Устройство для непрерывного литья биметаллических полых заготовок

 

Для получения биметаллических полых заготовок с тонким внутренним слоем, полый дорн состоит из двух ступеней , входная коническая ступень обеспечивает формирование внешнего слоя с большей толщиной, выходная цилиндрическая ступень выполнена с каналами для подвода жидкого металла, а охлаждаемый кристаллизатор имеет возможность перемещения в радиальном направлении относительно оси дорна. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 22 D 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 (, (л)

О

Ф,> ! (21) 4879639/02 (22) 02,11.90 (46) 23.09.92; Бюл. N 35 (71) Донецкий политехнический институт (72) B,cD.Блескун, B.З.Гольдин, В.К.Бобровский, В.М.Зеленский, А.Д.Иванченко и B.В,Мельникова (56) Авторское свидетельство СССР

М 908488, кл. В 22 0 11/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛ ЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве биметаллических полых заготовок с тонким внутренним слоем, например для подшипников скольжения, из цветных и черных металлов и сплавов методом непрерывного литья.

Известно устройство для непрерывного литья биметаллических заготовок (1).

Недостатком известного устройства является невозможность получить одинаковую по периметру толщину внешнего и внутреннего слоя заготовки в условиях горизонтального литья.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для непрерывного литья биметаллических заготовок, содержащее охлаждаемый наружный кристаллизатор и установленный внутри него полый дорн, Недостатком известного устройства является невозможность получить биметаллическую полую заготовку из сплавов с близкой температурой плавления или легко„„5U „„17б3084А1 (57) Для получения биметаллических полых заготовок с тонким внутренним слоем, полый дорн состоит из двух ступеней, входная коническая ступень обеспечивает формирование внешнего слоя с большей толщиной, выходная цилиндрическая ступень выполнена с каналами для подвода жидкого металла, а охлаждаемый кристаллизатор имеет возможность перемещения в радиальном направлении относительно оси дорна. 2 з.п, ф-лы, 2 ил, плавкого сплава для внутреннего слоя, а также при сравнительно небольшой толщине внутреннего слоя заготовки. Кроме того, при горизонтальном непрерывном литье известное устройство не обеспечивает одинаковую по периметру толщину внешнего и внутреннего слоем, что приводит к повышенному расходу дорогостоящего сплава внутреннего слоя заготовки.

Целью изобретения является повышение качества получаемых заготовок за счет снижения разнотолщинности внешнего и внутреннего слоя заготовки по ее периметру

Для достижения поставленной цели в устройстве для непрерывного литья биметаллических заготовок, содержащем охлаждаемый наружный кристаллизатор и установленный внутри него полый дорн, последний выполнен глуходонным ступенчатым, причем входна.я ступень, обеспечивающая формирование внешнего слоя с большей толщиной, выполнена коническая формы, а выходная, предназначен1763084

Устройство содержит полый дорн 1, наружный кристаллизатор 2, соединенный по конусной поверхности с водоохлаждаемым кожухом 3, Между дорном и наружным кри5 сталлизатором находится канал 4 для подвода расплава металла, формирующего внешний слой биметаллической заготовки, Дорн имеет внутреннюю полость 5, в котрую поступает расплав второго металла, 10 формирующего внутренний слой заготовки, и каналы 6, расположенные перпендикулярно к оси дорна и обеспечивающие подачу расплава второго металла к внутренней поверхности кристаллизующейся отливки из

15 первого металла. Зазор 0> между входной ступенью дорна и кристаллизатором обеспечивает формирование внешнего слоя 7 биметаллической заготовки, а зазор

Bz между входной и выходной ступенями до20 рна — внутреннего слоя 8. Направляющие 9 и пазы 10 обеспечивают перемещение кристаллизатора в радиальном направлении относительно неподвижного дорна, Для предотвращения натяга между кри25 сталлизующейся заготовкой и дорном, вхОдная ступень его, на которой формируется внешний слой с большей толщиной, имеет коническую форму с диаметрами d1 и d1 и длиной l<, а длина выходной ступени цилин30 дрической формы с диаметром бг от места подвода жидкого Металла, на которой формируется внутренний слой с меньшей толщиной, ограничивается в принимается равной i> = (1,0 — 1,5) 1д2/д1

35 Каналы 6 располагаются равномерно по периметру дорна, количество и диаметр их должны быть достаточными для питания кристаллизующейся отливки, Устройство работает следующим обра0 зом.

Расплавленный металл из печи поступает по каналу 4 в пространство междудорном

1 и кристаллизатором 2, На участке I,, дорна происходит кристаллизация металла, фор5 мирующего внешний слой 7 заготовки за счет отвода тепла через водоохлаждаемый кожух 3. Другой расплав поступает из отдельной емкости во внутреннюю полость 5

0 дорна и через каналы 6 на участке lz заполняет пространство между сформировавшейся поверхностью первого слоя и поверхностью дорна, образуя внутренний слой 8 заготовки.

В связи с неравномерным отводом тепла от верхних и нижних слоев металла в процессе горизонтального непрерывного литья, фронт кристаллизации будет наклонен к оси дорна (линия АВ, см. фигуру) и поскольку кристаллизация внешнего слоя ная для формирования внутреннего слоя с меньшей толщиной, — цилиндрической формы и дополнительна снабжена каналами для подвода жидкого металла к внутренней поверхности заготовки, расположенными перпендикулярно к оси дорна, а охлаждаемый наружный кристаллизатор выполнен с возможностью перемещения относительно оси дорна в радиальном направлении, Кроме того, длина выходной ступени дорна в направлении от места подвода жидкого металла составляет lz = (1,0 — 1,5)l> дг/д1, где I < — минимальная длина входной ступени дорна, мм; д и д1 — величина зазоров между входной ступенью дорна и кристал° лизатором и между входной и выходной ступенями дорна соответственно, мм, Такое устройство для непрерывного литья позволяет получить биметаллическую полую заготовку с одинаковой по периметру толщиной внешнего и внутреннего слоев заготовки в условиях горизонтального непрерывного литья.

Таким образом, предлагаемое решение отличается от прототипа тем, что в устройстве для непрерывного литья биметаллических полых заготовок полый дорн выполнен глуходонным ступенчатым, причем входная ступень, обеспечивающая формирование внешнего слоя с большей толщиной выполнена конической формы, а выходная, предназначенная для формирования внутреннего слоя с меньшей толщиной— цилиндрической формы и дополнительно снабжена каналами для подвода жидкого металла к внутренней поверхности заготовки, расположенными перпендикулярно к оси дорна, а охлаждаемый наружный кристаллизатор выполнен с возможностью перемещения относительно оси дорна в 4 радиальном направлении. Кроме этого, длина выходной ступени дорна в направлении от места подвода жидкого металла составляет lz = (1,0 — 1,5)l< дг/ д1 . Это позволяет получить одинаковую по периметру толщи- 4 ну внешнего и внутреннего слоев заготовки в условиях горизонтального литья, обеспечить экономию дорогостоящего сплава внутреннего слоя заготовки.

Перечисленные признаки отвечают кри- 5 терию "новизна". Заявляемые признаки не выявлены в технических источниках и на этом основании можно сделать вывод, что эти признаки соответствуют критерию "существенные отличия". 5

На фиг. 1 приведено устройство для непрерывного литья биметаллических полых заготовок, общий вид; на фиг, 2 — то же, разрез, 1763084

55 заготовки осуществляется на конической части дорна, толщина этого слоя в верхней и нижней частях заготовки будет различной, соответственно д и 0), в связи с этим различной будет и толщина внутреннего слоя — Bz и 03 . Для устранения разнотолщинности внешнего слоя заготовки водоохлаждаемый кожух 3 перемещают в вертикальной плоскости в пазах 10, при этом наружный кристаллизатор 2 перемещается по направляющим 9 относительно неподвижного дорна 1, благодаря чему зазор между дорном и кристаллизатором, а значит и толщина внешнего слоя заготовки в верхней и нижней частях изменяются. При одинаковой по периметру толщине внешнего слоя заготовки, цилиндрическая форма второй ступени дорна обеспечивает не тол ько одинаковую по периметру толщину, но и 20 отсутствие эксцентриситета внутреннего слоя заготовки даже при наклоне фронта кристаллизации к оси дорна в условиях горизонтального непрерывного литья.

Пример. Была получена биметалли- 25 ческая полая заготовка с внешним диаметром 80 мм, толщина первого слоя из бронзы

БрА9ЖЗ 0> = 12 мм, толщина второго слоя из бронзы Бр012 дг = 5 мм, Диаметры дорна; d< =56 мм; d< =62 мм; d< =50мм;

I, П

dz = 46 мм. Подводящие каналы диаметром

5 мм в количестве 8 штук были расположены на выходной ступени дорна с шагом 15 мм.

Минимальная длина входной ступени дорна определялась методом слива жидкого ме- 3талла и составляла 11 = 60 мм (фактическая длина была принята 80 мм). Длина выходной ступени дорна от места подвода жидкого металла определялась по формуле:

Iz = (1,0 — 1,5)11 дг/д1 = (1,0 — 1,5) . 80 — 40

12

= 34 — 50 мм.

Процесс непрерывного литья осуществляли при длине lz = 30; 40, 50 и 60 мм.

При симметричном расположении до- 45 рна относительно кристаллизатора толщина первого слоя в верхней части заготовки составила д = 14 мм, а в нижней — 81 = 10 мм, т,е. разнотолщинность составила 4 мм

50 или около 30 . После перемещения кристаллизатора вниз и установки дорна с эксцентриситетом 2 мм разнотолщинность была устранена.

При длине выходной ступени дорна Iz =

=30 мм, что меньше минимального размера, на внутренней поверхности заготовки наблюдались наплывы, свидетельствовавшие о неполном претекании процесса кристаллизации, тогда как при длине lz = 60 мм, что больше максимального размера, наблюдалось схватывание дорна с заготовкой в результате натяга, особенно при снижении температуры жидкого металла.

Экономический эффект от применения предлагаемого устройства в условиях ПО

Донецквторцветмет составляет 0,8 тыс. рублей на одну тонну заготовки за счет экономии оловянной бронзы.

Формула изобретения . 1. Устройство для непрерывного литья биметаллических полых заготовок, содержащее охлаждаемый наружный кристаллизатор и установленный внутри него полый дорн, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества получаемых заготовок за счет снижения разнотолщинности внешнего и внутреннего слоя заготовки по ее периметру, дорн выполнен глуходонным ступенчатым с конической входной ступенью и выходной ступенью цилиндрической формы, при этом выходная ступень дорна выполнена с каналами для подвода жидкого металла к внутренней поверхности заготовки, расположенными перпендикулярно оси дорна, а охлаждаемый наружный кристаллизатор выполнен с возможностью перемещения относительно оси дорна в радиальном направлении.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что длина выходной ступени дорна в направлении от места подвода жидкого металла составляет !2 = (1,0 — 1,5)ll 02/д где lp — минимальная длина входной ступени дорна, мм; дг и 0> — величина зазоров между входной ступенью дорна и кристаллизатором и между входной и выходной ступенями дорна соответственно, мм.

1763084

Составитель В, Блескун

Техред M,Mîðråíòàë Корректор С. Юско

Редактор

Заказ 3410 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для непрерывного литья биметаллических полых заготовок Устройство для непрерывного литья биметаллических полых заготовок Устройство для непрерывного литья биметаллических полых заготовок Устройство для непрерывного литья биметаллических полых заготовок 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, конкретно к полунепрерывному литью полых заготовок

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывному вертикальному литью полых заготовок

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металла

Изобретение относится к металлургии, а именно к машинам непрерывной разливки

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано на машинах непрерывного литья заготовок горизонтального типа

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов

Изобретение относится к литейному производству, в частности к непрерывной разливке металлов

Изобретение относится к непрерывной разливке металлов, а именно к конструкции кристаллизатора и его охлаждению

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при отливке слитков из металлов и сплавов, преимущественно алюминиевых, полунепрерывным методом

Изобретение относится к области металлургии, может быть использовано в установке разливки стали при подготовке к работе кристаллизатора

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов

Изобретение относится к способу изготовления широкой стенки кристаллизатора для устройства непрерывной разливки, которая имеет отходящую от верхнего края и расширяющуюся в стороны и вниз зону

Изобретение относится к металлургии и направлено на создание высокопроизводительного процесса получения непрерывно-литых заготовок
Наверх