Форма для центробежного литья прокатных валков

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК ПАТЕНТУ Комитет Рессийскей Федерации пе патентам и теварвым знакам(7 Ф) Унраинский науео-исследовательский институт металлов; Кушвинский завод прокатных валков(72) Свистунов ИА Рямов ВА; Граматчиков В 8;Компяков В,И; Свистунова ГН; Парфенюк аК(73) Украинский научно-исследовательский институт металлов; Кушеюнский завод прокатных валков(54) ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИ 1 ЪЯПИЖАМНЫХ ВАЛКОВ(57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к литейному производству, и предназначенодпя центробежного литья прокатных ваякоа Дляповышения качества прокатных валков предложенаформа дпя центробежного литья прокатных валков,9) 1 Ш и 200343).С 3(5 ЦЗ В 32013 10 содержащая ус аноепенные в гильзу кокипь дпя формирования бочки валка и две двухслойные вставки дпя формирования шеек валка Отличительной особенностью формы является то, что внутренний спой вставок выполнен из чугуна толщиной, . определяемой по зависимосттт Ь:К фО (К -О где Ь - толщина чугунногот ср 2слоя вставки, К - коэффициент, равный (3.4-40) 10 1/ак 0 - средний диаметр рабосрчей поверхности вставщ мм; К - коэффициент,2равный 2075-2832, мм; К - коэффициент, равный 11,0 - ) 18,5, мм, а.наружныи спой выполнен из тел алоизоляционной смеси толщиной не менее толщины внутреннего слоя вставки, 1 ипИзобретение относится к металлургии,а именно к литейному производству,Известна форма для центробежного литья (заявка Японии М 56-34379,кл. В 22 О 13/10), состоящая иэ внешней 5,цилиндрической формы, втулки с выступоми двух. форм для шеек валка,При этом вставки для формированияшеек валка двухслойные: наружный слойвыполнен из чугуна, внутренний - из теплоизоляционного. материала - Формовочнойсмеси.Недостатком этого аналога можно считать использование формовочной смеси дляформирования поверхности шеек, так как 15это приводит к значительным пригарам наповерхности шеек и требует увеличенияприпусков на механическую обработку, повышает трудоемкость ее проведения.Известна также форма, для центробежного литья прокатных валков с шейками (см.а,с, СССР М 1364392, кл. В 22 О 13/00,опубликовано 07.01.88. бюл, М 1), содержащая корпус с вставленной втулкой, формирующей бочку, опоки для шеек и торцовые 25крышки. Перед заливкой расплава формупредварительно вращают с номинальнойчастотой в вертикальном положении, Сор иостатки формовочной смеси, осыпавшиесяна дно формы при ее вращении, перед эа. 30ливкой расплава под действием центробежных сил смещаются на периферию иконцентрируются в кольцевой коническойполости,Недостатком описанного аналога является наличие концевой конической полоститолько в нижней шейке, так как при заливкеметалла из опоки для верхней шейки происходит вымывание частичек формовочнойсмеси, которые попадают в полость. бочки 40валка, в результате чего происходит брак позасоряем в бочке, Кроме того, под действиемцентробежных сил жидкий металл можетвыдавливать сор из кольцевой полости, врезультате чего происходит засорение отливки неметаллическими включениями. 3 тоже время наличие такой полости не предотвращает образования трудноудалимогопригара на шейках валка.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является металличекая форма для центробежно-литого валка1), включающая изложницу и металлические вставки для формирования профилябочки валка, нижней шейки и верхней с прибылью шейки, облицованные слоем титана,а также крышки и крепящие их замки,К существенным недостаткам прототипа необходимо отнести применение толстостенных металлических вставок, в результате чего происходит интенсивный отбор тепла с образованием отбела на шейках валка. Применение облицовочного слоя из титана, действующего как сильны.1 карбидообразующий, усиливает эффект отбеливаемости. В результате этого, как правило, на валке образуются трещины, валок бракуется, Кроме того, при такой схеме затвердевания верхняя шейка валка затвердевает раньше нижней шейки и бочки валка, нарушается направленность затвердевания, в теле валка образуется усадочная раковина, делающая невозможным использование Отливки.Являясь сильным демодификатором, попадая в расплав, титан вызывает изменение формы графита, что способствует повышению брака валков. Кроме того, применение титана при литье валков экономически нецелесообразно.8 процессе прокатки шейки валков испытывают .значительные изгибающие усилия, поэтому структура шеек валков должна быть без отбела и обеспечивать прочность и вязкость.Целью изобретения яв. яется повышение качества отливаемых на центробежных машинах прокатных валков при снижении расходов по переделам.Для решения поставленной задачи в Форме для центробежного литья прокатных валков, содержащей установленные в гильзу кокиль для формирования бочки валка и двухслойные вставки для формироваиия шеек валка, внутренний слой вставок выполнен из чугуна толщиной; определяемой по зависимостиЬ .= К 1 Оср(Й - Оср) - Кзгде Ь - толщина чугунного слоя вставки, мм;К 1 - коэффициент, равный (3,4- 4,0) 10 ,Оср - средний диаметр рабочей поверхности вставкимм;К 2 - коэффициент, равный 2075- 2832, мм;Кз - коэффициент, равный 11,0-15,5 мм, а наружный слой выполнен из теплоизоляционной смеси толщиной не менее толщины внутреннего слоя вставки,Выполнение внутреннего слоя вставки из чугуна толщиной, определяемой по предложенной зависимости в сочетании с тепло- изоляционной смесью в качестве наружного слоя, способствует замедленной кристаллизации металла в шейках валка, в результате чего в них отсутствует выделение свободного цементита, что повышает прочность и вязкость шеек валков.с 003431 К 1, К 2 и Кз - эмпирические коэффициенты, полученные экспериментальным путем.Выбор граничных значений коэффициентов обусловлен тем, что при толщине внутреннего слоя вставки при значениях К 1, К 2 и К меньших их нижних пределов происходит приаривание отливки к вставке, при значениях, превышающих верхние пределы К 1, К 2 и Кз, выделяется свободный цементит, происходит отбеп шеек валка. При толщине 10 наружного слоя менее толщины внутреннего слоя чугунный слой совместно с тепло- изоляционной смесью не. работает как теплоизолятор, что приводит к ускоренному 15 охлаждению шеек и способствует их отбепу. Максимальная толщина наружного слоя определяется размерами формы,На чертеже изображена предлагаемая форма, продольное сечение.Форма содержит гильзу 1, в которую 20 установлены кокиль 2 для формирования бочки валка и две конические двухслойные вставки, каждая из которых состоит из внутреннего чугунного слоя 3 толщиной Ь, зависимой от среднего диаметра Оср рабочей 25 поверхности вставки, и наружного слоя 4, выполненного из теплоизоляционной смеси, На одном торце формы имеется крышка 5 с входным отверстием, на противоположном торце - глухая крышка 6.лВ первый момент после заливки жид,кого металла эа счет его охлаждения на рабочей поверхности чугунного слоя 3 образуется корочка металла. Затем чугунный слой прогревается до высоких температур, а так как затем имеется слой 4 материала с высоким тепловым сопротивлением, то отвод тепла от чугунного слоя 3 практически прекращается. За счет подпора тепла из глубинных слоев металла корочка расплавляется, чугунный слой совместно с теппоизоляционнцм начинает работать как 30 35 40(56) Авторское свидетельство СССР М 1329901, кл. В 22 О 13/02, 1987,50,Формула изобретенияЬ=К 1Оср(К 2-Оср) КзФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО где К 1 = (3,4-4,0)10- ат- - кбэффициЛИТЬСЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, содержащая установленные в гильзе кокипь для Оср - средний диаметр рабочей поверхФормирования бочки валка и двуслойные 55 ности вставки, мм;вставки дпя Формирования шеек валка, от- К 2 - 2075 - 2832 мм, коэффициент;яичающаяся тем, что внутренний слой Кз = 11,0 - 5,5 мм, коэффициент,вставок выполнен из чугуна толщиной Ь у с ой выполнен из теплоизоляа наружныи слои вы лопределяемой из соотношенияционной смеси толц с еси толщйной не менее толщины внутреннего слоя вставки.е теплоизопятор, в результате чего кристаллизация происходит замедленно, выделение свободного цементита в шейках валкаотсутствует, прочность и вязкость шеек, а . следовательно и качество отливок, повышаются,Испытания заявляемой литейной формы проводились в вапьцепительном цехе Кушвинского завода прокатных валков.Собранная и подготовленная к заливке форма устанавливалась на центробежную машину и приводилась во вращение,Вращающуюся форму заливали последовательно двумя порциями чугуна для получения биметаллической отливки, Химический состав чугуна рабочего слоя валка следующий, мас,: углерод 3,44; кремний 1,63; марганец 0,47; фосфор 0,14; сера 0,02; хром 0,31; никель 2,21; магний 0,02. Состав чугуна внутреннего слоя и шеек валка, мас.ф 4: углерод 3,23; кремний 1,72; Фосфор 0,11; сера 0;01; марганец 0,52; магний 0,03.После эатвердевания и охлаждения отливки ее извлекали иэ формы. В процессе механической обработки заготовок от нижнего торца бочки и шеек валков отбирались темппеты для анализа структуры и свойств металла отливок,Для отливки валкое с диаметром бочки 660 мм и средним диаметром шейки 320 мм использовали вставки со следующими топщинами чугунного слоя;Ь - 3,4 10 320(2075 - 320) - 11,0 - 8 мм, Ь .3,710 320(2454 - 320) - 13 = 12 мм, Ь = 410 3202832-320) -15,5 = 17 мм.Для наружного слоя использовали теплоизоляционную смесь следующего состава, : вспученный перлит 58; древесная мука 20; огнеупорная глина 8; вода остальное.Сваривание вставок с металлом отливки и отбел не наблюдапйсь. Таким образом, как показали данные опытных испытаний, заявляемое изобретение повышает качество отливки, способствует росту эксплуатационной стойкости прокатных валков, производительности прокатных станов, выходу годного проката, снижению затрат при изготовлении валков,;,авитель И.Свистуновкред М.Моргентал Коррект кова дак Заказ 32 Тираж Подписно НПС"Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 но изг.;.ательский роизвод омбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1