RU2027537C1

RU2027537C1 - Continuous casting method

Info

Publication number: RU2027537C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Степанович Дорошенко; Николай Иванович Шейко
Priority date: 1991-09-16
Filing date: 1991-09-16
Publication date: 1995-01-27

Abstract

FIELD: manufacturing of hollow billet crystallizer lined with sand filler by vacuum-film molding method. SUBSTANCE: method involves forming billet cavity by composite core manufactured by vacuum-film molding method; vacuumizing in sequence core portions contacting molten metal; ceasing evacuation of core portions upon hardening of metal layer contacting with core. EFFECT: wider operational capabilities and increased efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к непрерывному литью полых заготовок. The invention relates to foundry, in particular to the continuous casting of hollow billets.

Известен способ непрерывного литья в облицованный кристаллизатор. A known method of continuous casting in a lined mold.

Однако этим способом не предусмотрено получение полых отливок, например труб. При возможном использовании стержней из смесей со связующим из-за газотворности смеси получить стабильное качество отливок не представляется возможным. However, this method does not provide for the production of hollow castings, for example pipes. With the possible use of rods from mixtures with a binder, it is not possible to obtain a stable quality of castings due to the gas content of the mixture.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей непрерывного литься с использованием вакуумно-пленочной формовки (ВПФ). The aim of the invention is to expand the technological capabilities of continuous casting using vacuum film molding (HFF).

Цель достигается тем, что в способе непрерывного литья, при котором получают кристаллизатор для полых заготовок, облицованный песчаным наполнителем по методу ВПФ, полость заготовки формируют составным стержнем, изготовленным по методу ВПФ, при этом поочередно вакуумируют лишь участки песчаного стержня, контактирующие с расплавленным металлом, и прекращают вакуумирование этих участков после затвердевания контактирующих со стержнем слоев металла. The goal is achieved in that in the continuous casting method, in which a mold for hollow billets is obtained, lined with a sand filler according to the VPF method, the billet cavity is formed by a composite rod made according to the VPF method, while only portions of the sand rod in contact with the molten metal are evacuated, and stop the evacuation of these areas after the solidification of the metal layers in contact with the rod.

Такое техническое решение обеспечивает получение полых отливок непрерывным литьем. Составной "непрерывный" стержень обеспечивает формирование полости отливки и вакуумируется лишь на этапе формовки, сборки и на тех участках, которые соприкасаются с жидким металлом и на которых формируются твердые слои или корка отливки. Вакуумировать другие области стеpжня нет необходимости после образования твердой структуры отливки. Кроме того, без прекращения вакуумирования стержня за пределами формообразующих участков, без перекрывания центрального коллекторного канала стержня со стороны затвердевшей отливки нельзя достичь необходимой интенсивности вакуумирования и обеспечить прочность песчаной облицовки, так как при удалении стержня из отливки в центральный канал будет подсасываться избыточный объем воздуха. Благодаря предложенному способу, можно получать не только отливки с постоянной формой сечения по длине, но и с полостью, имеющей сложную поверхность. Such a technical solution ensures the production of hollow castings by continuous casting. The composite “continuous” core ensures the formation of the cavity of the casting and is evacuated only at the stage of molding, assembly and in those areas that come into contact with liquid metal and in which solid layers or crust of the casting are formed. There is no need to vacuum other areas of the rod after the formation of the solid structure of the casting. In addition, without stopping the evacuation of the rod outside the forming sections, without blocking the central collector channel of the rod from the side of the hardened casting, it is impossible to achieve the necessary vacuum intensity and ensure the strength of the sand lining, since when the rod is removed from the casting, an excess volume of air will be sucked into the central channel. Thanks to the proposed method, it is possible to obtain not only castings with a constant cross-sectional shape along the length, but also with a cavity having a complex surface.

На фиг. 1 изображен кристаллизатор установки непрерывного литья труб, разрез; на фиг.2 - кристаллизатор при получении отливок вентиля непрерывным литьем; на фиг. 3 - схема стыковки частей стержня; на фиг.4 - клещевой патрубок для подключения стержня к вакуум-сети. In FIG. 1 shows a mold of a continuous pipe casting installation, section; figure 2 - mold upon receipt of the castings of the valve by continuous casting; in FIG. 3 is a diagram of the joining of parts of the rod; figure 4 - tick pipe for connecting the rod to the vacuum network.

Для получения отливки трубы 1 используют известные конструкции кристаллизаторов 2, имеющих облицовку, полученную ВПФ (синтетическая пленка не показана). Стержень 3 выполнен составным из частей, изготовленных ВПФ. Каждая часть имеет сквозной перфорированный вакуум-провод 4. Для заливки используют желоб или металлопровод 5. Отливка вентиля 6 показана на фиг.2. Вакуум-провод 4 имеет отверстия 7 для вакуумирования песка. Клещевым патрубком 8 через щелевые клапаны 9 подключают вакуум-провод к внешней вакуум-сети. Клапаны 9 и торцевой клапан 10 на патрубке 11 обеспечивают отсос газов лишь по направлению из стержня и закрывают при обратном движении газов. При транспортировке части 12 стержня дно вакуум-провода закрывают, например, крышкой из тонкой жести. Вакуум-провод 4 каждой части стержня имеет реечный механизм закрывания вакуум-провода нижней части, состоящий из пружины 13, реечных упоров 14, связанных шарнирно между собой и штоком 16. Патрубок 11 имеет два щелевых отверстия 15, в которых продеваются упоры 14 и подпираются в закрытом состоянии створками патрубка 8 - это обеспечивает фиксацию пружины 13 в сжатом состоянии. Шток 16 имеет упор-крышку 17, выполненную по размеру створок клапана 10. При движении штока 16 вниз за счет энергии пружины 13 и веса реечного механизма происходит закрывание клапана 10, нижнего по отношению к вакуумируемым участкам стержня. To obtain the casting of the pipe 1, well-known designs of crystallizers 2 are used, having a lining obtained by VPF (a synthetic film is not shown). The rod 3 is made integral of parts made by VPF. Each part has a perforated through-hole vacuum wire 4. For casting, use a chute or metal wire 5. Casting of valve 6 is shown in FIG. 2. The vacuum wire 4 has openings 7 for evacuating sand. Tick-shaped pipe 8 through slotted valves 9 connect the vacuum wire to an external vacuum network. The valves 9 and the end valve 10 on the pipe 11 provide the suction of gases only in the direction from the rod and close during the reverse movement of gases. When transporting the rod portion 12, the bottom of the vacuum wire is closed, for example, with a thin sheet lid. The vacuum wire 4 of each part of the rod has a rack mechanism for closing the vacuum wire of the lower part, consisting of a spring 13, rack stops 14, pivotally connected to each other and the rod 16. The pipe 11 has two slotted holes 15 in which the stops 14 are inserted and supported in when closed, the valves of the pipe 8 - this ensures the fixation of the spring 13 in a compressed state. The rod 16 has an emphasis-cover 17, made according to the size of the valve flaps 10. When the rod 16 moves down due to the energy of the spring 13 and the weight of the rack mechanism, the valve 10 closes, which is lower with respect to the evacuated portions of the rod.

Способ предлагается реализовать для получения отливок труб 1 или вентилей 6. Облицованный методом ВПФ кристаллизатор 2 получают одним из известных способов, например, из составных полуформ, собранных в конвейер. Стержень 3 выполняют из частей, изготовленных методом ВПФ также одним из известных способов, стержень вакуумируют при помощи перфорированного вакуум-провода 4. Рабочую полость образуют между кристаллизатором 2 и стержнем 4 и заливают ее металлом по желобу-металлопроводу 5. The method is proposed to be implemented to produce castings of pipes 1 or valves 6. The mold 2 lined with the HF method is obtained by one of the known methods, for example, from composite half-molds assembled in a conveyor. The rod 3 is made of parts manufactured by the HF method also by one of the known methods, the rod is evacuated using a perforated vacuum wire 4. A working cavity is formed between the mold 2 and the rod 4 and it is filled with metal through the metal-channel groove 5.

Стержень 3 последовательно собирают из частей, устанавливая одну часть на другую по мере заливки - затвердевания отливки. Длина вакуумируемой части стержня должна быть больше длины зоны заливки - затвердевания стержня. При этом нижняя часть окружена твердым металлом и жестко зафиксирована, а верхняя часть стержня удерживается и центрируетcя, например, манипулятором. Стержень 3, облицованный методом ВПФ (синтетическая пленка не показана) вакуумируют через отверстия 7 вакуум-провода 4, который подключают клещевым патрубком 8 к внешней вакуумности. Вакуум-провод имеет щелевые клапаны 9 и торцевой клапан 10 известной конструкции. Резиновые прокладки этих клапанов отклоняются в сторону от полости вакуум-провода и обеспечивают выход газов из полости. При обратном движении газов клапаны плотно закрываются. The rod 3 is successively assembled from parts, installing one part on another as the casting solidifies. The length of the evacuated part of the rod should be greater than the length of the casting zone - solidification of the rod. In this case, the lower part is surrounded by solid metal and is rigidly fixed, and the upper part of the rod is held and centered, for example, by a manipulator. The core 3, faced with the VPF method (a synthetic film is not shown) is vacuumized through the openings 7 of the vacuum wire 4, which is connected with a tick pipe 8 to external vacuum. The vacuum wire has slotted valves 9 and end valve 10 of known design. The rubber gaskets of these valves deviate to the side of the cavity of the vacuum wire and provide the exit of gases from the cavity. When the gas flows backwards, the valves close tightly.

Вакуумирование вакуум-провода 4 части стержня при ее установке в кристаллизатор осуществляют через клапаны 9, клапан 10 закрыт. При движении стержня вниз (фиг. 3) с одновременной заливкой металла, при приближении клещевого патрубка 8 к зеркалу металла в кристаллизаторе происходят наращивания стержня другой его частью. При этом на верхний патрубок 11 стержня надевают вакуум-провод очередной части 12 стержня (фиг.3). При транспортировании торец вакуум-провода части 12 стержня закрывают крышкой-шибером (не показана) из тонкой жести (толщиной не более 1-2 мм). Evacuation of the vacuum wire 4 of the rod when it is installed in the mold is carried out through valves 9, valve 10 is closed. When the rod moves down (Fig. 3) with simultaneous pouring of metal, as the tick-shaped nozzle 8 approaches the mirror of the metal in the mold, the rod grows with its other part. At the same time, a vacuum wire of the next part 12 of the rod is put on the upper branch pipe 11 of the rod (Fig. 3). During transportation, the end of the vacuum wire of the rod part 12 is closed with a cover-gate (not shown) of thin sheet metal (with a thickness of not more than 1-2 mm).

Часть 12 стержня с крышкой подводят впритык к патрубку 11, крышку-шибер сдвигают и быстро надевают вакуум-провод части 12 на патрубок 11. После этого раздвигают и удаляют клещевой патрубок 8 (клапаны 9 сразу автоматически закрываются) и глубже надевают часть 12 на патрубки 11 до плотного стыка песчаных облицовок частей стержня. Нижняя часть стержня вакуумируется через клапан 10. Part 12 of the rod with the lid is brought close to the nozzle 11, the cover-slide is moved and quickly put the vacuum wire of part 12 on the nozzle 11. After that, the tick-shaped nozzle 8 is opened and removed (the valves 9 immediately automatically close) and put the part 12 on the nozzles 11 deeper to the tight junction of the sand cladding of the parts of the rod. The lower part of the rod is evacuated through valve 10.

Однако, поскольку после затвердевания корки отливки отпадает необходимость в вакуумировании контактирующего с отливкой стержня, то в этой части стержня прекращают вакууирование. Это достигается специальным реечным механизмом, вмонтированным в вакуум-провод каждой части стержня. При транспортировке части стержня пружина 13 механизма сжата и удерживается шарнирно связанными реечными упорами 14, которые через щелевые отверстия 15 выходят за пределы патрубка 11 и упираются во фланец клещевого патрубка 8. После удаления патрубка 8 pеечные упоры 14 несколько продвигаются в отверстие 15, а затем действием пружины 13 и собственного веса реечные упоры 14 поворачиваются в шарнирном соединении и опускают вниз (фиг.3) связанный с ним шток 16, проходящий вдоль всего стержня. Шток 16 имеет упор-крышку 17, которая, опускаясь, прижимает резиновые створки клапана 11 и закрывает его. При этом вакуумируют только две верхние части составного стержня, а нижние не вакуумируют. Это обеспечивает экономию энергии на вакуумирование и способствует последующему удалению стержня при дальнейшей порезке затвердевшей и охлажденной отливки, что производят известными способами. However, since after hardening of the peel of the casting there is no need to evacuate the rod in contact with the casting, vacuuming is stopped in this part of the rod. This is achieved by a special rack and pinion mechanism mounted in the vacuum wire of each part of the rod. When transporting a part of the rod, the spring 13 of the mechanism is compressed and held by pivotally connected rack stops 14, which, through the slotted holes 15, extend outside of the pipe 11 and abut against the flange of the mite pipe 8. After removing the pipe 8, the rack stops 14 move slightly into the hole 15, and then the action springs 13 and their own weight, the rack stops 14 rotate in a swivel and lower down (Fig. 3) the rod 16 connected with it, extending along the entire rod. The stem 16 has an emphasis-cover 17, which, lowering, presses the rubber flaps of the valve 11 and closes it. In this case, only the upper two parts of the composite rod are evacuated, and the lower ones are not evacuated. This saves energy on evacuation and contributes to the subsequent removal of the rod during further cutting of hardened and chilled castings, which is done by known methods.

Изобретение позволяет получать непрерывным литьем различные полые заготовки. Стержень может иметь дополнительные знаки, выходящие по разъему кристаллизатора из двух половин (фиг.2). The invention allows to obtain continuous casting of various hollow billets. The rod may have additional signs extending through the mold connector of two halves (figure 2).

Обеспечить стабильное качество получаемых полых заготовок при использовании составного стержня изготовленного из смесей со связующим, весьма затруднительно из-за высокой газотворности смеси окруженного металлом стержня, трудности центровки, обеспечения достаточно высокой прочности стержня, сложности при выбивке стержня. Эти вопросы решены при изготовлении стержня методом ВПФ с обеспечением присущей технологии ВПФ высокой точности отливок, экологичности и экономичности производства. It is very difficult to ensure the stable quality of the resulting hollow billets when using a composite rod made of mixtures with a binder because of the high gas content of the mixture surrounded by the metal rod, the difficulty of alignment, the sufficiently high strength of the rod, and the difficulty in knocking out the rod. These issues were resolved in the manufacture of the core by the VPF method, while ensuring the inherent VPF technology of high precision castings, environmental friendliness and economic efficiency.

Claims

METHOD OF CONTINUOUS CASTING, including applying the cladding to the mold in the form of a conveyor, pouring metal and holding for hardening, characterized in that the cladding is applied by vacuum-film molding by filling sand onto the conveyor, applying a synthetic film to sand, molding the working cavity and creating sand in the sand working rarefaction, when forming the working cavity, a composite rod is used to form the cavity of the workpiece, made by the method of vacuum-film molding, while only sections of the eraser are evacuated AEs in contact with the molten metal, and after solidifying in contact with the vacuum it layer ceased.