СССР по делам наабретеннй н аткрытнй (53) УДК 621. 746..27(088.8) В.И.Тутов, В.С.Скотаренко, М.ф.федотснв, Е.В.Пустовалов, М.В.Жельнис и В.A.Гринберг;, .

1,-.;

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

{ 72) Авторы изобретения

{71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО

НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ!

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов на установках горизонтального типа.

Известно устройство для непрерывного литья слитков, содержащее металS лоприемник и горизонтально расположенный кристаллизатор. Между емкостью с расплавленным металлом и кристаллизатором имеется огнеупорная теплоизолирующая стенка, в котором выполнено литниковое отверстие. Длинное и узкое литниковое отверстие соответствует по форме нижней половине внутренней стенки кристаллизатора (1).

Однако расположение литника и его форма, соответствующая по профилю конфигурации нижней части кристаллизатора, неизбежно приводит к перемерзанию его и нарушению процесса, особенно при вынужденных остановках.

Кроме того, не указаны пределы геометрических параметров литника. Произвольный выбор расположения литника и его сечения может также привести н нарушению процесса и дефектам отливки: перемерэанию литника, прорыву затвердевшей корки на выходе отливки из кристаллизатора, отрыву корки внутри кристаллизатора, возникновению заплывов, утяжин и т.п. Это связано с наличием конвективных потоков в кристаллизаторе, направление и распределение которых определяется расположением, формой и сечением отверстия, через которое жидкий металл поступает из металлоприемника в полость кристаллиаатора.

Крепление плиты, разделяющей ме-. таллоприемник с кристаллизатором, не может обеспечить плотного соединения, поэтому возможны заливы, задиры, разрыв затвердевшей корки, что приводит к дефектам поверхности отливки и может вызвать прорыв металла на выходе отливки из кристаллизатора.

Цель изобретения - создание направленного, затормаживающего разви

921671 тие естественных конвективных потоков, подвода жидкого металла в полость кристаллизатора, обеспечение стабильности процесса и увеличение прои з води тел ь ности .

Для обеспечения указанной цели в устройстве для непрерывного горизонтального питья заготовок сплошного сечения, содержащем металлоприемник, водоохлаждаемый кристаллизатор с

10 графитовым вкладышем, неохпаждаемая ,часть которого соединена с металлоприемником, и пробку из мапотеплопроводного материала с литниковым каналом для прохода жидкого металла, отделяющую металлоприемник от полости кристалпизатора, литниковый канал имеет проходное сечение, составляющее 0,02-0,07 поперечного се ения отливки.

Причем выходное отверстие которого расположено на расстоянии от нижней образующей кристаплизатора, составляющем 0,2-0,4 высоты сечения отливки, и ось его наклонена к оси вытягивания под углом 10-30, при этом о большему сечению отпивки соответствует большее значение угла наклона, при нескольких литниковых каналах выходные отверстия расположены в одной горизонтальной плоскости.

Кроме того, пробка вставлена в выступающую неохлаждаемую часть графитового вкладыша и со всех сторон омывается жидким металлом.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство имеет метаплоприемник

1> кристаллизатор 2 с водоохлаждаемым корпусом и графитовым вкладышем лО

3, пробку 4 из малотеплопроводного материала с литниковым каналом 5, Устройство работает следующим образом.

При вытягивании отливки 6 затвер45 девшая корка при каждом цикле продвигается на определенное расстояние в кристаллизаторе 2 и освободившаяся полость 7 заполняется новыми порциями жидкого металла, поступающего из

so металлопри емни ка 1 в полос т ь кри сталлизатора 2 через литниковый канал 5.

Опытами по моделированию процесса тепломассопереноса между жидким металлом металлоприемника и кристаллизатора (опыты проводились на кафедре

55 Литейное производство черных и цветных металлов" БПИ) было установлено, что наименьшее развитие теплоконвективного явления возникает при расположении выходного отверстия литникового канала на расстоянии от нижней образующей кристаллизатора, составляющем 0,2-0,4 высоты сечения и при наклоне его оси под углом 10-30 к

Оси Вытя ГИ BBHVIR .

Исходя из условий свободного истечения при каждом очередном цикле (без возникновения разрежения в полости кристаллизатора) и реальных скоростей питья на горизонтальных установках непрерывной разливки, определены оптимальные соотношения поперечных сечений литникового канала и отливки.

Методика определения соотношений заключается в следующем. С одной стороны расход металла в единицу времени можно определить из формулы

С1 гБ ать где Q вЂ” объемный расход жидкого металла в единицу времени, см /с;

V - вЂ” скорость вытягивания, см/с (за скорость вытягивания при циклическом режиме вытягивания принята фактическая скорость перемещения отливки; в отличие от скорости литья, представляет собой среднюю скорость движения отливки с учетом времени остановки);

F вЂ” поперечное сечение отливки, см другой стороны л. к. где вЂ” коэффициент расхода металла в единицу времени; сечение литникового канала

0 (сумма сечений); см ; с - ускорение свободного падения, см/сек

Н вЂ” напор жидкого металла, который определяется как разность верхних уровней в металлоприемнике и кристалпизаторе, см (фиг.1), Опыт эксплуатации установок непрерывного литья показал, что реально воз ложные скорости вытягивания находятся в пределах 1,0-5 м/мин (1,664,33 см/с) Коэффициент расхода принимаем равным 0,7.

Величину напора принимаем минимальной, равной 50 мм, так как даль5 нейшее уме ьшение напора связ-"но с опасностью получения незаполненной отливки.

g=980 см/сек

Fo n М= QFn.к Й9Н

Fn â€” F0 q fee и о"УД ме м

----1 66----0 г д,к, 0тл 0 7 2 980 5

Г =Г ----- -----=0 0

КК. мн = o» 0 7 ° 2 -980

921671 6

10 углом 15 к оси вытягивания и расположенным на расстоянии 30 мм (0,3 высоты сечения отливки) от нижней образующей кристаллизатора, была достигнута скорость литья 0,9 м/мин (скорость литья по старой технологии 0,6 мlмин), соответственно, в

1,5 раза возросла производительность установки.

Кроме того, отпала необходимость в остановках процесса вытягивания в моменты доливания свежих порций металла в металлоприемник.

Следовательно, поперечное сечение выходного отверстия должно составлять

0,02-0,07 поперечного сечения отливки.

Дозирующая подача жидкого металла 20 в полость кристаллизатора и возможность определения параметров литникового канала для каждого типоразмера отливаемой заготовки обеспечат стабильность процесса, позволяет выбрать 25 оптимальный режим литья, что эначиувеличит производительность.

Установка пробки в неохлаждаемую выступающую часть графитового вкладыша гарантирует плотное прилегание, 30 так как она so время осуществления процесса прижимается к вкладышу в результате гидростатического напора жидкого металла металлоприемника. Такая установка пробки не требует дополнительного крепления и позволяет избежать заливы и связанные с ними последствия.

Производственные испытания устройства в условиях Каунасского завода

"Центролит" показали, что использование предла гаемо го устройства поз.вЂ” волило в 1,5 раза увеличить скорость литья и, соответственно, производительность установки.

Так, например, при литье чугунной цилиндрической заготовки 9 100 мм была применена пробка иэ легковесного намота с литниковым каналом О 15 мм (Fh < =FoTn =0, 02), наклоненным под

Формула изобретения

1. Устройство для горизонтального непрерывного литья, содержащее металлоприемник, водоохлаждаемый кристаллизатор с графитовым вкладышем, неохлаждаемая часть которого соединена с металлоприемником, и пробку из малотеплопроводного материала с литниковым каналом для прохода жидкого металла, отделяющую металлоприемник от полости кристаллизатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности процесса и увеличения производительности установки, литниковый канал имеет проходное сечение, составляющее 0,02-0,07 поперечного сечения отливки.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я там, что выходное отверстие литникового канала расположено на расстоянии, составляющем

0,2-0,4 высоты поперечного сечения кристаллизатора от нижней образующей кристаллизатора, и ось его наклонена к оси вытягивания под углом 10-30 а

3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пробка с выходным отверстием вставлена в выступающую неохлаждаемую часть графитового вкладыша.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3286309, кл. 22-57, 2, 1966.

Составитель А.Попов

Редактор А.Шандор Техред И. Гайду Корректор Л,Бокшан

Заказ 2443/10 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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