Форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков

(51)5 В 2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬС ном пр ому лит к литейном ентробежном ентробежного валков, вклюль, на внутреного нанесено е, причем толении выражена( К 2 03) 53.=5 о+ (0,001 - 0где Я - толщина по в искомои точке,Яо-технологичкокиля со стороны- рабочая дли щина покрытиеталла, мм;, мм. ская то аливки на кокил(71) Научно-производственное объединениепо механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспеченияна предприятиях черной металлургии72) Н. А, Будагьянц, Л. Б. Гольдштейн, И. А,Балаклеец, И, А. Миленький, А. А. Сокол,В, И. Кондратенко и А. А, Сирота(56) Авторское свидетельство СССРМ 908499, кл, В 22 О 13/10, 1980.54) ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГОЛИТЪЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ЧУГУННЫХ ВАЛКОВ(57) Использование: в литей оизводстве, а именно к центробежн ью чугунИзобретение относитсяпроизводству, а именно к цлитью чугунных валков.Известна форма для цлитья двухслойных чугунныхчающая металлический кокинюю поверхность котортеплоизоляционное покрытищина покрытия в каждом сечсоотношением ных валков. Сущность изобретения: в форме толщина покрытия выполнена нарастающей в направлении снизу вверх, э ее приращение определяется выражениемЛг 1.Л Я=, гДЕ А Я= Я 2-3 - пРиРаК 2щение толщины теплоизоляционного покрытия по длине кокиля, м; Л г. = Вэ-Р - разнотолщинность слоя жидкого чугуна по высоте параболоида вращения, м;- длина бочки валка, м; К - эмпирический коэффициент, определяющий взаимосвязь между скоростью затвердевания корки по сечению, толщиной покрытия и толщиной первого слоя жидкого металла по высоте кокиля, К= =90 - 100; В 2 - внутренний радиус кокиля, м. Недостатком этого технического решения является отсутствие сведений по средней толщине покрытия. Кроме того, увеличение толщины покрытия, т.е, (0,001 -0,003), связано только с длиной кокиля и совершенно не связано с толщиной слоя покрытия со стороны заливки. В то же время влияние термического сопротивления,создаваемого покрытием, на интенсивность теплоотвода определяется относительным изменением толщины покрытияНаиболее близкой к предлагаемому по достигаемому результату является форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков, на внутреннюю поверхность которой нанесено теплоизоляционное покрытие толщиной 0,003 - 0,008 внутреннего диаметра кокиля, причем толщина покрытия выполнена нарастающей в направлениидвижения металла при заливке на 0,05 - 0,10толщины слоя со стороны заливки на каждый метр длины кокиля,Недостатком приведенной формы является то, что она приопределяет изменениетолщины покрытия в зависимости только оттепловых потерь, при движенйи металла поформе .И пЪзтОмуи рименима только для отливоквалков с горизонтапьной осью вращения. В этом случае частота вращения кокиляне влияет на толщину заливаемого первогослоя чугуна по его длине, Дифференциациятолщины покрытия в этом случае необходима для выравнивания скорости эатвердевания в начальный и конечный период заливкицугуна, Это связано с тем, что температуразаливаемого металла в противополокной отместа заливки точке ниже, чем в точке сливаметалла.Привертикальном способе литья чугунных валков первый рабочий заливаемыйслой металла приобретает форму параболоида вращения, зависящий от частоты вращения кокиля и его радиуса. Поэтому, вверхней тоцке толщина слоя металла всегдабудет меньше,чем в нижней. Эта разницатем больше, чем нике скорость вращениякокиля. Ийтенсивность охлаждения в существенной мере зависит от толщинь 1 слояжидкого металла, Неравномерность слояжидкого металла по высоте бочки при литьес вертикальной осью вращения существующими техническими решениями не учитывается. Поэтому существующие техническиерешения не обеспецивают равномерное охлаждение залитого металла по длине кокилядля вертикального способа литья цилиндрических заготовок.1Цель изобретения - повышение равномерности затвердевания рабочего слоя подлине бочки валка и снижение брака,Поставленная цель достигается тем, чтона внутреннюю поверхность кокиля нанесено теплоизоляционное покрытие, толщинакоторого выполнена нарастающей в направлении снизу вверх, а ее приращениеопределяется выражениемЛг ЕК Вггде Л 5=52-51 - приращение толщины теплоизоляционного покрытия по длине кокиля,м;Ь г = В з - В - разнотолщинность слояжидкого чугуна по высоте параболоида вращения, м;- длина бочки валка,м;К - эмпирический коэффициент, определяющий взаимосвязь между скоростью затвердевания корки по сечению, толщиной покрытия и толщиной первого слоя жидкого 5, металла по высоте кокиля, К=90 - 100 Вг - внутренний радиус кокиля, м,На чертеже изображена предлагаемая форма валка. Она содеркит верхнюю 2 и нижнюю б форму для формирования шеек валка, верхнюю 1 и нижнюю 7 предохранительные крышки, кокиль 3 длиной Е на внутреннюю поверхность которого специальным приспособлением нанесено покрытие с дифференцированной толщиной 4. Кроме того, на чертеже показано распределение первого рабочего слоя из хромони 10 .15 келевого чугуна при частоте вращения7,5 сТеплоизоляционное покрытие 4 нано 20 сится на внутреннюю поверхность кокиля 3с помощью специального центробежногораспылителя позволяющего регулироватькак скорость подъема распылительной головки, так и массовый расход наполнителя в25 единицу времени, В результате такой операции, наносится слой необходимой толщины по высоте, В начальной стадии процессацентробежного литья двухслойных валковпроисходит заливка чугуна, преимущест 30 венно хромоникелевого. для формированияотбеленного рабочего слоя. При отливкевалков большего диаметра с достаточнодлинной бочкой и ограниченной частотойвращения (до 7,5 с ), разница в толщине35 залитого слоя металла, например для валковстана "2000", составляет 25 - 27 мм. Для того,чтобы обеспечить равные условия охлажде. ния как в верхней так и нижней точке параболоида вращения и предусматривается40 предлагаемое техническое решение.Эмпирический коэффициент К полученопытным путем для центрования двухслойных валков с диаметром бочки от 550 до1100 мм применяемых для прокатки листо 45 ваго проката, и характеризует скорость затвердевания корки по сечению взависимости от толщины слоя покрытия ираспределения металла по высоте кокиля,В том случае, если К будет меньше 90,50 то приращение толщины теплоизоляцион-.ного слоя будет больше расчетной величиныи в верхней точке параболоида скорость охлаждения уменьшится, что в свою очередьприведет к разнице толщин затвердевшего55 металла. Если К будет больше 100 толщинаприращения теплоизоляции уменьшается,скорость охлаждения увеличится и в верхней точке затвердеет больший слой метал-.ла, чем соответственно в нижней,1787672 Следует отметить, что первая порциячугуна заливается несколько большей массы на 10 - 20 о, чем необходимо для формирования рабочего слоя требуемой глубины.5 Это делается для того, чтобы при заливкевторого слоя обеспечить одинаковые условия соединения с рабочим слоем по всей длине отливки. В то же время, за счет регламентации покрытия по высоте затвердева ние рабочего слоя выравнивается иобеспечивается более высокое качество валков, отсутствие брака по неравномерности отбела, а также хорошая свариваемость двух слоев чугуна.15 Формула изобретенияФорма для центробежного литья двухслойных чугунных валков с вертикальной осью вращения, содержащая кокиль для формирования бочки валка, на внутреннюю 20 поверхность которого нанесено теплоизолирующее покрытие с дифференцированной толщиной по его длине, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью йовышения равномерности затвердевания рабочего слоя по дли не бочки валка и снижения брака, толщинапокрытия выполнена нарастающей в направлении снизу вверх, а ее приращение определяется выражением Если в нижней части толщина покрытия составляет 1,2 мм (выбрана с учетом необхо димой скорости затверцевания по сечению, . т,е, получению требуемой мартенситно-карбидной структуры валкового чугуна рабочего слоя), то в верхней точке на высоте 2000 мм соответственно 35 1,2+ (20,66)= 2,52 мм С помощью центробежного распылителя наносим слой покрытия указанной выше 40 толщины по высоте кокиля. Затем в форму заливается первая часть жидкого чугуна, которая формирует рабочий слой. Перед этим форма приводится во вращение с частотой 7,5 с Приращение толщины покрытия прямо пропорционально разнотолщинности слоя жидкого чугуна по вь:соте параболлоида приращения, которая в свою очередь зависит от частоты вращения кокиля, Толщина покрытия зависит от длины бочки валка, так как при одинаковых условиях отливки увеличение длины бочки валка гриводит к увеличению разнотолщинности жидкого металла между верхней и нижней точкой параболоида.Внутренний радиус кокибя обратно пропорционален приращению толщины покрытия, что.также связано с влиянием радиуса на разнотолщинность.П р и м е р. Форма для центробежного литья двухслойных валков стана "2000" имеет размер бочки 800 х 2100 мм. Заливка осуществляется при частоте вращения 7,5 с, что по известным зависимостям создает разнотолщинность слоя жидкого чугуна по высоте параболлоида вращения, равную 25 мм, Тогда приращение толщины теплоизоляционного слоя будет равно ЬЯ== 6.58 10 и.0025 195 0,4 где . Л Я=Я 2-Я - приращение толщины теплоизоляционного покрытия по длине кокиля, м;Л г= Йз - Й - разнотолщинность слоя жидкого чугуна по высоте параболоида вращения, м;- длина бочки валка,м;К - 90 в 1 - эмпирический коэффициент, определяющий взаимосвязь между скоростью затвердевания корки по сечению, толщиной покрытия и толщиной первого слоя жидкого металла по высоте кокиля,1787672 Составитель И,БалаклицТехред М.Моргентал К р Н.Король Редак аказ 32 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1