзу стояк 4, воронка 5, выпор 6, питатель 7, фильтр 8.

В варианте фиг. 1 3 чугун через воронку 5 поступает в стояк 4, расширяющийся книзу, с целью предотвращения затвердевания первых порций жидкого металла при соприкосновении с фильтром 8, в качестве которого использована кремнеземная ткань марки КС-11-ЛА, которая одновременно перекрывает подводящий рогообразный канал 2 и сферическую реакционную камеру 1, располагаемые в нижней полуформе. В камеру 1 до установки фильтра 8 помещается необходимая навеска модификатора 9.

Подводящий рогообразный канал 2 сопрягается со сферической реакционной камерой 1 и обеспечивает подвод жидкого металла в камеру по касательной, что придает потоку расплава турбулентность, способствует хорошему перемешиванию металла и модификатора, обеспечивая оптимальный контакт жидкого металла с модификатором 9, лучшее его усвоение и экономию в расходе последнего.

Сферическая форма реакционной камеры обеспечивает минимальный расход металла, предотвращает образование "мертвых зон".

Фильтр 8, перекрывающий вход и выход жидкого металла в реакционную сферическую камеру 1, обеспечивает очистку сплава до модифицирования от шлаковых и других неметаллических включений, поступающих из заливочного ковша, и после модифицирования, рафинируя сплав от образовавшихся продуктов реакции.

Шлакоуловитель 3 перекрывает реакционную камеру так, что образует выходной канал из реакционной камеры при соотношении 2:1 по отношению к сечению входного рогообразного канала 2. Сферическая форма шлакоуловителя способствует концентрации в верхней точке прошедших через фильтр неметаллических включений, попадающих в выпор 6.

Кроме основного назначения шлакоуловитель 3 играет роль питающей прибыли. Промодифицированный и рафинированный расплав из шлакоуловителя 3 поступает в питатель 7.

При испытаниях на отливках из чугуна массой 5 кг(общая масса заливаемого в форму сплава 20 кг) использовались модификаторы: ЖКМК-6, СИИТМИШ-1, АКЦ, чистый магний.

Установлено, что соотношение сечения входного рогообразного подводящего канала 2 и выходного канала, образуемого шлакоуловителем 3 из реакционной сферической камеры, должно составлять 1:2.

Результаты приведены в таблице.

Предлагаемая литниковая система позволяет значительно улучшить качество чугуна по таким показателям, как предел прочности при растяжении, относительное удлинение /при производстве ЧШГ/, равномерную твердость, стабильность глобулярности графита.

Формула изобретения

Литниковая система, содержащая стояк, подводящий канал, соединенный с реакционной камерой, и шлакоуловитель, отличающаяся тем, что она снабжена фильтром из кремнеземной сетки, перекрывающим подводящий канал и реакционную камеру, реакционная камера и шлакоуловитель выполнены сферическими, подводящий канал рогообразным, а стояк расширяющимся книзу, при этом соотношение входного сечения рогообразного подводящего канала и выходного сечения сферической реакционной камеры составляет 1 2.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7