Способ центробежного литья труб из чугуна с шаровидным графитом и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i>) 579869 (61) йополнительны а н патенту (!Ь Заявлено 23.06.75(21) 2145945/02 (23) Приоритет - (32) 18.07.74 (Э 1) 7 424980 (33) франция (43) Опубликовано 05. 11. 77.Бюллетень Ж 41 (ЬЦ М. Кл, В 229 13/10

Гасударстааеий хаиатат

Вааета Мюастраа СОР аа даааи азабратааа» я аткрытаа (53) УДК621.74. . 042 (088. 8) (45) Дата опубликования описания:30.09.77

Иностранец

Мишель Пьеррель (франция) (72) Автор . изобретения

Иностранная фирма Понта-.Муссон С. А. (франция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЪЯ ТРУБ ИЗ ЧУГУНА

С ШАРОВИИНЫМ ГРАФИТОМ И УСТРОЙСТВО ЙЛЯ

ОСУШЕСТВПЕНИЯ СПОСОБА.

Изобретение касается способа изготовления труб иэ чугуна с шаровидным графитом методом центробежного литья и, более кон» кретно, способа обработки центрифугируемого жидкого чугуна с целью:придания ему струаь 5 туры, практически свободной or перлита.

Известен способ центробежного литья труб из чугуна с шаровидным графитом, позволяющий исключать пементит иэ структуры мате риала труб, не прибегая к так называемому 1а графитизирующему отжигу; он состоит в заливке формы и подаче гранулированного N3

Способ осуществляют устройством для подачи флюса, содержащим раснределительнуюа коробку и одним иэ известных заливных уст ройс тв.

Недостатком такого способа является осу ществление центробежного литья высококачественных труб иэ чугуна с шаровидным зй графитом.

Предлагаемый способ отличается от из»вестного тем, что гранулироваттный флюс подают на центрофигурируемый жидкий раст вор вне струи заливаемого расплава. 25

Отличие предлагаемого устройства для осуществления способа состоит в том, что распределительная коробка снабжена поперечными перегородками и приводным зубчатым валиком, закрывающим выполненную в дав» ной части коробки сквозную щель; распреде лнтельная коробка, выполнена с крепежными элементами, позволяющими менять положе-. ние устройства относительно носка разливом ного желоба.

На фиг. 1 схематично представлена в про дольном разрезе часть машины для центро» бежного литья чугунных труб, оборудован ной предложенным устройством; на фиг. 2 схематичное пространственное иэображение части этого устройства в увеличенном масш табе; на фиг. 3 - то же, внд в плане; на фиг. 4-6 — поперечные разрезы формы для центробежного литья (в разные моменты работы), на фнг. 7-9 - прдольные разрезы части слоя центрифугируемого жиасого чугу на, обработанного в соответствии с предлагаемым способом, в увеличенном масштабе.

Машина содержит тележку 1, совершающую поступательное перемещение цод дейст=

579869

3 вием силового цилиндра 2. На етой тележке посредством роликов 3, по крайней мере. один из которых приводится во вращение, апримеГ двигателем 4, установлена металлическая форма 5 для центробежного литья, ямеющая ось Х-Х. На одном конце форма 5 расширяется, образуя раструб 6, в котором пря каждой разливке крепится стержень 7 раструба. Устройство для наружного охлаждения формы S, чапример, путем разбрызги- р вания воды, на чертежах не показано.

Внутрь формы, параллельно или почти рараллельно ее оси Х-Х, может входить желоб

8, снабженный на входе сливным носком 9, и питаемый жидким чугуном из опрокидываю- щегося ковша.

Желоб 8 имеет конец или носок 10 для выпуска жидкого металла, идущий в сторону от оси Х Х (фнг. 3); j вблизи этого носка расположены ориентированные соответствующим образом пульверизаторы 11-13, свя. занные трубопроводами, закрепленными на желобе 8 резервуарами (на чертежах не по., казаны), содержащими порошкообразнь.е материалы . Пульверизаторы ll и 12, находя-. Zg щиеся почти в одной поперечной плоскости, предназначены для распыления по поверхности формы S взвешанной в воде смеси бентонита и кремнезема в несколько слоев. Пульверизатор 13 предназначен для распыления порошкообразного модифицирующего графитизирующего материала, например силицнда кальция, по поверхности слоя.

Над желобом для слива жидкого чугуна nogвешен дозирующнй бункер 14, предназначен- д ный для высыпания в струю жидкого чугуна, текущего по желобу 8, порошкообразного модифицируюп его материала определенного гранулометрического состлва, например ферросилиция. 40

Для обеспечения лучшего введения этого модифицирующего материала вчугун в живом сечении потока желоба 8 установлены вертикальные графитовые стержни 15 с целью создания в струе жидкого чугуна турбуленч - 45 ности, способствующей перемешиванию.

Следует отметить, чтс, как вариант, форма 5 может оставаться неподвижной, а желоб 8 вместе с ковшом могут приводиться в поступательное движение в направлении so формы, поскольку существенным является создание относятельного перемещения между формой 5 и желобом 8 для обеспечения прохода разливочного носка 1 Р,, также пульверизаторов 11-13 по всей длине фор- 55 мы 5.

Следует отметить, что пульверизаторы

11-13 не обязательно должны быть уста новлены только на желобе 8. По крайней мере, пульверизаторы ll и 12 могут быть 60 установлены на штанге или дополнительном канале, служащем опорой. . Распылитель может быть заменен . дутьевой фурмой известного типа, имеющей несколько отверстий, расположенных по длине параллельно желобу 8, Желоб 8 снабжен на конце коробкой 16 для распределения гранулированных металлических частиц 17. Коробка 16 (фиг. 3) изображена, разделенной на стенки 18-20, число которых равно, например, трем, содержащие частицы 17 интервала с большой теплотой плавления и с различным гранулометрическям составом. Вместе с тем, как будет показано ниже, в чекоторых случаях можно использовать распределительную коробку, име1ощую только один отйек.

Распределительная коробка 16 закреплена сбоку на желобе 8, например при помощи консоли21 (фиг. 1, 2 и 3). Коробка 16 имеет форму бункера в виде вытянутой буквы

V и идет s обе стороны от носка 10 желоба цараллельно оси Х-Х. В нижней части коробки 16, по всей ее длине, имеется прямоугольное продольное отверстие или прорезь

22. Прорезь 22 закрыта распределительным зубчатым валиком 23. Валик 23 имеет продольные зубцы 24, параллельные образующим валика и разделенные -лунками 25 корытообразного профиля с криволинейным дном, которые заполняются частицами 17.

Валик 23 может приводиться во вращение при помощи привода 26, состоящего из валов,, связанных между собой универсальными шарнирами 27 и вращающих двигателем«редуктором 28.

Металлические частицы 17, распределяемые коробкой 16 и валяком 23, представ ляют собой сплавы Й-Si, Fe- Si -ea-, взятые в чистом виде или в смеси со стальной или чугунной др обью, для доведения до максимума их теплоты плавления. В рассмавриваемом примере частицы 17 играют, следовательно, роль модифицирующего и одновременно охлаждающего материала.

Гранулометрический состав частиц 17 может меняться от 0,3 до 3 мм, в завися» мости от места их нанесения на трубчатый слой центрифугированного чугуна относитель но разливочногс носка 10, а гранулометрвческий состав порошкообразного модифицирующего материала, распыляемого пульверизатором 13, может быть значительно меньше, например, меньше 0,3 мм. Гранулометричеокнй состав частиц 17 имеет такой же поря» док величины, что и гранулометрический состав модифицирующего материала, вводимого в дозированном количестве из бункера 14 через сливной носок 9 ь струю жидкого чугуна в желобе 8.

579869

При использовании описанной машины изготовление чугунной трубы методом центробежного литья осуществляется следующим образом (фиг. 4-7).

Распределительная коробка 16 заполняется частицами 17 охлаждающего модифицирующего материала.

Первый этап (фиг. 4): желоб 8 входит в форму 5, приводящую во вращение и в поступательное движение влево, пульверизаторы И

11 и 12 одновременно распыляют смесь в количестве примерно 500 г кремнезема на

1 мй по внутренней поверхности металлической формы 5. После прохождения по всей длине формы пульверизаторы 11 и 12 вы- 15 водятся из нее до установки в исходное положение. Таким образом осуществляется полное относительное поступательное пврвме щение формы 5ижелоба 8,, По -окончании этого перемещения полость формы 5 оказы- и вается покрытой изнутри слоем 29.

Второй этап (фиг. 5): продолжая вращать форму 5, включают пульверизатор 13 и про водят его цо всей длине формы 5 с покры» тием,. При этом слой 29 покрывается тонкиму, слоем йорошкообразного модифицирующего материала, в качестве которого может использоваться силицид кальция с гранулометрическим составом, например, ниже 0,3 мм.

Количество разбрасываемого таким образом 30 модифицирующего материала, наносимого на поверхность слоя 29 составляет примерно от 0,1 до 0,38% от веса чугуна, который . будет разлит в форму, После этого перемещения или прямого" 35 хода формы 5 пульверизатор 13 находится около стержня 7 раструба.

Третий этап (фиг. 1): жидкий чугун выливают из ковша в сливной носок 9. В струю жидкого чугуна из дозирующего бункера 14 40 вводят дозированное количество модификатора, Это дозированное количество составляет от 0,4 до 1 от веса разлнваемого чугуна.

Гранулометрический состав этого порошкообразного модифицирующего материала зна- 45 чительно превышает гранулометрический состав материала, распылявмого пульверизатором 13. Он составляет порядка 0,3-3 мм.

B ходе разливки форму 5 удаляют от сливного носка 9, заставляя ве совершать 50 обратный ход (вправо) для того, .чтобы носок 10 желоба прошел по всей длине формы 5, начиная от раструба 6.

Одновременно (фиг. 6 и 7) приводят в медленное вращение распределительный валик 23 при помощи двигателя-редуктора 28 при посредстве валов и универсальных шарниров 27, При этом частицы 17 охлаждаю щего модифицирующего материала сбрасываются в полость формы с равномерным расходом, зависящим or длины, сечения и числа лунок 25, а также от скорости вращения валика 23, Поскольку распределительная коробка 16 расположена на конце желоба 8 и ведет в обе стороны от разливочного носка 10, чаотицы 17 попадают на фронт чугуна, выливаемого на стенку формы и подвергающегося цвнтрифугированию, а не в поток жидкого чугуа, (фг. 7).

При этом частицы 17, постоянно перемещаясь внутри трубы, постепенно растворяюеся в центрифугируемом жидком чугуне 30, отбирая от aего тепло и охлаждая его, цричем практически этот эффект проявляется, начинаи с трубчатой зоны, ограниченной сло ем 31, который находится в непосредсевенном контакте с поверхностью слон. 29, и кончая свободной поверхностью 32 слоя жидкого чугуна 30. Слой 31 находится ближе к поверхности слоя 29, чем свободная поверхность 32 слоя центрифугируемого жид» кого чугуна 30. Таким образом, охлаждение чугуна ускоряется эа счет частичного расе ворения разбрасываемых частип 17 и эа счет прохождения сквозь слой чугуна 30 по направлению к его оси Х-Х нерастворяющегося остатка частиц 17, что позволяет получить структуру, очень бедную нерлитом.

Замедляют охлаждение трубчатой зоны жидкого чугуна, заключенной между поверхностью слоя 29 и слоем 31 при помощи огнеупорного покрытия, и одновременно наоборот, увеличивают скорость охлаждения слоя жидкого чугуна, заключенного между слоем 31 и внутренней свободной поверхностью 32, Таким образом, направляют охлаждение к оси Х-Х формы, что позволяет устранить внутренние усадочные раковины, получая при этом искомую структуру.. В трубчатых зонах, заключенных между слоем

31 и свободной поверхностью 32, стремятся создать скорости охлаждания одного порядка.

После отверждения слоя 30 центрифугирувмого чугуна частицы 17 оказываются пол» ностью растворенными в нем (на фиг.,7 это не показано, поскольку на ней изображе-. но падение частиц 17 на поверхность центрвфугируемого чугуна, где они постепенно растворяются ).

Затем осуществляется выемка отлитой трубы из формы известным способом, Формула изобретения

1. Способ центробежного литья труб иэ чугуна с шаровидным графитом, включающий заливку формы расплавом и подачу гранули»

579869

7 рованного флюса, о r. л и ч а ю m и и с а тем, что, с целью повышений качества труб, граыулированный флюс подают на центрифу» гируемый жидкий расплав вне с руи заливаемого расцлава. ф

2. Устройство дли подачи осуществлении способа содержащее расЬфеделительную арроб ку,. о т и и ч а ю m е е с и тем, что поо леднии снабжена поперечнылав перегородками и приводным зубчатым валиком, закрыва>апим. выполненную в донной части распределитель» ной коробки сквозную щель.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ющ е е с и тем, что распределительна» коробка выполнена с крепежными элементами, цозвощиапими менять положение устройства относительно носка разливочного желоба.

Источники информации, принитые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Ne 2152717;

gn. 164 58, 1939.

579869

89

Ри. 7

Составитель Г. Кнбовский

Техред С. Бена Корректор A ° Лакир

Редактор Е, Братчикова

Закаэ 3607/50 Тираж 995 — Подписное

ILHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушскаа наб., и. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4