Устройство для получения полого слитка
Союз Соввтсияи
Социалистичесиии
Республик
В 22 0 7/Ой 1ееударстееииый комитет по делам изо4ретеиий и открытий Опубликовано 30. 08. 82. Бюллетень № 32 Дата опубликования описания 30 .08. 82 (53) УДК621. /46. . 393 {088. 8) (72) Авторы изобретения B.È.ÊoBàëåíêo, Г.A.Чередник и Н.И.Ковафв f,,- . ),., 1 11роизводственное объединение "Ново-Краматорский машиностроительный завод" (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ф1Я ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛОГО СЛИТКА Изобретение относится к литейномУ, произ водст ву, в частности к из готов-:, лению полых слитков. Известно устройство для изготовления кольцевых стальных слитков, содержащее изложницу и установленную 5 внутри ее оболочку с центральным элементом, размещенным в полости оболочки с кольцевым зазордм, в который введены трубки для подачи сжатого газа (1). Недостатками этого устройства являются искажения внутренней поверхности полого слитка, а также низкое его качество. Это происходит из-за того, что по мере заливки расплавленного металла в изложницу оболочка теряет механическую прочность от высокотемпературного нагрева и поэтому выпучивается внутрь под дейст- 2о вием металлостатического даЬления, зажимая центральный элемент Деформация оболочки от выпучивания в большинстве случаев не позволя2 ет извлечь центральный элемент из слитка и снижает геометрическую точность внутренней поверхности слитка. Использование оболочки с увеличенной толщиной стенки для обеспечения прочности по отношению к металлостатическому давлению приводит к поражению слитка внутренними трещинами от затруднения усадки корочки затвердевающего металла на прочной и к тому же расширяющейся от высокой температуры оболочке. В наибольшей мере эти недостатки проявляются при отливке высоких полых слитков. Наиболее близким к предлагаемому я вля ет. Ся у ст рой ст во дл я полу чен и я полого слитка, содержащее изложницу и установленную внутри нее оболоч" ку с центральным элементом, размещенным в полости последней с кольцевым . зазором, соединенным с внешней магистралью сжатого газа, имеющей предохранительный клапан. 95415 30 40 50 На испытаниях этого устройства достигнуто повышение размерной точности и качества полого слитка высотой 1350 мм благодаря созданию избыточного давления газа в оболочке 5 в пределах 0,6-0,8 от максимального металлостатического давления и поддержанию давления газа в период формирования на оболочке корочки за" твердевающего металла f2) . Однако при изготовлении известным устройством высоких полых слитков происходит расширение оболочки в верхней части слитка. В некоторых случаях такое нарушение геометричес- 15 кой формы может привести к браку. Расширение оболочки в верхней ча-, сти слитка получается из-эа значительной разницы давления газа и металлостатического давления в верхней 20 части слитка, поскольку давление газа одинаково по всей высоте кольцевого зазора, а металлостатическое да вление в и зложниц е у вели чи ва ется от нуля на поверхности расплавленного металла до максимальной величины на уровне дна изложницы. Так, при получении полого стального слитка высотой 5,5 м разница давлений газа и металлостатического давления в верхней части слитка состащ яет 2,31-3,08 атм. Для предупреждения расширения оболочки в верхней части полого слитка от такого давления газа толщину стенки оболочки приняли равной 30 мм. Но при такой толщине оболочки в полом слитке уже начинают возникать внутренние трещины от затруднения усадки корочки затвердевающего металла. Цель изобретения - повышение качества полого слитка при одновременной экономии его металла. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено размещенными в кольцевом зазоре перегородками, разделяющими его на изолированные по высоте камеры, каждая из ко" торых сообщена с магистралью сжатого газа через регуляторы давления. На фиг. 1 изображено устройство для получения полого слитка, разрез, на фиг. 2 - узел ? на фиг. 1. Устройство содержит изложницу 1 с надставкой 2, поддон 3 с сифон. ным ходом 4 и центровую 5 с воронкой 6. По оси изложницы 1 на поддоне 3 установлена оболочка 7, которая герметизирована снизу днищем 1 4 8, а сверху - центральным элементом 9, размещенным в ее полости с торцовым 10 и кольцевым 11 зазорами. Относительно надставки 2 оболочка 7 зафиксирована тягами 12. В кольцевом зазоре ll установлены перегородки 13 и 14, разделяющие полость оболочки 7 на изолированные по высоте камеры 15- 17. Для заполнения этих камер сжатым газом в центральном элементе 9 выполнены осевые 18-20 и соединенные с нимы радиальные 21-23 каналы. С подводящей магистралью 24 сжатого газа осевые каналы 18, 19 и 20 соединены соответственно трубопроводами 25, 26 и 27 через пневматические регуляторы 28, 29 и 30 давления. Между изолированными камерами 15-17 и пневматическими регуляторами 28-30 давления размещены соединенные с трубопроводами 25-27 предохранительные клапаны 31-33. Над воронкой 6 размещен разливочный ковш 34. Выполненные на образующей центрального элемента 9 кольцеобразные проточки под перегородки 13 и 14 обеспечивают фиксированное положение этих перегородок, которые представляют собой обмотки асбестового шнура в сочетании с обмаэкой огнеупорным деформируемым составом, содержащим, например, огнеупорную глину, воду, отвердитель и раэмягчающий агент. Отвердителем может быть цемент, сер.- нокислотный. кальций, а раэмягчающим агентом - хлористый кальций. В качестве сжатого газа для заполнения изолированных камер 15- 17 используется азот, но не исключено использование других взрывобезопасных газов, например, аргона. Пневматические регуляторы 28-30 давления настроены в пределах 0,60,8 от максимального металлостатического давления расплава на уровнях изолированных камер 15-17. Предохранительные клапаны 31-33 настро, ены таким образом, что полное их открытие происходит при значении 0,75> а закрытие при 0,6 от максимального металлостатического давления расплава на уровнях изолированных камер 15-17, которое имеет место соответственно на уровнях перегородок 13, 14 и днища 8 ° При настройке пневматических регуляторов 2о-30 давления и предохранительных клапанов 31-33 учитывает5 9541 ,ся, что максимальное металлостатическое давление столба расплавленной стали высотой один метр равно 0,7 атм, а зависимость металлостатического давления от высоты расплава прямо пропорциональная. Устройство работает следуоцим образом. Заливку расплавленной стали в изложницу 1, производят из разливочно- 10 го ковша 34 через воронку 6, центровую 5 и сифонный ход 4. Одновременно, с заливкой расплава производят заполнение изолированных камер 1517 сжатым воздухом из подводящей ма- 15 гистрали 24 через пневматические регуляторы 28-30 давления, осевые 1820 и радиальные 21-23 каналы. За счет предварительной настройки пневматических регуляторов 28-30 дав- 2о ления давление сжатого газа в изолированных камерах 15-17 ступенчато. увеличивается от минимального значения в камере 15 до промежуточного в камере 16 и от него - до максимально- zs ro в камере 17. Воспринимая тепло расплавленного металла через стенку оболочки 7, сжатый газ увеличивает свой объем и стравливается через предохранительные клапаны 31-33 в атмосферу. После заливки расплава в изложницу 1 избыточное давление в изолированных камерах 15-17 поддерживают в течение времени, определяемого по формуле Т= 5,4(Н02) +3, где Т - время, мин, Н - высота полого слитка, м, D - -наружный диаметр оболочкй. За это время на внешней стороне оболочки 7 образуется корка металла, способная выражать металлостатическое давление. При температуре полого слитка 750-900 С иэ него извлекают центральный элемент 9, а сам полый слиток извлекают из изложницы 1. Так, например, при получении полого слитка высотой 5,5 м и размещении перегородок 13 и 14 соответственно на высоте 3,6 и 1,8 м избыточное давление газа в изолированных камерах 15, 16 и 17 составляет соответственно 0,8-1,07, 1 55-,2 07 и 2,31-3,08 атм. Полное открытие предохранительных клапанов 31, 32 и 33 для страв51 6 ли вания избыт ка газа в изолированных камерах 15, 16 и 17 происходит при значениях избыточного давления соответственно равных 1,0, 1,94 и 2,88 атм. Закрытие предохранительных клапанов 31, 32 и 33 происходит при значениях избыточного давления в изолированных камерах 15, 16 и 17 соответственно равных 0,8, 1,55 и 2,31 атм. Время поддержания давления сжатого газа внутри оболочки после заливки расплава составляет 92,4 мин. Совокупность этих признаков позволяет уменьшить толщину стенки оболочки с 30 мм (по сравнению с толщиной стенки оболочки прототипа) до 20 мм и . тем самым предот врат ить образование внутренних .трещин. Ио сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает повышение качества полого слитка благодаря предотвращению образования трещин со стороны оболочки, повышение экономии металла полого слитка благодаря снижению расхода металла при следующей механической обработке, что достигается за счет предотвращения расширения оболочки в верхней части слитка. Действительно, если при получении полого слитка высотой 5,5 м предлагаемым устройством избыточное давление газа в его верхней части составляет 0,8-1,07 атм, что избыточное давление газа в верхней части полого слитка известного устройства составляет 2,31-3,08 атм. В этой связи расходы металла при последующей мехаяической обработке полого слитка уменьшаются ориентировочно на 1,83 от массы слитка. Ожидаемый экономический эффект на каждой тонне полого слитка составит 4,32 руб. формула изобретения Устройство для получения полого слитка, содержащее изложницу с установленным в ней стержнем s виде оболочки и центрального элемента, размещенного в ней с кольцевым зазором, со. сообщенным с магистралью сжатого газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества полого слитка и снижения расхода металла, оно снабжено перегородками, расположенными в кольцевом зазоре и разделяацими его по высоте на мзолированные камеры, каждая из которых сообщена с магистралью сжатого газа через регуляторы давления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 51 8 1. Акцептованная заявка Японии N 50, 28898, кл. В. 22 D 15/00, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2853718/22-02, кл. В 22 0 7/04, 1979. 954151 Тираж 52 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Фиаиап ППП Патент, г. Уагород,ул. Проектнаа, Заказ 3 0 Составитель Т. Королева Редактор Ла Филь Техред А. Ач Корректор Г.Решетник
