SU1668017A1 - Способ непрерывного лить цветных биметаллических заготовок и машина дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к непрерывной разливке цветных биметаллических заготовок. Цель изобретени  - повышение качества отливаемых заготовок и производительности процесса лить . Способ включает периодическую подачу жидкого металла одного химического состава в кристаллизатор и отливаемую заготовку, периодическое выт гивание заготовки из кристаллизатора вверх, формирование оболочки заготовки до установленной толщины стенки в зоне вторичного охлаждени , при этом оболочку многослойной заготовки формируют из металла с более высокой температурой плавлени  и после ее охлаждени  до 400 - 600°С в заготовку ввод т жидкий металл другого химического состава, формируют следующий слой заготовки до заданной толщины, а многослойный участок заготовки обрезают и удал ют с линии разливки. Машина дл  осуществлени  способа содержит герметичный металлоприемник, кристаллизатор, зону вторичного охлаждени , включающую восход щий и нисход щий вертикальные участки и радиальный участок между ними, устройство резки и устройство дл  удалени  заготовки с линии разливки, содержащее приемные корзины с поддонами и средство дл  удалени  заготовки из приемных корзин. Устройство дл  удалени  заготовки с линии разливки содержит дополнительно поворотную платформу с размещенной на ней герметичной емкостью дл  металла другого химического состава, сообщающуюс  с приемными корзинами, и указатель уровн  жидкого металла другого химического состава, размещенный на нисход щем вертикальном участке зоны вторичного охлаждени . Средство дл  удалени  заготовки из корзин содержит дополнительную емкость с захватами. Цель достигаетс  за счет исключени  смешивани  металлов в процессе их транспортировки. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности, к непрерывной разливке биметаллических заготовок.

Цель изобретени  - повышение качества отливаемых заготовок и. производительности процесса лить .

На чертеже показана машина дл  непрерывного лить  заготовок.

Машина содержит металлоприемник 1, кристаллизатор 2, к которому снизу подсоединен металлопровод 3, сообщающийс  с металлоприемником 1. За кристаллизатором 2 последовательно размещаютс  следующие три участка оборудовани  зоны вторичного охлаждени : вертикальный восход щий участок 4, радиальный участок 5 и вертикальный нисход щий участок 6.

В верхней части вертикального нисход щего участка 6 размещен механизм 7 резки отливаемой заготовки и указатель 8 уровн  жидкого металла второго химического состава . Радиальный участок 5 оборудовани  зоны вторичного охлаждени , выполненный по дуге в пределах полуокружности, снабжен механизмом 9 дл  выт гивани  заготовки из кристаллизатора и ее изгиба. В нижней части вертикального нисход щегоучастка 6 оборудовани  зоны вторичного охлаждени  размещено устройство дл  удалени  заготовки с линии разливки. Устройство содержит приемные корзины 10 и 11, размещенные в одной вертикальной плоскости симметрично относительно дополнительного герметичного ме- таллоприемника 12 дл  металла второго химического состава.

Приемные корзины 10 и 11 имеют поддоны 13 и 14, в которых выполнены отверсти , сообщающиес  с отверсти ми металлопрово- дов 15 и 16, которые, в свою очеред сообща- ютс  с металлоприемником 12. На поддонах 13 и 14 размещены устройства (не показаны), обеспечивающие герметичное уплотнение конца полой заготовки относительно поддона перед подачей в заготовку жидкого металла второго химического состава.

Металлоприемник 12, металлопроводы 15 и 16 и приемные корзины 10 и 11 размещены на поворотной платформе 17, котора  установлена на основании 18 и имеет возможность перемещатьс  вверх на заданное рассто ние h.

В днище металлоприемника 12 выполнены два отверсти  19 и 20, сообщающиес  с каналами металлопроводов 15 и 16, перекрываемые стопорами 21 и 22.

Устройство дл  удалени  заготовки с линии разливки имеет захваты 23 дл  удалени  отрезанной заготовки из корзины и дополнительную емкость 24.

Непрерывна  отливка заготовок по предлагаемому способу на предлагаемой машине осуществл етс  следующим образом .

Перед началом отливки слоистой заготовки в металлоприемник 1 подают жидкий металл 25 первого химического состава, температура плавлени  которого выше температуры плавлени  жидкого металла 26 второго химического состава, который подают в герметичный металлоприемник 12 устройства дл  удалени  заготовки с линии разливки.

Из металлоприемника 1 через металло- провод 3 жидкий металл 25 первого химического состава подают в кристаллизатор 2 и

отливаемую оболочку 27 заготовки, которую периодически с помощью механизма 9 дл  выт гивани  заготовки из кристаллизатора и ее изгиба выт гивают из кристаллизатора

2 на установленный шаг, пока оболочка 27 заготовки в кристаллизаторе 2 сформируетс  до заданной толщины, причем перед каждым очередным выт гиванием оболочки заготовки из кристаллизатора жидкий ме0 талл 25 первого химического состава из

формируемой оболочки заготовки удал ют.

В отливаемой заготовке жидкий металл

25 первого химического состава поднимают

только в пределах восход щего вертикаль5 ного участка 4 зоны вторичного охлаждени  на установленную высоту, кратную шагу выт гивани .

В начале разливки головную часть отливаемой заготовки соедин ют с затравкой и

0 через нее с помощью механизма 9 дл  выт гивани  заготовки из кристаллизатора и ее изгиба перемещают по всей зоне вторичного охлаждени . Затравку отсоедин ют от заготовки в зоне вертикального нисход щего

5 участка 6 оборудооани  вторичного охлаждени .

После отделени  затравки головную часть оболочки 27 заготовки перемещают вертикально вниз до того момента, пока то0 рец оболочки 27 заготовки не переместитс  в одну из приемных корзин, например корзину 10,устройства дл  удалени  заготовки с линии разливки. Торец оболочки 27 заготовки подводитс  к поддону 13 корзины 10

5 сначала невплотную, так как трудно так рассчитать периодическое перемещение оболочки 27 заготовки, чтобы при очередном ее выт гивании из кристаллизатора 2 торец заготовки точно опустилс  на поддон 13 при0 емкой корзины 10.

Переместив оболочку 27 заготовки так, чтобы ее торец не подошел вплотную к поддону 13, поворотную платформу 17 устройства дл  удалени  заготовки с линии

5 разливки относительно основани  18 поднимают на высоту h, равную рассто нию от поддона 13 до торца оболочки 27 заготовки. Указанный подъем может быть осуществлен , например, путем подачи масла внутрь

0 основани  под подп тник поворотной платформы 17.

После подъема платформы 17 торец оболочки 27 заготовки относительно поддона уплотн ют, например, путем прижати 

5 через кольцо жгута из волокнистого углеродистого материала, и в оболочку 27 заготовки из герметичного металлоприемника 12 при подн том стопоре 21 через отверстие 19 в днище металлоприемника 12 и через металлопровод 15 и отверстие в поддоне 13,

увеличива  давление газа в герметичном ме- таллопроводе 12 до необходимой величины ввод т жидкий металл 26 второго химического состава и мениск его поднимают в оболочке 27 заготовки на установленную высоту, кратную длине шага выт гивани  заготовки из кристаллизатора С этого момента заготовка формируетс  одновременно из двух жидких металлов разного химического состава и разной температуры плавлени 

Положение мениска жидкого металла 26 в оболочке 27 заготовки обеспечивает указатель 8 уровн  жидкого металла второго химического состава

Подн в мениск жидкого металла 26 вто- рого химического состава до установленной высоты, отверстие 19 в днище герметичного металлоприемника 12 перекрывают стопором 21 и приступают к операции по отделению заготовки механизмом 7 резки

Отрезанную заготовку следует опусти гь вместе с пстооотной платформой 17 и удалить с линии разливки путем поворота платформы на 1 80° При этом втора  корзина 11 перемещаетс  в исходное положение и го- това прин ть следующую отрезаемую заготовку

По окончании затвердевани  жидкого металлч 2С вгэпоги химического составь отрезанной j,rn en из кор:.и- ны с помощью зЯ взто- 3 дтг- удалени  отрезана / заплот и

К MQMPHT/ ППДЗЦИ с, irOiOBK ЖИДКОГО

V3iarma 2o RT , огл еского сзсгава температуру оОтючки 27 аготов и снижают до величины чиже температуры плчвлени  этот мртглла Если разница температур плавлени  пэзливаеь Ыл металлов сравнительно неботьичи нчпрммрр 100-2СО°С. то понижен ie сазй tnon температурь, может гооизоип за c-iji пр н/д-и льного воздуш- нэгп охлаждени  Гели розница температур плавлени  сравнительно больша , например 200-4СО°С то на участках 5 и 6 оборудовани  зочы вторичного охлаждени  ц- леооо ра )но применить водовоздушгюе охлаждение

3 пеоюц фог мировэнугЯ сло  заготовки из nflh 31 о металла 26 второго кимического состав, вл е - ступенчатое ,на д/И Н/ iiiji ч ьн , г.гивинич) понижение у розн  жидкого т 25 перрого химического сое та ел м юс одьш°м умчстке 4 оборудо- вчнир а,очы зторичного аждечи , в ре- ± льтате которого по всей длине э огоучас.-кз . в зоне х исгзплизатораиме- ег сдинакоеую тол.цину оболочки

Впзмох ы вдрианты в Формировании ггото«ки из ЖИДГИА м -зллип равного хи- мимпсь го гсс эгэ

Если врем  кристаллизации жидкого ме талла 26 в оболочке 27 заготовки не больше времени, которое требуетс  на периодическое перемещение заготовки на длину отре заемой части на нисход щем вертикальном участке 6 оборудовани  зоны вторичного охлаждени , то наиболее целесообразным режимом разливки, позвол ющим иметь максимальную производительность машины ,  вл етс  такой режим, когда за врем  очередной паузы между выт гивани ми заготовки из кристаллизатора (после того, как торец оболочки 27 заготовки опуститс  в крайнее нижнее положение) осуществл ютс  операции по соединению оболочки 27 заготовки с поддоном 13 в корзине 10, по вводу жидкого металла 26 второго химического состава в заготовку на установленную высоту по перекрытию стопором 21 отверсти  19 в днище герметичного металлоприемника 12, по отрезанию заготовки механизмом 7 и по удалению заготовки с линии разливки

Практически ввести жидкий металл 26 второго химического состава в оболочку 27 заготовки можно и после отрезани  ее механизмом 7 резки Однако в этом случае имеютс  трудности с установкой мениска жидкого мета/па 26 второго ХИМИЧРСКОГО со- . в оболочке 27 заготовки на гробходи мой высоте Эти трудности исключаютс , если после поворота отрезанной оболочки 2 / ч iготовки нт 180° и соединени  ее с захпдтом 23 ДЛР удалени  заготовки из кор- зинн к ней сверху присоедин ют дополните ную емкость 4

После подсоединени  дополнительной емкости 24 к отрезанной оболо хе 27 заготовки в нее ввод т жидкий металл 26 второго химического состава и обеспечивают егп перемещение относительно фронта затпер десани , удал   этот металл из дополнительной емкости 24 и возвраща  туда &HOBL,. Качество формируемой заготовки при этом повышаетс 

Удаление формированной заготовки из двух металлов из корзины осуществл ют или после полною затвердеезнич жидкого металла 26 второго химического состава в -,л оковке, или после того как остатки этого металла будут удалены из заготовки и сто -юр 22 перекроет отверстие 20 в дчище гер- к-е чиого металлоприемника 12, Наличие дополни гельной емкости 2 позвол ет удалить остатки жидкого металла из заготовки nyrvw создани  в дополнительной емкости 24 давлени  газа, которое должно быть не менее металлостатическогп давлени  в герметичном металлоприемнике 12 В этом случае будет получена пола  заготовка

П р и м е р Через кристаллизатор дни ной 1600 мм отливают заготовку диаметром 150 мм, причем тлщина оболочки из меди 30 мм, остальное сечение заготовки формируетс  из алюмини  Температура плавле- ни  меди 1081°С алюмини  660°С

Шаг выт гивани  заготовки из кристаллизатора 1515 мм, цикл периодического пе ремещени  оболочки заготовки из меди 30 с, из них 5 с пауза между выт гивани ми заготовки из кристаллизатора 5с- времч иы- г гиваниа со средней скоростью 300 мм/с длина восход щего пери-шального участка зоны вторичного охлаждени  5 м, длина радиального учрстка зоны вторичного охлэж- дени  9,4 м (ра муо дуги полуокружности 3

M) ДЛ1Н Ч 1 I,i и, ч , U hir K4/lb ICf ( Т

кэ зоны (ото охлаждени  5 м Obmpq длина зон пччпгп и рюричнот оени  1С1 4 м

Hi iOT3 1И ЖИДКОГО Я1ЮМИ1 ИЧ В

медную эоопоч / трм ч |Л1уоа медноп ибо почки дллхн  t Th 1C л0 К моменту окон чанч  фпг)ммрог 1|(И  оболочки заготовки из мрди f1 1 дн ч температура 700 800°С При г помещении ее до заполнени  а момини..1 1 температура оболочки ЗсЗгот О Ч ч доп г1) гае опательно понизитьс  HP ,00 / Оо°с

На Ц/1ИМС ТОН П°Г;Г311ЧНОГО И ВГОРИ

охлаждение ог:внои 19 -1 м с учетом продольной усадк. модной Рюлочки заготовки размещаютс  13участкоо которые были i-e- риодически вы г пути из кристаллизптор с шагом в - тчгив н мм Кмоменгуз - полненич п участков плюминием и длина из-з  угадки) уменьшаетс  на 1Ь мм и стэновитсп р  ной 1500 мм

Дл  толщин11 медном оболочки ки 30 мм каждого вьи гиванин j«io- товки из кристаллизатора жидкую медь в зоне з ооичного охлаждени  поднимаю на высоту одно о шага выт гивани  Вры   пе риодического перемещени  медной оболочки заготовЕ и по радиальному участку 5 зоны вторичного охлаждени  и по нисход щему вертикальному унэстку 6 зоны вторичного охлаждени  5 j мин Чтобы dd 3Tj снизит ь темпео туиу медноп оболочки зл и- товки до 40Ci°L необходимо на радиа ть-юп участке зонм юричноп1 охлаж/1ени ч при менить водовоздушное о-члажден е чли иметь охлаждаемые прижимаемые к лЭ О- товке механизма 9 дл  выт гивани  за отов- ки из кристалл1 затоэа и ее из г.ба

ПОСЛР перемещени  торца медной оболочки 27 в крайнее ни ИГР положение и плотною под ,с диненич ею поддону 13 стопор 21 поднчмзнл и через вод 1F из гггметично } м зллопр 1Г--ч i- a

12 в оболочку 27 заготовки на высоту, равную трем шагам выт гивани  подают жидкий алюминий Подн в мениск жидкого металла, в данном примере алюмини , на высоту 4,5 м стопором 21 перекрывают отверстие 19 в днище герметичного металло- приемника 12.

На подсоединение торца медной оболочки 27 заготовки к поддону 13 требуетс  примерно 5 с, на подъем в заготовку алюмини  до установленной высоты со скоростью О 5 м/с 9 с, на операцию пс отрезанию заготовки примерно 8 10 с и на удаление заготовки с линии разливки 1-2 с Таким образом, за устанопленную паузу в 25 с можно выполнить все указанные операции Ь /ынном примере не требуетс  увел.,чи тть тузу между выт гивани ми заготовки из кристаллизатора становитс  необ- одимым введение алюмини  в медную обо заготовки

Введенный в медную оболочку жидкий алюминий полностью затвердеет через

40-50 с Операции по заполнению следующей части оболочки из меди необходимо начинать через 65 с Резерв времени в 15-25 L достаточен чтобы удалить сформированную заготовку из двух металлов из корзины захватами

К удаленной с линии розливки заготовке , имеющей алюминий еще незатаердев- шим при необходимости подсоедин ют дополнительную емкость 24 с помощью которой в процессе затн рдевани  алюмини  обеспечиваетс  посто нное ею движение относительно фронта затвердевани  Под- сорциненче дополнительной емкости 24 к заготовке позвол ет исключить образование Б заготовке усадочной рзковины, так как создаютс  услови  длн подпитки ззюговки жидким алюминием

В случае необходимости заготовка мо- жег быть выполнена полой например с отверстием диаметром 30-40 мм Б этом случае после того, как второй спой из ьлю- мини сформируетс  в заготовке до толщины 5-30 мм, остатки жидкого алюмини  из заготовки через метаплопрооод 16 удал ю в герметичный метал оприемник 12 и отвео- сги: 20 в днище метзллоприемни.са 12 пеое- -ры ыют стопором 22

В приведенном примере аютовка из двух металлов - МРДИ и алюмини  отливаетс  со скоростью 2 м/мин. Масса указанной ре мегровой sarcrorjt 353 кг. Часова  п.. 1Эйодит льность одноручьевой машины 21 .

Изобретение позвол ет повьюить производи гельность машины не менее чем в два рлза, поскольку исключаетс  продолжительна  пауза дл  формировани  второго сло  заготовки из металла другого химического состава. Указанна  пауза мажду очередными выт гивани ми заготовки из кристаллизатора становитс  особенно про- должительной, когда температура плавлени  второго металла значительно ниже температуры плавлени  первого металла.

Повышение качества биметаллических заготовок достигаетс  за счет того, что каж- дый металл подаетс  на формирование заготовки по отдельному тракту. Эти тракты не перекрещиваютс  и, следовательно, исключаетс  возможность смешивани  металлов на стадии их транспортировани . В этом случае в более благопри тных услови х работает вс  система подачи жидкого металла в кристаллизатор и отливаемую заготовку.

Применение предлагаемого способа упрощает производство слоистых заготовок из металлов разного химического состава и разной температуры плавлени , позвол ет сэкономить 35% меди, снизить на 25% вес металлопродукции и на 25% стоимость прдукции .

Claims (6)

1. Способ непрерывного лить  цветных биметаллических заготовок преимущественно из меди и алюмини , включающий подачу первого металла в кристаллизатор снизу, формирование в нем оболочки слитка , подачу в нее второго металла и формирование из него следующего сло  слитка, периодическое выт гивание слитка из кристаллизатора пр молинейно вверх с после- дующим изгибом и выпр млением, охлаждение слитка и его резку на заготовки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества отливаемых заготовок и производительности процесса лить , под- ачу в сформированную оболочку второго металла осуществл ют со стороны, противоположной выт гиванию, на высоту участка выпр млени .

2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что подачу второго металла осуществл ют при температуре оболочки слитка 400- 600°С.

3.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что резку слитка на заготовки осуществл ют до окончани  затвердевани  в оболочке второго металла.

4.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что подачу второго металла в сформированную оболочку слитка и формирование следующего сло  осуществл ют после резки его на заготовки.

5.Машина дл  непрерывного лить  цветных биметаллических заготовок преимущественно из меди и алюмини , содержаща  герметичный металлоприемник, соединенный с ним посредством металло- провода своей нижней частью кристаллизатор , устройство вторичного охлаждени , состо щее из вертикального восход щего, радиального и нисход щего участков, устройство дл  резки слитка на заготовки и устройство дл  их удалени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества отливаемых заготовок и производительности процесса лить , она снабжена устройством дл  регулировани  уровн  жидкого металла в слитке и поворотной платформой с размещенными на ней дополнительным герметичным металлоприемни- ком и приемными корзинами с поддонами, при этом кажда  из приемных корзин сообщена с металлоприемником.

6.Машина по п. 5, отличающа с  тем, что устройство дл  удалени  заготовок выполнено в виде дополнительно  мкостм с захватами.

j;