Способ центробежного литья прокатных валков

(5 И 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Я:1 г 1 и,"Риг. 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ДЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ(57) Изобретение относится к литейному производству, в частности кцентробежному литью валков в Формахс вертикальной осью вращения. 1 ельизобретения - улучшение качества литых валков за счет предотвращенияразрушения песчаной формы струей металла. По данному способу в вертикальную вращающуюся Форму заливаютжидкий металл для образования затвердевшего рабочего слоя 5 валка;форму вращают со скоростями, соответствующими значениям гравитацион 1297987ного коэффициента 50 - 150После при заливке рабочего слоя 5 валка. образования рабочего слоя 5 валка за- Первую стадию осуществляют до полноливают в две стадии жидкий металл го заполнения жидким металлом шейки сердцевины 3 и шеек 1 валка, при 1 валка, который протекает спокойно этом на первой стадии жидкий металл по стенке формы 2 без разрушения ее, подают на внутреннюю поверхность зат- после этого во второй стадии осущевердевшего рабочего слоя 5 валка при ствляют заливку остального металла вращении формы со скоростями, соот- в неподвижнук Форму. Зкономический ветствующими значениям гравитацион- эффект достигается за счет сокращеного коэффициента О, 03 - О, 14 от зна- ния брака по песчаным раковинам, чения гравитационного коэффициента 4 ил.Изобретение относится к литейно= му производству, в частности к цент робежному литью валков в формах с вертикальной и наклонной осями вращения.Цель изобретения - улучшение качества литых валков за счет уменьшения разрушения литейной формы струей металла.На фиг. 1 показана литейная форма во время заливки бочки валка через заливочное устройство с боковым сливом; на Фиг. 2 - то же, на первой стадии заливки сердцевины и шейки валка через заливочное устройство с боковым сливом, форма свободной поверхности (защитного слоя) при скорости вращения, соответствующей гравитационному коэффициенту более 0,14 от значений гравитационных коэффициентов при заливке бочки; на Фиг, 3 Форма свободной поверхности защитного слоя) при скорости вращения, соответствующей гравитационным коэффициентам в пределах 0,03 - О, 14 от значения гравитационного коэффициента при заливке бочки; на фиг.4 литейная Форма на второй стадии заливки сердцевины и шейки валка через заливочную воронку. При заливке рабочего слоя бочки валка составная форма вращается вокруг вертикальной оси. Форма свободной поверхности залитого металла, представляющего параболоид вращения, определяется формулойгке тгя У г 2где --- =: К - гравитационный коГэффициент, характеризующий степень 5 воздействия на металл центробежныхсил;г - расстояние от осивращения до свобод ной поверхности,Р - ускорение свободно -го падения.Скорость заливки не оказываетвлияния на осуществление данного 15 способа и зависит только от размеровотверстия заливочной сифонной трубыили воронки. Гравитационный коэффициент при зазаливке рабочего слоя валка находится в пределах 50 - 150. Если сердцевину и шейки валка на первой стадиизаливать металлом при той же скорости, что и рабочий слой, то весь жид кий металл расположится по рабочемуслою почти параллельно. При уменьше-,нии скорости вращения до величины,соответствующей значению гравитационного коэффициента, равному О, 15от значения его при заливке рабочего слоя, происходит совпадение диаметра окружности, образованной отпересечения нижней торцовой плоскости бочки валка с параболоидом вращения, и диаметра нижней шейкифиг. 2), При этом форма нижней шейки валка не защищена от разрушения(падающей струей металла). Если назначить скорость вращения так, чтобывеличина гравитационного козффици 3 12979 ента при заливке первой стадии сердцевины составляла величину, меньшую чем О, 15 от гравитационного коэффициента при заливке бочки, то диаметр окружности, образованной от пересечения параболоида вращения с торцовой плоскостью бочки валка, будет меньше, чем диаметр шейки,В этом случае металл постепенно стекает вниз и заполняет форму шейки валка 10 (фнг, 3),Следовательно, вторую стадию за - ливки можно производить через ворон - ку. Повреждения Аормы при этом не происходит, так как струя жидкого 15 металла уже непосредственно не соприкасается с песчано-глинистой (земляной) йормой шейки.При постепенном уменьшении гравитационного коэффициента до О, 03 за щитный слой для формы шейки выполняет свою функцию, однако при полной остановке вращения Аормы на первой стадии происходит размыв уже закристаллизованного рабочего слоя струей 25 жидкого металла другого состава при заливке сердцевины, попадающего в одну точку.Таким образом, оптимальным вариантом, когда выполняется основное 30 условие - создание защитного слоя на первой стадии заливки сердцевины и шейки, является соотношение гравитационных коэАфициентов при заливке сердцевины с шейкой и при заливке рабочего слоя, находящееся в пределах О, 03 - О, 14. Согласно предлагаемому способу в процессе заливки валка сначала произв 40 водится заливка рабочего слоя бочки валка (Фиг. 1). Для этого внутрь литейной формы валка, состоящей из металлАеского кокиля 4 и огнеупорных земляных форм верхней 7 и нижней 2 45 шеек валка, находящихся в металлической изложнице 6, установленной в опорных 11 и центрирующих 10 роликах, вводится литниковая труба 8 с боковым сливом, Через нее подается от дозированное количество жидкого металла во вращающуюся форму для формообразования рабочего слоя 5 валка.После этого заливают сердцевину 3 и шейку 1 валка в две стадии метал лом другого химсостава.На первой стадии (Фиг, 2 и 3) отдозированное количество жидкого металла подают на внутреннюю поверх 87 4ность затвердевшего рабочего слоя валка через сиАонную трубу с боковым сливом, При этом вращение литейной Аормы производится со скоростью, соответствующей значению гравитационных коэффициентов, которое составляет 0,03 - О, 14 от значения гравитационных коэфАициентов при заливке рабочего слоя валка, Во время- первой стадии заливки полностью Аормируется нижняя шейка, а также часть сердцевины валка (Аиг. 3) .На второй стадии (фиг. 4) осуществляют заливку остального металла через воронку 9 в неподвижную форму, Заливаемый металл попадает на промежуточный слой, в результате чего предотвращается размыв литейной формы шеек валка и наружного слоя.П р и м е р. При отливке металлургического валка с диаметром бочки валка 805 мм, высотой 2000 мм, диаметром шеек 450 мм, общей высотой с шейкой 4900 мм при толщине рабочего слоя 80 мм и разнотолщинности 15 мм между верхней и нижней частями бочки сначала отдозированное количество металла заливают через сифонную трубу при вращении сборной формы со скоростью У = 10 с . Гравитационный коэффициент при этой скорости враще - ния имеет значение К = 133. Затем при отливке сердцевины и шейки на первой стадии заливают через эту же сифонную трубу защитный слой, объем металла которого равен объему наружного рабочего слоя.Объем нижней шейки меньше, чем объем рабочего слоя. Поэтому при полном заполнении нижней шейки оставшийся металл может подняться на наибольшую высоту 0,88 м, не обнажая форму торцовой поверхности бочки,Наибольшая скорость врашения при этом составляет Я = 2,7 с , а гравитационный коэффициент - К = 19,5.Отношение гравитационных коэффициентов при заливке первой стадии сердцевины к гравитационному коэффициенту при заливке рабочего слоя имеет значение О, 15. При этом соотношение гравитационных коэффициентов металл не опускается вниз, что не обеспечивает точности геометрических Аорм шейки валка путем образования защитного слоя для предотвращения разрушения земляной формы струей металла в момент заливки и исключения1297987 6валка отсутствует полностью (при известных способах он доходит до 203 ОЖ) . образования земляных раковин и заливов.При уменьшении отношения гравитационных коэффициентов от О, 14 и ниже высота поднятия металла начинаетуменьшаться. Останавливать вращениеформы на первой стадии заливки сердцевины и шеек нельзя, так как расплавленный металл из сифонной трубы,попадая в одно и то же место на рабочем слое, размывает егоПоэтому нижний предел скорости вращения сборнойформы валка при образовании защитного слоя на первой стадии заливкисердцевины и шеек соответствует отношению гравитационных коэффициентов, равному 0,03.Если отношение .гравитационных коэффициентов находится в пределах0,03-0,14, образуется сплошной защитный слой, который надежно гарантирует сохранение целостности литейнойформы и получение заданных форм валка. Заливку остального металла осуществляют в неподвижную форму. 25Предлагаемый способ по сравнениюс известными позволяет решить проблему защиты линейной формы от разрушения, в результате чего повышаютсякачественные показатели отливаемой 30заготовки валка, в частности полностью исключаются земляные раковины и заливы на поверхности шейки валка, образующиеся в результате разрушения литейной формы стРуей падающего металла,Неисправимый брак по глубокимземляным раковинам в районе шейки Экономический эффект достигаетсяза счет сокращения брака по песчанымраковинам. Формула изобретения Способ центробежного литья прокатных валков, включающий заливку жидкого металла в литейную форму, скорость вращения которой соответствует значениям гравитационного коэфФициента 50 - 150, для формообразования рабочего слоя валка и последующую заливку жидкого металла для формообразования сердцевины и шеек валков на затвердевший рабочий слой валка, а т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества ли - тых валков за счет уменьшения разрушения литейной формы струей металла, заливку металла сердцевины и шеек осуществляют в две стадии, причем на первой стадии жидкий металл подают при вращении литейной формы со скоростями, соответствующими значениям гравитационного коэффициента, составляющим 0,03-0 14 от значения гравитационного коэффициента при формообразовании рабочего слоя валка, до полного заполнения жидким металлом литейной Формы нижней шейки валка, после чего на второй стадии осуществляют заливку остального металла в неподвижную литейную форму.1297987 2 фиат оставитель Ю. Яковлехред И.Ходанцч едактор О. Буги Шекмар рек Заказ 850 13 Т изводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4 БНИИПИ Государственног по делам изобретений13035, Москва, Ж, Рауш Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5