RU2284243C2

RU2284243C2 - Melt metal transporting trough manufacturing method

Info

Publication number: RU2284243C2
Application number: RU2003119807/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Федорович Аносов (RU); Виктор Федорович Аносов; ков Геннадий Васильевич Тел (RU); Геннадий Васильевич Теляков; Николай Владимирович Евсеев (RU); Николай Владимирович Евсеев; Леонид Михайлович Ларионов (RU); Леонид Михайлович Ларионов; Владимир Александрович Нечаев (RU); Владимир Александрович Нечаев; Евгений Емель нович Лавренчук (RU); Евгений Емельянович Лавренчук; Владимир Анатольевич Горбунов (RU); Владимир Анатольевич Горбунов; Валерий Васильевич Евтющенко (RU); Валерий Васильевич Евтющенко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью фирма "Сплав" (ООО ф "Сплав")
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2006-09-27

Abstract

FIELD: metallurgy, namely troughs for casting metals and alloys.

SUBSTANCE: trough for transporting melt metal includes hollow refractory member and housing. Refractory member is made in the form of runner of desired configuration and it is mounted with gap relative to inner cavity of mold. Melt metal is poured into gap for producing housing of trough.

EFFECT: increased useful life period of trough.

5 cl

Description

Предлагаемое изобретение относится к металлургии и может быть использовано при литье металлов и сплавов, в частности алюминия и его сплавов.The present invention relates to metallurgy and can be used in the casting of metals and alloys, in particular aluminum and its alloys.

Для перелива из емкости в емкость, транспортировки жидкого металла из металлургических емкостей в кристаллизаторы используются открытые и закрытые желоба.For overflowing from tank to tank, transporting liquid metal from metallurgical tanks to crystallizers, open and closed gutters are used.

Желоба, как правило, состоят из корпуса, обеспечивающего механическую прочность, и металлотракта (литейного канала), работающего в прямом контакте с расплавом металла и выполненного из огнеупорных материалов.The gutters, as a rule, consist of a body that provides mechanical strength, and a metal path (casting channel) working in direct contact with the molten metal and made of refractory materials.

Изготовление желобов для транспортировки металла, емкостей для транспортировки и разливки жидкого металла включает изготовление корпуса и его футеровку. Футеровку выполняют из огнеупорных инертных к разливаемому металлу материалов, обладающих достаточной прочностью и низкой теплопроводностью. Футеровку изготавливают нанесением слоя огнеупорного материала на стенки корпуса различными способами.The manufacture of grooves for transporting metal, containers for transporting and casting liquid metal includes the manufacture of the body and its lining. The lining is made of refractory materials inert to the cast metal having sufficient strength and low thermal conductivity. Lining is made by applying a layer of refractory material to the walls of the housing in various ways.

Известна установка для изготовления монолитной футеровки металлургических емкостей, преимущественно ковшей, содержащая шаблон, размещенный в ковше, и узел приготовления и подачи огнеупорных масс, которая снабжена расположенной на шаблоне направляющей надставкой, выполненной в виде двух соосно смонтированных между собой частей, нижние основания которых повторяют контур ковша, а верхние - окружности (А.с. СССР №969453, B 22 D 41/02, 1982 г. [1]).A known installation for the manufacture of a monolithic lining of metallurgical containers, mainly ladles, containing a template placed in the bucket, and a unit for preparing and supplying refractory masses, which is equipped with a guide extension located on the template, made in the form of two parts coaxially mounted between themselves, the lower bases of which repeat the contour bucket, and the upper circles - (A.S. USSR No. 969453, B 22 D 41/02, 1982 [1]).

Футеровка изготавливается следующим образом. Ковш устанавливается на поворотном стенде. В него устанавливается и центрируется шаблон, на котором размещается направляющая надставка. При вращении ковша на поворотном стенде огнеупорная масса из смесителя подается в надставку, которая и распределяет массу по периметру ковша в зазор между стенками ковша и шаблона. Для лучшего распределения и уплотнения массы используют вибраторы. Установка универсальна и имеется возможность футеровки металлургических емкостей различной геометрической формы и размеров при незначительной перестройке.Lining is made as follows. The bucket is mounted on a swivel stand. A template is installed and centered on it, on which the guide extension is placed. When the bucket rotates on a rotary stand, the refractory mass from the mixer is supplied to the extension, which distributes the mass along the perimeter of the bucket into the gap between the walls of the bucket and the template. For better distribution and compaction of the mass, vibrators are used. The installation is universal and there is the possibility of lining metallurgical tanks of various geometric shapes and sizes with minor restructuring.

Известна футеровка ковша для жидкого металла, состоящая из боковой и донной частей, выполненная в виде монолитного блока, причем монолитный блок может быть выполнен из наливной огнеупорной массы и снабжен металлическим каркасом с крепежными элементами, а для определения времени остановки на ремонт футеровка снабжена указателями безопасной толщины остаточного слоя, установленными в монолитном блоке (А.с. СССР №984670, B 22 D 41/02, 1983 г., [2]). Изготовление футеровки по данной технологии сокращает затраты труда, материалов и энергозатраты, повышает срок службы ковша.Known lining of a ladle for liquid metal, consisting of side and bottom parts, made in the form of a monolithic block, and the monolithic block can be made of bulk refractory mass and equipped with a metal frame with fasteners, and for determining the stopping time for repair, the lining is equipped with indicators of safe thickness the residual layer installed in the monolithic block (AS USSR No. 984670, B 22 D 41/02, 1983, [2]). The manufacture of a lining using this technology reduces labor, materials and energy costs, increases the life of the bucket.

Недостатки известных вышеуказанных решений ([1], [2]) в том, что для изготовления футеровок требуется специальное оборудование. Получение футеровок с достаточно высокой прочностью затруднительно.The disadvantages of the above solutions ([1], [2]) are that special equipment is required for the manufacture of linings. Obtaining linings with a sufficiently high strength is difficult.

Известен сталеразливочный ковш, содержащий кожух с огнеупорной футеровкой, разливочный стакан и средство его фиксации, установленные в гнезде, заполненном огнеупорным материалом, в котором средство для фиксации стакана выполнено в виде охватывающих стакан колец, установленных относительно друг друга с зазором, жестко соединенных между собой и имеющих наружные радиальные отростки, а гнездо заполнено раствором жидкоподвижной самотвердеющей смеси (А.с. СССР №973236, B 22 D 41/08, 1982 г. [3]).Known steel pouring ladle containing a casing with a refractory lining, a casting glass and means for fixing it, mounted in a socket filled with refractory material, in which the means for fixing the glass is made in the form of rings covering the glass, mounted relative to each other with a gap, rigidly interconnected and having external radial processes, and the nest is filled with a solution of a liquid-moving self-hardening mixture (AS USSR No. 973236, B 22 D 41/08, 1982 [3]).

Известное решение повышает надежность крепления разливочного стакана снижает затраты на монтаж, но многослойность футеровки разливочного узла из различных материалов не обеспечивает в полной мере высокой термомеханической стойкости, а следовательно, и не велик срок службы устройства.The known solution increases the reliability of fastening of the pouring nozzle reduces installation costs, but the multilayer lining of the casting assembly of various materials does not provide fully high thermomechanical resistance, and therefore, the service life of the device is not long.

Наиболее близким по назначению, технической сущности, наличию сходных признаков является способ изготовления сифонной проводки, включающий установку в желобе литейного поддона полых труб, имеющих форму металлопровода, накрывание желоба сверху массивной крышкой и заполнение желоба нагнетанием смеси, состоящей из огнеупорного порошка и связующего, вдоль оси металлопровода под избыточным давлением 0,2-0,5 МПа (патент РФ №2003463, B 22 D 7/06, 1993 г. [4]).The closest to the purpose, technical nature, the presence of similar features is a method of manufacturing siphon wiring, including installing in the gutter of the casting pan of hollow pipes having the form of a metal wire, covering the gutter with a massive lid on top and filling the gutter by pumping a mixture of refractory powder and a binder along the axis metal wire under an excess pressure of 0.2-0.5 MPa (RF patent No. 20043463, B 22 D 7/06, 1993 [4]).

Способ обеспечивает быстрое и надежное заполнение желоба и дает возможность регулировать плотность огнеупорной оболочки канала в широких пределах, варьировать механические и теплофизические свойства материала.The method provides quick and reliable filling of the gutter and makes it possible to adjust the density of the refractory shell of the channel over a wide range, vary the mechanical and thermophysical properties of the material.

Недостатками известного решения являются значительная энергоемкость изготовления оснастки, необходимость специального оборудования, зависимость параметров обработки в узком диапазоне от состава формовочной смеси, малый срок службы литейной оснастки.The disadvantages of the known solutions are the significant energy consumption of tooling manufacturing, the need for special equipment, the dependence of processing parameters in a narrow range on the composition of the molding mixture, the short life of the foundry tooling.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение срока службы футерованной литейной оснастки и снижение затрат на ее изготовление.The objective of the proposed technical solution is to increase the service life of the lined foundry equipment and reduce the cost of its manufacture.

Техническим результатом является прочное соединение корпуса литейного желоба с металлотрактом, изготовление желобов различной конфигурации, футеровка которых выполнена из материалов с требуемыми физико-механическими характеристиками.The technical result is a solid connection of the body of the casting trough with a metal path, the manufacture of gutters of various configurations, the lining of which is made of materials with the required physical and mechanical characteristics.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления желоба для транспортировки жидкого металла, состоящего из полого огнеупорного элемента и корпуса, полый огнеупорный элемент изготавливают в виде литникового канала требуемой конфигурации, устанавливают его с зазором относительно внутренней полости формы и закрепляют, а в зазор заливают жидкий металл для получения корпуса желоба, причем в зазор заливают жидкий чугун, или жидкий алюминий, или его сплав, а полый огнеупорный элемент может быть выполнен составным или трубчатым.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing a gutter for transporting liquid metal, consisting of a hollow refractory element and a body, the hollow refractory element is made in the form of a sprue channel of the desired configuration, set it with a gap relative to the internal cavity of the mold and fixed, and pour liquid into the gap metal to obtain a gutter body, moreover, molten iron or liquid aluminum or its alloy is poured into the gap, and the hollow refractory element can be made integral or tubular oh.

Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The technical essence of the proposed solution is as follows.

Традиционная технология изготовления литейной оснастки, в частности желобов, включает изготовление корпуса (каркаса) и его футеровку различными способами. При этом, как правило, значительны трудовые затраты, требуется различное специальное оборудование (виброуплотнители, футеровочные стенды и т.п.). Сложно получить однородную по физико-механическим характеристикам футеровку, прочно соединенную с корпусом, выполнить желоб (элемент металлотракта) с изменяемыми по сечению геометрическими размерами.The traditional manufacturing technology of foundry equipment, in particular gutters, includes the manufacture of a body (frame) and its lining in various ways. In this case, as a rule, significant labor costs are required, various special equipment is required (vibration dampers, lining stands, etc.). It is difficult to obtain a lining that is uniform in physical and mechanical characteristics and is firmly connected to the body, to make a trench (metal path element) with geometric dimensions that vary in cross section.

В предлагаемом техническом решении задача решается в два этапа. На первом этапе изготавливается из материала, обеспечивающего необходимые свойства изделия, собственно литниковый канал (металлотракт) известными способами (прессование, жидконаливные смеси и т.п.), производится необходимая термообработка изделия.In the proposed technical solution, the problem is solved in two stages. At the first stage, it is made of a material that provides the necessary properties of the product, the actual sprue channel (metal path) by known methods (pressing, liquid mixture, etc.), the necessary heat treatment of the product is performed.

Второй этап включает установку огнеупорного литникового канала (монолитного или из плотно соединенных между собой частей) в литниковую форму, его закрепление в форме, изоляцию полости литникового канала от внутренней полости литейной формы и заливку в зазор, образованный внутренней полостью формы и закрепленным в ней (с изолированной внутренней полостью) огнеупорным литниковым каналом.The second stage includes the installation of a refractory sprue channel (monolithic or from tightly interconnected parts) in the sprue mold, its fixing in the form, isolation of the sprue channel cavity from the inner cavity of the mold and pouring it into the gap formed by the inner mold cavity and fixed in it (with insulated internal cavity) with a refractory sprue channel.

В результате естественного охлаждения жидкого металла образуется корпус желоба, прочно соединенный с литниковым каналом, выполненным из огнеупорного материала, за счет усадки металла при затвердевании. При литье корпуса могут быть выполнены на нем различные элементы для крепления и транспортировки.As a result of the natural cooling of the liquid metal, a gutter body is formed that is firmly connected to the gating channel made of refractory material due to the shrinkage of the metal during solidification. When casting the housing, various elements for fastening and transportation can be made on it.

Основное отличие предлагаемого решения от ближайшего аналога состоит в том, что корпус желоба изготавливают заливкой жидкого самотвердеющего материала - жидкого металла, что и обуславливает его соответствие критерию патентоспособности "новизна".The main difference between the proposed solution and the closest analogue is that the body of the gutter is made by pouring liquid self-hardening material - liquid metal, which determines its compliance with the patentability criterion of "novelty."

Проведенный по патентной документации поиск выявил следующее:A search for patent documentation revealed the following:

- известно изготовление футеровки ковша, установленного на поворотном стенде, подачей в зазор между стенками ковша и установленного внутри него шаблона огнеупорной массы, распределение и уплотнение ее с использованием вибраторов [1];- it is known to manufacture a lining of a bucket mounted on a rotary stand by applying a refractory mass template to the gap between the walls of the bucket and the inside of it installed, distributing and compacting it using vibrators [1];

- известна футеровка ковша для жидкого металла в виде монолитного блока, выполненного из наливной огнеупорной массы и снабженного металлическим каркасом с крепежными элементами [2];- known lining of the bucket for liquid metal in the form of a monolithic block made of bulk refractory mass and equipped with a metal frame with fasteners [2];

- известен сталеразливочный ковш, в котором разливочный стакан зафиксирован в гнезде, образованном кладкой огнеупорной футеровки и наружной боковой поверхностью стакана, при этом гнездо заполнено раствором жидкоподвижной самотвердеющей смеси [3];- a steel-pouring ladle is known in which a pouring glass is fixed in a nest formed by a masonry of a refractory lining and the outer side surface of the glass, while the nest is filled with a solution of a liquid-moving self-hardening mixture [3];

- известен способ изготовления сифонной проводки, включающий установку в желобе литейного поддона полых труб, имеющих форму металлопровода, закрепление на желобе крышки и заполнение образовавшейся полости нагнетанием смеси, состоящей из огнеупорного порошка и связующего, вдоль оси металлопровода под избыточным давлением 0,2-0,5 МПа [4].- a known method for the manufacture of siphon wiring, comprising installing hollow pipes in the form of a metal wire in the gutter of the casting tray, securing the lid to the gutter and filling the cavity formed by pumping a mixture of refractory powder and a binder along the metal wire axis under an overpressure of 0.2-0, 5 MPa [4].

Не обнаружено технических решений, характеризующихся сходными идентичными или эквивалентными признаками с предлагаемым, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию патентоспособности "изобретательский уровень".No technical solutions were found that are characterized by similar identical or equivalent features with the proposed one, which allows us to conclude that it meets the patentability criterion of "inventive step".

Предлагаемая технология реализуется следующим образом. Изготавливают закрытый трубчатый желоб, литниковый канал которого выполнен составным из соединенных между собой втулок. Втулки изготавливают прессованием из огнеупорной смеси. Для соединения втулок между собой в единый литниковый канал (металлотракт) по их торцам выполняют выступы и впадины. После прессования проводят термообработку втулок: сушку и обжиг. Собранный из 7 втулок литниковый канал ("стержень") длиной 1200 мм устанавливают в знаки нижней литейной формы, изготовленной из формовочной смеси. На нижнюю форму устанавливают верхнюю литейную форму с литниковой воронкой. Заливают жидкий чугун, имеющий температуру 1500°С, в зазор между формой и "стержнем". После остывания формы и отливки отливку освобождают от формовочной смеси и направляют на механическую обработку.The proposed technology is implemented as follows. A closed tubular trough is made, the sprue channel of which is made integral from the interconnected bushings. The bushings are made by pressing from a refractory mixture. To connect the bushings to each other in a single sprue channel (metal path) at their ends perform protrusions and depressions. After pressing, the bushings are heat treated: drying and firing. A sprue channel ("core") assembled from 7 bushings (1200 mm long) is installed in the signs of the lower casting mold made of the molding mixture. An upper casting mold with a gate funnel is installed on the lower mold. Pour liquid cast iron having a temperature of 1500 ° C in the gap between the mold and the "core". After cooling the mold and casting, the casting is freed from the moldable mixture and sent for machining.

Изготовленные таким образом закрытые трубчатые желоба успешно прошли опытно-промышленные испытания на Иркутском алюминиевом заводе. В процессе испытаний не наблюдалось разрушений футеровки литникового канала, срок службы предлагаемых желобов в 2-3 раза выше, чем изготовленных набивкой футеровки и обмазкой, а также с футеровкой, изготовленной из жидконаливных сесей.The closed tubular gutters made in this way have successfully passed pilot tests at the Irkutsk Aluminum Plant. During the tests, there was no destruction of the liner of the sprue channel, the service life of the proposed gutters is 2-3 times higher than that made by packing the lining and coating, as well as with the lining made of liquid sieves.

По предлагаемой технологии возможно изготовление закрытых желобов для транспортировки и разливки жидкого металла с различной конфигурацией литникового канала.According to the proposed technology, it is possible to manufacture closed gutters for transporting and casting liquid metal with various configurations of the sprue channel.

Claims

1. A method of manufacturing a gutter for transporting liquid metal, consisting of a hollow refractory element and a housing, characterized in that the hollow refractory element is made in the form of a sprue channel of the desired configuration, set it with a gap relative to the internal cavity of the mold and fixed, and pour liquid metal into the gap for receiving the body of the gutter.

2. The method according to claim 1, characterized in that molten iron is poured into the gap.

3. The method according to claim 1, characterized in that liquid aluminum or its alloy is poured into the gap.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the hollow refractory element is made integral.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the hollow refractory element is tubular.