Устройство для непрерывного литья труб во вращающемся магнитном поле

(19) Ш 2 Р 11/1 О ОМИТЕТ ССС ТЕНИЙ И ОТКРЫТУДАРСТВЕНДЕЛАМ ИЗОБРЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВ НЕПРЕРЫВ 0 ЩЕМСЯ МАГ- аливочный равку с й индук о поля,тния, о что, с)1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЬЯ ТРУБ ВО ВРАЩА 1 ПОЛЕ, содержащее кристаллиэатор, о проводом и обмотк ающегося магнитно механизм вытягив ю щ е е с я тем,целью повышения качества отливаемыхтруб путем улучшения структуры отливки и уменьшения продольной разнотолщинности, оно дополнительно снабжено стальным стаканом, охватывающим кристаллизатор, дополнительныммагнитопроводом, расположенным соосно с оправкой и с кристаллизаторомво внутренней расточке стакана, атакже огнеупорным кольцом с наружнойцилиндрической и внутренней конической поверхностями, расположеннымв кольцевом зазоре между магнитопроводами, причем в огнеупорном кольцевыполнено отверстие, соединенное сзаливочным каналом,201048 51015 20 25 35 40 2. Устройство по п, 1, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что внутренняя коническая поверхность огнеупорного кольца направлена расширенной частью в сторону вытягивания заготовки.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что дополнительный магнитопровод выполнен ступенчатым, причем его внутренний диИзобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывномулитью труб.Целью изобретения является повышение качества отливаемых труб путем улучшения структуры отливки иуменьшения продольной разнотолщинности,На чертеже приведена конструкцияпредлагаемого устройства.Устройство для непрерывного литьятруб во вращающемся магнитном полесостоит из футерованной огнеуноромпромежуточной емкости 1, установленной на стакане 2 индуктора, состоящего из внешнего магнитопровода 3и внутреннего магнитопровода 4 с обмоткой 5, В части рабочего зазора,где внутренний диаметр отверстиянаружного магнитопровода меньше (начертеже слева), установлено кольцо6 из высокостойкого огнеупора свнутренней конической поверхностью,оставшуюся часть рабочего зазораиндуктора с большим диаметром отверстия во внешнем магнитопроводе (начертеже справа) занимает кристаллизатор 7, охлаждаемый водой, подавае.мой под давлением через входной штуцер 8 и сливаемой через сливной штуцер 9, и затравка 10 иэ магнитнойстали с крючками 11 и выходными отверстиями 12 для отработанного газа.Промежуточная емкость 1 и кольцо 6соединены металлотрактом 13 - трубка из огнеупорного материала, проходящая через отверстие во внешнеммагнитопроводе 3, Внешний магнитопровод 3 защищен огнеупорным кольцом 14, внутренний магнитопровод 4с обмоткой 5 - огнеупорным стаканом аметр меньше в зоне огнеупорного кольца, чем в зоне кристаллиэатора.4. Устройство по пп. 1-3, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что оправка выполнена с осевым каналом, соединенным с радиальными сквозными отверстиями,5. Устройство по пп, 1-4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что затрав" ка выполнена из немагнитной стали 15 с выходными отверстиями для инертного газа, Внутренний магнитопровод4 с обмоткой 5 собраны на оправке16 и установлены в устройстве припомощи центрирующего фланца 17. Воправке 16 выполнен осевой канал 18,а в нажимной втулке 19 между пазамирадиальные сквозные каналы 20 дляподачи сжиженного инертного газа.Устройство работает следующимобразом,Жидкий металл, попадая из входного отверстия на внутреннюю коническую поверхность кольца, начинаетвращаться в кольцевом зазоре вокругоси под действием вращающегося магнитного поля. Нормальная составляющая возникшей центробежной силы прижимает вращающийся жидкий металл к конической поверхности кольца, атангенциальная составляющая этой силы "стаскивает" кОльцо вращающегося.металла с конуса на внутреннюю цилиндрическую поверхность кристаллизатора. Начинает образовываться наружная корочка. По мере поступленияжидкий металл заполняет всю наружную поверхность кольцевой емкости, сцепляется с крючками затравки. За счет ЭО тангенциальной составляющей центробежной силы постоянно происходитпродольный подпор, улучшающий структуру отливки. Внутренний (свободный) диаметр вращающегося металла умецьшается эа счет новых порций металла,поступающих иэ заливочного канала дотех пор, пока вращающийся слой жидкого металла не перекроет входное отверстие. При этом, если гравитационная сила от столба жидкого металлав заливочной емкости меньше центро1201048 Составитель А. ПоповТехред О.Ващишина Корректор М. Самборская Редактор М. Келемеш Заказ 7900/10 Тираж 746 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, 11-35, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 бежной силы, поступления новых псрций металла не происходит ("клапан"закрыт), В зоне кристаллизатора толщина корочки растет за счет отводатепла охлаждающей кристаллиэатор жидкостью, Все новые слои жидкого металла, вращаясь и прижимаясь к уже закристаллизовавшейся корочке изнутри,обламывают столбчатые дендриты, улучшая структуру (эффект перемешивания),и отдают тепло через корочку кристаллизаторуМомент затвердевания корочки навсю глубину определяется по резкомувозрастанию тока в обмотке индуктора,так как электрическое сопротивление,твердого металла примерно в 7 разменьше, чем жидкого, причем этот переход происходит за очень короткоевремя в скачком. Этот эффект можетбыть использован при автоматизациипроцесса вытягивания.В момент затвердевания корочки взоне кристаллизатора в зоне кольцапродолжается вращение жидкого металла,Затравка вместе с отлитой трубойвытягивается с одновременным проворотом вокруг оси и останавливается.В освободившееся пространство "скатывается" с продольным подпором от действия тангенциальной составляющейцентробежной силы новое кольцо вращающегося жидкого металла, "клапан"открывается, новая доза жидкого металла через входное отверстие поступает в рабочий зазор устройства, Величина этой дозы пропорциональна шагу вытягивания, Начинается новыйцикл,Через осевое отверстие внутреннегомагнитопровода и радиальные отверстиямежду пазами в нажимной втулке навнутреннюю поверхность отливаемойтрубы подается сжиженный инертный газ,который, испаряясь, охлаждает индуктор и отливаемую трубу, ускоряя крис.".таллизацию металла и предохраняя поверхность вращающегося жидкого металла от окисления. Отработанный газ выходит через отверстие в затравке,Для усиления воздействия вращающегося магнитного поля на жидкий ме1 талл в зоне входного отверстия (начальной зоне формообразования) за"10 зор между магнитопроводами в этойзоне меньше, чем в зоне кристаллизатора,Цля исключения шунтирования магнитного поля в рабочем зазоре зат 15 равка выполнена из немагнитной стали аР Предложенное устройство по сравнению с лучшими образцами аналогич ного оборудования позволяет отливать непрерывным центробежным способом во вращающемся магнитном полеготовые металлические трубы принципиально неограниченной длины, без 25 продольной разнотолщинности стенки,причем толщина стенки поддерживается автоматически самим устройством,без контроля за ее величиной и беэрегулировки, что исключает необходимость отливать (как в других способах центробежного литья) заведомоболее толстостенные трубы с последующей обработкой внутренней поверхности трубы до заданного диаметра,что экономит металл, энергию и труд.Кроме того, улучшается структура имеханические свойства отливки, уменьшается пористость за счет продольного подпора и эффекта перемешиванияв процессе затвердевания увеличивается производительность за счетболее интенсивного теплоотвода,предохраняется внутренняя поверхностьтрубы от окисления, уменьшается ве роятность появления слоистой структуры.