Кристаллизатор для непрерывного горизонтального литья металлов и сплавов

Ф госудю стаенный номитет сссРОо делАм изоБРетений и отнРытии(72) И.И. Быков, С.С. Лопаткин, В.И, Лозенко и Г.П. Подольский (71) Институт проблем литья АН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 499950, кл. В 22 Р 11/04, 1976.2. Авторское свидетельство СССР 9 954157, кл, В 22 Р 11/04, 1981.(54)(57) КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ЛИТЬЯ ИЕТАЛЛОВИ СПЛАВОВ, включающий водоохлаждаемую рубашку с отъемной крьппкой, иустановленную в рубашке графитовуювтулку, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения качества заготовок, упрощения процесса монтажаи демонтажа кристаллизатора, кристаллизатор снабжен сменными вкладьппами,заполненными теплоизоляционным материалом, а на внутренней стенке водоохлаждаемой рубашки выполнены направляющие в которьх у тановленыупомянуть;е вкладыши,.Изобретение относится к непрерывному горизонтальному литью металлови сплавов, в частности к устройствамнеподвижных кристаллизаторов в горизонтальных установках непрерывноголитья чугуна,Известен кристаллизатор для непрерывной разливки металлов, включаю.щий корпус и рабочие стенки с вертикальными пазами, выполненными в районе мениска, в котором с целью увеличения стойкости кристаллизатора иповышения стабильности процессаразливки, вертикальные пазы заполнены огнеупорным материалом (11. 1 1Недостатками указанного кристаллизатора являются практическая невозможность обеспечения органиэацииодинаковой скорости эатвердеваниязаготовки по ее периметру, особенно 2 Опри литье сложнопрофильных отливок,а также трудоемкость изготовленияподготовки и сборки кристаллиэаторов.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному является кристаллиэатор для установок горизонтального непрерывного литья металлов и сплавов, включающий водоохлаждаемую рубашку с отъемной крышкой и установленную в рубашке графитовую втулку Г 21.Недостатком известного кристалли,затора является большая трудоемкость монтажа и демонтажа кристаллизатора при смене вкладышей. 35При этом втулка одноразового использования и может служить только для одной протяжки, Переход с одного профиля отливки на другой требует изготовления графитовой втулки с другиО ми типоразмерами и расположением каналов, заполненных теплоизоляционным материалом,Целью изобретения является повьше ние качества заготовок, упрощениемонтажа и демонтажа кристяллизатора.Поставленная цель достигаетсятем. что кристаллизатор, включающий водоохлаждаемую рубашку с отъемной крышкой и установленную в рубашке графитовую втулку, снабжен сменными вкладышами, заполненными теплоизоляционным материалом, а на внутренней -5 стенке водоохлаждаемой рубашки выполнены направляющие, в которыхустановлены упомянутые вкладыши. На Фиг,1 изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 - разрез А-А ня фиг. 1.Кристаллизатор содержит графитовую вулку 1, помещенную в водоохлаждаемую рубашку 2 и установленную в стенке металлоприемника 3, Водоохлаждаемая рубашка имеет отъемную переднюю крышку 4, а также направляющие 5 (Фиг.2), по которым устанавливаются сменные вкладыши 6, заполненные материалом с различной теплоаккумуляционной способностью Ь , например, вспученный перлит ( 6 = 350 Вт С/мкг ифград), кирпич шамотный ( Ь = 1400 ед.)дрСборка кристаллизатора производится следующим образом.Снимается передняя крышка и устанавливается графитовая втулка для протяжки того или иного профиля. В необходимых местах по направляющим устанавливаются вкладыши.Затем устанавливается передняя крышка кристаллиэатора и он в сборке крепится к металлоприемнику.Исключение полостей охлаждения в графитовой втулке существенно упрощает конструкцию кристаллизатора, делает его универсальным и упрощает сборку.Работа предложенного кристаллизатора видна на примере изготовления заготовки - стола Фрезерного станка (фиг.2) на горизонтальной машине УНРЧиз серого чугуна следующего химсостава, вес.7: С 3,7; Б 1,9; Ип 0,7; Б 0,02; Р 0,03,Расход воды в кристаллизаторе ,0,4 м /ч, температура воды на входе 15 С, на выходе из кристаллизатора 25 С. Скорость протяжки 0,4 м/мин.Профиль заготовки имеет массивную нижнюю часть, а также тонкие части и острые углы. Поэтому для обеспечения равномерного строения литого материала необходимо создание дифференцированного теплоотвода от различных частей периметра заготовки с целью равномерного затвердевания чугуна и избежания отбела в тонких частях иуглах.Расчеты теплообмена между заготовкой и кристаллизатором позволяют устаповить, что для создания равномерного затвердевания всех частей отливки интенсивность теплопередячи до.гжня быть соответственно; ат массиьн й1109244 ВНИИПИ Заказ 5980/9 Тираж 715 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул,Проектная, 4 нижней части 1350 Вт/(м 2 к), от выступающих верхних частей 800 Вт (мк),от тонких частей 450 Вт/м 2 к и от углов300 Вт/(м 2 к). В соответствии с этимчасть графитовой втулки, формирующей 5массивную часть заготовки, термическине изолирована от охлаждающей жидкости, В остальных же частях за счетприменения вкладышей с соответствующим наполнителем создают заданноетермическое сопротивление и, естественно, необходимую величину теплопередачи. Так в местах графитовой втулки, формирующей углы, устанавливаютвкладыши с наполнителем иэ вспученного перлита. В местах втулки, формирующих тонкие части - вкладьппи с наполнителем из асбестового волокна,верхнюю часть заготовки формируют с применением вкладышей, заполненных шамотным кирпичом.За счет создания дифференцированного теплоотвода от различных частей формирующейся заготовки температура поверхности по периметру отливки на выходе ее из кристаллизатора постоян" на и составляет 920 С. Литой материал заготовки имеет перлитную структуру (П - 90-923), твердость 190 НВи не имеет отбела в углах и тонкихчастях профиля. Полученные изделия полностью соответствуют требованиям на детали станкостроительного назначения. При этом достигнуто повышение качества литого материала заготовок, упрощен процесс сборки кристаллизатора.