Способ исследования процесса усадки полых слитков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИКРЕСПУБЛИН 0 51)4 В 22 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ РТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(54)(57) 1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯПРОЦЕССА УСАДКИ ПОЛЫХ СЛИТКОВ, вклеючающий заливку жидкого металла всоставную форму и измерение усилий,действующих между ее частями в про" цессе кристаллизации, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью по" вьппения точности измерения, перед эалиькой"жидкого металла в форму в местах зазоров между ее составными . частями устанавливают твердые участ ки корки слитка.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что участки корки слитка предварительно нагревают до температуры, равной 0,80-0,98 темп - ратуры плавления металла слитка.3, Способ по н, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в твердых участках корки слитка предварительно создают трещины.125Изобретение относится к металлургии и может быть использовано приэкспериментальных исследованиях процесса усадки попых слитков.Целью изобретения является повышение точности измерения.На фиг. 1 изобоажена схема сборки формы; на фиг, 2 - схема кристаллизации в.форме слитка; на фиг. 3 схема применения участков корки слитка с трещинами.На чертежах приняты следующие обозначения: кристаллизатор 1, составные части 2 и 3 внутреннего кристаллизатора (дорна), участки 4 и 5 корки слитка, формирующая корка слитка 6, кольцевая мессдоэа 7, защитный экран,Способ осуществляют следующим образом.Первая операция заключается в сборке йормы, при этом в кристаллизатор 1 устанавливают составные части 2 и 3 дорна, соединенныа в местах расположения зазоров участками 4 и 5 корки слитка 6. Их крепят к частям 2 и 3 точечной сваркой или клеем.Предварительно мессдозу 7, имеющую форму кольца с наклеенными на него тензодатчиками, тарируют., участки 4 и 5 изготовлены из тога же металла что и отливаемый слиток, После сборки йормы приступают ко вто"- рой операции котааая са"ТОит иэ заливки в форму жидкого металла, для стали, например, при 500-1510 С, Третья операция - это измерение усилий, действующих на две составные части 2 и 3 дорна в процессе кристаллизации корки ;литка 6. Зта корка соединяется с заранее изготовленными ее участками 4 и 5 корки слитка и по мере усадки сжимает дорн. Это усилие воспринимает кольцевая мессдоза 7 на которой наклеены протарированные тенэодатчикиусилие на массдоэе равно.=: Ь д 1, где с 1 - диаметр дорна", Г - нормальное давление со стороны корки слитка б на дорн диаметром д и длиной. Слиток может быть неподвижен относительно дорна либо перемещаться вдоль Оси дорна как при непрерывном литье. Последняя - четвертая операцияосуществляется после окончания кристаллизации слитка и заключается3, 14 1 1 2 Д Э 50 4 О 41 Д с она в снятии слитка с дорна и извлечении его иэ кристаллиэатора 1.Для тугоплавких металлов разогрев участков 4 и 5 корки слитка приводит к их заметному удлинению в процессе кристаллизации, что искажает результаты измерений усилий усадки (эти усилия будут занижены). Для повышения точности в этом случае целесообразно нагреть участки 4 и 5 до температуры, равной 0,80-0,98 температуры плавления металла слитка, например для стали при 1= 1500 С и нагреве менее, чем на Ф = 080 т т,е. менее, чам до 1200 С возможен нагрев на 300 С, что приводит к расйширению на величину, большую, чем Ыь 1=Ы(1 - 1 ) = 10 300 = 3 10 что составляет от полной усадки, равной Ы 1= 15 10 , более чем 207 М - перепад температур; к- коэффициент линейного расширания. Превышение верхнего предела, разного 0,981 , может привести к опасности оплавления металла ввиду наличия легкоплавких прослоек на границах -еран).ЖП р и м е р, При отливке круглого полого слитка из ст. 45 с диаметром дорна 300 мм и наружным диаметром 600 мм наружный кристаллизатор выполнен в вида медной гильзы толщиной 60 мм в стальном корпусе с пазами для охлаждающей воды. Дорн выполнен составным из частей 2 и 3 в форме участков, разделенных зазором 12 ю. Вертикально вдоль этих зазоров устанавливают до подачи в кристаллизатор расплав корки слитка из ст, 3 в форме дуг окружностей радиусом .50 мм, шириной 20 мм и толщиной 5 мм по всей высота кристаллизатора, равной 840 ьж, К частям 2 и 3 эти участки 5 корки крепят клеем, например БФ 2, После заливки в кристаллизаторе формируется корка слитка, например за одну минуту 2.,5 см толщиной. На части 2 и 3 наччнают действовать сиы, воспринимаемые мессдозами 7. Поскольку части 2 и 3 расположены с зазорами и соединены только мессдозами, то именно эти мессдозы определяют всю силу усадки, После одной минуты при толщине корки 2,5 см и средних напряжениях в ней 6,0 МПа (60 кг/см ) си 2 ла составит284 2,5 60 = 252 кН (25,2 т).1253714 ль Л. ДымшКравчук СоставиТехред рректор Т. Кол актор Т. Парфенов Тираж 757рственного комитета СССзобретений и открытийж"35, Раушская наб.,Заказ 4664 одписно ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москв4/ Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,При этом запись силы, воспринимаемой мессдозами позволяет изучать процесс усадки. Одновременно можно измерять известным способом температуру слитка или толщину его кор ки (ультразвуком). Способ позволяет повысиь точностьизмерения напряжений, возникающихпри кристаллизации слитка, а такжеэкспериментально оценить влияниетрещин, так как их можно нанести научастки 4 и 5 корки заранее, до установки их в форму на участкизазоров. Трещины можно нанести за"данной глубины и длины и исследовать.их размеры после окончания затвердевания. Это позволяет оценить нетолько усилия при наличии трещин,но и определить трещины каких размеров распространяются вглубь икак именно. Трещины можно создатьрастяжением либо вырезав участки 4и 5 из слитка с трещинами (использовать для них дефектные участкислитка).