RU173110U1

RU173110U1 - Fragile alloy casting device

Info

Publication number: RU173110U1
Application number: RU2016133634U
Authority: RU
Inventors: Ринат Гилемович Усманов; Сергей Сергеевич Мельчин
Original assignee: Ринат Гилемович Усманов
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2017-08-11

Abstract

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована для внепечной обработки чугуна и стали комплексными модификаторами и лигатурами на основе ферросилиция, ферроникеля, никеля или железомедной основе со щелочноземельными и редкоземельными металлами. Устройство для разливки содержит два установленных с возможностью вращения навстречу друг другу охлаждаемых валка. На противоположных торцах валков расположены реборды, образующие совместно с поверхностями валков емкость для расплава и поверхности для кристаллизации двух полос сплава. Частично измельченный при сходе с валков хрупкий сплав посредством пластинчатого конвейера 5 по перекидному лотку подают во вторичный охладитель 6 сухого охлаждения через загрузочное и разгрузочное отверстие 8. Охладитель 6 выполнен в виде реверсивно вращаемой водоохлаждаемой емкости с внутренними наклонными лопастями. Для разгрузки измельченного сплава через отверстие 8 направление вращения охладителя 6 меняют, а лоток переводят в положение разгрузки сплава. Обеспечивается повышение качества измельченного материала за счет предотвращения спекания пластин сплава. 3 ил.The utility model relates to metallurgy and can be used for out-of-furnace treatment of cast iron and steel with complex modifiers and alloys based on ferrosilicon, ferronickel, nickel or iron-copper based with alkaline earth and rare earth metals. The casting device comprises two cooled rolls mounted rotatably towards each other. On the opposite ends of the rolls there are flanges forming, together with the surfaces of the rolls, a melt container and a surface for crystallization of two alloy strips. The brittle alloy partially crushed when leaving the rolls is fed through a plate conveyor 5 to the secondary dry cooler 6 through a loading and unloading hole 8. The cooler 6 is made in the form of a reversibly rotatable water-cooled container with internal inclined blades. To unload the crushed alloy through the hole 8, the direction of rotation of the cooler 6 is changed, and the tray is transferred to the unloading position of the alloy. EFFECT: improved quality of the crushed material by preventing sintering of alloy plates. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области металлургии сплавов, характеризующихся повышенной хрупкостью, преимущественно сплавов комплексных модификаторов и лигатур на основе ферросилиция, ферроникеля, никеля, меди или железомедной основе, со щелочноземельными и редкоземельными металлами для внепечной обработки чугуна и стали в машиностроении и металлургии, а именно к устройствам для разливки таких сплавов.The utility model relates to the field of metallurgy of alloys characterized by increased brittleness, mainly alloys of complex modifiers and ligatures based on ferrosilicon, ferronickel, nickel, copper or an iron-copper base, with alkaline earth and rare earth metals for out-of-furnace treatment of cast iron and steel in mechanical engineering and metallurgy, namely devices for casting such alloys.

Известно устройство для непрерывной разливки сплава, преимущественно ферросплава содержащее два водоохлаждаемых валка с водоохлаждаемыми ребордами, установленными с возможностью вращения навстречу друг другу, и при этом реборды расположены на противоположных торцах валков с образованием сопряженными поверхностями валков и реборд емкости для расплава и поверхностей для кристаллизации двух профилей (RU 2101131).A device is known for continuous casting of an alloy, mainly a ferroalloy, containing two water-cooled rolls with water-cooled flanges mounted for rotation towards each other, and the flanges are located on opposite ends of the rolls with the formation of mating surfaces and flanges for the melt and surfaces for crystallization of two profiles (RU 2101131).

Хотя устройство, выбранное в качестве прототипа, конструктивно просто и обеспечивает условия для кристаллизации комплексных сплавов и лигатур на основе ферросилиция, но в процессе эксплуатации выявились некоторые его недостатки.Although the device selected as a prototype is structurally simple and provides the conditions for crystallization of complex alloys and master alloys based on ferrosilicon, some of its disadvantages were revealed during operation.

Высокая температура схода с валков закристаллизовавшегося сплава (от 500 до 700°C) приводит к спеканию пластин сплава в технологической таре, длительному остыванию и необходимости последующего многостадийного измельчения полученного сплава в дробилках.The high temperature of the crystallized alloy roll off from the rolls (from 500 to 700 ° C) leads to sintering of the alloy plates in the technological container, prolonged cooling and the need for subsequent multi-stage grinding of the alloy obtained in crushers.

Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно, повышение качества получаемого материала за счет предотвращение спекания пластин сплава при одновременном обеспечении частичного измельчения и очистки от поверхностного окисного налета.The objective of this utility model is to eliminate these drawbacks, namely, improving the quality of the resulting material by preventing sintering of the alloy plates while providing partial grinding and cleaning from surface oxide plaque.

Указанная задача решается за счет того, что устройство для разливки сплавов комплексных модификаторов и лигатур, содержащее два установленных с возможностью вращения навстречу друг другу охлаждаемых валка с ребордами, расположенными на противоположных торцах валков с образованием сопряженными поверхностями валков и This problem is solved due to the fact that the device for casting alloys of complex modifiers and alloys, containing two cooled rolls installed with the possibility of rotation towards each other with flanges located on opposite ends of the rolls with the formation of the mating surfaces of the rolls and

реборд емкости для расплава и поверхностей для кристаллизации двух профилей, согласно полезной модели, устройство снабжено реверсивно вращаемой водоохлаждаемой емкостью для сухого охлаждения закристаллизовавшегося сплава, на внутренней поверхности которой закреплены наклонные лопасти и встроены ковшовые захваты, а на торцевой стенке выполнено центральное отверстие для загрузки и разгрузки сплава.the flange of the vessel for the melt and surfaces for crystallization of two profiles, according to the utility model, the device is equipped with a reversibly rotatable water-cooled tank for dry cooling of the crystallized alloy, on the inner surface of which inclined blades are fixed and bucket grips are built in, and a central opening for loading and unloading is made on the end wall alloy.

Использование дополнительного охладителя позволяет снизить температуру полученного материала с 500-700°C до 50°C. Поскольку сплавы модификаторов и лигатур не обладают пластическими свойствами, то в процессе охлаждения и перемещения посредством внутренних ребер охладителя они частично измельчаются, а при переключении направления вращения охладителя возвращаются этими же ребрами к разгрузочному окну при одновременном частичном измельчении.Using an additional cooler reduces the temperature of the resulting material from 500-700 ° C to 50 ° C. Since alloys of modifiers and ligatures do not have plastic properties, they are partially crushed during cooling and movement by means of internal cooler fins, and when switching the direction of rotation of the cooler, these fins return to the discharge window with simultaneous partial grinding.

Получаемые на данной установке сплавы на основе ферросилиция, ферроникеля, никеля или железомедной основе, со щелочноземельными и редкоземельными металлами содержат элементы, которые не допускают контакта с водой, так как в этом случае активные компоненты, такие как SiMg, SiCa, Si(PM3) и др., вступая в реакцию с водой, частично разлагаются с выделением водорода. Указанные реакции не только ухудшают качество получаемого материала, но и создают угрозу взрыва. Поэтому вместо широко известных установок мокрого охлаждения требуется применение сухого охлаждения.The alloys obtained on this installation based on ferrosilicon, ferronickel, nickel or an iron-copper base, with alkaline earth and rare earth metals contain elements that do not allow contact with water, since in this case active components such as SiMg, SiCa, Si (PM3) and others, reacting with water, partially decompose with the release of hydrogen. These reactions not only worsen the quality of the material obtained, but also create an explosion hazard. Therefore, instead of the well-known wet cooling systems, the use of dry cooling is required.

Заявленная совокупность признаков полезной модели обеспечивает достижение следующего технического результата: повышение качества получаемого материала за счет предотвращения спекания пластин сплава при одновременном обеспечении частичного измельчения.The claimed combination of features of the utility model ensures the achievement of the following technical result: improving the quality of the material obtained by preventing sintering of the alloy plates while providing partial grinding.

Проведенные патентные исследования показали соответствие заявляемого устройства критерию «новизна».Conducted patent studies have shown compliance of the claimed device with the criterion of "novelty."

Указанное устройство также соответствует критерию «промышленная применимость».The specified device also meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен внешний вид устройства для разливки комплексных сплавов, на фиг. 2 показана емкость-кристаллизатор со снятым укрытием, а на фиг. 3 показан в разрезе вторичный охладитель.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the appearance of a device for casting complex alloys, FIG. 2 shows a mold tank with a cover removed, and FIG. 3 shows a sectional view of a secondary cooler.

Указанное устройство содержит в едином конструктивном исполнении, на единой подвижной платформе: емкость-кристаллизатор 1 для приема и кристаллизации жидкого сплава, образованную поверхностями двух сопряженных, вращающихся навстречу потоку сплава, подаваемого по заливочному желобу 2, водоохлаждаемых валков 3 с ребордами 4 (см. фиг. 2), расположенными на противоположных торцах валков, на поверхностях которых в процессе вращения валков «намораживаются» из расплава две, расходящиеся в противоположные стороны, полосы закристаллизовавшегося сплава толщиной до 5 мм, который для вторичного сухого охлаждения, поступает посредством пластинчатого конвейера 5 во вторичный охладитель 6.The specified device contains in a single design, on a single movable platform: a mold tank 1 for receiving and crystallizing a liquid alloy formed by the surfaces of two conjugated, rotating towards the alloy flow supplied through the casting groove 2, water-cooled rolls 3 with flanges 4 (see Fig. .2), located on opposite ends of the rolls, on the surfaces of which, during the rotation of the rolls, two bands of crystallized “are frozen” from the melt, diverging in opposite directions alloy up to 5 mm thick, which for secondary dry cooling, enters through a plate conveyor 5 into the secondary cooler 6.

Вторичный охладитель 6 для сухого охлаждения выполнен в виде реверсивно вращаемой емкости с водоохлаждаемыми стенками: одна торцевая стенка глухая и служит для крепления приводного вала вращения охладителя 6 вокруг горизонтальной оси, подачи и слива охлаждающей жидкости, а другая торцевая стенка имеет центральное отверстие 8, служащее загрузочным и разгрузочным окном, и перекидной лоток 10 для приема с конвейера 5 охлаждаемого сплава и его разгрузки из охладителя 6 в технологическую тару 9.The secondary cooler 6 for dry cooling is made in the form of a reversibly rotatable tank with water-cooled walls: one end wall is blind and serves to fasten the drive shaft of rotation of the cooler 6 around a horizontal axis, supply and discharge of coolant, and the other end wall has a Central hole 8, serving boot and a discharge window, and a flip tray 10 for receiving from the conveyor 5 a cooled alloy and its unloading from the cooler 6 into the technological container 9.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

На вращающиеся валки 3 с ребордами 4, образующими емкость кристаллизатора по заливочному желобу 2 подается расплав. «Намораживающиеся» на валках 3 полосы закристаллизовавшегося сплава расходятся в разные стороны и поступают на пластинчатый конвейер 5, подающий куски сплава по перекидному лотку 10 (фиг. 3) через загрузочное окно 8 в полость вторичного охладителя 6.On the rotating rolls 3 with flanges 4, forming the mold capacity through the casting groove 2, a melt is supplied. The bands of crystallized alloy “freezing” on the rolls 3 diverge in different directions and enter the plate conveyor 5, which feeds the alloy pieces along the overflow tray 10 (Fig. 3) through the loading window 8 into the cavity of the secondary cooler 6.

Вторичное сухое охлаждение сплава до температуры не более 50°C происходит за счет конвективного и контактного теплообмена с внутренней водоохлаждаемой стенкой охладителя 6 в процессе перемешивания и перемещения сплава от входного отверстия к задней торцевой стенке посредством ряда стальных лопастей 7, закрепленных в определенном порядке на его внутренней стенке под определенными углами к оси вращения охладителя 6. На фиг. 3 показано, что стальные лопасти 7 закреплены на ковшовых захватах 11, которые, в свою очередь, закреплены на внутренней стенке. Поскольку комплексные сплавы модификаторов и лигатур не обладают пластическими свойствами и весьма хрупки, в процессе схода с валков 3 кристаллизатора 1 на конвейер 5 и перемешивания в охладителе 6 они частично измельчаются. Охлажденный сплав, в виде кусков пластин произвольной формы размером преимущественно от 20 до 100 мм в плане и толщиной от 1 до 5 мм, после переключении направления вращения охладителя 6 и перевода перекидного лотка 10 в положение разгрузки, с помощью тех же лопастей 7, перемещается в обратную сторону к разгрузочному окну 8, посредством встроенных ковшевых захватов 11 и перекидного лотка 10 попадает в технологическую тару 9, далее сплав может быть использован по назначению без дополнительного дробления.Secondary dry cooling of the alloy to a temperature of not more than 50 ° C occurs due to convective and contact heat exchange with the internal water-cooled wall of the cooler 6 during mixing and moving the alloy from the inlet to the rear end wall through a series of steel blades 7 fixed in a certain order on its internal the wall at certain angles to the axis of rotation of the cooler 6. In FIG. 3 it is shown that the steel blades 7 are fixed on the bucket grippers 11, which, in turn, are fixed on the inner wall. Since complex alloys of modifiers and ligatures do not have plastic properties and are very fragile, they are partially crushed during descent from the rolls 3 of the mold 1 to the conveyor 5 and mixing in the cooler 6. Cooled alloy, in the form of pieces of plates of arbitrary shape, mainly from 20 to 100 mm in size and 1 to 5 mm thick, after switching the direction of rotation of the cooler 6 and transferring the cross over tray 10 to the unloading position, using the same blades 7, it moves to the reverse side to the unloading window 8, through the built-in bucket grippers 11 and the overflow tray 10 enters the technological container 9, then the alloy can be used for its intended purpose without additional crushing.

Claims

A device for casting alloys of complex modifiers and ligatures, containing two cooled rolls mounted with the possibility of rotation towards each other with flanges located on opposite ends of the rolls with the formation of a reservoir for the melt and surfaces for crystallization of two profiles with mating surfaces, characterized in that it equipped with a reversibly rotatable water-cooled tank for dry cooling of crystallized alloy, on the inner surface of which are fixed The blades and bucket grips are integrated, and a central hole is made on the end wall for loading and unloading the cooled alloy.