Устройство для электрошлаковой выплавки ыфасонных слитков

 

0 П И С А Н И Е 0))529765

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

Ъ (61) Дополнительное к авг. свид-ву (22) Заявлено 01.07.75 (21) 2149744/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 21С 5/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытик (43) Опубликовано 3005.82. Бюллетень № 20 (53) УДК 621.365 3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.05.82 (72) Авторы изобретения Б. И. Медовар, Г. А. Бойко, P. С. Дубинский, В. А. Приходько и В. Л. Головченко

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. E. О. Патона АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ

ФАСОННЫХ СЛИТКОВ

Изобретение относится к спецэлектрометаллургии, а именно к электрошлаковому переплаву, и предназначено для электрошлаковой выплавки фасонных слитков, имеющих резко изменяющиеся сечения, на- 5 пример, коленчатых валов.

Известны устройства для электрошлаковой выплавки слитков в разъемных кристаллизаторах, однако они не позволяют выплавлять слитки, сечение которых пери- 10 одически изменяется. Это связано с усадкой слитка, при которой некоторые части кристаллизатора оказываются заземленными между выступами слитка. Извлечение этих частей затруднено, а иногда и вовсе 15 невозможно. Кроме этого, в некоторых металлах при затрудненной усадке могут возникать трещины.

Цель изобретения — повышение надежности оборудования и качества слитка, а 20 также осуществление последовательного раздевания слитка по мере его направления.

Цель достигается тем, что в устройстве для электрошлаковой выплавки фасонных 25 слитков, содержащем разъемный кристаллизатор, механизмы для перемещения его элементов и поддоны, элементы кристаллизатора снабжены отверстиями, с помощью

Которых они установлены на колонны, за- З0 крепленные на поддоне с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.

С целью последовательного раздевания слитка кристаллпзатора, прилежащие к поддону, жестко соединены с колоннами, а все последующие посажены на нпх свободно и верхние фланцы каждого элемента кристаллизатора снабжены выступами, свободно входящими в соответствующие им пазы на нижних фланцах сопрягаемых элементов, причем величина свободного перемещения этого выступа в пазу должна быть больше, чем величина осевой усадки элемента отливки, формируемого одним элементом кристаллизатора.

Кроме того, сопрягающиеся торцы элементов кристаллизатора расположены в горизонтальных плоскостях, пересекающих полости кристаллизатора, имеющих меньшие по сравнению с соседними полостями площадь поперечного сечения.

Для повышения надежности оборудования верхние торцы нижнего элемента кристаллизатора сопряжены с нижними торцами соседнего верхнего его элемента по конической поверхности, причем образующая этого обратного конуса и вертикальная ось кристаллизатора образуют угол от 45 до 50.

529765

3

С цел! 10 Определения вели 1ины усадки отливки сопрягаем ые поверхности элементов кристаллизатора снабжены пазами, в которых закреплены чувствительные к деформации элементы, например пьезоэлектрические.

На элементах кристаллизатора средства для регистрации момента Ilpoxo>I<,leFIIIII нов pxIIOcTFI шлаковой ванны установлен, например, термопарный датчик.

Элементы кристаллизатора закреплены на рычагах, противоположные концы которых посажены на колонны с тем, чтобы элементы кристаллизатора могли поворачиваться относительно осей, помещенных в сторону опорных колонн на величину нс меньшую, чем величина поперечной усадки соответствующего элемента отливки, но не превышающую радиус этого элемента.

На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 — механизм перемещения элементов кристаллизатора.

На поддоне 1 установлены вращающиеся колонны 2. На колонны 2 с помощью пружин надеты элементы 3 кристаллизатора.

Нижние элементы кристаллизатора опираются на водоохлаждаемый торец поддона

1. С помощью колонны 4 нижние элементы 3 хкестко соединяются с колоннами 2.

Все последующие элементы посажены на колонны 2 свободно. На верхних фланцах элементов 3 кристаллизатора установлены штифты 5, которые свободно входят в соответствующие им пазы 6 на нижних фланцах элементов 3 кристаллизатора. Для уменьшения числа поверхностей трения горизонтальные разъемы кристаллизатора между его элементами 3 выполнены в наименьшем сечении, формируемом кристаллизатором. Чтобы повысить надежность стыков, их герметичность и облегчить раскрытие элементов 3 кристаллизатора, сопряжение соседних элементов 3 выполнено по обратному конусу 7. B разъемах имеются пазы, в которые установлены пьезоэлектрические датчики 8, реагирующие на изменение давления одного элемента на другой при усадке отливки 9. Сигнал пьезоэлектрического датчика 8 используется в качестве команды на раскрытие соответствующего элемента 3 кристаллизатора. Элементы 3 кристаллизатора снабжены датчиками 10 для регистрации прохождения шлаковой 11 и металлических 12 ванн. В качестве таких датчиков используют индукционные высокочастотные,атчики, устанавливаемые перпендикулярно к оси отливки 9.

При необходимости отливать отливки с элементами значительной длины элементы кристаллизатора закрепляют с помощью стержней 13 на концах рычагов 14. Противоположные концы рычагов 14 надеты на вращающиеся колонны 2.

Зо

З5

4

Устройство работает слсдчощпм образом.

О, „ ним пз известных спосооов в кристаллизаторе наводят шлаковую ванну и переплавляют в ней электрод. Металл, стекающий с электрода, заполняет кристаллпзатор. При заполнении первой уширен ой 1асти крпсталлпзатора начинают действовать силы уса,1ки, заж11мающпе элемент кристаллпзатора меж.1у поддоном и уширенной частью отливки. Момент начала сжатия регистрируется пьезоэлектрическим датчиком. При переходе металлической ванны в следующий элемент кристаллизатора, что регистрируется датчиком уровня, предыдущий элемент кристаллизатора раскрывают. Нижние элементы кристаллизатора своими штифтами упирают."ÿ в стенки соответствующих пазов в верхних элементах. Величина зазора между. штифтами и стенками пазов назначают, исходя из величины усадки элемента малого сечения. По мере наплавки слитка его раздевают, последовательно раскрывая элементы кристаллизатора путем поворота колонн на некоторый угол. Вместе с колоннами поворачиваются нижние элементы кристаллизатора и увлекают за собой последующие элементы. Таким образом, кристаллизатор веерообразпо раскрывается.

Устройство позволяет выплавлять коленчатые валы, заготовки ступенчатых валов и другие слитки с резко изменяющимся ссчсписм.

Устройство просто, надежно, дает возможность выплавлять слитки с высокой производительностью и избежать появления усадочных трещин, часто возникающих в отливках из высокопрочных сталей.

Формула изобретения

1. Устройство для электрошлаковой выплавки фасонных слитков, содержащее р азъемный кристаллизатор, элементы которого соединены с механизмом перемещения, и поддон, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности оборудования и качества слитка, оно снабжено колоннами, установленными на поддоне с возможностью поворота вокруг своей оси, а в элементах кристаллпзатора выполнены отверстия, через которые они посажены Flа колонны.

2. Устройство по п. 1, отл ич а ющеес я тем, что, с целью последовательного раздевания отливки, элементы кристаллизатора, прилежащие к поддону, жестко соединены с колоннами, а последующие посажены на них свободно, и верхние фланцы каждого элемента кристаллизатора снабжены выступами, свободно входящими в соответствующие им пазы на нижних фланцах сопрягаемых элементов, причем величина свободного перемещения это529765

12

1Ч

Риг. 1

Раг. Я

Редактор Е. Хейфиц Техред А. Камышникова Корректор Т. Трушкина

Заказ 710/8 Изд. № 153 Тираж 587 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

ro выступа в пазу составляет 0,75 — 0,9 разности радиусов большего и меньшего элемента отливки.

3. Устройство по пп.1 и2, отличающе- 5 ес я тем, что верхние и нижние торцы элементов кристаллизатора расположены в горизонтальных плоскостях, пересекающих полость кристаллизатора, имеющую меньшую по сравнению с двумя соседними пло- 10 скостями площадь поперечного сечения.

4. Устройство по пп. 1 и 3, отлич а ющ е е с я тем, что верхние торцы нижнего элемента кристаллизатора сопряжены с 15 нижними торцами следующего его элемента по коническим поверхностям, причем образующая этого обратного конуса и вертикальная ось расположены под углом

45 — 50 . 20

5. Устройство по пп. 1 и 2, отл ича ющ е е с я тем, что, с целью регистрации момента начала усадки отливки, в сопряженных торцах соседних элементов кристаллизатора выполнены пазы, в которых закреплены чувствительные элементы, например пьезоэлектрические.

6. Устройство по пп. 1 н 2, отл и ч а ющеес я тем, что элементы кристаллизатора снабжены датчиком регистрации прохождения поверхности шлаковой ванны.

7. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что механизм перемещения элементов кристаллизаторов выполнен в виде рычагов, одни концы которых посажены на колонны, а другие соединены через шарниры с элементами кристаллизаторов, причем оси шарниров смещены в сторону колонн на 0,2 — 0,7 радиуса рабочей полости элемента кристаллизатора.