RU2060096C1

RU2060096C1 - Core for obtaining hollow ingot

Info

Publication number: RU2060096C1
Application number: RU94015205A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Орленко; Ю.И. Рубенчик; В.П. Золотов
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: core has hollow body, base, central refrigerating member and refractory coating and is further provided with longitudinal deformable members positioned on core body working surface. Deformable members have arc-shaped section with arc ends received in longitudinal slots having dovetail section. Core allows hollow ingot with opening of regular shape and predetermined sizes, free of shrinkage cracks to be obtained. EFFECT: increased efficiency and improved quality of ingots. 3 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению полых слитков. The invention relates to foundry, in particular to the manufacture of hollow ingots.

Применение известного стержня для получения полых слитков приводит к образованию в них усадочных трещин и искажению геометрии отверстия из-за выпучивания внутрь обечайки от нагрева и действия металлостатического давления жидкого металла. Обечайка и сердечник (при заклинивании его обечайкой) из слитка не могут быть извлечены. Использование пустотелой обечайки с увеличенной толщиной стенки для обеспечения прочности по отношению к металлостатическому давлению приводит к поражению полого слитка усадочными трещинами из-за затрудненной усадки корочки затвердевающего вокруг стержня металла и из слитка обечайка не извлекается. The use of the known rod for producing hollow ingots leads to the formation of shrinkage cracks in them and to distort the geometry of the hole due to buckling inside the shell from heating and the action of the metallostatic pressure of the liquid metal. The shell and core (when jammed by the shell) cannot be removed from the ingot. The use of a hollow shell with an increased wall thickness to ensure strength with respect to metallostatic pressure leads to the defeat of the hollow ingot by shrinkage cracks due to difficult shrinkage of the crust of the metal hardening around the core and the shell is not removed from the ingot.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является стержень для получения полого слитка, содержащий полый корпус, выполненный на рабочей поверхности многогранным с гранями, вогнутыми внутрь, основание и центральный элемент-холодильник. Отношение периметра рабочей поверхности полого корпуса в поперечном сечении к длине окружности, описанной вокруг его граней равно 1,02-1,03, а стрела прогиба грани равна 1-3 мм при отношении ширины грани к стреле прогиба, равном 8-10. Closest to the proposed invention by technical essence is a rod for receiving a hollow ingot containing a hollow body, made on the working surface multifaceted with faces concave inward, the base and the central element of the refrigerator. The ratio of the perimeter of the working surface of the hollow body in cross section to the circumference described around its faces is 1.02-1.03, and the arrow of deflection of the face is 1-3 mm with the ratio of the width of the face to the arrow of deflection equal to 8-10.

Применение известного стержня для получения полых слитков без усадочных трещин требует точного выполнения сложной рабочей поверхности стержня, что трудно выполнимо при нанесении на его поверхность защитного огнеупорного покрытия и может быть уменьшена стрела прогиба, что приведет к появлению усадочных трещин. Гарантированное увеличение стрелы прогиба против требуемой величины приводит к искажению геометрии отверстия в полом слитке получение многоугольника с вогнутыми гранями. The use of a known rod for producing hollow ingots without shrinkage cracks requires the precise execution of a complex working surface of the rod, which is difficult to apply when a protective refractory coating is applied to its surface and the deflection arrow can be reduced, which will lead to the appearance of shrinkage cracks. The guaranteed increase in the deflection arrow against the required value leads to a distortion of the geometry of the hole in the hollow ingot, obtaining a polygon with concave faces.

Цель изобретения получение полых слитков литьем без усадочных трещин на внутренней поверхности. The purpose of the invention is the production of hollow ingots by casting without shrinkage cracks on the inner surface.

Техническим результатом изобретения является возможность использования цельных толстостенных металлических стержней для формирования отверстия в полом слитке правильной формы, точных размеров и без усадочных трещин. The technical result of the invention is the ability to use solid thick-walled metal rods to form holes in the hollow ingot of the correct shape, accurate size and without shrinkage cracks.

Технический результат достигается тем, что стержень для получения полого слитка, содержащий полый корпус, основание, центральный элемент-холодильник и огнеупорное покрытие, снабжен продольными деформируемыми элементами, установленными на рабочей поверхности корпуса стержня и имеющими в поперечном сечении форму дуги, концы которой расположены в продольных пазах, имеющих в поперечном сечении форму ласточкиного хвоста. The technical result is achieved by the fact that the rod for obtaining a hollow ingot containing a hollow body, a base, a central refrigerator element and a refractory coating is provided with longitudinal deformable elements mounted on the working surface of the rod body and having a cross-section in the form of an arc, the ends of which are located in longitudinal grooves having a dovetail shape in cross section.

Деформируемые элементы, расположенные на рабочей поверхности стержня и выступающие в полость формы, увеличивают периметр затвердевающего вокруг стержня слоя металла в поперечном сечении по сравнению с периметром окружности полого корпуса стержня.Это увеличение периметра компенсирует величину усадочных деформаций в затвердевшем вокруг стержня слое металла за счет смятия деформируемых элементов в продольный паз заподлицо с рабочей поверхностью стержня. Усадочные деформации в затвердевшем вокруг стержня слое металла направлены не на уменьшение диаметра стержня, а на выравнивание периметра затвердевшего вокруг стержня слоя металла до формы правильной окружности при неизменном диаметре стержня за счет смятия деформируемых элементов. Это позволяет применять цельный толстостенный полый корпус стержня для получения полых слитков с отверстием правильной формы, точных размеров и без усадочных трещин. Deformable elements located on the working surface of the rod and protruding into the cavity of the mold increase the perimeter of the metal layer hardening around the rod in cross section compared to the perimeter of the circumference of the hollow body of the rod.This increase in the perimeter compensates for the amount of shrinkage deformation in the metal layer hardened around the rod due to the deformation elements in the longitudinal groove flush with the working surface of the rod. Shrinkage deformations in the metal layer hardened around the rod are not aimed at reducing the diameter of the rod, but at aligning the perimeter of the metal layer hardened around the rod to the shape of a regular circle with a constant diameter of the rod due to crushing of the deformable elements. This allows the use of a solid thick-walled hollow rod body to obtain hollow ingots with a hole of the correct shape, exact size and without shrinkage cracks.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant has not found an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention, and the definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to the seen lem the technical result of the distinguishing features in the claimed object set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству. To verify the conformity of the claimed invention to the requirements of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention for a specialist does not follow explicitly from the prior art. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.

На фиг. 1 изображен стержень в исходном положении, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, после окончания кристаллизации; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the rod in the initial position, a cross section; in FIG. 2 the same, after crystallization is completed; in FIG. 3, section AA in FIG. 1.

Стержень состоит из полого корпуса 1, основания 2, центрального элемента-холодильника 3, деформируемых элементов 4, имеющих в поперечном сечении форму дуги, концы которой расположены в продольных пазах 5, имеющих в поперечном сечении форму ласточкиного хвоста, а рабочая часть дуги выходит за пределы внешней рабочей поверхности стержня. Деформируемые элементы 4 имеют возможность переместиться в продольный паз 5, заняв положение заподлицо с рабочей поверхностью стержня (фиг.2). Рабочая поверхность стержня имеет защитное огнеупорное покрытие 6. The core consists of a hollow body 1, a base 2, a central refrigerator element 3, deformable elements 4 having an arched cross-section, the ends of which are located in longitudinal grooves 5 having a dovetail cross-section, and the working part of the arc extends beyond outer working surface of the rod. Deformable elements 4 have the ability to move into the longitudinal groove 5, having taken a position flush with the working surface of the rod (figure 2). The working surface of the rod has a protective refractory coating 6.

Стержень работает следующим образом. The core works as follows.

При затвердевании слитка в затвердевшем на поверхности стержня слое металла начинают действовать усадочные деформации. Свободному протеканию их в радиальном направлении к оси стержня препятствует жесткая конструкция полого корпуса 1 стержня. Усадочные перемещения в затвердевшем вокруг стержня слое металле уменьшение периметра слоя металла, затвердевшего вокруг рабочей поверхности стержня с выступающими частями деформируемых элементов протекают за счет уменьшения его размеров путем смятия деформируемых элементов 4 и их укладки в продольные пазы 5 заподлицо с рабочей поверхностью полого корпуса 1 стержня. По мере усадки металла и смятия деформируемых элементов затвердевающая вокруг стержня поверхность металла приобретает, выравниваясь, форму окружности по внешней рабочей поверхности стержня без образования трещин. После затвердевания слитка производят извлечение стержня путем подрыва изложницы со слитком. When the ingot solidifies in a metal layer hardened on the surface of the rod, shrinkage deformations begin to act. Their free flow in the radial direction to the axis of the rod is impeded by the rigid structure of the hollow body 1 of the rod. Shrinkage movements in the metal which has hardened around the rod, the perimeter of the metal layer hardened around the working surface of the rod with protruding parts of the deformable elements proceeds by reducing its size by squeezing the deformable elements 4 and laying them in longitudinal grooves 5 flush with the working surface of the hollow body 1 of the rod. As the metal shrinks and the deformable elements are crushed, the metal surface hardening around the rod acquires, aligning, the shape of a circle along the outer working surface of the rod without cracking. After solidification of the ingot, the rod is removed by undermining the ingot mold.

Применение данного стержня для получения полого слитка позволяет получать в нем отверстие правильной формы, точных размеров и без усадочных трещин. The use of this rod to obtain a hollow ingot allows you to get a hole in it of the correct shape, exact size and without shrinkage cracks.

Claims

A core for receiving a hollow ingot, comprising a hollow body, a base, a central refrigerator element and a refractory coating, characterized in that it is provided with longitudinal deformable elements mounted on the working surface of the body and having a cross-section in the form of an arc, the ends of which are located in longitudinal grooves, having a dovetail shape in cross section.