Кокиль для литья чугунных профилированных валков

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистнческихРеспублик(5)М. Кл. В 22 Ъ 15/00 Ьаударетаенный квинтет СССР аа делан нзобретеннЯ н аткрытнЯ(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский проектноконструкторский технологический институт механизации трудав черной металлургии и ремонтно-мех)внических работ(54) кокиль для литья чугунных пРОфилиРОВАнных ВАЛКОВИзобретение относится к литейному производству, а именно к производству чугунных прокатных валков.Известен кокиль, состоящий из разьемных по вертикали составных чугунных колец с внутренней профилированной поверхностью 11.Однако калибры кокиля подвергаются повьппенному термическому воздействию со стороны залитого чугуна, в результате чего на.чугунных калибрах10 через несколько заливок образуются сетка разгара и трещины, ограничивающие стойкость кокилей.Наиболее близким техническим решет% нием к предлагаемому является кокиль для литья профилированных валков, включающий чугунные разъемные составные кольца с залитой стальной профильной вставкой 121.Однако при изготовлении таких кокилей на наружной поверхности профильной вставки неизбежно образуется поверхность раздела - окисная пленка,представляющая собой термическое сопротивление. Это сопротивление снижает интенсивность теплопередачи отстальной профильной вставки к чугунной части кокиля, поэтому тепловаяработа залитой вставки зависит, главным образом, от теплоемкости, определяемой, в свою очередь, соотношениеммасс профильного участка вставки, непосредственно воспринимающего тепловую нагрузку, и прилегающего участкавставки, аккумулирующего тепло. Большая величина указанного соотношения масс уменьшает теплоемкость стальной вставки, снижает интенсивность теплопередачи и ухудшает качество рабочего слоя валков.При этом также снижается интенсивность охлаждения калибров валка в сравнении с нерабочими участками бочки.Высокая интенсивность охлаждения нерабочих участков бочки являетсяпричиной их повышенной твердости ипониженной прочности.Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости валков.Поставленная цель достигается тем,что в кокиле, включающем чугунныеразъемные составные кольца с залитойстальной профильной вставкой, соотношение масс профильного участкавставки, формирующего рабочий слой 10валка, и примыкающего участка вставки составляет 0,25-0,50, а наружныйи внутренний радиусы вставки на участках, соответствующих нерабочим участкам бочки валка, выполнены в соотношении 1,05-1,2,На фиг. 1 изображен кокиль, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху.Кокиль содержит чугунные разъемныесоставные кольца 1, стальную профильную вставку 2 с профильным участком 3,Формирующим рабочий слой, примыкающим участком 4 и участками 5, соответствующими нерабочим участкам бочки валка. 25Соотношение масс профильного 3и примыкающего 4 участков составляет0,25-0,50. На участках 5 кокиля, соответствующих нерабочим участкам бочкивалка, наружный 9 и внутренний Р 1 Радиусы вставки выполнены в соотношении 1,05-1,2.Кокиль изготавливают заливкой чугуна в форму с предварительно установ ленной стальной профильной вставкой 2,35В процессе эксплуатации кокиль отводит тепло от залитого валка.Поскольку соотношение масс профильного участка 3 вставки 2, формирующего рабочий слой валка, и примы 40кающего участка 4 вставки 2 составляет 0,25-0,50, теплоемкости примыкающего участка 4 вставки 2 достаточнодля отвода тепла, выделяющегося приФормировании рабочего слоя. При этомуменьшение теплопередачи,вызываемое45поверхностью раздела - окисной пленкой на наружной поверхности профильной вставки 2 не сказывается отрицательно на качестве рабочего слоя валка. Влияние уменьшения теплопередачипроисходит после Формирования рабочего слоя,Если соотношение указанных массболее 0,5, то происходит интенсивныйразогрев залитой стальной профильной 55вставки 2, уменьшается градиент температур между вставкой 2 и охлаждающимся валком, снижается интенсивность охлаждения рабочего слоя,что приводитк снижению его качества,Уменьшение соотношения указанныхмасс ниже 0,25 нерационально, таккак приводит к уменьшению толщины чугунной части кокиля и его прочности,а увеличение толщины чугунной частиведет к значительному увеличению расхода чугуна для отливки кокилей, неоказывая положительного влияния накачество рабочего слоя валков.При соотношении наружного и внутреннего радиусов вставки 1,05-1,2 научастках 5 кокиля, соответствующихнерабочим участкам бочки валка, прогрев последних происходит за времяотвода теплоты перегрева и затвердевания поверхностного слоя валка, удаляемого при механической обработке.К моменту затвердевания валка теплоаккумулирующая способность вставки 2 на участках 5, соответствующихнерабочим участкам бочки валка, практически исчерпывается, а теплоотводот валка, благодаря наличию поверхности раздела между вставкой 2 научастках 5, соответствующих нерабочимучасткам бочки валка и чугунным разьемным составным кольцом 1 снижается,Уменьшение интенсивности теплоотводаснижает твердость и повышает прочность нерабочих участков бочки.При увеличении указанного соотношения радиусов более 1,2 увеличивается интенсивность теплоотвода на участках 5 вставки, повышается твердость и снижается прочность нерабочих участков бочки, происходит коробление стальной вставки 2 на участках 5,Применение предлагаемых кокилей позволит улучшить по сравнению с известными качество валков и повысить стойкость кокилей. Ожидаемый экономический эффект составит 112 тыс.руб. в год.Формула изобретенияКокиль для литья чугунных профилированных валков, содержащий чугунные разъемные составные кольца с залитой стальной профильной вставкой, о т л и ч а ю щ и й с.я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости валков, соотношение масс профильного и примыкающего участков884847 Риг, 8каз 10377/13 ираж 872 ИИП одписн тная, 4 вставки составляет 0,25-0,50, а соотношение наружного и внутреннего радиусов вставки на участках кокиля, соответствующих нерабочим участкам бочки валка, составляет 1,05-1,2. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеилиал ППП "Патент", г. Ужгор 1. Бешлык А,С. Чугунные прокат,ные валки. М., Металлургиздат, 1955, с. 25.2. Кривошеев А,Е. и др. Повышение стойкости кокилей для отливки прокатных валков. - Металлургическая и горнорудная промышленность", 1971, 1 5, с. 50.