RU42454U1

RU42454U1 - DEVICE FOR CASTING INGOTS IN VACUUM WITH FOREIGN COULDERS (OPTIONS)

Info

Publication number: RU42454U1
Application number: RU2004117996/22U
Authority: RU
Inventors: С.И. Жульев; Н.А. Зюбан
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2004-06-16
Publication date: 2004-12-10

Abstract

Полезная модель относится к металлургическому производству и предназначена для отливки слитков в вакууме. Технический результат - увеличение количества инокуляторов, вводимых в слиток, с исключением возможности повышения экзогенных неметаллических включений в слитке. Поставленный технический результат по п.1 достигается тем, что в устройстве, содержащим изложницу с прибыльной надставкой и воронкой, установленных в вакуумной камере, в крышке которой соосно изложнице вмонтирована направляющая труба на торце которой выполнены участки из хромомагнезита прямоугольной формы длиной не более/высоты трубы и шириной, равной удвоенной толщине стенки трубы и расстояние между участками, составляющим не менее H/R, где Н - высота трубы, R-радиус трубы. По п.2 участки из хромомагнезита выполнены в виде равнобедренных треугольников, примыкающих друг к другу вплотную, с высотой не более/высоты трубы и основанием, равным удвоенным толщине стенки трубы.The utility model relates to metallurgical production and is intended for casting ingots in vacuum. The technical result is an increase in the number of inoculators introduced into the ingot, with the exception of the possibility of increasing exogenous non-metallic inclusions in the ingot. The technical result according to claim 1 is achieved by the fact that in a device containing a mold with a profitable extension and a funnel installed in a vacuum chamber, in the lid of which is mounted coaxially to the mold a guide pipe is mounted at the end of which sections are made of rectangular chromomagnesite with a length of not more than / pipe height and a width equal to twice the pipe wall thickness and the distance between sections of at least H / R, where H is the pipe height, R is the radius of the pipe. According to claim 2, sections of chromomagnesite are made in the form of isosceles triangles adjacent to each other closely, with a height of not more than / the height of the pipe and a base equal to twice the thickness of the pipe wall.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к металлургическому производству и предназначена для отливки слитков в вакууме.The proposed utility model relates to metallurgical production and is intended for casting ingots in vacuum.

Известно устройство для отливки слитков в вакууме с инокуляторами (авт. свид. №850303, кл. в 22 D 27/15, опубликованное в бюлл. №28 от 30.07.81 г.), содержащее направляющую трубу, герметично устанавливаемую в крышке вакуумной камеры, изложницу с прибыльной надставкой и воронкой, находящуюся в вакуумной камере и промежуточное разливочное устройство, устанавливаемое через уплотнитель на крышке вакуумной камеры, в котором инокуляторы получают в процессе вакуумной разливки металла за счет выполнения на торце направляющей трубы пазов треугольной формы шириной и глубиной, равными 0,5-1,0 толщины стенки трубы, и длиной паза 0,5-5,0 от его ширины, причем пазы расположены по периметру трубы с шагом 1,0-2,0 от ширины паза.A device is known for casting ingots in vacuum with inoculators (ed. Certificate No. 850303, class 22 D 27/15, published in Bull. No. 28 dated 07/30/81), containing a guide tube sealed in the lid of the vacuum chamber , a mold with a profitable extension and a funnel located in a vacuum chamber and an intermediate casting device installed through a seal on the cover of a vacuum chamber, in which inoculators are obtained in the process of vacuum casting of metal by making grooves of a triangular shape on the end of the guide pipe a thickness and a depth equal to 0.5-1.0 of the pipe wall thickness and a groove length of 0.5-5.0 of its width, the grooves being located around the perimeter of the pipe in increments of 1.0-2.0 of the groove width.

Недостатком данного устройства является нарушение монолитности материала огнеупора в процессе выполнения пазов и возрастание вероятности загрязнения расплава экзогенными неметаллическими включениями, смываемыми потоками жидкого металла при его контакте с пористой пропиленной поверхностью.The disadvantage of this device is the violation of the monolithic material of the refractory during grooves and the increased likelihood of contamination of the melt with exogenous non-metallic inclusions, washed away by the flows of liquid metal when it comes into contact with a porous sawn surface.

Технический результат - увеличение количества инокуляторов, вводимых в слиток, с исключением возможности повышения экзогенных неметаллических включений в слитке.The technical result is an increase in the number of inoculators introduced into the ingot, with the exception of the possibility of increasing exogenous non-metallic inclusions in the ingot.

Поставленный технический результат по п.1 достигается тем, что в устройстве, содержащим изложницу с прибыльной надставкой и воронкой, установленных в вакуумной камере, в крышке которой соосно изложнице вмонтирована направляющая труба на торце которой выполнены участки из хромомагнезита прямоугольной формы длиной не более 1/4 высоты трубы и шириной, равной удвоенной толщине стенки трубы и расстоянием между участками, составляющим не менее H/R, где Н - высота трубы, R - радиус трубы.The technical result according to claim 1 is achieved by the fact that in a device containing a mold with a profitable extension and a funnel installed in a vacuum chamber, in the lid of which a guide tube is mounted coaxially to the mold, a guide pipe is mounted at the end of which sections of rectangular chromomagnesite are made in length no more than 1/4 the height of the pipe and a width equal to twice the thickness of the pipe wall and the distance between sections of at least H / R, where H is the height of the pipe, R is the radius of the pipe.

По п.2 участки из хромомагнезита выполнены в виде равнобедренных треугольников, примыкающих друг к другу вплотную, с высотой не более 1/4 высоты трубы и основанием, равным удвоенной толщине стенки трубы.According to claim 2, sections of chromomagnesite are made in the form of isosceles triangles adjacent to each other closely, with a height of not more than 1/4 of the pipe height and a base equal to twice the pipe wall thickness.

Предлагаемые устройства отличают участки, выполненные из хромомагнезита, расположенные на торце направляющей трубы с указанными выше параметрами.The proposed device is distinguished by sections made of chromomagnesite located at the end of the guide tube with the above parameters.

Эффект образования капель обеспечивается за счет различной смачи-ваемости жидкой сталью поверхности огнеупоров. Глинозем имеет весьма малый краевой угол смачивания, составляющий по данным работы (Физико-химические свойства окислов. Справочник. М.: «Металлургия», 1978. 472 С.) 0...40°. Для хромомагнезита этот параметр по данным той же работы составляет 166°. При попадании жидкого металла на поверхность малосмачиваемых The effect of droplet formation is provided due to the different wettability of the surface of refractories by liquid steel. Alumina has a very small contact angle, which, according to the work (Physico-chemical properties of oxides. Handbook. M: Metallurgy, 1978. 472 S.), 0 ... 40 °. For chromomagnesite, this parameter, according to the same work, is 166 °. When liquid metal enters the surface of low wettability

хромомагнезитовых участков, за счет действия сил поверхностного натяжения будет проходить процесс образования капель, которые увеличиваются в размерах и в случае превышения силы тяжести капель сил поверхностного натяжения отрываются от торца направляющей трубы и, затвердевая в процессе полета, падают в расплав.chromomagnesite sections, due to the action of surface tension forces, a process of droplet formation will take place, which will increase in size and if the gravity force drops the surface tension forces drop apart from the end of the guide tube and, hardening during the flight, fall into the melt.

Как следует из описания прототипа, на торце стандартной направляющей трубы имеющей диаметр 28 см, высоту - 40 см и толщину стенки 2 см возможно в среднем образование 60 центров формирования капель в ребрах пазов. Учитывая, что толщина ребра составляет около 1 мм, доля активных центров зарождения капель составляет не более 6...7% от периметра торца трубы.As follows from the description of the prototype, at the end of a standard guide tube having a diameter of 28 cm, a height of 40 cm and a wall thickness of 2 cm, an average of 60 formation of droplet formation centers in the grooves is possible. Considering that the rib thickness is about 1 mm, the fraction of active centers of droplet nucleation is no more than 6 ... 7% of the perimeter of the pipe end.

В предлагаемых вариантах доля поверхности хромомагнезитовых участков от всей внутренней поверхности стандартной трубы составляет 10...12%, что существенно интенсифицирует процесс образования капель при разливке металла в вакууме.In the proposed options, the proportion of the surface of chromomagnesite sections from the entire inner surface of a standard pipe is 10 ... 12%, which significantly intensifies the process of droplet formation during metal casting in vacuum.

При возрастании ширины хромомагнезитовых участков прямоугольной формы (по п.1) и основания этих участков треугольной формы (по п.2) свыше удвоенной толщины стенки трубы, и увеличении длины прямоугольных участков и высоты треугольных участков более 1/4 высоты трубы, а также при уменьшении расстояния между прямоугольными участками менее величины H/R (где Н - высота трубы, R - радиус трубы), возможно неконтролируемое протекание процесса каплеобразования, что приведет к формированию With an increase in the width of rectangular chromomagnesite sections (according to claim 1) and the base of these triangular sections (according to claim 2) over twice the pipe wall thickness, and an increase in the length of rectangular sections and the height of triangular sections more than 1/4 of the pipe height, as well as a decrease in the distance between the rectangular sections is less than the value of H / R (where H is the pipe height, R is the pipe radius), an uncontrolled dripping process is possible, which will lead to the formation of

рованию капель крупных размеров, попадающих в слиток в жидком состоянии, и снижению эффекта инокуляции.dropping large droplets falling into the ingot in a liquid state and reducing the effect of inoculation.

Сущность поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема устройства для отливки слитков в вакууме с инокуляторами с направляющей трубой, на торце которой расположены прямоугольные участки из хромомагнезита по п.1, на фиг.2 - нижняя часть направляющей трубы с хромомагнезитовыми участками треугольной формы (увеличен элемент А фиг.1) по п.2, на фиг.3 - направляющяя труба с хромомагнезитовыми участками прямоугольной формы по п.1, на фиг.4 - направляющая труба с хромомагнезитовыми участками треугольной формы по п.2.The essence is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of a device for casting ingots in vacuum with inoculators with a guide tube, at the end of which there are rectangular sections of chromomagnesite according to claim 1, Fig. 2 is the lower part of the guide tube with chromomagnesite sections of a triangular shape (enlarged element A of FIG. 1) according to claim 2, FIG. 3 - a guide tube with chromomagnesite sections of a rectangular shape according to claim 1, FIG. 4 - a guide tube with chromomagnesite sections of a triangular shape according to claim 2.

Устройство по п.1 состоит (фиг.1) из направляющей трубы 1 с расположенными в нижней части трубы хромомагнезитовыми участками 2 прямоугольной формы длиной не более 1/4 высоты направляющей трубы и шириной, равной удвоенной толщине (b) стенки трубы с расстоянием между участками составляющим не менее H/R (где Н - высота трубы, R - радиус трубы), герметично вмонтированной в крышку вакуумной камеры 3, в которой устанавливается изложница 4 с прибыльной надставкой 5 и чугунной воронкой 6. На крышке вакуумной камеры расположено промежуточное разливочное устройство 7 с уплотнителем 8.The device according to claim 1 consists (Fig. 1) of a guide pipe 1 with rectangular chromomagnesite sections 2 located in the lower part of the pipe, with a length of not more than 1/4 of the height of the guide pipe and a width equal to twice the thickness (b) of the pipe wall with the distance between the sections components of at least H / R (where H is the pipe height, R is the pipe radius), hermetically mounted in the lid of the vacuum chamber 3, in which the mold 4 with a profitable extension 5 and a cast-iron funnel 6 is installed. An intermediate filling device is located on the lid of the vacuum chamber Property 7 with seal 8.

В устройстве по п.2 участки из хромомагнезита 2 выполнены в виде равнобедренных треугольников, вплотную примыкающих друг к другу с высотой не более 1/4 высоты трубы и основанием, равным удвоенной толщине стенки трубы (фиг.4).In the device according to claim 2, sections of chromomagnesite 2 are made in the form of isosceles triangles adjacent to each other with a height of not more than 1/4 of the pipe height and a base equal to twice the pipe wall thickness (Fig. 4).

Устройства по п.1 и п.2 работают следующим образом.The device according to claim 1 and claim 2 work as follows.

В камере 3 создают необходимый вакуум и начинают разливку металла через промежуточное разливочное устройство 7.The necessary vacuum is created in the chamber 3 and the metal is casted through the intermediate casting device 7.

Под воздействием вакуума часть жидкого металла дробится на отдельные капли в пределах трубы 1 и особенно интенсивно на выходе из нее за счет попадания металла на плохо смачиваемую поверхность хромомагнезитовых участков прямоугольной и треугольной формы..Under the influence of vacuum, a part of the liquid metal is crushed into separate drops within the pipe 1 and especially intensively at the exit from it due to the ingress of metal on the poorly wettable surface of rectangular and triangular chromomagnesite sections ..

Таким образом, в процессе разливки металла формируются инокуляторы в виде отдельных более или менее крупных капель, которые вместе с жидким металлом поступают в слиток, обеспечивая благоприятную мелкозернистую структуру и подавляя развитие ликвации в литом металле.Thus, in the process of metal casting, inoculators are formed in the form of separate more or less large drops, which, together with the liquid metal, enter the ingot, providing a favorable fine-grained structure and inhibiting the development of segregation in the cast metal.

Claims

1. A device for casting ingots in vacuum with inoculators, containing a mold with a profitable extension and a funnel, installed in a vacuum chamber, in the cover of which a guide tube is mounted coaxially to the mold, characterized in that rectangular chromium magnesite sections are made at the end of the guide pipe with a length of no more than 1/4 of the height of the guide pipe and a width equal to twice the thickness of the pipe wall, with a distance between sections of at least H / R (where H is the height of the pipe, R is the radius of the pipe), to form an inoculum Moat in the stream.

2. A device for casting ingots in vacuum with inoculators, containing a mold with a profitable extension and a funnel, installed in a vacuum chamber, in the cover of which a guide tube is mounted coaxially with the mold, characterized in that sections of chromomagnesite in the form of isosceles triangles are made on the end of the guide pipe, adjacent to each other, with a height of not more than 1/4 of the height of the guide pipe and the base equal to twice the thickness of the pipe wall.