Форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков

 

Н. A. Буда? Ьянц, Л, Б Гольдштейн, М. М. Студинский, П. Ф. Парасюк, Э. С. Церковский, А. А, Сирота, H. М. Головко и Ю. В. Дяченко (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтно-механических ра (7l ) Заявите.вь

I с

/ ,/ (54) ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ДВУХСЛОЙНЫХ

ЧУГУННЫХ ВАЛКОВ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к центробежному литью чугунных валков.

Известна форма для центробежного литья, включающая металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие Ы .

При литье чугунных прокатных валков большое значение имеет скорость охлажf0 дения чугуна, в существенной мере влияющая на склонность чугуна к кристаллизации по метастабильной системе с образованием структурно свободного цементита. В известных формах толщина теп1$ лоизоляционного покрытия, применительно к литью чугунных валков, не установлена.

Применение покрытий, рекомендованных для чугунных втулок (от 2-5 мм) или стальных -отливок (5 мм и более при диа20 метре заготовок более 200 мм), при литье чугунных валков затрудняет получение иэносостойких структур, а проникновение чугуна в межзеренное пространство засыпки толщиной более 5 мм ведет к возникновению пригара.

В процессе заливки и движения чугуна вдоль вращаюшейся формы происходит охлаждение заливаемого металла, поэтому температура металла на стороне, противоположной заливке, ниже, чем со стороны заливки.

При литье двухслойных валков заливка металла для формирования второго слоя (сердцевины) производится после эатвердевания первого слоя. Градиент температуры металла по длине формы ухудшает условия соединения слоев.

Наиболее блчзкой к предлагаемой по достигаемому результату является форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков, включающая металлический кокиль| на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие. Причем толщина покрытия в кажлом сечении выражена соотношением

5„= В (О 0О1- О,ООЪ1Ь, (> ) 3 90849 где S — толщине покрытия в искомой

1. точке, мм; — технологическая толщина поо крытия кокиля со стороны заливки металла, мм; — рабочая длина кокиля, мм (2).

Недостатком этого технического решения является отсутствие сведений по технологической (или средней) толщине покрытия. Кроме того, увеличение толщи- >0 ны покрытия, т.е. (0,001-0,003) Ь связано только с длиной кокиля и совершенно нв связано с толщиной слоя покрытия со стороны заливки, т.е. увеличение толщины покрытия происходит независимо от его средней величины. B то же время влияние термического сопротивления, создаваемого покрытием, на интенсивность теплоотвода определяется относительным изменением толщины покрытия.

Покрытие формы в соответствии с выражением (1) не обеспечивает постоянного относительного изменения толщины покрытия, что ограничивает возможность повышения качества отливок при литье прокатных валков.

Цель изобретения — повышение качества валков.

Поставленная цель достигается тем, что в форме для центробежного литья двухслойных чугунных валков, включаю« шей металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие, толщина слоя которого составляет 0,003-0,008 внут35 реннего диаметра кокиля, причем толщина покрытия выполнена нарастающей в направлении движения металла при заливке на 0,05-0,10 толщины со стороны заливки на каждый метр длины кокиля.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Предлагаемая форма содержит кокиль

1, покрытие 2, запорные устройства 3, заливочное устройство 4, Кроме того, 4$ на чертеже показано D - .внутренний диаметр кокиля, Ь вЂ” толщина покрытия со стороны заливки, Ь вЂ” толщина покрытия со стороны, противоположной заливке, — рабочая длина кокиля.

Теплоиэоляционное покрьггие 2 наносится на внутреннюю поверхность кокиля

1 с помощью насочницы. Переменная толщина слоя покрытии обеспечивается переменным рабочим сечением песочницы— оно равномерно увеличивается в сторону, противоположную заливке, пропорционально увеличению относительно толщины покрытия.

Соотношение размеров теплоизоляционного покрытия

Ъ = (0,003 — 0,008) D

Ь = Ь + Ь 1 (0,05 — 0 10)

В начальной стадии процесса центробежного литья двухслойных чугунных валков происходит заливка чугуна, преимущественно хромоникелевого, для формирования отбеленного рабочего слоя.

Металл распределяется по внутренней поверхности формы в направлении, противоположном заливке. Распределение металла ограничивается запорными устройствами 3.

Толщина о слоя покрытия, составляющая 0,003 — 0,008 внутреннего диаметра кокиля, обеспечивает достаточно высокий уровень интенсивности теплообмена между залитым чугуном и формой, формирование карбидосодержащих структур

{ от перпито-карбидной до мартенситно- карбидной в зависимости от уровня легирования). При указанной относительной толщине слоя покрьггия облегчается также применение отвердителей покрьггия, обеспечиваются условия распределения металла по поверхности формы.

Если толщина слоя покрытия меньше

0,003 внутреннего диаметра кокиля, то это приводит к увеличению интенсивности охлаждения чугуна при заливке и ухудшению его распределения с образованием неслитин, спаев, трещин и других дефектов в отливке.

Толщина покрытия, превышающая 0,008 внутреннего диаметра, уменьшает интенсивность эатвврдевания, затрудняет получение чистого отбела. Увеличение продолжительности контакта жидкого чугуна с материалом покрытия в условиях значительного гравитационного коэффициента повышает опасность взаимного проникновения частиц металла и покрытия, что ухудшает качество отливок, При распределении чугуна по поверхности формы происходит снижение температуры чугуна, поэтому температура чугуна со стороны, противоположной заливке, меньше, чем со стороны заливки.

Увеличение толщины слоя покрытия в направлении заливки на 0,05 - 0,10 толщины слоя со стороны заливки на каж-. дый метр длины кокиля приводит к тому, что охлаждение чугуна с пониженной температурой происходит с уменьшенной интенсивностьк>, поэтому к концу эатвердевания рабочего слоя его температура по длине формы выравнивается.

908499

Составитель В. Васехин

Редактор М. Янович Техред М. Надь Корректор В. Бутяга

Заказ 697/13 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П11П Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Г1ри заливке второго слоя обеспечиваются одинаковые условия для соединения с рабочим слоем по всей длине отливки.

Увеличение толщины слоя покрытия в направлении заливки меньше чем на 0,05 5 толщины слоя со стороны заливки на каждый метр длины кокиля не компенсирует

; охлаждение чугуна при распределении по поверхности формы. Увеличение толщины слоя покрытия больше чем на 0,10 тол- 10 шины со стороны заливки на каждый метр длины кокиля может вызвать черезмерное замедление охлаждения и при заливке. второго слоя повышенную температуру чугуна со стороны, противоположной за- 15 ливке, что ухудшает условия соединения слоев.

Таким образом, предлагаемая форма за счет регламентирования средней толщины теплоизоляционного покрытия и per-20 ламентирования увеличения толщины в на правлении течения металла при заливке обеспечивает качество поверхности, рабочего слоя и соединения слоев в условиях литья чугунных прокатных валков. >S

Экономический эффект достигается за счет повышения качества валков, снижения брака при литье. формула изобретения форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков, включающая металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоиэоляционное покрытие, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что, с целью повышения качества валков, толщина слоя покрытия составляет 0,003-0,008 внутреннего диаметра кокиля, причем толщина покрытия выполнена нарастающей в направлении движения металла при заливке на 0,050,10 толщины слоя со стороны заливки на каждый метр длины кокиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юдин С. Б. и др. центробежное литье. М., Машиностроение, 1972, с. 80.

2. Авторское свидетельство СССР

Ж 592517, кл. В 22 Ь 13/10, 1976.