Волгоградский политехнический институт.и Электрометаллургический завод Электросталь им. И.Ф.Тевосяна (71) Заяв ители (54) ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ОТЛИВКИ ИЗЛОЖНИЦ

ПОД РАСХОДУЕМЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к прОизводству изложниц под расходуемые электроды вакуумно-дугового переплава (ВДП).

Известна литейная форма для вертикальной отливки цилиндрических изложниц, содержащая кольцеобраэную рабочую полость, образованную цилиндрической полостью с концентрически установленным в ней стержнем, и дождевую лйтниковую систему. Помимо своего основного назначения дождевая литниковая система предназначена для вы-. равнивания температуры кристаллиэующегося в форме металла по периметру 15 поперечных сечений, что предотвращает коробление изложниц при их отливке (1) .

Однако, ввиду того что изложницы для расходуемых электродов имеют боль- 0 шое отношение высоты к толщине стенки, ао время заливки через дождевую литниковую систему металл sa счет разбрызгивания размывает стенки формы и стержня. Кроме того, эа счет длитель25 ного теплового излучения от падающих струй жидкого металла происходит растрескивание и отслаивание литейной краски от стержня в верхней его части. Эти причины вызывают образование 30 трудноотделимого пригара на внутренней поверхности изложниц и их отбраковки

Известна литейная форма для вертикальной отливки цилиндрических изложниц, содержащая кольцеобраэную рабочую полость, образованную цилиндрической полостью с концентрически установленным в ней стержнем, и литниковую систему, присоединенную пссредством питателей к боковой поверхности формы в произвольном вертикальном сечении (2).

При заливке формы для изложниц под расходуемые электроды металл плавно поднимается в ее полости, не вызывая образования пригара на рабочей поверхности изложницы.

Однако эа счет теплового и силового воздействия присоединенной к боковой поверхности изложницы литниковой системы при кристаллизации и охлаждении отливки в ее стенках возникают изгибающие моменты, которые коробят изложницу так, что ее боковая наружная поверхность со стороны подвода металла оказывается вогнутой, а противоположная вЂ” выпуклой. Аналогично (в ту же сторону) искривляется и внутренняя поверхность изложницы.

766736

При эксплуатации такие изложницы преждевременно выходят из строя за счет повреждения их рабочей поверхности извлекаемым слитком.

При производстве в таких изложницах расходуемых электродов ухудшается процесс протекания ВДП из-эа недообдирки электродов.

Ближайшим техническим решением является изложница под расходуемые электроды, у которой площадь поперечного сечения одной стенки не менее, чем в 2 раза больше площади сечения другой стенки. Изготавливается такая изложница в форме, содержащей кольцеобразную рабочую полость, образованную цилиндрической полостью с эксцентрично установленным в ней стержнем.При этом отношение наибольшей ши-. рины кольцеобразной рабочей полости к наименьшей ширине составляет величину, более двух (3).

Однако за счет значительной разностенности и произвольно выбранного места размещения литниковой системы относительно полости формы такая изложница в значительной степени под- 25 вержена короблению в процессе изготовления.

Цель изобретения вЂ” снижение коробления стенок изложницы при отливке, Эта цель достигается тем, что в ц литейной форме для отливки изложниц под расходуемые электроды, содержащей кольцеобразную рабочую полость, образованную цилиндрической полостью с эксцентрично установленным в ней стержнем, и литниковую систему, отношение наибольшей ширины кольцеобразной рабочей полости к наименьшей ширине в поперечном сечении равно 1,11,3, а литниковая система размещена со стороны, противоположной смещению стержня.

На фиг. 1 представлена литейная форма в .разрезе; на фиг. 2 вЂ” форма вид сверху (без верхней опоки) .

Литейная форма состоит из кольцеобразной полости формы 1, в которой эксцентрично размещен стержень 2 и из присоединенной к ней литниковой системы, состоящей из стояка 3 и питателей 4. 50

Стержень размещен в полости формы с таким эксцентриситетом, что в попере;ном сечении отношение йаибольшей ширины кольцеобразной рабочей полости к наименьшей равно 1,1-1,3, а литниковая система размещена со стороны, противоположной смещению стержня.

Литейная форма работает следую . щим образом.

За счет того, что литниковая сис- 66 тема размещена со стороны наиболее массивной части отливки,создаются. условия для направленной кристаллизации металлов в поперечных сечениях формы.

При этом в первую очередь кристаллизу-6 ется металл в наиболее удаленной от литниковой системы части отливки. Так как эта часть имеет наименьшее поперечное сечение, она стремится занять вогнутое положение, тем самым застав» ляя наиболее толстую часть отливки, прилегающую к литниковой системе, принять выпуклое положение. Одновременно с этим закристаллизовавшийся металл литниковой системы препятствует изгибу толстой стенки в укаэанном направлении, препятствуя короблению отливки в целом. Это достигается при соотношении наибольшей ширины кольцеобразной рабочей полости к наименьшей, равном 1,1-1,3.

При меньшем значении соотношения скорость кристаллизации металла по периметру поперечных сечений выравнивается и отливка изложницы приобретает необратимый изгиб с выпуклостью, обращенной от места. размещения литниковой системы. При большем значении соотношения стремление тонкой стенки занять вогнутое положение имеет превалирующее значение и отливка изложницы коробится с выпуклостью, обращенной в сторону размещения литниковой системы.

Для определения степени влияния разностенности Формы на величину коробления стенок изложниц при их отливке проведен ряд опытов.

Исследовалось коробление изложниц под расходуемые электоры ВДП с внутренним диаметром 250 мм, высотой 2000 мм и толщиной стенки 100 мм. Различные значения отношения наибольшей ширины кольцеобразной рабочей полости формы к наименьшей ширине придавались путем смещения стержня относительно места размещения литниковсй системы, Температура заливаемого в форму чугуна составляла 1200 С для всех опытов.

Отливки выдерживались в формах в течение 24 ч. Степень коробления стенок изложницы определялась путем замера максимального зазора между поверхностью и прикладываемой металлической линейкой. Величину коробления для каждого значения разностенности Формы брали как среднее арифметическое трех опытов. Результаты опытов приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных следует, что наименьшее коробление (3 мм) получено при отношении наибольшей ширины кольцеобразной рабочей полости Формы к наименьшей ширине, равном 1,1-1,3.При этом литниковая система размещена со стороны, противоположной смещению стержня. Уменьшение или увеличение соотношения приводит к росту степени коробления.

Таким образом, предлагаемая литейная форма для отливки изложниц под расходуемые электроды дает возможность получать изложницы с малой степенью

766736

3. Улучшить условия протекания ВДП за счет получения качественной поверхности чистого электрода. еличина коробления стенок изложниц (мм) при разОтношение наибольшей ширины кольцеобразной рабочей полости формы к наименьшей ширине мещении литниковой системы со стороны максимально толстой стенки о стороны максимально тонкой стенки

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

-12

1 50

П р и м е ч а н и е . Знак - показывает, что изгиб стенок изложницы обращен выпуклостью в сторону размещения литниковой системы.

Формула изобретения никовая система размещена со стороны, противоположной смещению стержня.

Литейная форма для отливки излож- Источники информации, ниц под расходуемые электроды, содер- принятые во внимание при экспертизе жащая кольцеобразную рабочую полость, щ 1. Николайчик Н.П. и Николайчик образованную цилиндрической полостью Е.Н. Повышение стойкости изложниц на с эксцентрично установленным в ней машиностроительных заводах. М., Местержнем, и литниковую систему, о т - таллургия, 1974, с. 102-103. л и ч а ю щ а я с я тем, что, с це- 2. Николайчик Н.П. и Николайчик лью уменьшения коробления стенок иэ- E.Н, Повышение стойкости изложниц на ложницы при отливке, в поперечном се- машиностроительных заводах. Y... Мечении отношение наибольшей ширины таллургия, 1974, с. 103-104. кольцеобразной рабочей полости к наи- 3. Авторское свидетельство СССР меньшей ширине равно 1,1-1,3, а лит- . 9 310732, кл. В 22 0 7/06, 1968. коробления (+3 мм, что вполне удовлетворительно).

Получение изложниц под расходуемые электроды ВДП с минимальным искривлением рабочей полости позволяет:

1. Повысить срок службы изложниц.

2. Уменьшить коробление расходуемых электродов, получаемых в этих изложницах, что в свою очередь дает возможность существенно понизить расход дорогостоящего металла электродов ВДП в стружку при их обдирке.

Учитывая высокую стоимость материала электродов ВДП, применение предлагаемого устройства для получен:;я изложниц даст значительный экономический эффект при внедрении. Капитальных и иных затрат, необходимых для доведения изобретения до промышленного освоения,не

- требуется,а срок его внедрения ориентировочно составляет 4-6 месяцев.

766736

9Ьа.1

° °

° 4 °

°,, ° °

Фис. 2

Составитель T.Êîðîëåâà

Редактор В.Ходакова Техред Н. Бабурка

«» «

Заказ 7094/8 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ- Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий