RU2003431C1

RU2003431C1 - Форма дл центробежного лить прокатных валков

Info

Publication number: RU2003431C1
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Свистунов; мов Валентин Андреевич Р; Владимир Васильевич Грамматчиков; ков Владимир Иванович Комл; Галина Николаевна Свистунова; Виталий Кириллович Парфенюк
Original assignee: Украинский научно-исследовательский институт металлов; Кушвинский завод прокатных валков
Priority date: 1992-04-20
Filing date: 1992-04-20
Publication date: 1993-11-30

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, конкретнее к литейному производству, и предназначено дл центробежного .лить прокатных валков. Дл повышени качества прокатных валков предложена форма дл центробежного лить прокатных валков, содержаща установленные в гильзу кокиль дл формировани бочки валка и две двухслойные вставки дл формировани шеек валка Отличительной особенностью формы вл етс то, что внутренний слой вставок выполнен из чугуна толщиной , определ емой по зависимости: (K.-D-HC где b - толщина чугунного сло вставки. Тим; К - коэффициент, равный {3.4-4.0} 10 51/мм; D - средний диаметр рабочей поверхности вставки, мм; К - коэффициент, равный 2075 - 2832, мм; К - коэффициент, равный 11,0 - 15Д мм, а наружный слой выполнен из теплоизол ционной смеси толщиной не менее толщины внутреннего сло вставки, 1 ил.

Description

Изобретение относитс к металлургии, а именно к литейному производству.

Известна форма дл центробежного лить (за вка Японии № 56-34379, кл. В 22 О 13/10), состо ща из внешней „цилиндрической формы, втулки с выступом и двух форм дл шеек валка.

При этом вставки дл формировани шеек валка двухслойные: наружный слой выполнен из чугуна, внутренний - из тепло- изол ционного материала - формовочной смеси.

Недостатком этого аналога можно считать использование формовочной смеси дл формировани поверхности шеек, так как это приводит к значительным пригарам на поверхности шеек и требует увеличени припусков на механическую обработку, повышает трудоемкость ее проведени .с

Известна также форма дл центробеж- ного лить прокатных валков с шейками (см. а,с. СССР № 1364392, кл. В 22 D 13/00, опубликовано 07.01.88. Бюл. Мг 1), содержаща корпус с вставленной втулкой, формирующей бочку, опоки дл шеек и торцовые крышки. Перед заливкой расплава форму предварительно вращают с номинальной частотой а вертикальном положении. Сор и остатки формовочной смеси, осыпавшиес на дно формы при ее вращении, перед за ливкой расплава под действием центробежных сил смещаютс на периферию и концентрируютс в кольцевой конической полости.

Недостатком описанного аналога вл - етс наличие концевой конической полости только в нижней шейке, так как при заливке металла из опоки дл верхней шейки происходит вымывание частичек формовочной смеси, которые попадают в полость .бочки валка, в результате чего происходит брак по засорим в бочке. Кроме того, под действием центробежных сил жидкий металл может выдавливать сор из кольцевой полости, в результате чего происходит засорение от- ливки неметаллическими включени ми. В то же врем наличие такой полости не предотвращает образовани трудноуда имого аригара на шейках валка.

Наиболее близким по технической сущ- кости к за вл емому вл етс металличе- :ка форма дл центробежно-литого валка 1, включающа изложницу и металлические вставки дл формировани профил бочки валка, нижней шейки и верхней с при- былью шейки, облицованные слоем титана, а также крышки и креп щие их замки.

К существенным недостаткам прототипа необходимо отнести применение толстостенных металлических вставок, в

результате чего происходит интенсивный отбор тепла с образованием отбела на шейках валка. Применение облицовочного сло из титана, действующего как сильны кар- бидообразующий, усиливает эффект отбе- ливаемости. В результате этого, как правило, на валке образуютс трещины, валок бракуетс . Кроме того, при такой схеме затвердевани верхн шейка валка затвердевает раньше нижней шейки и бочки валка, нарушаетс направленность затвердевани , в теле валка образуетс усадочна раковина, делающа невозможным использование отливки.

Явл сь сильным демодификатором, попада в расплав, титан вызывает изменение формы графита, что способствует повышению брака валков. Кроме того, применение титана при литье валков экономически нецелесообразно.

В процессе прокатки шейки валков испытывают значительные изгибающие усили , поэтому структура шеек валков должна быть без отбела и обеспечивать прочность и в зкость.

Целью изобретени в етс повышение качества отливаемых на центробежных машинах прокатных валков при снижении расходов по переделам.

Дл решени поставленной задачи в форме дл центробежного лить прокатных валков, содержащей установленные в гильзу кокиль дл формировани бочки валка и двухслойные вставки дл формировани шеек валка, внутренний слой вставок выполнен мз чугуна толщиной, определ емой по зависимости

b KrDcp(K2-Dcp)-K3, где b -толщина чугунного сло вставки, мм; Ki - коэффициент, равный (3,44 ,0),-; мм

Dcp - средний диаметр рабочей поверхности вставки, мм;

Кг - коэффициент, равный 2075- 2832, мм;

Кз - коэффициент, равный 11,0-15,5 мм, а наружный слой выполнен из теплоизол ционной смеси толщиной не менее толщины внутреннего сло вставки.

w

Выполнение вну1реннего сло вставки из чугуна толщиной, определ емой по предложенной зависимости в сочетании с теплоизол ционной смесью в качестве наружного сло , способствует замедленной кристаллизации металла в шейках валка, в результате чего в них отсутствует выделение свободного цементита, что повышает прочность и в зкость шеек валков.

Ki, K2 и Кз - эмпирические коэффициенты , полученные экспериментальным путем .

Выбор граничных значений коэффициентов обусловлен тем, что при толщине внутреннего сло вставки при значени х Ki, «2 и Кз меньших их нижних пределов происходит приваривание отливки к вставке, при значени х, превышающих верхние пределы Ki, Ка и Кз, выдел етс свободный цементит, происходит отбел шеек валка. При толщине наружного сло менее толщины внутреннего сло чугунный слой совместно с теплоизол ционной смесью не работает как теплоизол тор, что приводит к ускоренному охлаждению шеек и способствует их отбелу. Максимальна толщина наружного сло определ етс размерами формы.

На чертеже изображена предлагаема форма, продольное сечение.

Форма содержит гильзу 1, в которую установлены кокиль 2 дл формировани бочки валка и две конические двухслойные вставки, кажда из которых состоит из внутреннего чугунного сло 3 толщиной Ь, завиимой от среднего диаметра Dcp рабочей поверхности вставки, и наружного сло 4, выполненного из теплоизол ционной смеи . На одном торце формы имеетс крышка с входным отверстием, на противоположном торце - глуха крышка 6.

В первый момент после заливки жид- кого металла за счет его охлаждени на рабочей поверхности чугунного сло 3 образуетс корочка металла. Затем чугунный лой прогреваетс до высоких температур, а так как затем имеетс слой 4 материала с высоким тепловым сопротивлением, то отвод тепла от чугунного сло 3 практически прекращаетс . За счет подпора тепла из глубинных слоев металла корочка расплав етс , чугунный слой совместно с теплозол ционным начинает работать как еплоизол тор, в результате чего кристализаци происходит замедленно, выделение свободного цементита в шейках валка тсутствует, прочность „и в зкость шеек, а

Claims

Формула изобретени

ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, содержаща установленные в гильзе кокиль дл формировани бочки валка и двуслойные вставки дл формировани шеек валка, отличающа с тем, что внутренний слой вставок выполнен из чугуна толщиной Ь. определ емой из соотношени

следовательно и качество отливок, повышаютс .

Испытани за вл емой литейной формы проводились в вальцелительном цехе 5 Кушвинского завода прокатных валков.

Собранна и подготовленна к заливке форма устанавливалась на центробежную машину и приводилась во вращение.

Вращающуюс форму заливали после0 довательно двум порци ми чугуна дл получени биметаллической отливки, Химический состав чугуна рабочего сло валка следующий, мас.%: углерод 3,44; кремний 1.63; Марганец 0,47; фосфор 0,14; сера 0,02;

5 хром 0,31; никель 2,21; магний 0,02. Состав

чугуна внутреннего сло и шеек валка,

мас.%; углерод 3,23; кремний 1,72; фосфор

0,11; сера 0.01; марганец 0,52; магний 0,03.

После затвердевани и охлаждени от0 ливки ее извлекали из формы. В процессе механической обработки заготовок от нижнего торца бочки и шеек валков отбирались темплеты дл анализа структуры и свойств металла отливок.

5 Дл отливки валков с диаметром бочки 660 мм и средним диаметром шейки 320 мм использовали вставки со следующими толщинами чугунного сло :

Ь - 3,4 105 -320(2075 - 320) - 11,0 - 8 мм,

0 Ь 3,7-105-320(2454- 320)- 13 12 мм, Ь 4-10 s-320(2832-320)-15,5 17 мм. Дл наружного сло использовали теплоизол ционную смесь следующего состава , %: вспученный перлит 58; древесна

5 мука 20; огнеупорна глина 8; вода остальное .

Сваривание вставок с металлом отливки и отбел не наблюдались. Таким образом , как показали данные опытных

0 испытаний, за вл емое изобретение повышает качество отливки, способствует росту эксплуатационной стойкости прокатных валков, производительности прокатных станов , выходу годного проката, снижению за5 трат при изготовлении валков.

(56) Авторское свидетельство СССР № 1329901, кл. В 22 D 13/02, 1987.

50,

55

b Ki Dcp(K2-DCp)-K3, где Ki (3,4 - 4,0) - кбэффици- ент;

Dcp - средний диаметр рабочей поверхности вставки, мм; К2 2075 - 2832 мм, коэффициент; Кз 11,0 - 15,5 мм, коэффициент, а наружный слой выполнен из теплоизол ционной смеси толщиной не менее толщи- ш внутреннего сло вставки.