Форма для отливки валков

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистическик Республик(22) Заявлено 111279 (21) 2850687/22 "02 (51) М. Кл,с присоединением заявки Йо В 22 0 15/00 Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытнй(088. 8) Дата опубликования описания 300781 Л.Ф.Выгоднер, В,И.Справник, А.Б.Мостовой и А.И,Квасов(54)ФОРМА ДЛЯ ОТЛИВКИ ВАЛКОВ Изобретение относится к литейному производству, а точнее к формам для отливки прокатных валков.Известна комбинированная литейная Форма, содержащая опоки, заполненные песчаноглинистой смесью, для изготовления верхней и нижней шеек валка и кокиль для выполнения бочки, установленный между ними. Литниковая система для заливки формы выполнена в нижней опоке для подвода металла сифоном в нижнюю шейку валка 1.Недостатком известной литейной форьвк является то, что подвод металла сифоном снизу увеличивает трудоемкость изготовления литейной формы и не исключена воэможность засоренияметалла валка песочными включениями, а также невозможность получить плотную осевую зону бочки валка. Все 20 это отрицательно влияет на качество прокатных валковНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является литейная Форма, содержащая заформованные опоки для образования шеек валков и кокиль для образования бочки. Подвод металла в ней осуществ- . ляется через вертикальный стояк, вы-полненный иэ железной или нержавею щей трубы и установленный по цейтровой оси валка. После окончания за-: ливки трубу извлекают из отлитого валка 2 1 .Недостаток известной конструкции литейной Формы заключается в том, что при заливке массивных валков не обеспечивается достаточно высокое качество поверхностной эоны и высокая плотность осевой зоны бочки валков, что снижает их качество, осо" бенно при нарезке глубокого калибра.Цель изобретения - повнаение качества валков.Поставленная цель достигается тем, что кокиль имеет ряды отверсткй для подачи на поверхность бочки валка воздушно-водяного охлаждения,выполненные под углом к оси валка и заполненные с внутренней стороны кокиля Формовочным составом, при этом рас"- стояние между .отверстиями кокиля по высоте равно 0,5-2 диаметра бочки валка, а по плоскостям соприкосновения кокиля с нижней и верхней опоками предусмотрены пазы для вывода пара.Такое конструктивное выполнение ли тейной Форвеа позволяет повысить ха" чество валков, особенно с нарезкой глубокого калибра. Это достигаетсяза счет того, что отверстия на кокиле, выполненные под углом к оси валка для подачи воздушно-водяного охлаждения и заполненные с внутренней стороны кокиля Формовочным составом, позволяют создавать направленное затвердевание бочки валка, вследствие чего каждый вышележащий слой служит прибылью для нижележа-щего, повышая этим плотность осевой зоны валка. Благодаря интенсивному охлаждению увеличивается зона столбчатых кристаллов, которая является самой чистой по включениям. В свою очередь, если макроструктура поверхности валков представлена в виде эоны столбчатйх кристаллов, то такие валки имеют повышенную стойкость, так как вслед эа этой зоной идет эона внецентренной ликвации (для крупных отливок), характеризующаяся наличием большого количества вредных примесей Щ и неметаллических включений. Расстояние между отверстиями кокиля по высоте 0,5-2 диаметра бочки валка обеспечивает наилучшие условия для питания отливки и является оптимальным для валков диаметром 200-1.000 мм. Расстояния меньше 0,5 диаметра бочки валка вызывают сильное развитие внецентренной ликвации, которая способствует образованию скопления сферы и неметаллических включений, что при эксплуатации валка с глубоким калибром способствует его быстрому разрушению. Расстояния больше 2-х диаметров бочки валка значительно уменьшают плотность в осевой зоне35 валка, что может привести к разрушению валков в процессе термической обработки. Пазы по плоскостям кокиля, соприкасающиеся с верхней и нижней опоками, позволяют отводить пар, об О разующийся при охлаждении слитка.На чертеже изображена форма для отливки валка, продольный разрез.Форма для отливки валка состоит из опоки 1, предназначенной для выполнения нижней шейки валка, установленного на нее кокиля 2 для выпол-. нения бочки валка, опоки 3 для выполнения верхней шейки валка. Кокиль 2 снабжен рядами отверстий 4 для 36 подачи воздушно-водяного охлаждения от магистрали 5, выполненными под углом к оси валка. С внутренней стороны кокиля 2 отверстия 4 заполнены Формовочным составом 6, предохраняющего от попадания расплавленного фф металла. Количество и диаметр отверстий 4 выбирают иэ условия, обеспечивающего увеличение времени затвердевания каждого последующего слоя металла не менее чем на 20, Расстояние 4 ф между рядами отверстий равно 0,5-2 диаметра бочки валка.Например, диаметр бочки валков равен 590-610 мм, высота бочки равна 1600 мм, диаметр шейки 300 мм, вы-Щ сота шейки 450 мм. В кокиле литейной Формы для такого валка выполнены 3 ряда отверстий, расстояние между ко торыми равно 600 мм. Для эатвердевания каждого последующего слоя необходимо время, на 20 большее, чем для затвердевания предыдущего слоя металла. Отсюда, время эатвердевания нижнего ряда сечений равноХ (5Г = - (,2 = 1,Ч. -Во (мин),Х2где х - радиус валка; К - константа затвердевания металла в песчаной форме 1,3 (в кокиле 2,6), 1,2-коэффици. - ент, учитывающий увеличение времени затвердевания последующих слоев.Время затвердевания бочки валка без охлаждения равно) 30а = = 13 О (мин)к д,ьПоэтому нижний ряд отверстий должен быть выполнен таким образом, чтобы увеличить время эатвердевания бочки валка в - :(,ЗРоъа.о150Средний ряд отверстий обеспечивает время эатвердевания, равное 170 х х 1,2 = 200 (мин). В каждом ряду выполнено по 20 отверстий диаметром соответственно 9, 8 и 7 мм. Верхний ряд отверстий обеспечивает время затвердевания, равное 240 мин (200 х 1,2 = 240). По плоскостям соприкосновения кокиля с нижней и верхней опоками предусмотрены пазы 7 для вывода пара.Устройство работает следующим образом.В кокиль 2 имеющий по высоте три ряда отверстий 4, подводят систему воздушно-водяного охлаждения и обмазывают отверстия 4 с внутренней стороны кокиля 2 противопригарным Формовочным составом 6. После этого производят сборку формы под заливку. Заливку металла осуществляют сверху через отверстие в литниковой воронке, которая устанавливается на верхнюю опоку. Спустя 1-2 мин после заливки включается система воздушного водяного охлаждения, воздушно-водяная смесь подается на поверхность бочки валка. После затвердевания бочки валка система подачи воздушно-водяного охлаждения отключается, валок остывает в Форме до заданной температуры, а затем форма разбирается и валок извлекается.Отливка и исследование в лаоора- торных условиях плит .толщиной 200 мм и высотой 2000 мм с дифференцированным затвердеванием По высоте показывают,что разбивка по высоте на слбй металла, равные 2 толщинам,и увеличе25 ЗО ние времени эатвердевания каждого вышележащего слоя по сравнению с нижележащим на 20 позволяет получитьнаправленное затвердевание отливкии следующую плотность по сечению:поверхность отливки 7,853 г/см, середина толщины отливки 7,852 г/см,центр отливки 7,851 г/смэ, плотностькованного металла 7,853 г/см.Предлагаемая литейная форма дляотливки валка по сравнению с известными образцами аналогичного оборудования позволяет повысить качествоизготовляемых валков, особенно с нарезкой глубокого калибра, благодаря.улучшению макроструктуры и повышенияплотности осевой зоны бочки валка.Наиболее объективной характеристикойкачества металла являются показателимеханических свойств. Механическиесвойства литого металла отвечаюттребованиям технических условий,разработанных на кованную сталь этойже марки. Предлагаемая литейная форма позволяет получить пластическиесвойства литого металла в пределахтехнических условий на кованный ме"талл.Норма ТУ для кованного металла16, = 55, для литого -б= 23,9 ю 62.Проведенный расчет себестоимостилитого и кованного валков показывает, что стоимость 1 валка кованного 508 р, 30 коп, а стоимость 1 валка литого 474 р. 02 коп,Экономический эффект от использования предлагаемого изобретенияэа счет отмены операции ковки иуменьшения припусков на обработкусоставит 24 р. 28 коп. на 1 т валка. Вместе с тем литые валки из хромоникельмолибденовых сталей показывают стойкость в эксплуатации в 23 раза больще, чем стойкость валковиэ кованной стали 60 ХН. формула изобретения форма для отливки валков, содержащая эаформованные опоки для образования шеек валков и кокиль для образования бочки, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повыщения качества валков, кокиль выполнен с рядами отверстий для подачи на поверхность бочки валка воздушно-водяного охлаждения,расположенными под углом к оси валка и заполненными с внутненней стороны кокиля формовочным составом, при этом 1расстояние между отверстиями кокиля по высоте равно 0,5-2 диаметра бочки валка, а по плоскостям соприкосновения кокиля с опоками предусмотрены пазы для вывода пара. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 326020, кл, В 22 0 15/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССРР 92369,. кл. В 22 С 9/28, 1950.850292 Составитель Н.Кибовскийтор Н.Кешеля Техред Т.Иаточка Корректор Н Бабинец акаэ е филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектна 6194/14 . Тираж 869 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035 р Иосква 3-35 РаушскПодпи омитета СССР открытий я иаб д. 4/5