Способ непрерывного горизонтального литья полых слитков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 П В 22 П 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) СПОСОБ НЕПРЕРзонтАльного литья повключающий подачу расталла в кольцевую поллаждаемым дорном и крио т л и ч а ю щ и й сс целью увеличения срции дорна, охлаждениеводят воздухом, зжектполую отливку в направвоположном ее вытягив ю охорин,инберг,д "цеБелорут ролитский(71) Липецкий литейный завф им, 60-летия СССР иполитехнический инсти621.746.047(088.8)1. Патент франции М 222 П 11/04 19712. Авторское свидетельсВ 869941 кл. В 22 П 11/043. Патент ФРГ Р 1408423кл. В 22 Р 11/04, 1972.4. Авторское свидетельс9 346907, кл. В 22 0 11/14 ЫВНОГО ГОРИЛЫХ СЛИТКОВ плавленного меость между охсталлизатором,я тем, что, ока эксйлуатадорна произируемым черезленин, гроти- ани1080918 Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывномулитью полых заготовок на установках горизонтального типа.Известен способ охлаждения внутренней поверхности непрерывно-литойполой заготовки, при котором теплоотвод от формирующейся корочки осуществляется за счет охладителя,подаваемого через полый стержень 13,Недостатком данного способа являются температурные перепады посечению стержня, что ведет к егоразрушению.Известен способ охлаждения внутренней поверхности непрерывно-литойполой заготовки, при котором теплоотвод осуществляется эа счет охладителя, подаваемого в металлическуюоправку, находящуюся внутри пустотелого графитового дорна Г 23Недостатками способа являютсятемпературные перепады по сечениюграфитового дорна, что ведет кего разрушению, сложность изготовления и сборки применяемого устройства.Известен способ охлаждения внутренней поверхности непрерывно-литой полой заготовки, при которомтеплоотвод осуществляется за счетподачи охладителя через полый дорн,при этом охладитель подается непосредственно на внутреннюю поверхностьотлиаемой заготовки ГЗ ,Недостатком этого способа являются температурные перепады по сечению дорна, что может вести к егоразрушению,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способнепрерывного горизонтального литьяполых слитков, включающий подачурасплавленного металла в кольцевую полость между охлаждаемым дорноми кристаллизатором 4,0 30 35 40 отливки б, полый дорн 4 и далее насброс. При прохождении засасываемого воздуха через полую заготовку,он нагревается до 300-500 С, при,этом охлаждаются внутренние полос 45ти дорна 4 и вытягиваемой отливки б.о . При таком способе охлаждения исключаьотся резкие температурные перепады по сечению дорна 4 за счет пода-а,.чи к нему нагретого воздуха от вытягиваемой отливки б, что ведет к увеличению срока эксплуатации дорна 4,До того, как произойдет отделение затравки от отливки, охладительциркулирует по схеме окружающая среда - затравка (не показана), в кото 55 . рой для прохождения воздуха предусмотрены отверстия - полость заготовки - полый дорн и далее на сброс.Патрубок для подачи сжатого воздуха в сторону, противоположную дви 60 жению отливки, располагается непосредственно за металлоприемником.При этом происходит эжекция воздухапо схеме окружающая среда - полаязаготовка где происходит его нагрево,65 до 300-500 С - полый дорн и далее Недостатком известного способа является возможность разрушения дорна в процессе .разливки вследствиетемпературных перепадов по его сечению. Кроме того, недостатком является сложность устройства для осуществления этого способа.Цель изобретения - увеличение срока эксплуатации дорна. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывного горизонтального литья полых слитков, включающему подачу расплавленного металла в кольцевую полость между охлаждаемым дорном и кристаллиэатором, охлаждение дорна производят воздухом, эжектируемым через полую отливку в направлении, противоположном ее вытягиванию. На чертеже изображен узел кристаллизации для осуществления способа, продольный разрез.Узел кристаллизации для непрерывного литья полых заготовок содержит металлоприемник 1, к которому крепится воздухоохлаждаемая рубашка 2, вовнутреннюю коническую поверхностькоторой вставляется наружная графитовая втулка 3. В наружной втулке 3крепится на резьбе дорн 4. В этойже втулке 3 соосно ей крепится хвостовик 5, проходящий через весь металлоприемник 1. В дорне 4 и хвосто вике 5 имеется полость, соединяющаяполость отливки б с пространствомэа металлоприемником 1, В хвостовике 5 крепятся отводящая охладительтруба 7 а дополнительным патрубком 8 для подвода сжатого воздухаот магистрали, которые образуют 20 эжектор 9.Устройство работает следующимобразом.Из металлоприемника 1 жидкийметалл поступает в кольцевое пространство, образованное наружной графитовой втулкой 3 и полым дорном 4,в котором происходит формированиеполой отливки б, В процессе разливки при выходе заготовки из кристаллизатора подают сжатый воздух через патрубок 8 в отводящую охладительтрубу 7 в сторону, противоположнуюнаправлению извлечения слитка. Приэтом происходит эжекция воздуха через полости отливки б и дорна 4,т.е, создается направленный потоквоздуха, засасываемый из окружающейсреды в полую отливку б, на сходящую с дорна внутреннюю поверхность1080918 где 25 Расход воздуха м/с Внутренний диаметротливки, равныйдиаметру дорна, м Площадь сечения полости дорна,м 2"0,068 0,01 0,060 0,075 0,090 0,02 0,080 0,100 на сброс. Учитывая, что турбулентноедвижение отличается большей интенсивностью теплообмена, чем ламинарное, то для отбора тепла воздухомот дорна в рабочей зоне ) целесообразно использовать турбулентное5движение. Для хорошо развитого турбулентного движения число Рейнольдса ве = 10000.С 1Ке: - -, - 10Сю - скорость движения среды,м/с;коэффициент кинематической вязкости среды, притемпературе воздуха сс = 15300 С, Мс = 40 106 мф/с,6 - диаметр полости дорна, м.Поскольку отношение внутреннегои наружного диаметров дорна должнонаходиться в пределах 0,77-0,84,то примем среднее значение 0,8,тогда для существующей номенклатурыразмеры внутренней полости дорнабудут такими, как указано во второмстолбце таблицы.Преобразуя формулу1) к видуйеМои принимая Ве = 10000,получим для каждого диаметра скорости, при которых будет развитое турбулентное движение. Зная потребную 30скорость воздуха, можно определитьего расход И=: Г(2)где ) - безразмерный коэффициент,принимаем= 0,9; 35У - площадь сечения полостидорна, Р =УП, м,и - скорость протеканиявозду"ха в рабочей зоне, м/с.РасхОД вОзДуха Для кажДОгО сече 40ния приведен в четвертом столбцетаблицы,Для обеспечения вычисленнЫх значений расхода воздуха достаточноиспольэовать цеховую магистральс давлением сжатого воздуха Р =б атм. Размеры подводящих сжатыйвоздух из магистрали каналов не имеют принципиального значения. Дляконтроля расхода охладителя (илиего скорости перед патрубком ) для 50подачи сжатого воздуха необходимо установить расходомер. При необходимости для увеличения скоростипротекания отсасываемого воздухаохладителя подачу сжатого воздухав патрубок за металлоприемникомможно производить газодувками различных марок. П р и м е р. Методом горизонтального непрерывного литья получали полую заготовку ф 126 х90. В металлоприемник заливали чугун следующего химического состава, В: С 3,5- 3,6; Ях 1,9-2,1; Мп 0,4-0,5; Р до 0,2 Я до 0,05, Температура чугуна в металлоприемнике поддерживалась в пределах 1330-1370 С, Отливку Ф 126 Х ф 90 вытягивали из неподвижного кристаллизатора, Ритм движения отливки - периодический: вытягивание - остановка. Скорость литья составляла 0,2-0,3 м/мин, При всех этих равных условиях охлаждение отливки производили по двух вариантам,В первом варианте охладитель подавали непосредственно через металлоприемник к рабочей полости дор" на. При этом наблюдались большие перепады температуры, меняющиеся от температуры кристаллизующегося жидкого металла (1330-1370 С ) до температуры воздуха ( 20 С). Средняя стойкость дорна из графита марки "Моногран" составила 1,5-3 ч,Во втором варианте в трубопровод, проходящий через металлоприемник, подавали сжатый воздух в .направлении, противоположном движению отливки. В результате этого охлади- тель за счет эжекции поступал в рабочую полость через полую отливку, при прохождении через которую он нагревался до 300-500 С. При этом происходило выравнивание температуры дорна и наблюдался умеренный режим охлаждения отливки. Скорость литья осталась практически неизменной. Средняя стойкость графитового дорна при данных условиях состави" ла 3-5 ч.Таким образом, предложенное техническое решение позволяет существенно повысить стойкость дорна при малых капитальных затратах.1080918 Продолжение табли 0,110 0,125 0,100 0,03 О, 120 0,150 0,045 0,062 0,130 0,175 0,140 0,160 0,200 0,080 ф 0,180 0,160 Составитель В. БалашовТехред О.НецфКорректор И,Муск Редактор А.Шишкина Филиал ППП фНатентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Закаэ 1423/8 Тираж 775 Подписное ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5