Устройство для заливки металла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнаинстнческик

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 27 ° 02. 80 (21) 2887026/22-02 (51) М с присоединением заявки М (23) Приоритет

В 22 0 35/00

Государственный комнтет

СССР но делаи нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 153.081., Бюллетень N9 38

Дата опубликования описания 15. 10. 81 (53) УДК б 21. 48 .. . 043 (088. 8) В.М. Друян, Ю.Г. Гуляев, О.И. Лев, В.К. Могилев, Г.Е. Белай, О.В. Пузырьков-Уваров, r.И. Милов, Л.С. Рудницкий, Н.A. Будагьянц и В.И. Шептицкий

P2) Авторы изобретения

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический инстйтут (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЛИВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к литейному производству, а более конкретно к приспособлениям для заливки металла в форму, преимущественно при отливке цилиндрических изделий типа прокатных валков.

Известно устройство для подвода металла к полости цилиндрической литейной формы, состоящее из литниковой системы, включающем воронку, стояк и питатель, подводящий металл по касательной к внутренней поверхности формы. устройство позволяет осуществить вращение металла в форме при заливке, что улучшает качество изделия (1).

Недостатком данного устройства является то, что вращение металла в форме происходит вследствие тангенциального истечения металла из питателя в нижней части формы. Вращение всего объема металла обусловлено силами внутреннего трения, возникающими в нем, но в верхней части форми оно менее интенсивно (происходит с меньшей угловой скоростью), чем в нижней. Это обусловлено потерями энергии на,преодоление внутренних сил трения в металле и .внешних сил трения металла о поверхность формы. Различие угловых скоростей вращения металла в нижней и верхней частях формы приводит к аниэотропии свойств отливки по ее высоте (в нижней части дефекты более локализованы к центральной части отливки, чем в верхней части ее).

Известно также устройство для за0 ливки металла в форму, состоящее из трубчатого стояка, помещенного в центральную часть полости формы; заливка металла осуществляется через стояк (2 1.

Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не обеспечивает вращение металла в форме, поэтому исключается возможность регулирования распределением неметаллических включений по сечению изделия и ухуд20 шает его качество (в частности при литье валков снижаются эксплуатационные характеристики иэделий).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для заливки металла, состоящее из вертикально установленного цилиндрического стояка с воронкой 13).

Укаэанное устройство позволяет осуществлять подачу металла непосред30 ственно в форму беэ осуществления

872026 трудоемкой операции формовки сифонной литниковой системы, при этом это устройство обеспечивает вращение металла в полости формы при заливке.

Недостатком устройства является то, что оно обеспечивает вращение металла за счет действия сил внутреннего трения в его объеме, возникающих вследствие тангенциального истечения металла из отверстий в трубках,расположенных в нижней части стояка.

Вращение металла вследствие этого неравномерно по высоте изделия. При ис» пользовании известного устройства наблюдается анизотропия механических свойств (в частности прочности) по высоте изделия. 15

Цель изобретения — повышение качества отливки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заливки металла, состоящем из вертикально установлен- 20 ного цилиндрического стояка с заливочной воронкой, стояк изготовлен глуходонным, а по всей высоте в его боковой стенке выполнены сквозные отверстия, оси которых образуют с нормалью к внутренней поверхности стояка тупой угол..

В предложенном устройстве вращение

- металла в форме происходит за счет тангенциального (по отношению к меридиальным сечениям отливки) истечения из отверстий, расположенных по высоте стояка. Это приводит к устранению неравномерности скорости вращения по высоте формы, позволяет одинаковым образом сконцентрировать 35 вредные примеси в центральной части по всей высоте отливки и выравнивает механические свойства изделия по его высоте.

На фиг. 1 приведена схема устрой- 40 ства; на фиг.2 — разрез A-A на фиг.1. Предлагаемое устройство состоит из формы 1 с полостью 2, в центральную часть которой сверху установлен стояк 3 с заливочной воронкой 4 в 45 верхней части, дном 5 в нижней части и сквозными отверстиями б, расположенными в стенке стояка 3. Ковш 7 служит для заливки металла в воронку 4; устройство 8 для установки стояка 50 служит для введения последнего в полость 2 формы перед заливкой и удаления стояка из полости формы после окончания процесса заливки.

Работа предлагаемого устройства 55 осуществляется следующим образом.

До начала заливки устройством 8 стояк 3 с воронкой 4 устанавливают в центральной части полости 2. Длина стояка выбирается таким образом,чтобы .расстояние от нижней части формы 60 до дна 5 стояка 3 составляло 0,1-0,15 диаметра нижней части отливкиу это обеспечивает надежную фиксацию стояка относительно формй за счет контакта. воронки 4 с устройством 8. После 65 этого из ковша 7 осуществляют залквку металла в воронку. Металл, поступая в полость стояка 3, вытекает из отверстий б в полость 2 формы и заполняет ее. За счет того, что отверстия б расположены под тупым углом . сС = 95-140о к нормали к внутренней поверхности стояка (а не совпадает с нормалью), вытекающий под действием ферростатического давления из полости стояка металл имеет тангенциальную составляющую, которая âîà щает металл относительно оси полости формы. По мере заполнения стояка металлом и соответствующего ему заполнения формы истечения металла происходит и из отверстий,расположенных выше по стояку. Таким образом,по мере заполнения формы вращения металла в данном сечении полости формы осуществляется за счет тангенциального истечения металла из отверстий в стояке, расположенных в той же плоскости.Тот факт, что вращение металла, находящегося в данный момент ниже зеркала металла, происходнт не за счет передачи энергии (момента вращения) силами внутреннего трения, а за счет непосредственного воздействия энергии струи металла, истекающего в данном же сечении формы, приводит к выравниванию скоростей вращения металла по высоте отливки. Это одинаковым образом локализует вредные примеси у центральной части отливки по всей ее высоте и, как следствие — выравнивает механические свойства изделия по высоте отливки.

Предлагаемое устройство опробова.но при отливке опытных валков в лабораторных условиях. Исследования показали, что отлитые с помощью предлагаемого устройства изделия обладают повышенными свойствами вследствие равномерного распределения неметаллических включений по высоте отливки у центральной оси.

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения составит около 400 тыс. руб.

Предлагаемое устройство позволяет повысить качество литых изделий.

Формула изобретения

Устройство для заливки металла, одержащее вертикально установленный цилиндрический стояк с заливочной воронкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества отливки, стояк выполнен глуходонным и с равномерно размещенными по высоте его боковой стенки отверстиями, оси которых составляют с нормалью к внутренней поверхности стояка тупой угол.

872026

Составитель Г. Кибовский

Редактор А. Долиниц Техред Т.Маточка Корректор Г. Решетник

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8885/14

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кривошеев A.E. и др. Литые валки. M., Машгиз, 1957, с. 272.

2.Авторское свидетельство-СССР

Р 347113, кл. В 22 С 9/08 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 103182, кл. В 22 С 9/08, 1955.