Устройство для непрерывного горизонтального или наклонного литья заготовок

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке на горизонтальной или наклонной установке литья заготовок. Цель-повышениестабильности процесса литья и качества отливаемых заготовок за счет залечивания образуемых в оболочке заготовки разрывов при ее вытягивании. В устройстве для непрерывного литья кристаллизатор может перемещаться относительно металлопровода и вращается непрерывно или ступенчато в одном направлении или поворачивается возвратно-поступательно вокруг его осевой линии. Образование мостиков затвердевшего расплава между металлопроводом и коркой отливки, затвердевшей в кристаллизаторе , предотвращается с помощью отталкивающего электромагнитного усилия, действующего в радиальном направлении на расплав, поступающий в кристаллизатор. 10 з.п. ф-лы, 10 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 D 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY (21) 4202602/02 (86) РСТ/S Е 86/00411 (15,09.86) (22) 11.05.87 (31) 8504252-1 (32) 13.09.85 (33) SE (46) 30.11.91. Бюл. № 44 (71) Эрик Олссон АГ (СН) (72) Эрик Аллан Олссон (SE) (53) 621.746.27(088.8) (56) Заявка ЕРВ ¹ 0068402, кл. В 22 О 11/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ИЛИ НАКЛОННОГО

ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке на горизонтальной или наклонной установке

Изобретение относится к металлургии,. в частности к непрерывной разливке на горизонтальной или наклонной установке литья заготовок.

Цель изобретения — повышение стабильности процесса литья и качества отливаемых заготовок путем эалечивания образуемых в оболочке заготовки разрывов при ее вытягивании.

На фиг. 1 представлено устройство, вид сбоку; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4— устройство с металлоприемником, вид сбо-. ку; на фиг, 5 — деталь устройства, продольный разрез; на фиг. 6 — устройство с дополнительными средствами, вид сбоку; на фиг. 7 — устройство по фиг. 4, вид сверху; на фиг. 8 — 10 — средства дополнительной обработки устройства.

„„SU „„1695822 А3 литья заготовок. Цель — повышение стабильности процесса литья и качества отливаемых заготовок за счет залечивания образуемых в оболочке заготовки разрывов при ее вытягивании. В устройстве для непрерывного литья кристаллизатор может перемещаться относительно металлопровода и вращается непрерывно или ступенчато в одном направлении или поворачивается возвратно-поступательно вокруг его осевой линии. Образование мостиков затвердевшего расплава между металлопроводом и коркой отливки, затвердевшей в кристаллизаторе, предотвращается с помощью отталкивающего электромагнитного усилия, действующего в радиальном направлении на расплав, поступающий в кристаллизатор.

10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Устройство содержит кристаллизатор 1, который может свободно вращаться относительно металлопровода 2 и охлаждается разбрызгиваемой коллекторами 3 жидкостью 4. Кристаллизатор 1 выполнен из материала с хорошей теплопроводностью, например меди, и поддерживается валками

5 и 6. Валки снабжены фланцами 7, которые совпадают с канавкой 8, выполненной в кристаллизаторе. Последний таким образом зафиксирован продольно и может свободно расширяться в этом направлении, Кристаллизатор 1 снабжен цепным колесом 9 íà его выходном конце для вращения или поворота (менее чем на 360 ). Цепное колесо приводится двигателем через звездочку 11 и цепь 10. Предпочтительно используют реверсивный двигатель с регулируемой скоростью. Приводные средства 12 для звездочки

11 могут быть выполнены различными.

1695822

10 t5

25

50

Индуктор питаемый переменным током, расположен вокруг зазора 13 смежно с входным торцом кристаллизагора, Он предназначен для предупреждения проникновения расплава в соединение, которое представляет собой пространство между кристаллизатором и закрепленным на металлоприемнике металлопроводом 2, через который расплав подается в кристаллизатор 1, Переменное электромагнитное поле, генерируемое индуктором, возбуждает переменные токи в расплаве 14, Создается отталкивающее усилие в направлении, перпендикулярном индуктору и окружающему его электромагнитному полю. Это усилие удаляет расплав 14 из зазора и с поверхности кристаллизатора в зоне действия электромагнитного поля. Отталкивающее действие поля на расплав зависит от электромагнитной проницаемости материала и его толщины. Расстояние до индуктора также играет важную роль, Поэтому толщина стенки кристаллизатора уменьшена в этом месте (позиция 15). Антифрикционный агент не уменьшает прилипаемасть расплава к стенке кристаллизатара, но снижает трение между его стенкой и застывшей на ней коркой отливки. Этот агент подается по трубе

16, Расположение трубы 16 вокруг кристаллизатора или металлопровода определяется используемым агентом, Дозировка агента может быть обеспечена путем подачи винта в удлинение показанной трубы 16, Валки 5 и 6 для вращения {поворота) кристаллизатора и звездочка 11 с приводом расположены в раме на опорной плите 17.

Для выполнения колебательных движений, т.е, п радол ьно го воз вратйо-поступ ател ьного перемещения для вращения (поворота) кристаллизатора, опорная плита может быть снабжена колесами, колесными сегментами или втулками с игольчатыми подшипниками

18. Таким образом обеспечивается низкое трение для возвратно-поступательного перемещения кристаллизатора и его приводных средств.

Перемещение может быть выполнено с использованием эксцентрикового кулачка или средств цилиндра-поршня 19, которые могут быть гидравлическими или пневматическими. В данном случае при перемещении кристаллизатора в направлении разливки на образовавшуюся корку 20 действует давление в ее продольном направлении для сжатия поперечных трещин, образовавшихся во время вытягивания.

Можно использовать ступенчатый двигатель для ступенчатого перемещения кристаллизатора или систему, перемещающуюся вместе с его колебаниями, при этом кристаллизатор поворачивается на один шаг во время хода вытягивания.

При изготовлении узких отливок или отливок с различными размерами целесообразно использовать валковые кольца вместо размещения формы непосредственно на валках, при этом формы различного размера можно устанавливать на валковые кольца, Металлопровод может быть снабжен внутренним износостойким огнеупорным материалам, например окисью циркония, окиси алюминия с содержанием более 90%

А10, магнезитом и т,д.

На фиг. 4 показана схематически отливка на устройстве для непрерывного литья полых слитков, Металлоприемник является общим для всех кристаллизаторов и отливок

21, поступающих в направлении разливки, при этом отливки могут иметь различные размеры, Металлопровад 2, установленный в металлоприемнике и выступающий в кристаллизатор 1, должен иметь постоянную длину, т.е. расстояние от металлоприемника до кристаллизатара не должно зависеть от расширения корпуса металлоприемника 23 вследствие нагрева. В связи с этим этот корпус снабжен охлаждающей рубашкой, Металлоприемник 23 установлен на наг|равляющей 24, которая может смещаться в продольном направлении отливок с по- мощью поршня 25, при этом направляющая является частью каретки 26, которая может перемещаться поперечно относительно этого направления, Это устройство позволяет быстро заменять металлоприемники.

Расплав 27 подается через металлоправод 2 в кристаллизатор 1, который заполняется до уровня, соответствующего уровню расплава в металлоприемнике 23, Длина мениска расплава внутри затвердевшей корки отливки и, следовательно, длина, на которой корка может набирать толщину, зависит от уровня расплава в металлоприемнике. Нужная толщина стенок каждой отливки может определяться путем выбора соответствующих скоростей вытягивания и разливки, которые определяются соответствующими скоростями приводных валков 28. Непрерывное вытягивание отливки 21 из кристаллизатора обеспечивается с помощью электромагнитного поля за счет отталкивающего воздействия на расплав, при этом предупреждается образование мостиков между расплавом, затвердевшим в металлопроводе, и коркой, затвердевшей в кристаллизаторе.

Электромагнитное поле генерируется проводником 29, через который пропускается сильный ток и который расположен на

1695822 входном участке кристаллизаторе, Такое расположение обусловлено тем, что при этом поток расплава в металлопроводе 2 не нарушается и не прерывается, Приводные валки наклонены относи- 5 тельно осевой линии отливки для поступления полой отливки 21, корка которой в кристаллизаторе вращается. Если скорость вращения корки достаточна велика относительно скорости.вытягивания отливки, тол- 10 щина образующейся корки, т,е, толщина стенок отливки, будет всегда одинаковой вокруг периферии. При переналадке устройства приводные средства отливки могут быть расположены на поворотных опорных 15 плитах, с помощью которых можно изменять наклон валков и скорость вращения отливки относительно скорости ее вытяги- . вания. В этом случае все валки должны быть расположены горизонтально или верти- 20 кально, а не поперечно, как показано на фиг, 4, Вращение или поворот кристаллизатора выполняется .приводными средствами, которые (фиг. 4) включают электродвигатель 25

30 с муфтой 31, цепной передачей 32 и цеп..ным колесом, жестко смонтированным на кристаллизаторе. В определенных случаях достаточно вращение кристаллизатора за счет трения о вытягиваемую вращающуюся 30 отливку 21. В данном случае приводные . средства могут быть отключены муфтой 31.

Тормозные средства могут быть приспособлены для периодического торможения или остановки этого перемещения. при этом эти 35 средства работают, например, на половине муфты и включаются или выключаются электромагнитом, Отливка может разрезаться на нужные отрезки с помощью известных приемов. 40

Указанные операции обработки можно использовать. в устройстве для горизонталь. ной непрерывной разливки при получении цельных прутков после придания отливке нужных размеров валками, как показано на 45 фиг. 8 и 9.

На фиг. 5 показано устройство, в котором формовочный блок и отливка наклонены в направлении разливки. Кристаллизатор 1 имеет охлаждающую рубашку 33. Зл.ектро- 50 магнитный индуктор 34 встроен в рубашку

33, которая выполнена из магнитного материала и снабжена по крайней мере вваренными полосами такого материала для предотвращения утечки вихревых токов в 55 результате нагрева рубашки. Кольцевое ярмо 35, состоящее из слоистых пластин, предназначено для создания магнитного потока вокруг индуктора, Слоистое кольцо

36 между электрическим проводником 37 и металлспроводом 2 предотвращает замыкание радиально направленных электромагнитных сил и нарушение потока расплава

27, поступающего по металлопроводу 2.

Для предотвращения прилипания расплава к стенке кристаллизатора при наличии непреднамеренного перекоса наружную переднюю поверхность металлопровода 2 выполняют несколько выпуклой (показано стрелкой В); в этом случае проводник 37, расположенный вокруг металлопровода, может питаться током более высокой частоты по сравнению с током, подаваемым в индуктор 34, расположенный вокруг кристаллизатора, так как между расплавом и проводником нет электропроводнога материала. Электромагнитное отталкивающее усилие ниже при использовании токов более высокой частоты, но тепло, выделяемое расплавом, больше, что способствует предотвращению прилипания затвердевшего расплава K металлопроводу и образования мостиков затвердевшего расплава между ним и коркой, затвердевшей в кристаллизаторе, в зоне прекращения действия индуктора 34.

На фиг. б — 10 иллюстрируют примеры испол ьзова н и я изобретения, Изготовленная отливка 21, вращающаяся в устройстве, раэрезается на нужные отрезки известным способом, например с помощью паяльной лампы 38 (фиг. б и 7), или отливка подается прямо на прокатный стан или горизонтально-ковочную машину.

На фиг. 8 показан. планетарный прокат-. ный стан с множеством конических валков

39, которые планетарно вращаются вокруг отливки 21 для придания ей нужных размеров, При необходимости вращающаяся отливка может быть подвергнута поверхностной обработке,. например горячему шлифованию для удаления окалины.

8о время вращения отливки планетарный прокатный стан (фиг. 9), при необходимости может быть дополнен стационарными вращающимися валками 40, что упрощает привод валков по сравнению с приводом стана. На фиг. 9 показана лишь одна пара взаимно противоположно направленных валков, захватывающих периферию отливки, однако для предотвращения разрушения отливки или образования в ее центре полости используется три или большее количество пар валков. При необходимости прокатное оборудование можно заменить на удерживающее оборудование, Совмещенная прокатка вращающейся отливки отличается тем, что можно получать отливки различного размера при использовании одного и того же размера заготовки

1695822 за одну операцию разливки путем установки нужного зазора между валками.

Затем прокатанная отливка 21, которая продолжает вращаться и еще не разрезана, может быть направлена при необходимости после дополнительного нагрева или выравнивающего растягивания при нагреве в обычный прокатный стан, например, для из, готовления арматурных стержней или проволоки, Для этого вращение отливки может быть остановлено. Это производится путем вращения ходового винта 41 {фиг, 10) валков

: для подачи отливки круглой формы во вра щающийся барабан 42, из которого отливка подается тангенциально на прокатный стан, 43 для дальнейшей прокатки или формованил, Как показано на фиг. 6 и 7, литье производится из ковша 44, снабженного выдвиж, ным шибером 45 и литейной трубой 46.

; Положение шибера и, следовательно, поток расправа в металлоприемник 23 может автоматически регулироваться по уровню его наполнения. Металлоприемник может наклоняться вокруг осевой линии, и литье производится с помощью средства поршня-цилиндра 47. Так как форма вращается, равномерное охлаждение может быть обеспечено за счет непосредственного распыления воды 4. Вращение или поворот формы выполняется приводными средствами 48, а продольные колебания — средствами цилиндра 49. Средство вторичного охлаждения обозначено позицией 50, а опорные валки для вращения отливки 21— позицией 51, Вокруг отливки расположены перемащающиеся средства 52 для электромагнитного воздействия на расплав в центре отливки. Наклонные валки 28 для вращательной подачи отливки 21 показаны 40 в.различных плоскостях, но если требуется регулирование вращения относительно скорости подачи, их предпочтительно располагают таким образом, что они входят в зацепление с отливкой только с двух на- 45 правлений для получения более простого привода, Изобретение позволяет повысить стабильность процесса литья за счет отталкивания, создаваемого электромагнитным усилием, расплава от стенки кристаллизато-, ра, так как при этом достигается более рав- номерной и эффективное распределение антифрикционного агента в металлопроводе, в частности, за счет того, что это отталкивание приводит к образованию наклонной кромки коры отливки, а также повысить качество отливаемых заготовок за счет эалечивания образук>щихся в оболочке заготовок разрывов.

Формула изобретения

1. Устройство для непреоывного горизонтального или наклонного литья заготовок, содержащее металлоприемник, соединенный с кристаллизатором посредством металлопровода, индуктор и механизмы для вытягивания заготовки и обработки заготовки до заданного сечения, при этом металлопровод передним концом заглублен в полость кристаллизатора, о т л и ч à lo щ е ес я тем, что, с целью повышения стабильности процесса литья и качества отливаемых заготовок за счет залечивания образуемых. в оболочке заготовки разрывов при ее вытягивании, индуктор расположен снаружи кристаллизатора смежно с его входным торцом, при этом электромагнитное поле индуктора направлено радиально к технологической оси устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кристаллизатор установлен с возмох<ностью непрерывного или ступенчатого вращения относительно металлопровода или с возможностью возвратно-поступательного вращения относительно технологической

Оси, 3. Устройство по и, 2, отл ича ю щеес я тем, что кристаллизатор установлен с возможностью колебательного перемещения вдоль технологической оси.

4,Устройство поп.1,отл ича ю щее > с я тем, что механизм для вытягивания за- " готовки содержит средство для ее вращательного движения.

5. Устройство по п.4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство для вращательного движения заготовки выполнено в виде установленных на поворотных стойках под углом к технологической оси поддерживающих или тянущих роликов; имеющих возможность изменения угла наклона, и имеет возможность изменения вращательного движения заготовки в соответствии со скоростью ее вытягивания.

6. Устройство по и. 1, отл ич а ю ще ес я тем, что индуктор выполнен с возможностью создания неравномерного по его периметру электромагнитного поля.

7. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью получения заготовки в виде трубы, оно дополнительно содержит средство для создания электромагнитного поля вдоль технологической оси.

8. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кристаллиэатор и механизм для вытягивания заготовки установлены с наклоном их осей вниз к направлению вытягивания заготовки .

9. Устройство по и, 1, от л и ч а ю щ е ес я тем, что кристаллизатор и механизм для

1695822

10. вытягивания заготовки установлены с наклоном их осей вверх к направлению вытягивания заготовки.

10. Устройство по и. 1, о тл и ча ющ е ес я тем, что механизм обработки заготовки до заданного сечения содержит конические ролики, выполненные неподвижными или с воэможностью планетарного вращения, 11. Устройство по и. 1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что механизм для вытягивания заготовки содержит средство для предупреждения вращательного движения заготовки и средство для формирования заготовки круг, :лого поперечного сечения. выполненное в виде изогнутого винта, имеющего возможность вращения одновременно с заготовкой.

1695822

1695822

1695822

1695822

Составитель Л,Дымшиц

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончякова

Редактор А.Огар

Производственно-издлгельl .êèè комбинат "Патент", г. Ужгород. pl.Ãàãàðèíà 101

Заказ 4174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5