Устройство для горизонтального непрерывного литья

Союз СоветсиикСоциапистическикреспубики ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш 921671(22) Заявлено 16. 07,80 (21) 2962453/22-02с присоединением заявки Рй(51)М. Кл,В 22 О 11/10 Государственный каинтет СССР по делам наабретеннй н вткрытнйВ.И.Тутов, В,С.Скотаренко, М.Ф.ФедотсеЕ.В.Пустовалов, М.В.Жельнис и В,А,Гри 1 бергСБелорусский ордена Трудового КрасногЬ Знамениполитехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ5 Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов на установках горизонтального типа.Известно устройство для непрерывного литья слитков, содержащее метал 5 лоприемник и горизонтально расположенный кристаллизатор, Между емкостью с расплавленным металлом и кристаллизатором имеется огнеупорная тепло- изолирующая стенка, в которой выполнено литниковое отверстие, Длинное и узкое литниковое отверстие соответствует по форме нижней половине внутренней стенки кристаллизатора 11,Однако расположение литника и его форма, соответствующая по профилю конфигурации нижней части кристаллизатора, неизбежно приводит к перемерзанию его и нарушению процесса, особенно при вынужденных остановках. Кроме того, не указаны пределы геометрических параметров литника. Произвольный выбор расположения литника и его сечения может также привести н нарушению процесса и дефектам отливки: перемерэанию литника, прорыву затвердевшей корки на выходе отливки из кристаллизатора, отрыву корки внутри кристаллизатора, возникновению заплывов, утяжин и т.п. Это связано с наличием конвективных потоков в кристаллизаторе, направление и распределение которых определяется расположением, формой и сечением отверстия, через которое жидкий металл поступает из металлоприемника в полость кристаллиаатора.Крепление плиты, разделяющей ме-. таллоприемник с кристаллизатором, не может обеспечить плотного соединения поэтому возможны заливы, задиры, разрыв затвердевшей корки, что приводит к дефектам поверхности отливки и может вызвать прорыв металла на выходе отливки из кристаллизатора,Цель изобретения - создание направленного, затормаживающего развитие естественных конвективных потоков, подвода жидкого металла в полость кристаллизатора, обеспечение стабильности процесса и увеличение производительности.Для обеспечения указанной цели в устройстве для непрерывного горизонтального литья заготовок сплошногосечения, содержащем металлоприемник,водоохлаждаемый кристаллизатор с 10графитовым вкладышем, неохлаждаемая,часть которого соединена с металлоприемником, и пробку из малотеплопроводного материала с литниковым каналом для прохода жидкого металла, отделяющую металлоприемник от полостикристаллизатора, литниковый каналимеет проходное сечение, составляющее 0,02-0,07 поперечного сеченияотливки.20Причем выходное отверстие которого расположено на расстоянии от нижней образующей кристаллизатора, составляющем 0,2-0, высоты сечения отливки, и ось его наклонена к оси вытягивания под углом 10-30 , при этомобольшему сечению от.пивки соответствует большее значение угла наклона,при нескольких литниковых каналахвыходные отверстия расположены в одной горизонтальной плоскости.Кроме того, пробка вставлена в выступающую неохлаждаемую часть графитового вкладыша и со всех сторон омывается жидким металлом.35На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Устройство имеет металлоприемник1, кристаллизатор 2 с водоохлаждаемым корпусом и графитовым вкладышемлО3, пробку л из малотеплопроводногоматериала с литниковым каналом 5,Устройство работает следующим образом,При вытягивании отливки 6 затвер 45девшая корка при каждом цикле продвигается на определенное расстояние вкристаллизаторе 2 и освободившаясяполость 7 заполняется новыми порциями жидкого металла, поступающего из5 Ометаллоприемника 1 в полость кристаллизатора 2 через литниковый канал 5Опытами по моделированию процессатепломассопереноса между жидким металлом металлоприемника и кристаллизатора (опыты проводились на кафедре55Литейное производство черных и цветных металлов" БПИ) было установлено,что наименьшее развитие теплоконвективного явления возникает при расположении выходного отверстия литникового канала на расстоянии от нижней образующей кристаллизатора, составляющем 0,2-0,ч высоты сечения и при наклоне его оси под углом 10-30 к оси вытягивания,Исходя из условий свободного истечения при каждом очередном цикле (без возникновения разрежения в полости кристаллизатора) и реальных скоростей литья на горизонтальных установках непрерывной разливки, определены оптимальные соотношения поперечных сечений литникового канала и отливки.Методика определения соотношений заключается в следующем. С одной стороны расход металла в единицу времени можно определить из формулы0 гБ ать 7где О, - объемный расход жидкогометалла в единицу времени, см /с;Ч - скорость вытягивания,см/с ,за скорость вытягивания при циклическомрежиме вытягивания принята фактическая скоростьперемещения отливки; в отличие от скорости литья,представляет собой среднюю скорость движения отливки с учетом времени остановки);Гт - поперечное сечение отливки, смдругой стороны0,п-Г1 Н,где- коэффициент расхода металлав единицу времени;сечение литникового каналаО(сумма сечений); см ;с - ускорение свободного падения, см/сек ;Н - напор жидкого металла, который определяется как разность верхних уровней в металлоприемнике и кристаллизаторе, см (Фиг.1),Опыт эксплуатации установок непрерывного литья показал, что реальновозложные скорости вытягивания находятся в пределах 1,0-5 м/мин (1,66,33 си/с) Коэффициент расхода принимаем равным 0,7.Величину напора принимаем минимальной, равной 50 мм, так как даль.5нейшее уме ьшение напора связ."но с опасностью получения незаполненной отливки.9=980 см/секото = "л,к ф 9 НЧл.к. ОТПй Й9 Н660 Огкктп тл 0,7298059 33:0 0л.к.ан От 0,7 2.980 59 г 1671 6 51 О углом 15 к оси вытягивания и расположенным на расстоянии 30 мм (0,3 высоты сечения отливки) от нижней образующей кристаллизатора, была достигнута скорость литья 0,9 м/мин (скорость литья по старой технологии 0,6 мlмин), соответственно, в 1,5 раза возросла производительность установки.Кроме того, отпала необходимость в остановках процесса вытягивания в моменты доливания свежих порций металла в металлоприемник, Следовательно, поперечное сечение выходного отверстия должно составлять 0,02-0,07 поперечного сечения отливки.Дозирующая подача жидкого металла 20 в полость кристаллизатора и возможность определения параметров литникового канала для каждого типоразмера отливаемой заготовки обеспечат стабильность процесса, позволяет выбрать 25 оптимальный режим литья, что значительно увеличит производительность,Установка пробки в неохлаждаемую выступающую часть графитового вкладыша гарантирует плотное прилегание, зО так как она во время осуществления процесса прижимается к вкладышу в результате гидростатического напора жидкого металла металлоприемника, Такая установка пробки не требует дополнительного крепления и позволяет избежать заливы и связанные с ними последствия. Производственные испытания устройства в условиях Каунасского завода "Центролит" показали, что использование предлагаемого устройства поз. - волило в 1,5 раза увеличить скорость литья и, соответственно, производительность установки,Так, например, при литье чугунной цилиндрической заготовки О 100 мм была применена пробка иэ легковесного намота с литниковым каналом О 15 мм(Г-- Г т в в О, 02), наклоненным под Формула изобретения 1. Устройство для горизонтальногонепрерывного литья, содержащее металлоприемник, водоохлаждаемый кристаллизатор с графитовым вкладышем,неохлаждаемая часть которого соединена с металлоприемником, и пробкуиз малотеплопроводного материала слитниковым каналом для прохода жидкого металла, отделяющую металлоприемник от полости кристаллизатора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью обеспечения стабильностипроцесса и увеличения производительности установки, литниковый каналимеет проходное сечение, составляющее 0,02-0,07 поперечного сеченияотливки.2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я там, что выходноеотверстие литникового канала расположено на расстоянии, составляющем0,2-0,1 высоты поперечного сечениякристаллизатора от нижней образующейкристаллизатора, и ось его наклоненак оси вытягивания под углом 10-30а3, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пробка свыходным отверстием вставлена в выступающую неохлаждаемую часть графитового вкладыша.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США й 3286309,кл, 22-57, 2, 1966.Составитель А,ПоповРедактор А.Шандор Техред И, Гайду Корректор Л,БокшанЗаказ 2 М 13/10 Тираж 853 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.ч/5 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,