Способ полунепрерывного литья чугунных труб

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублий К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(331 УДК 621 746 . 27 (088. 8) Опубликовано 230882, Бюллетень Мо 31 Дата опубликования описания 23.08.82(71) Заяв Синарский трубный зав исследовательский инс и Центральный научноут черной металлургии им, И.П,Бард СОБ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЧУГУННТРУБ(5 о При использовании ультразвука п известному способу колебания воздействуют на затвердевающий металл в основном в области фронта кристаллизации, движущегося от стенки наружного кристаллиэатора. Воздействие же на фронт кристаллизации, движущейся от стенки внутреннего кристаллизатора, и жидкую Фазу в области этого фронта весьма мало. результате воздействия ультразвука на процессы тепломасообмена и жидкой фазе и на затвердевающий металл при реализации известного способа недостаточно. Это особенно относится к зоне пульсирующего кон такта между стенкой кристаллиэатор и затвердевающим чугуном, где вели чина теплового потока от эатвердевающего металла в обычных условиях снижена по сравнению с зоной сплош ного контакта. О 2 В силу ультразву го трени отводимо роны внут испольэо практиче повыситьИзобретение относится к металлур гии, а более конкретно к полунепрерывному литью чугунных труб,Известен способ литья чугунных труб с применением ультразвуковых колебаний. По этому способу при заливании металла в полость, образованную наружным и внутренним крис" таллизаторами, наружный кристалли" затор подвергается воздействию ульт развуковых колебаний от преобразователей, размещаемых в сечении соот ветствующем стыку фронтов кристалли зации, а частота колебаний подбирается так, что по высоте кристаллиза тора на жидкотвердую зону приходится целое число четвертей волн и по крайнеймере одна пучность колебаний, а по диаметру кристаллизатора устанавливается целое число полу- волн иэгибных колебаний 1).Однако известный способ позволяет уменьшить усилие вытягивания тру бы лишь за счет снижения сил контактного трения между наружным крис таллиэатором и внешней стенкой фор мирующейся отливки, При этом силы контактного трения между внутренней стенкой трубы и внутренним кристаллиэатором практически не меняются. недостаточного влиянияка на снижение сил внешнеи на повышение величиныо теплового потока со стореннего кристаллизатора пании известного способаки невозможно значительноскорость вытягивания трубЦелью изобретения является увеличение скорости литья и снижение усилия вытягивания слитка.Цель достигается тем, что при подаче металла в полость, образованную наружным и внутренним кристаллизато рами, и при воздействии ультразвуковых колебаний на наружный кристаллизатор в сечении, соответствующем максимальной глубине жидкой фазы слит" ка, дополнительно.воздействуют ульт развуковыми колебаниями на внутренний кристаллизатор на уча"тке, соответствующем длине жидкой фазы слитка, при этом мощность ультразвука, подводимого к внутреннему крис таллизатору, в 1,5".2 раза меньше мощности ультразвука, подводимого к наружному кристаллизаторуНа фиг,1 приведена схема, поясняю щая предлагаемый способ полунепре О рывного литья чугунныхтруб с применением ультразвука; на фиг.2 эпюра распределения амплитуд колебательных смещений вдоль внутреннего кристаллизатора Е 25Способ реализуется при следующей последовательности операций. При полунепрерывной разливке труб, например, из серого чугуна, диаметром 600 ма расплавленный металл 1 из разливочного ковша 2 подают по желобу 3 во вращающуюся литниковую чашу 4, из которой металл поступает в полость 5 между внутренним б и наружным кристаллизатором 7 и далее между водоохлаждаемой раструбной частью ,3 и ее стержнем 9. В процессе поступления жидкого металла 1 в полость 5 наружный кристаллизатор 7 подверга" ют воздействию ультразвуковык колебаний от электромеханических преоб О разователей 10 в сечении, соответствующем максимальной глубине жидкой фазы 11 слитка. Со стороны внутреннего кристаллиэатора металл подвергают воздействию ультразвуковых ко лебаний сначала в зоне сплошного контакта 12, затем в зоне прерывистого контакта 13 выше максимальной глубины жидкой фазы 11 и ниже Ье. После достижения определенного уров О ня металла в кристаллизаторе производят извлечение затвердевающей трубы. Ультразвуковые колебания в стенках кристаллиэатора возбуждают на частоте 20-22 кГц, причем на наруж" ном кристаллиэаторе колебания возбуждают от трех электромеханических преобразователей максимальной мощностью З,б кВт каждый в сечении, соответствующем максимальной глубине жидкой фазы слитка. Исходный уровень суммарной мощности ультразвука на наружном кристаллиэаторе устанавливают б кВт. Внутренний кристаллизатор возбуждают в каждой из трех зон от четырех преобразователей максимальной мощностью 2,0 кВт. Суммарную мощность преобразователей на внутреннем кристаллиэаторе устанавливают 12 кВт.При указанных уровнях мощности в стенках обоих кристаллизаторов 6 и 7 возникают изгибные колебания на частоте возбуждения. Со стороны внутреннего кристаллизатора пучности колебаний приходятся соответственно как на зону сплошного, так и Пульсирующего контактов стенки с затвердевающим металлом выше максимальной глубины лунки, а также ниже указанной глубины. Это приводит как в зоне сплошного, так и пульсирующего контактов к интенсивному воз.действию на жидкую фазу, в частности, увеличению тепломассообмена, выравниванию температурного градиента в радиальном направлении и увеличению теплового потока от эатвердевающего металла, а также к снижению сил внешнего трения между стенкой кристаллизатора и затвердевающим металлом.Реализация ультразвукового возбужденця по предлагаемому способу приводит к воздействию на твердую и. жидкую фазу не только в области фронта, двигающегося от стенки наружного кристаллизатора, как в известном способе, но и в области фронта, двигающегося от стенки внутреннего кристаллизатора. Увеличение мощности ультразвука со стороны внутреннего кристаллизатора по сравнению с мощностью наружного кристаллизатора в 1,5-2 раза приводит к существенному увеличению теплового потока, сниженного по сравнению с величиной теплового потока от наружного кристаллизатора в два раза при реали-. зации известных способов.Воздействие ультразвука со стороны внутреннего кристаллизатора сначала в зоне сплошного, затем пульсирующего контакта выше максимальной глубины жидкой фазы слитка, а также ниже ее создает условия для оптимального воздействия при изменении скорости вытягивания.Увеличение уровня мощности на внутреннем кристаллиэаторе выше ука" эанного интервала приводит к неоправданным потерям энергии ультразвука в стержне кристаллизатора на тепло и снижает эффективность воздействия ультразвука на процессы теплообмена, Снижение уровня мощности ниже указанного интервала приводит к уменьшению амплитуды колебаний стенки и в конечном итоге к уменьшению влияния ультразвука на снижение усилия вытягивания и в повышении процессов тепломассообмена,952420 Формула изобретения Фиг.Заказ 6025/16 Тираж 852 . Подписное Н иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна Реализация предлагаемого изобретения позволяет повысить скорость вытягивания на 50-60 при сокращении усилия вытягивания на 20-40 по сравнению с известными способамиСпособ полунепрерывного литья чугунных труб, включающий подачу металла в полость, образованную наружным и внутренним водоохлаждаемы. - . ми кристаллиэаторами, вытягивание слитка и воздействие ультразвуко" вых колебаний на наружный крнсталлизатор в сечении, соответствующем максимальнпй глубине жидкой фазы слитка, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения скорости литья и снижения усилия вытягивания слитка, дополнительно воз-действуют ультразвуковыми колебаниями на внутренний кристаллиэаторна участке, соответствующем длинежидкой фазы слитка, при этом мощность ультразвука, подводимого квнутреннему кристаллизатору, в 101,5-2 раза выше мощности ультразвука, подводимого к наружному кристаллизатору. Источники информации,15 принятые во внимание при кэкспертизАвторское свидетельство СССРпо заявке Р 2613920/22-02,кл. В 22 0 11/04;. 1978,