Дорн

О П И С А Н И Е 11) 559968ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоФ 4 ели стим ес коРеспублик(51) 1 Ч. Кл.- "С 21 С 5/56 Гасударственный комитет Совета Министрав СССР Ва делам иаабретений и открытий(54) ДОРН Изобретение относится к области металлургии черных и цветных металлов, конкретнее к дорнам для установок электрошлакового переплава.В настоящее время считается наиболее перспективным получение высококачественных заготовок сложной формы непосредственно электрошлаковым литьем (ЭШЛ), минуя процесс обработки давлением. На этих установках внутренние полости формируются дорнами, имеющими конструкцию трубы в трубе 1.Известен дорн, являющийся прототипом, представляющий собой сердечник, на который с зазором надета охлаждаемая гильза 2.Недостатком известной конструкции является то, что в процессе ЭШЛ охлаждаемый дорн работает в крайне тяжелых тепловых условиях. Тепловые потоки на стенку дорна могут достигать 2 10 ккал/мчас, при этом в стенке дорна существует перепад температур 150 в 2 С, а это приводит к возникновению в ней существенных термических напряжений. В процессе кристаллизации и последующего охлаждения за счет наличия в металле усадки дорн обжимается слитком, что усложняет удаление дорна из слитка в конце плавки. По этим причинам, а также из-за эрозии дорн данной конструкции стоит 10 - 15 плавок. Кроме низкой стойкости дорна, термические напряжения, возникающие в слитке, могут привести к снижению качества металла,С целью увеличения срока службы дорна иснятия термических напряжений в отливке 5 предлагаемый дорн снабжен кожухом, установленным соосно наружной поверхтости гильзы и с зазором относительно нее, который заполнен теплопроводным наполннтелем, причем теплопроводность наполнителя состав ляет 15 - 300 ккал/м часС, а толщина кожуха составляет 0,001 - 0,1 наружного диаметра гильзы. В качестве наполнителя можно применять смесь порошка графита с инертным газом или металлом с температурой плавле ния ниже 200 С. Наполнитель применяетсядля обеспечения хорошего теплосъема впроцессе усадки слитка, Величина зазора между кожухом и гильзой выбирается из условдддд того, что после окончательной усадки слитка 20 дорн не будет зажат.Выбор указанных соотношений подтверждается проведенными теплотехническими расчетами, в которых, исходя из максимальных возможных тепловых нагрузок на дорн до 25 2 10 ккал/мчас, выбираются предельныевеличины теплопроводности наполнитсля и отношение толщинъ стенок кожуха к наружному диаметру гильзы.Расчеты проводят аналипдчсскими метода мн, а также методом моделирования на электроинтеграторе в предположении, что кожух находится в непосредственном контакте с жидким шлаком, и охлаждение дорна осуществляется в различных режимах охлаждения. Тогд(к в) ХЯ; где 1, - температура жидкого шлака в месте контакта с кожухом;1, - температура охлаждающей дорнжидкости;.Я; - -сумма тепловых сопротивлений системы.Г 1 олученныс результаты показывают, ч 1 о теплопроводность должна находиться в пределах 15 в 3 ккал/м час С, а указанное соотношение толщины стенок кожуха к 8 дорна 0,001 - 0,1.На чертеке представлен один из возможных вариантов предлагаемого дорна.Между кожухом 1 и соосно с ним расположенной охлаждаемой гильзой 2 помещен слой наполнителя 3, обладающего теплопроводностью 15 - 300 ккал/м часС, в верхней части которого находится расширитель 4. Сердечник 5 размещен внутри гильзы 2.Дорн работает следующим образом.По мере наплавления слитка конфигурация полости обеспечивается кожухом 1, тепловой поток от которой через наполнитель 3 отводится гильзой 2. По мере усадки слитка кожух 1 обжимается слитком, зазор между кожухом 1 и гильзой 2 уменьшается, причем паполнитель вытесняется в заранее предусмотренный расширитель 4. Наполнителем 3 может служить смесь графитовой пасты с инертным газом или любой другой материал, обладающий теплопроводностью 15 - 300 ккал/мчасС и остающийся при этих условиях эластичным.Ширина слоя наполнителя 3 выбирается с таким расчетом, чтобы после окончательной усадки кожух 1 не брал охлаждасмую гильзу 2, причем толщина кожуха 1 и его конфигурация выбираются с таким расчетом, чтооы его жесткость была меньше усилий усадки, Благодаря этому в конце плавки дорн легко удаляется из слитка, а сам слиток не имеет существенных термических напряжений.Применение дорна предлагаемой конструкции позволяет резко увеличить срок его службы, значительно снизив вредные термические 10 напрякения в слитке благодаря наличию эластичного слоя. Все это, а также возможность легкого удаления дорна из заготовки в конце плавки приводит к существенному снижению капитальных затрат и получению несомненного кономичсского эффекта при использовании прсдлагсмого устройств в производстве.Формула изобретения201. Дорн для формирования внутренних полостей отливок, содержащий сердечник, накоторый с зазором для охладителя надета соосно гильза, отличающийся тем, что, с25 целью увеличения срока службы дорна иснятия термических напряжений в отливке, онснабжен кожухом, установленным соосно наружной поверхности гильзы с зазором, который заполнен теплопроводным наполнителем.30 2. Дорн по п. 1, отличающийся тем,что зазор заполнен наполнителем с теплопроводностью 15 - 300 ккал/м час С.3, Дорн по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что кожух выполнен с толщиной, равной35 0,001 - 0,1 наружного диаметра гильзы.3. Дорн по пп. 1 - 3, отличающийсятем, что зазор заполнен смесью на основеграфитовой пасты.Источники информации, принятые во вни 40 мание при экспертизе:1. Авт. св.439186, кл. С 21 С 5/56,25.04.73,2, Патент ФРГ2113267, кл, 181 5/52,1971 (прототип).5599 б 8 ставитель Р. ехред М, Се ельцер Редактор 3. Ходако ректор А. Степанова н 16051ЦНИ ПодписноеССР и ногра фи я, и р. Са ну нова, 2 Изд. Хо 546 Тираж 693 И Государственного комитета Совета Мннистро по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5