Водоохлаждаемая форма для электрошлакового литья заготовок



Водоохлаждаемая форма для электрошлакового литья заготовок
Водоохлаждаемая форма для электрошлакового литья заготовок
Водоохлаждаемая форма для электрошлакового литья заготовок

 


Владельцы патента RU 2428278:

Общество с ограниченной ответственностью "Чебоксарский завод промышленного литья" (RU)

Изобретение относится к металлургии. Водоохлаждаемая форма содержит кристаллизатор (5) и поддон (6), в стенках которых расположены каналы водяного охлаждения (7). Ближайший к месту стыка рабочих поверхностей кристаллизатора (5) и поддона (6) канал водяного охлаждения (7), расположенный в поддоне, смещен относительно линии схождения поверхностей кристаллизатора (5) и поддона (6) на расстояние Δ=0,8-2,0 толщины водоохлаждаемой части стенки поддона. Достигается повышение качества поверхности донной части заготовки за счет более равномерного ее охлаждения. 3 ил.

 

Изобретение относится к области спецэлектрометаллургии, а в частности к установкам электрошлакового литья фасонных отливок, а именно заготовок машиностроительных деталей.

Как правило, для серийного производства заготовок используют водоохлаждаемую форму, образованную из кристаллизатора и поддона. Внутренняя гильза кристаллизатора и плита поддона выполняются из высокотеплопроводного материала (медь М1, М2, М3 или бронза), а толщина стенки водоохлаждаемой формы составляет 10-40 мм, в случае выполнения в поддоне прямоточных каналов охлаждения (щелевая система водоохлаждения) толщина стен поддона может быть увеличена до 100 мм (Электрошлаковые печи. Под ред. Б.Е.Патона, г.Киев - Издательство Наукова Думка, 1976 г., стр.91 рис.85, стр.109, 110 рис.124).

Известны также другие конструкции водоохлаждаемых форм для электрошлакового литья (далее ЭШЛ) для получения заготовок деталей методом электрошлакового литья (патент США № 3469968, 1969; патент США № 3608618, 1971; заявка ФРГ на изобретение № 2059385, 1972; авторское свидетельство СССР № 656350, 1981; патент Болгарии на изобретение № 46559, 1990; патент РФ на изобретение № 2111099, 1998; патент США № 6104742, 2000; патент США № 6436336, 2002; заявка на выдачу патента США № 2003/0075010, 2003).

Из числа перечисленных выше аналогов в качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран патент РФ на изобретение №2111099, в котором описана водоохлаждаемая форма для ЭШЛ, содержащая медный водоохлаждаемый кристаллизатор, выполненный в виде корпуса с водоохлаждаемым поддоном, снабженным ниппелями для входа и выхода воды, желоб для заливки жидкого металла и шлака, а также неплавящиеся электроды. Для обеспечения гарантированного теплоотвода по длине поддона уложены медные прутки. Сечение каждого водоохлаждаемого канала соответствует сечению патрубка, подводящего воду. На всех теплоотводящих каналах приварены по два ниппеля для подсоединения водяных шлангов.

Недостатком известных конструкций форм для ЭШЛ заготовок, в том числе и ближайшего аналога, является то, что при равномерном охлаждении всей плоскости поддона в щелях литейной формы, на стыке поддона и кристаллизатора наличие двух рядом расположенных охлаждающих поверхностей приводит к интенсивному охлаждению данной зоны отливки и невозможности сформировать заданную ее геометрию. В донной части отливки возможно образование гофр и неполное формирование. Толщина гарнисажа в этой зоне имеет увеличенные размеры.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение качества донной части отливки и максимального приближения заготовки к размерам детали, для изготовления которой предназначена заготовка.

Поставленная задача решается за счет того, что в водоохлаждаемой форме для ЭШЛ, содержащей водоохлаждаемый кристаллизатор и водоохлаждаемый поддон, ближайший к стыку рабочих (внутренних) поверхностей водоохлаждаемых кристаллизатора и поддона канал водоохлаждения, расположенный в поддоне, смещен относительно линии схождения упомянутых поверхностей на расстояние 0,8-2,0 толщины водоохлаждаемой стенки поддона.

Достижение технического результата от использования изобретения, который заключается в повышении качества донной части отливки и максимального приближения заготовки к форме и размерам детали, обусловлено использованием выявленной зависимости места расположения в поддоне канала водоохлаждения, а именно описанной выше величиной смещения канала.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг.1 показан разрез части водоохлаждаемой формы в процессе получения заготовки;

- на фиг.2 приведены зависимости радиуса закругления угла отливки R и толщины гарнисажа δг, полученные экспериментально от отношения смещения канала охлаждения Δ к толщине водоохлаждаемой части стенки поддона;

- на фиг.3,а приведен эскиз кристаллизатора и поддона для получения заготовки типа «штамповый кубик» при расположении каналов охлаждения в поддоне согласно аналогам;

- на фиг.3,б приведен эскиз кристаллизатора и поддона для получения заготовки типа «штамповый кубик» при расположении каналов охлаждения в поддоне согласно настоящему изобретению.

Установка содержит форму для ЭШЛ заготовок и расходуемые электроды 1. На чертежах позициями обозначены: 2 - жидкий шлак, 3 - отливка, 4 - гарнисаж на рабочих поверхностях кристаллизатора и поддона.

Водоохлаждаемая форма для ЭШЛ заготовок состоит из кристаллизатора 5 и поддона 6, в которых выполнены каналы водяного охлаждения 7. Каналы охлаждения поддона смещены относительно линии стыка рабочих поверхностей кристаллизатора и поддона на величину Δ, а толщина водоохлаждаемой стенки поддона определяется размером S - расстояние от верхней части канала до рабочей (внутренней) поверхности поддона. В случае неплоских стенок кристаллизатора и (или) поддона линия стыка их поверхностей определяется вершинами углов схождения касательных, проведенных к линии, определяющей форму стенки кристаллизатора и(или) поддона в заданных сечениях формы для ЭШЛ.

Приведенные на фиг.2 зависимости получены на форме при удалении боковой стенки кристаллизатора от водоохлаждаемого канала в поддоне. Расходуемый электрод при этом размещался на минимально допустимом расстоянии от стенки кристаллизатора 20-25 мм. Плавки велись с удельной вводимой в шлаковую ванну мощностью 16-20 кВт/ кг. Получены зависимости толщины гарнисажа δг под электродом и радиуса закругления угла отливки R.

Формирование отливки согласно заявленному изобретению происходит следующим образом. При заливке жидкого шлака в водоохлаждаемую форму на ее поверхности образуется гарнисаж. При этом в бестоковую паузу, после заливки шлака и до включения напряжения источника питания, гарнисаж непрерывно нарастает, а при протекании тока по шлаковой ванне возможно его подплавление. После начала плавления электродов жидкий металл попадает на гарнисаж, сформированный по поверхности поддона, и, постепенно заполняя литейную форму, формирует отливку.

По варианту выполнения формы для ЭШЛ, показанному на фиг.3,а (соответствует аналогам изобретения), форма выполнена без смещения канала охлаждения поддона относительно рабочей поверхности кристаллизатора. При таком выполнении формы в нижней части отливки получали некачественную поверхность и, как результат, повышенные припуски на механическую обработку.

Согласно настоящему изобретению форма для ЭШЛ выполнена, как показано на фиг.3,б, т.е. со смещением канала охлаждения на величину Δ относительно линии схождения поверхностей кристаллизатора и поддона на расстояние 0,8-2,0 толщины водоохлаждаемой части стенки поддона. При этом удалось улучшить поверхность отливки и за счет этого снизить высоту заготовки на 10-12 мм. Экономия металла составила 60-70 кг на одно изделие.

Водоохлаждаемая форма для электрошлакового литья, содержащая кристаллизатор и поддон, в стенках которых расположены каналы водяного охлаждения, отличающаяся тем, что ближайший к месту стыка рабочих поверхностей кристаллизатора и поддона канал водяного охлаждения, расположенный в поддоне, смещен относительно линии схождения поверхностей кристаллизатора и поддона на расстояние 0,8-2,0 толщины водоохлаждаемой части стенки поддона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкции ванны-кристаллизатора электрошлаковой установки для получения ферротитана. .

Изобретение относится к области литейного производства, а более конкретно к способам и устройствам для электрошлаковой наплавки жидким металлом композитных валков, и может быть использовано при производстве и ремонте валков разных типоразмеров, роликов, рольгангов и т.п.

Изобретение относится к восстановлению деталей с большим износом электрошлаковой наплавкой, в частности бил молотковых мельниц, зубьев ковшей экскаваторов, коронок рыхлителей бульдозеров.

Изобретение относится к черной металлургии и специальной электрометаллургии и может использоваться для ремонта и восстановления прокатных валков. .

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, конкретно к конструкциям кристаллизаторов для электрошлаковой наплавки. .

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, в частности к конструкциям для электрошлаковой наплавки. .

Изобретение относится к черной металлургии и специальной электрометаллургии и может использоваться для ремонта и восстановления прокатных валков. .

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, в частности к конструкциям для электрошлаковой наплавки. .

Изобретение относится к области специальных видов литья, а именно к способам электрошлакового литья трубных заготовок из сталей различных классов для изделий ответственного назначения, и может быть использовано в различных областях техники, например ракетной, авиационной, а также в нефтегазохимической и энергетической промышленности, использующих трубные заготовки ответственного назначения.

Изобретение относится к области специальных видов литья, а именно к способам электрошлакового литья (ЭШЛ) трубных заготовок из железоуглеродистых сплавов для изделий ответственного назначения, которые можно использовать в заготовительном производстве машиностроения, а также в нефтегазохимической и энергетической отраслях промышленности.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке кусковых и стружечных отходов инструментального производства для производства слитка из инструментальной стали.
Изобретение относится к специальной электрометаллургии и может быть использовано при производстве полых слитков методом ЭШП нержавеющих титансодержащих марок стали.

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, а именно к системам электрошлакового переплава с холодным металлоприемником (ЭШПХМ) для рафинирования и производства требуемых металлов, таких как титан, алюминий, никель или их сплавов.

Изобретение относится к центробежному электрошлаковому литью крупногабаритных деталей трубопроводной арматуры, преимущественно тройников для соединения труб. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов в шихтовые прутковые заготовки посредством электрошлакового кокильного литья.
Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и может быть использовано на предприятиях, изготавливающих и/или использующих технологическую оснастку для горячей обработки металла давлением.
Изобретение относится к металлургии, в частности к электрошлаковому кокильному литью, используемому для переработки отходов сталей и сплавов, предварительно сваренных в электрод.
Изобретение относится к металлургии, а именно к электрошлаковому кокильному литью, в частности для переработки отходов сталей и сплавов, предварительно сваренных в электрод.

Изобретение относится к области изготовления тонкостенных высокопрочных корпусов с использованием электрошлаковой технологии получения стальных трубных заготовок с тонкой стенкой
Наверх