Устройство для горизонтального непрерывного литья заготовок

СО 103 СОВЕТСКИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1114 В 22 БЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРСПО ДЕЛ ОБРЕТЕНИЯЛЬСТВУ ь; К АВТОРСК( 1) Уральский ордена ТрудовогКрасного Знамени научно-цсследотельский институт черных метал(54) (57) 1. устройство для гори ТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГ ВОК, содержащее промежуточный к кристаллизатор, тянущую клеть с водом периодического действия и ропривод с вибровозбудителем, с и- Оиб то рыгв ОПИСАНИЕ И ЯО 12520 ящцй из ударника, манжет"клапанов,словых камер и газораспределительного устройства с подклапанными камерами, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения качества литой заготовки, оно снабжено обгонной муФтой с возвратным механизмом,пневматическим зажимом с захватамии клапаццой коробкой с впускным иобратным клапанами и пневмоцилиндромвключения обратного клапана, арнэтом обгоццая муФта с возвратныммеханизмом, пневматический зажим сзахватами и ударник расположены вовнутренней полости станины тянущейклети, мац:кеты-клапаны - между станиной тянущей клети и корпусом обгонной муфты, а силовые камеры -между зажимом и захватами.1252024 2. Устройство ио п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, чт манжета- клапан имеет средство соединения с источником сжатого газа через подклапацную камеру газораспределительного устройства, другая подклапаццая Изобретение относится к металлургии, конкретно к непрерывной разливке металлов и сплавов на машинахнепрерывного литья горизонтальноготипа. 5Целью изобретения является повышение качества литой заготовки,Иа фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства непрерывноголитья заготовок с расположением эле Оментов в конце периода вытягиваниязаготовки; ца фиг. 2-5 - примеры выполнения упругих элементовУстройство горизонтального непрерывного литья заготовок состоит изпромежуточного ковша 1, огнеупорногостакана 2, кристаллизатора 3. За крис.таллиэатором 3 могут быть расположеныэлементы эоны вторичного охлаждения.Далее по технологической линии расположена станина тянущей клети 4, вовнутренней полости которой смонтированы манжета-клапан 5, образующая силовую полость 6, а также корпус 7обгонной муфты с возвратным механизмом 8. Кроме того, в станине тянущейклети смонтировано ударное устройство,состоящее иэ пневматических зажимов9 с захватами 1 О. Корпус зажимов 9 вгоризонтальном направлении контакти Орует со станиной тянущей клети черезупругие элементы 11, (например, стальные пружины). Ударное устройство сцабжено силовой полостью 12, к которойпримыкает ударник 13, торец которого через упругие элементы 14 (например пружины стальные) опирается настанину тянущей клети. Захваты 10перемещаются в вытачках зажимов 9и образуют с указанной вытачкой рабо- Ючую полость 15, Силовая камера 12ударного устройства при помощи трубопроводов сообщена с распределительным устройством 16, которое снабжено камера которого соединена с силовойкамерой и через впускной клапанклапаццой коробки с пневматическимзажимом, а камера пневмоцилиндравключения обратного клапана клапаццойкоробки сообщена с манжетой-клапаном. двумя подклапанными камерами 17 и 18, а также клапаном 19. Клапан 19 посредством привода (це указан) может занимать два положения: 1 - перекрыта подклапацная камера 17; 2 - перекрыта подклапацная камера 18, Подклапацная камера 17 сообщена трубопроводом с силовой камерой 12 ударного устройства и с клапанцой коробкой 20, Клапанцая коробка 20 снабжена впускными клапанами 21 и обратным клапаном 22, который имеет пневмоцилицдр включения обратного клапана, содержащий камеру 23 и мембрану 24. Камера 23 пцевмоцилццдра включения обратного клапана сообщена трубопроводом с силовой полостью 6, образованной манжетой- клапаном и с подклапанной камерой 17 распределительного устройства 16. Полость клапанной коробки 20 сообщена трубопроводом с рабочими камерами 15 зажимов 9. Принципы технического исполнения манжеты-клапаца 5 и силовой камеры 12 ударного устройства аналогичны (фиг, 2-4).На фиг. 2 и 3 представлены примеры исполнения силовой камеры ударного устройства. Упругий элемент может быть выполнен в виде упругой пластины (фиг. 2), а также в виде незамкнутого упругого контура (фиг. 3). В первом случае для выхлопа сжатого газа слузат отверстия 25, во втором - профилированный бурт 26. Манжету-клапан 5 в случае малых перемещений заготовки при вытягивании (10"250 мм) выполняют в виде, представленн 0 м на фиг. 1-3, а при величине вытягивания большем 250 м - в виде сильфонаУ(фиг. 4). Устройство работает следующим образом, 1252024Б к 1 эслээзлта 1 э 3 са стараы наирлвлешья кытягэая заготовки ппадят затравку (це показана, так как цл цеи представле"момент устацоввшегася режима литья) тлк, что 5 расстояние от абреэл сгцеупарнага стакана 2 в кристдллиэлтаре до затравки равно шагу вытягивания Ь,а протпсполажцый конец элтрлпьц цлходится в корпусе тянущей клеш 4. Затем в ралежуточыэ ковш 1 здлвлют жидкий метдлл, который через огнеупорный стлкдцпоступает в кристаллиэатор 3 и запалцяет пространство в кристлллизатаре между стаклцам и элтравай. С момента эапалцеция металлам крстал.затора производят в,цержку по времени. Б конце периода остднови цклд пытягивация в распределительное устройство 16 надают сжать 20 гдэ, рел кллпдц 19 распределительного устройства и этот момецт времени посредством привода (не указан) устанапэе тлк, чта ац перекрывает сдклллиую камеру 18, д сжатый гаэ подает в падклдпанцую камеру 17. Тдс клк ь трубопроводах, саобщс.ьх с падклагаццой камерон 18, сжатый газ отсутствует , силовая камера 6 лцжеты-клдтдца 5 имеет цллеьш ЗО абьсм, а корпус 7 обгонной эуфты перемещен возвратным мехднизмол 8 в крайнее левое псложецие. Б тс же время сждтьп гдз отсутствует в камере 23 пневмацилиндрл включеигя обрдтцаго клан,.цл 22 и паследьцш,при намсщи упругих сил мембраны 24,перекрывает связь полости клаплшой коробки 20 с лтмосФерай, Сжатый гаэ по трубопроводу через ппускцай клддлн 21 проходит и полость клдпацнай коробки 20, а иэ цее в сцлокую полость 15 зажимов 9. Под действием давления в силовой полости 15 зажимы 9 ржлают к затравке (а в устацо вившемся режиме литья - к слитку), тем самым Фиксируют элэлл 9 нд затравке (слитке), Б то же гремя сжатый газ наступает в силовую камеру 12 ударного устройства. Под действи О ел даплеция сжатого газа силапля камера увеличивает свой обльем и при этом перемещает уддрник 13 ударного устройства в пазах стдиь тянущей клети, Перемещение ударника 55 13 вызывает сжатие упругх элементов 14, и катсрых происходит накопление патецил:ьнс энергии. Перемещеше ударцика 13 просхсэдт до тех пар, пока вьхлспцыс отверстия 3 силовой камеры 12 поджаты к поперхцости зажимов 9. Клк тольса, следствие деформации силовой клмерь, выхлопные отверстия 25 отходят ат поверхности зажимов (сг. 4) гросходит выхлоп газа из силовой камеры 12 и ударник 13 под действием упругх элементов 14 наносит удар по злжмл. 9, которые передают ударный импульс через элхвдты 10 цл затравку (слток), Б результаге ударцога.импульса упругая полил проходит па элтрлпке (слитку) и передается ;арке злст.глшегс цл вцутреццеи поерхост к 1 эсталлэдто 1 эл метдлэл. Псд действием колебательного смещешя карк просходт рлзрушецие мехаческх связей последней с кристдлтзлтсрол. После ндцесея уддра иа элтрдке (слитку) привод рлспределтелаго устройства 16 (це иокдэл.) переводит клапан 19 и пслажешс, пр котором оц иере;рывлет иадлплпун полость 17 (4 эг. 1) . При :этом сжатый гаэ поступает и псдсэлилцуьэ полость 18, а иэ цее - по трубопроводу ц калеру 23 ицевмацилицдрдэ;.ючеьця обратного клдплца 22 .лялиной араб;и 20, а также и спопую пслссть 6, образованную ллжетай-клдлцал 5, Сжатый гдэ и ;лмере 23 действует цл мембрацу 24, старая перемещает обратный клапан 22. Обратц клапан 22 срабатываетсбесечвлет связь пслост лдпацнай коробки 20 с атмосферой. Прсисхадитэьхлоп газаэ полости клапаннсй карс бки 20, при этом впускной ;лапа 21 злкрькается, л захваты 10 эджимап 9 отводят ат эатрдпи (слгпсд), разрывая тем самым ее спяэь с ударным устройством. Поступдя к силовую полость 6 мацжетыклаплнл 5, сжлтьп гдз увеличивает обье: последней чта вы".:,лет перемещение :арпусл обгонной муфты 7. В результате обгонная муФтд совершает рабочий хад, псременля затравку (слиток) п сторону цапрдплсция рдз:пс. Б ксцце рабочего хада обгаццай муфты, рлвцого шагу вытягивания элгстскэл :, выхлопць:е отверстия 27 ллжеть-лапал (этот момент отображен цл Фиг. 1) отходят от поверхцаст; стапицы тяцущей клети, с которой состоят г, цепссредствеицсм ;ац 1252024такте, и происходит выхлоп сжатогогаза из силовой полости 6 манжетыклапаца 5. При этом силовая камера6 уменьшает свой объем, а обгонная5муфта 7 под действием усилия возвратного устройства 8 совершает холостой ход в сторону, противоположную направлению литья. При вытягивании корочки слитка на шаг вытягиванияв кристаллизатор из промежуточного ковша 1 поступает новая порцияметалла, которая вступает в контактсо стенкой кристаллизатора и образует новую корку за период времени,равный продолжительности периодаостановки цикла вытягивания, Послевыхлопа газа из силовой камеры 6 манжеты клапана прекращают подачу сжатого газа в распределительное устройство 16, Подачу сжатого газа возоб"новляют после истечения периода остановки цикла вытягивания, и повторяя описанные операции, производятпоследующие циклы вытягивания. После 25выхода тела затравки за пределы тянущей клети процесс разливки происходит аналогично с той только разницей, что захваты 10 зажимов 9 цобгонная муфта 7 контактируют с отливаемой заготовкой.П р и м е р. Иашица для горизонтального литья стальцых заготовокдиаметром 150 мм снабжена кристаллизатором длиной 900 мм. Вытягиваниеслитка из крцсталлиэатора осуществляется циклически. Продолжительностьпериода остановки цикла вытятивациясоставляет 20 с, Вытягивание заготовки на длину шага вытягивания, рав"ного 400-450 мм осуществляют за4015-20 с. В конце периода остановкицикла вытягивания по заготовке нано"сят прямой ударный импульс мощностью 7 кгм, после чего производят вы 45тягивацие заготовки. Нанесение ударного импульса позволяет снизитьусилие вытягивания заготовки на 20%,что приводит к сцижешцо брака ио поверхностным трещинам на 8-12%. Воздействие ударного импульса на жидкую Фазу заготовки уменьшает эолуразвитого дендритцого роста и увеличивает зону мелких равноосных кристаллов. В заготовке, обработанной55ударным импульсом, имеет место следующая протяженность структурных эон"замороженных" мелких кристаллов 3-5 мм; зона столбчатых сравцительно тонких кристаллов - 15-20 мм;зона мелких равновесных кристаллов -45-55 мм. Протяженность указанныхзон ц заготовке, отлитой беэ применения ударного импульса, составляет:зона мелких кристаллов - 3-5 мм;зона грубых столбчатых кристаллов40-55 мм; зона равноосных кристаллов - 15-30 мм,Изобретение позволяет получитьположительный эффект, который состоит в следующем.Нанесение ударного импульса послитку в момент, предшествующийпериоду вытягивания его иэ кристаллизатора, позволяет разрушить мехацические связи между коркой слитка икристаллиэатором,что приводит к значительному снижению усилий вытягиваниякак следствие - к снижению брака заготовки по поперечным поверхностямтрещинам, т.е. к увеличению выходагодного продукта. При этом ударный.импульс и возбужденные им колебательные смещения слитка це оказываютвредцого воздействия на конструктивные элементы кристаллцзатора, чтовыгодно отличает предлагаемый способот известных,Ероме того, ударный импульс, приложенный к разливаемому слитку, возбуждает упругие колебательные перемещения жидкой Фазы слитка, которые сопровождаются механической и тепловой эррозией Фронта кристаллизации, что приводит к уменьшению зоны децдритного роста и расширению эоны мелких равноосцых кристаллов в теле слитка. Указанный эффект может быть получен и при применении других способов внешних воздействий ца жидкую фазуслитка, например способов электромагнитного перемешиванця жидкой фазы. Однако реализация способа электромагнитного перемешивания требует больших затрат на дорогостоящее и сложное оборудование, которое имеет значительные установочные мощности и увеличивает энергоемкость машины непрерывного литья, Например, для перемешивания жидкой Фазы сортового слитка сечением 200 х 200 необходимым установочные мощности от 250 до 400 кваУстройство для реализации предлагаемого способа горизонтального непрерывного литья1252024 щью энергии сжатого газа например,воздуха), магистральное распределение кторого осуществлено практически во всехцехахметаллургического производства,25 фиг,2 фиа 9 Составитель Б.БалашовТехред М.ходаиич Корректор Л.Пилипенко Редактор А.Ворович Заказ 4564/11 Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 заготовок не требует дорогостоящегои энергоемкого оборудования, таккак перемещения тянущей клети и ударного устройства осуществляют с помог 13