SU1296283A1 - Способ получени полого слитка и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к изготовлению нольгх слитков литьем.

Цель изобретени  - повышение эффективности охлаждени  внутренней поверхнос- ти полого слитка за счет двустороннего охлаждени  пустотелой оправки.

На чертеже показано устройство дл  осуществлени  способа.

Устройство содержит изложницу 1 с надставкой 2, поддон 3 с сифонным ходом 4 и центровую 5 с воронкой 6, над которой расположен разливочный ковш 7. По оси изложницы 1 на поддоне 3 установлена пустотела  оправка 8, заполненна  формовочной смесью 9. С наружной стороны пустотелой оправки 8 с радиальным зазором 10, составл ющим 2-4 мм, коаксиально размещено кольцеобразное газоподвод щее сопло 11, выполненное из двух концентрично размещенных труб, внешн   из которых на 15-30 мм превышает длину внутренней. В верхней части кольцеобразное сопло 11 св зано аксиальными каналами 12 с коллектором 13, имеющим патрубки 14 дл  подвода сжатого газа. Размещенные под коллектором 13 проушины 15 предназначены дл  строповки кольцеобразного сопла 11 к приводу возвратно-поступательного перемещени  (не показан). Стрелкой А показано направление перемещени  кольцеобразного сопла 11.

Между изложницей 1 и пустотелой оправкой 8 находитс  расплавленный металл 16. Часть этого металла, затвердевща  от охлаждающего воздействи  сжатого газа, размещена на наружной поверхности пустотелой оправки 8 в виде сло  17, а часть металла 16, затвердевша  от охлаждающего воздействи  массы изложницы 1, размещена с внутренней ее стороны в виде сло  18.

В формовочной смеси 9 выполнено вертикальное сквозное отверстие 19.

В качестве формовочной смеси 9 используетс  традиционна  дл  литейного произ- водства несчано-глиниста  смесь плотностью 1100-1250 кг/м и влажностью 3-5%.

Стрелками изображено направление движени  сжатого газа. В качестве газа используетс  аргон.

Способ получени  полого слитка осуществл етс  со следующей последовательностью операций.

На поддон 3 изложницы 1 устанавливают пустотелую оправку 8.

Внутрь пустотелой оправки 8 устанавливают модель будущего вертикального сквозного отверсти  19 и, засыпа  формовочную смесь 9, уплотн ют ее до получени  плотности 1600-1800 кг/м модель извлекают и в формовочной смеси получают вертикальное сквозное отверстие 19.

По оси пустотелой оправки 8 опускают кольцеобразное сопло 11 и устанавливают его нижний торец над поддоном 3

5

5

0

0

5

0

5

5

0

с зазором, равным 0,08-0,15 внутреннего диаметра изложницы 1.

Из ковша 7 производ т разливку расплавленного металла 16. Линейна  скорость разливки 100-150 мм/мин.

С по влением в нижней части изложницы 1 расплавленного металла 16 из кольцеобразного газоподвод щего сопла 11 производ т подачу сжатого газа под давлением 8-10 -14-104 Па (0,8-1,4 ати) замкнутым по сечению потоком, который направл ют на наружную поверхность пустотелой оправки 8 и на поверхность расплавленного металла 16, непосредственно примыкающую к пустотелой оправке 8, дл  образовани  на наружной поверхности пустотелой оправки 8 затвердевающего сло  17.

С повыщением уровн  расплавленного металла 16 в изложнице 1 кольцеобразное сопло 1 1 поднимают в направлении стрелки А со скоростью, равной скорости подъема уровн  расплавленного металла 16 дл  того, чтобы зазор между нижним торцом кольцеобразного сопла 11 и поверхностью расплавленного металла 16 оставалс  равным 0,08- 0,15 внутреннего диаметра изложницы 1. От охлаждающего воздействи  сжатого газа на наружной поверхности пустотелой оправки 8 образуетс  затвердевший металл в виде сло  17.

Подача сжатого газа обеспечивает образование затвердевшего сло  металла 17, а дальнейшее его охлаждение производитс  за счет передачи тепла через пустотелую оправку к формовочной смеси 9. Содержаща с  в формовочной смеси 9 влага испар етс  и через вертикальное сквозное отверстие 19 удал етс  в атмосферу.

После заливки в изложницу 1 расплавленного металла 16 на 0,8-0,85 высоты отливаемого полого слитка подачу сжатого газа прекращают и кольцеобразное сопло 1 1 удал ют из изложницы I.

При необходимости может быть продолжена защита поверхности расплавленного металла 16 в изложнице 1 от взаимодействи  с воздухом, дл  этого кольцеобразное сопло 11 устанавливают в верхней части пустотелой оправки 8 и продолжают подачу сжатого газа внутрь изложницы 1 до окончани  разливки.

С течением времени температура расплавленного металла 16 постепенно снижаетс , а толщина сло  затвердевающего металла 17 увеличиваетс . Начинаетс  усадка . Затвердевающий металл плотным кольцом снимает пустотелую оправку 8, а она в свою очередь сжимает формовочную смесь 9. Благодар  тому, что в формовочной смеси 9 предусмотрено вертикальное сквозное отверстие 19, ее сжатие производитс  без сопротивлени . Это  вл етс  залогом получени  здоровой структуры полого слитка. Внутренние трещины в таком полом слитке исключаютс .

При температуре полого слитка 600- 700°С его извлекают из изложницы 1.

Пример. Отливки полого слитка из стали 40ХА высотой 1,5 м и диаметром 0,6 м. По оси изложницы 1 на поддон 3 устанавливают пустотелую оправку 8 с наружным диаметром 0,30 м и внутренним 0,29 м. Внутрь пустотелой оправки 8 устанавливают стержень диаметром 40 мм - модель будущего вертикального отверсти  19. Засыпа  полость пустотелой оправки формовочной смесью 9, уплотн ют ее до получени  плотности 1650 кг/м Влажность формовочной смеси 4%. Модель извлекают из пустотелой оправки 8, в формовочной смеси 9 получают вертикальное сквозное отверстие диаметром 40 мм. По оси пустотелой оправки 8 внутрь изложницы 1 опускают кольцеобразное газоподвод щее сопло 11 и устанавливают его нижний торец над поддоном 3 с зазором, равным 60 мм.

Из ковша 7 производ т разливку расплавленной стали при 1540°С. Расплавленна  сталь через воронку 6, центровую 5 и сифонный ход 4 поступает в изложницу 1. Линейна  скорость разливки 110 мм/мин. С по влением в нижней части изложницы 1 расплавленной стали 16 из кольцеобразного сопла 11 производ т подачу аргона под давлением 12-10 Па (1,2 ати) замкнутым по сечению потоком, который направл ют на наружную поверхность пустотелой оправки 8 и на поверхность расплавленного металла 16, непосредственно примыкающего к пустотелой оправке 8, благодар  чему на наружной поверхности пустотелой оправки 8 образуетс  слой затвердевшего металла 17.

С повышением уровн  расплавленной стали 16 в изложнице 1 кольцеобразное газоподвод щее сопло 11 поднимают в направлении стрелки А со скоростью, равной скорости подъема уровн  расплавленной стали 16 дл  того, чтобы зазор между нижним торцом кольцеобразного газоподвод щего сопла 11 и поверхностью расплавленной стали 16 оставалс  равным 60 мм. Допускаютс  колебани  величины этого зазора в пределах 0,08-0,15 внутреннего диаметра изложницы 1, т. е. этот зазор может составл ть 48-90 мм. Уменьшение этого зазора может повлечь разбрызгивание металла, а увеличение - снизит эффективность потока аргона.

От охлаждающего воздействи  аргона на наружной поверхности пустотелой оправки 8 образуетс  затвердевший слой 17, который увеличивает механическую прочность оправг ки 8 и тем самым предотвращает ее выпучивание . После охлаждени  пустотелой оправки 8 и примыкающей к ней стали 16, аргон заполн ет полость изложницы 1 и защищает поверхность стали 16 от взаимодействи  с воздухом. Дальнейшее охлаждение сло  затвердевшего металла 17 про5

изводитс  за счет передачи тепла через пустотелую оправку 8 к формовочной смеси 9. От нагрева содержаща с  в формовочной смеси 9 влага испар етс  и через вертикальное сквозное отверстие 19 удал етс  в атмосферу.

После заливки в изложницу 1 расплавленной стали 16 на 0,82 высоты отливаемого полого слитка подачу аргона прекращают и кольцеобразное газоподвод щее

0 сопло 11 удал ют из изложницы 1.

Во врем  усадки затвердевающий металл плотным кольцом сжимает пустотелую оправку 8, а она в свою очередь сжимает формовочную смесь 9. За счет того, что в формовочной смеси 9 предусмотрено вертикальное сквозное отверстие 19 ее сжатие производитс  без сопротивлени . Формовочна  смесь разрушаетс  и к концу усадки полого слитка засыпает это отверстие (к этому моменту необходимость в нем отпадает).

0 Таким образом, охлажда  слой металла 17, формовочна  смесь 9 имеет одновременно и податливость (за счет отверсти  19) и поэтому не преп тствует усадке затвердевающего металла.

При температуре полого слитка 620°С

его извлекают из изложницы 1.

Предлагаемый способ и устройство позвол ют уменьшить потери металла при последующей обработке полого слитка за счет повышени  размерной точности его внутрен ней поверхности, достигаемого переходом от косвенного охлаждени  расплавленного металла на наружной поверхности пустотелой оправки к пр мому, заключающемус  в том, что сжатый газ направл ют на наружную поверхность пустотелой оправки и на поверхность расплавленного металла, непосредственно примыкающего к пустотелой оправке. Кроме того, снижаетс  расход сжатого газа благодар  его непосредственному охлаждающему воздействию на наружную поверхность пустотелой оправки и на поверхность

0 расплавленного металла, непосредственно примыкающего к пустотелой оправке, обеспечиваетс  защита поверхности расплавленного металла от взаимодействи  с воздухом с помощью того газа, который уже совершил полезную работу по охлаждению расплавленного металла на наружной поверхности пустотелой оправки.

Таким образом, уменьшение потерь металла при последующей обработке полого слитка, снижение расхода газа и обеспе0 чение защиты поверхности расплавленного металла  вл ютс  слагаемыми снижени  себестоимости полого слитка.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   5 1. Способ получени  полого слитка, включающий установку в изложницу пустотелой оправки, заливку расплавленного металла между изложницей и пустотелой оправкой

   с одновременной подачей сжатого газа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени  внутренней поверхности полого слитка за, счет двустороннего охлаждени  пустотелой оправки, сжатый газ подают на наружную поверхность пустотелой оправки и на поверхность расплавленного металла, примыкающего к пустотелой оправке.
2. 2. Устройство дл  получени  полого слитка , содержащее изложницу, в которой уста

   новлена пустотела  оправка, и приспособление -дл  подачи сжатого газа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени  внутренней поверхности полого слитка и упрощени  конструкции , приспособление дл  подачи сжатого газа выполнено в виде кольцеобразного сопла , коаксиально размещенного на наружной стороне пустотелой оправки и установленного с возможностью вертикального перемещени .