Стержень для получения полых слитков

(19) 4 В 22 П 704 усадочных т иэ основания ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытияПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМ,К СВИ(71) Волгоградский политехн институт(56) Авторское свидетельство СССР У 1069928, кл. В 22 0 7/04, 1984.Авторское свидетельство СССР В 1082554, кл. В 22 0 15/00, 1984; (54) СТЕРЖЕНЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ СЛИТКОВ(57) Изобретение относится к области металлургии, конкретно к изготовлению поль)х слитков литьем, Целью изо ретения является повышение качества слитка за счет уменьшения поперечныхрещин. Стержень состоит1, секций 2 с защитными пластинами., упругих элементов 3, служащих опорой для секций и расположенных в нижней и верхней частях стержня, которые, деформируясь лод действием усадочных сил, создают условия для перемещения секций в радиальном направлении, дополнительных упругих элементов 4 Д -образной Формы, расположенных в кольцевой выточке основания под промежуточной кольцевой шайбой 5, на которой расположены секции стержня. При затвердевании залитого металла под действием сил усадки секции 2 перемещаются как в радиальном направлении, так и в продольном направлении благодаря наличию кольцевой шайбы 5 с дополнительными упругими элементами 4. Сочетание указанных элементов позволяет сократить или исключить поперечные усадочные трещины в полом слитке. 3 ил.9 7Изобретение относится к области металлургии, конкретно к изготовлению полых слитков литьем.Цель изобретения - повьппение ка 5 чества слитка.На Фиг. 1 изображен стержень, разрез; на Фиг, 2 - сечение А-А на Фиг . 1; на Фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.10Стержень состоит из основания секций 2 с защитными пластинами, упругих втулок (элементов) 3, служащих опорой для секций 2 и расположенных в нижней и верхней частях 15 стержня, которые, деформируясь под действием усадочных сил, создают условия для перемещения секций в радиальном направлении, дополнительных упругих элементов 4, расположен- щ ных в кольцевой выточке основания под промежуточной кольцевой шайбой 5, на которой расположены секции стержня. ,Элементы 4 с шайбой 5 служат опорой секций по вертикали, которые, дефор мируясь под действием продольных усадочных деформаций в затвердевающем слитке, обеспечивают надежную работу стержня при перемещении секций в вертикальном направлении, Эле- пО менты 4 выполнены Л -образной формы, Введение в конструкцию стержня дополнительных упругих элементов, уста- новленных под секциями стержня и контактирующих с ними через промежуточную кольцевую шайбу, придает стержню новое свойство - возможность свободного изменения размеров секций по высоте за счет уменьшения высоты деформируемых элементов под воздействием продольных усадочных деформаций в затвердевающем слитке.Выполнение элементов 4 Д -образной Формы обеспечивает простоту их изготовления, точное определение их п 5 жесткости непосредственным измерением под нагрузкой и при известном весе секций и столба металла над стержнем позволяет точно определять ихколичество, при,котором они не будут 50 деформироваться только под воздействием веса стержня и столба жидкого металла над стержнем. Промежуточная кольцевая шайба служит для равномерного РаспРеделения нагРузки на все деформируемые элементы и упрощения процесса сборки стержня. Выполнение в основании стержня кольцевого паза для установки в него дополнительных упругих элементов и промежуточной кольцевой шайбЬ позволяет конструктивно решить вопрос о перемещении секций в вертикальном направлении при удалении деформируемых элементов из эоны непосредственного теплообмена между отливкой и стержнем, что повьппает надежность работы этих элементов. Придание элементами 4 свойства стержню уменьшать свои размеры по вертикали под действием продольных усадочных деформаций в затвердевшем вокруг стержня слое металла позволяет выполнять стержень консольным, не входящим вприбыль, что резко улучшает условия работы прибыли - способствует уменьшению усадочных дефектов в осевой части стенки слитка, что особенно важно, так как при изготовлении слитка полым резко увеличивается отношение высоты слитка к толщине, стенки.Материалом упругих элементов является упругая листовая сталь толщиной 0,5-8,0 мм. Толщиной стенки этих элементов и их количеством под секциями обеспечивается их жесткость, при которой они не деформируются под весом секций и давлением столба жидкого металла над стержнем. При толщине стенки деформированных элементов меньше 0,5 мм или больше 8,0 мм возникают трудности, связанные с необходимостью, соответственно, увеличения нлн уменьшения жесткости деформируемых элементов до требуемого значения, которое зависит от массы стерж" ня и высоты прибыльной надставки.Рабочая поверхность стержня защищена огнеупорным покрытием 6.Крьппка 7, стяжка 8 с гайками необходимы для сборки стержня с фиксированным положением секций. Верхний конец стяжки выполнен в виде крюка 9 для транспортировки и установки стержня в изложницу. Каждая секция стержня в верхнем и нижнем торцах имеет съемные ремболты для операций транспортировки, сборки и удаления секций из слитка. Посде установки стержня в изложницу стяжку секций ослабляют путем откручивания верхней гайки на стяжке, пространство вокруг крюка 9 в крышке 7 заполняют сыпучим огне,упорным материалом с низкой теплопроводностью и сверху на крьппке 7 за-, крепляют керамический защитный крлпак 10.Стержень работает следующим образом.После заливки формы металлом до начала йроцесса затвердевания (обра 5 зования нерасплавляющейся впоследствии твердой корки металла вокруг всей поверхности стержня) элементы 4 Встержня препятствуют перемещению секций 2 стержня в продольномнаправлении под действием гидростатического давления слоя металла над стержнем. Увеличение размеров секций 2 с повышением их температуры под воздействием температуры жидкого метал ла не вызовет их деформации,. так как секции 2 имеют свободу изменения (увеличения) размеров по высоте, Впоследствии, при затвердевании слитка, под действием сил усадки в затвердщ девшем слое металла секции 2 стержня перемещаются в продольном направлении, что возможно благодаря (деформации) уменьшению высоты элементов 4, и, как следствие, приводит к ликви дации поперечных усадочных трещин в затвердевших объемах слитка. Извлече ние стержня из слитка после затверде вания производится с донной части путем установки съемных ремболтов в 30 основание стержня, при этом стержень можно извлечь в сборе. Возможен вариант извлечения стержня из слитка утем извлечения отдельных его злементов. 35Выполнение стержня сборным, состо:ящим из отдельных секций и деформируемых элементов, установленных в кольцевую выточку в основании стержня под нижними торцами секций, контактирующих через промежуточную кольцевую шайбу, по сравнению с известными решениями, способствует устранению поперечных усадочных трещин в связи с возможностью стержня уменьшать свои размеры по высоте под воздействием продольных усадочных деформаций в затвердевшем слое металла, . снижению трудоемкости извлечения стержня из слитка и получению геометрии отверстия требуемой формы с чистой литой поверхностью.Формула изобретенияСтержень для получения полых слитков, вынолиенный из секций, расположенных с зазором и имеющих защитные пластины, перекрывающие зазоры между секциями, упругие элементы и основание с кольцевой выточкой под нижнюю знаковую часть секций, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества слитка за счет уменьшения поперечных усадочных трещин, он снабжен промежуточной кольцевой шайбой и дополнительными упругими элементами, выполненными преимущественно Л -образной формы, при этом дополнительные упругие элементы равномерно размещены на дне кольцевой выточки, а на них через промежуточную кольцевую шайбу установлены секции с возможностью перемещения в вертикальном направлении..Составитель Ю. Яковлев Техред И.Дидык Корректор О, Кравцова Редактор Н. Тупица Заказ 1415/12 Тирак 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Раушская наб д. 4/5 Производственно"издательский комбинат Патент"г. Укгород, ул. Гагарина,101