Устройство для заливки металла

Соеоз Советских Соцнаинстнческик Республик(22) Заявлено 27.02.80 (21) 2887026/22-02 51)М л с присоединением заявки Йо(23) Приоритет В 22 0 35/00 Государственный комятет СССР яо дедок нзобретений и открытмй .Опубликовано 151081., Бюллетень М 38 Дата опубликования описания 15. 10. 81(72) Авторы изобретения Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический инстйтут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЛИВКИ МЕТАЛЛА Изобретение относится к литейному производству, а более конкретно к приспособлениям для заливки металла в Форму, преимущественно при отливке цилиндрических изделий типа прокатных валков.Известно устройство для подвода металла к полости цилиндрической литейной формы, состоящее из литниковой системы, включающем воронку, стояк и питатель, подводящий металл по касательной к внутренней поверхности Формы. устройство позволяет осуществить вращение металла в форме при заливке, что улучшает качество изделия 1.Недостатком данного устройства является то, что вращение металла в форме происходит вследствие тангенциального истечения металла из питателя в нижней части формы. Вращение всего объема металла обусловлено силами внутреннего трения, возникающими в нем, но в верхней части Форма оно менее интенсивно (происходит сменьшей угловой скоростью), чем в нижней. Это обусловлено потерями энергии на,преодоление внутренних сил трения в металле и .внешних сил.трения металла о поверхность формы. Различие угловых скоростейвращения металла в нижней и верхнейчастях формы приводит к аниэотропиисвойств отливки по ее высоте (в нижней части дефекты более локализованы к центральной части отливки, чемв верхней части ее).Известно также устройство для за ливки металла в форму, состоящее изтрубчатого стояка, помещенного вцентральную часть полости формы; заливка металла осуществляется черезстояк 2 1.Недостаток этого устройства сос тоит в том, что оно не обеспечиваетвращение металла в форме, поэтомуисключается возможность регулирования распределением неметаллическихвключений по сечению изделия и ухуд шает его качество (в частности прилитье валков снижаются эксплуатационные характеристики иэделий),Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для заливки металла, состоящее из вертикально установленногоцилиндрического стояка с воронкой 13).Укаэанное устройство позволяетосуществлять подачу металла непосред ственно в форму беэ осуществлениятрудоемкой операции формовки сифоннойлитниковой системы, при этом это уст ройство обеспечивает вращение металла в полости формы при заливке.Недостатком устройства являетсято, что оно обеспечивает вращениеметалла за счет действия сил внутреннего трения в его объеме, возникающихвследствие тангенциального истеченияметалла из отверстий в трубках,расположенных в нижней части стояка.Вращение металла вследствие этого неравномерно по высоте изделия, При использовании известного устройстванаблюдается анизотропия механическихсвойств (в частности прочности) повысоте изделия, 15Цель изобретения - повышение качества отливки.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для заливки металла,состоящем из вертикально установленного цилиндрического стояка с заливочной воронкой, стояк изготовленглуходонным, а по всей высоте в егобоковой стенке выполнены сквозныеотверстия, оси которых образуют снормалью к внутренней поверхностистояка тупой угол.,В предложенном устройстве вращениеметалла в форме происходит за счеттангенциального (по отношению к меридиальным сечениям отливки) истечения из отверстий, расположенных повысоте стояка, Это приводит к устранению неравномерности скорости вращения по высоте формы, позволяет одинаковым образом сконцентрировать 35вредные примеси в центральной частипо всей высоте отливки и выравниваетмеханические свойства изделия по еговысоте.На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1,Предлагаемое устройство состоит из формы 1 с полостью 2, в центральную часть которой сверху установлен стояк 3 с заливочной воронкой 4 в 45 верхней части, дном 5 в нижней части и сквозными отверстиями б,расположенными в стенке стояка 3. Ковш 7 служит для заливки металла в воронку 41 устройство 8 для установки стояка 50 служит для введения последнего в полость 2 формы перед заливкой и удаления стояка из полости формы после окончания процесса заливки.Работа предлагаемого устройства 55 осуществляется следующим образом.До начала заливки устройством 8 стояк 3 с воронкой 4 устанавливают в центральной части полости 2. Длина стояка выбирается таким образом,чтобы ,расстояние от нижней части формы 60 до дна 5 стояка 3 составляло 0,1-0,15 диаметра нижней части отливки, это обеспечивает надежную фиксацию стояка относительно формй за счет контакта. воронки 4 с устройством 8, После 65 этого из ковша 7 осуществляют заливку металла в воронку. Металл, поступая в полость стояка 3, вытекает из отверстий б в полость 2 формы и заполняет ее. За счет того, что отверстия б расположены под тупым углом . сС = 95-140 о к нормали к внутренней поверхности стояка (а не совпадает с нормалью), вытекающий под действием ферростатического давления из полости стояка металл имеет тангенциальную составляющую, которая вращает металл относительно оси полости формы. По мере заполнения стояка металлом и соответствующего ему заполнения формы истечения металла происходит и из отверстий,расположенных выше по стояку, Таким образом,по мере заполнения формы вращения металла в данном сечении полости формы осуществляется за счет тангенциального истечения металла из отверстий в стояке, расположенных в той же плоскости.Тот факт, что вращение металла, находящегося в данный момент ниже зеркала металла, происходИт не за счет передачи энергии (момента вращения) силами внутреннего трения, а за счет непосредственного воздействия энергии струи металла, истекающего в данном же сечении формы, приводит к выравниванию скоростей вращения металла по высоте отливки, Это одинаковым образом локализует вредные примеси у центральной части отливки по всей ее высоте и, как следствие - выравнивает механические свойства изделия по высоте отливки.Предлагаемое устройство опробова.но при отливке опытных валков в лабораторных условиях, Исследования показали, что отлитые с помощью предлагаемого устройства изделия обладают повышенными свойствами вследствие равномерного распределения неметаллических включений по высоте отливки у центральной оси,Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения составит около 400 тыс. руб.Предлагаемое устройство позволяет повысить качество литых изделий.Формула изобретенияУстройство для заливки металла,одержащее вертикально установленный цилиндрический стояк с заливочной воронкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества отливки, стояк выполнен глуходонным и с равномерно размещенными по высоте его боковой стенки отверстиями, оси которых составляют с нормалью к внутренней поверхности стояка тупой угол.872026 Составитель Г,КибовскийТехред Т.Маточка Корректор Г. Решетн Редак ниц Заказ 8885/14 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4лиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Кривошеев А.Е. и др. Литые валки. М., Машгиз, 1957, с, 272, 2.Авторское свидетельство СССР Р 347113, кл. В 22 С 9/08 1969.3, Авторское свидетельство СССР Р 103182, кл. В 22 С 9/08, 1955. Фюг /