Способ непрерывного литья полых заготовок

, 1703244 А 22 О 11/00 ОСУДАРСТВЕ ННЫО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина02) В. И. Шевченко, О. А, Шатагин. О.Н. Хорошилов, Б.Л,Елизаров, В.К,Рыжко (80),франк Реддеман (ОО) и В.Т.Пушкаренко (80)(56) Шатагин О. А, и др, Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1974.(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ПОЛЫХ ЗАГОТОВОК(57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывному литью цветныхметаллов и сплавов. Целью изобретения яв 4 ляется увеличение выхода годного литья и расширение сортамента отливаемых заготовок. Способ предусматривает установку конического дорна в кристаллизатор, подачу металла в зазор между дорном и кристаллизатором, формирование в нем полой заготовки и ее вытягивание, Кристаллиэатор содержит формообразующую втулку 1 с заданным диаметром полости, вмонтированную в охлаждаемый кожух 2, конический графитовый дорн 3, установленный во втулку со стороны металлоприемника 4. При этом втулка 1 и дорн 3 снабжены винтовыми элементами 5 с рычагом поворота 6, что обеспечивает перемещение дорна 3 в пределах, ограниченных линией 7, вдоль оси заготовки 8, что позволяет расширить сор тамент отливаемых заготовок при использовании одного кристаллизатора, 2 ил.Изобретение относится к металлургии,а именно к непрерывному литью цветныхметаллов и сплавов.Известен способ вертикального непрерывного литья полых заготовок, реализуемых с помощью устройства, включающеговодоохлаждаемую гильзу, со стороны верхнего торца которой вдоль ее оси установлендорн. Металл подается непосредственноструей в кольцевое пространство междугильзой и дорном, в котором и происходитформирование полой заготовки, котораявытягивается вниз вдоль оси гильзы.Недостатком этого способа является то,что зеркало жидкого металла находится непосредственно в кристаллизаторе, что является причиной образования дефектов типаокисных пленок, ужимин. складок как навнешней, так и на внутренней поверхностизаготовки. Это приводит к увеличению припусков на обработку и, следовательно, снижению выхода годного. Для некоторыхсплавов, в частности алюминиевых бронз,процесс образования окисных пленок получает несколько большее. развитие, что делает указанный процесс неприемлемымдля литья этих сплавов.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ непрерывного литья полых заготовок, который реализуется с помощью устройства, содержащегографитовую гильзу, входящую в охлаждаемый кожух, графитовый дорн, установленный в кристаллиэатор со стороны подводаметалла, и металлоприемник, состыкованных с кристаллиэатором.Этот способ благодаря тому, что зеркало жидкого металла находится за пределами кристаллизатора (в металлоприемнике),позволяет получить заготовки с гладкой качественной поверхностью, что позволяетминимальные припуски на механическуюобработку и более высокий выход годного.Однако в зависимости от ряда параметров (скорости литья, температуры металла,плотности контакта графитовой гильзы с кожухом и др.) расположение фронта затвердевания может быть непостоянным, т.е.перемещаться вдоль оси кристаллизатора.При этом в связи с тем, что формообразующая поверхность дорна является конусной,внутренний диаметр заготовки также изменяется. Это приводит к отклонению фактического внутреннего диаметра заготовки отзаданного и, в конечном итоге, влечет засобой повышение припусков на механическую обработку,Целью изобретения является повышение выхода годного литья и расширениесортамента отливаемых заготовок.10 15 20 25 30 Для достижения указанной цели при непрерывном литье полых заготовок, включающем установку конического дорна в кристаллиэатор, подачу металла в зазор между дорном и кристаллиэатором, формирование полой заготовки и ее вытягивание, в процессе разливки измеряют толщину стенки заготовки и производят изменениеее толщины посредством перемещения дорна с конической формообразующей поверхностью вдоль оси заготовки.Способ реализуют с применением устройства, содержащего графитовый кристаллиэатор с заданным диаметром полости и графитовый дорн, установленный в кристаллизатор со стороны подвода металла и имеющий коническую формообразующую поверхность, при этом дорн выполнен с возможностью перемещения в процессе литья относительно кристаллизатора вдоль ее оси без остановки процесса.Воэможность перемещения дорна вдоль оси кристаллизатора позволяет повысить выход годного. Это достигается благодаря тому, что при перемещении дорнавдоль оси оказывается возможным в определенных пределах изменять внутренний диаметр отливаемой заготовки и, тем самым, достигать минимальных припусков намеханическую обработку, Изменение внутреннего диаметра заготовки при изменении положения дорна обеспечивается за счет того, что при этом в зону начала формирования затвердевшей корочки перемещается саседний участок дорна, имеющий по сравнению с предыдущим несколько больший или меньший диаметр формообразующей заготовку с другим заданным размером (в некотором небольшом диапазоне) на одном и том же кристаллиэаторе, т.е. расширяется размерный сортамент заготовок, отливаемых на одном и том же криствллизаторе.На фиг. 1 представлено устройство, про. дольный.разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Устройство содержит кристаллизатор 1 с заданным диаметром полости, установленную в кожухе 2 охлаждения, графитовый дорн 3, установленный в кристаллизатор со стороны подвода металла иэ металлоприемника 4 и имеющий коническую формообразующую поверхность,45 50 55 На посадочной части дорна и на соответствующей части кристаллизатора имеются винтовые элементы 5. Дорн снабжен рычагом 6, с помощью которого осуществляповерхности (вследствие того, что последняя является конусной),40 При необходимости возможно отливатьется поворот дорна вокруг оси кристаллизатора,Исходное положение дорна на фиг, 1показано пунктирной линией, Положениефронта затвердевания показано линией 7,Согласно предлагаемому способу горизонтального непрерывного литья полых заготовок целесообразна следующаяпоследовательность операций,Перед подачей металла в металлоприемник 4 в полость кристаллизатора 1 устанавливают дорн 3 в крайнее левоеположение (пунктирная линия). После этогов металлоприемник 4 заливают жидкий металл. Затем осуществляют вытягиваниеформирующейся заготовки 8.При этом толщина заготовки, определяемая положением фронта 7 затвердевания,заведомо выше заданной, т.е. припуск намеханическую обработку будет нескольковыше минимального.Затем производят замер фактическойтолщины заготовки, сравнивают ее с з гданной и определяют разницу между фактической и заданной толщинами.На основании полученной величиныразности определяют расстояние. нг которое необходимо переместить дорн, с тем,чтобы в зоне формирования заготовки оказался соответствующий его участок, обеспечивающий получение заготовки свнутренним диаметром, при котором достигается заданная толщина заготовки.Затем перемещают дорн 3 вдоль оси всторону вытягивания на расчетную величину. Его перемещение вдоль оси осуществляется путем поворота его вокруг оси спомощью рычага 6. Продольное его перемещение обеспечивается благодаря наличиювинтовых элементов 5 (резьбы) на посадочных поверхностях дорна 3 и кристаллизатора 1,8 качестве примеров конкретного исполнения может быть рассмотрен способлитья бронзы марки Бр.05 ЦБС 5 в полые заготовки на горизонтальной машине непрерывного литья.П р и м е р 1. Для осуществления литьязаготовок диаметром 100/80 мм в графитовом кристаллиэаторе выполнен паз (фиг. 1и 2), а на поверхности дорна. соприкасающейся с поверхностью кристаллиэатора,выполнен выступ (фиг. 1, фиг. 2).Величина шага данного винтового элемента составляет 60 мм.Перед началом разливки рычагом 6дорн 3 выставляют в левое положение (пунктирная линия),После этого вводят затравку (не показана), производят заливку расплава в металлоприемник 4 и производят разливку данного сплава.Стабильное литье заготовки укээан ногоразмера осуществляется при параметрах:5 шаг вытягивания заготовки - 50 мм; времядвижения заготовки - 4 с; длительность паузы - 4 с.При положении дорна 3 в левом положении величина внутреннего диаметра заго 1 О товки составляет 79,5 мм.Для увеличения внутреннего диаметразаготовки до 80 мм (т.е. доведения до заданного размера и, тем самым, снижения припуска на механическую обработку до15 минимального) необходимо(при конусностиповерхности дорна 1,50 ) подвинуть дорнвправо (в сторону выхода заготовки) на расстояние равное05 мм:191,520 мм20 При шаге резьбы влитого элемента 5,равном 240 мм. для продвижения дорна на20 мм рычаг 6 относительно исходного положения необходимо повернуть на угол р,который составляетс 5 р = 360 О 20 мм/240 мм - ЗОО.После этого смещения дорна внутренний диаметр заготовки изменяется на0,5 мм и составляет 80 мм. т,е, соответствуетзаданной величине,30 П р и м е р 2. Для изготовления полойзаготовки, размер которой несколько отличается от предыдущего (пример 1) -100/80,5 мм, производят дополнительныйповорот рычагом 6 в ту же сторону еще на35 ЗОО, что при указанной конусности дорна 3позволяет получить заготовку с внутреннимдиаметром заготовки, равным 80,5 мм,Анализ рассмотренных примеров свидетельствует о том, что с достаточной точно 40 стью. подвергающейся проверке, возможнополучить заготовку с величиной внутреннего диаметра, изменяющегося в интервале от79,5 до 80,5 мм,Таким образом. при использовании од 45 ного кристаллизатора возможно в узком диапазоне расширить сортамент отливаемыхполых заготовок.При использовании предлагаемого изобретения повышается выход годных загото 50 вок в среднем на 2 .Формула изобретенияСпособ непрерывного литья полых эаго товок, включающий установку коническогодорна в кристаллизатор, подачу металла в зазор между дорном и кристаллизатором, формирование в нем полой заготовки и ее вытягивание. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,1703244 аиаг Составитель Л, ДымшТехред М.Моргентал едактор М. Янкович Корректор А, Осауленко аз 18 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10е с целью повышения выхода годного литья и расширения сортамента отливаемых заготовок, в процессе разливки измеряют толщину стенки вытягиваемой заготовки и5 производят изменение ве толщины посредством перемещения дорна с коническойформообразующей поверхностью вдольпродольной оси заготовки,