Кристаллизатор для непрерывного литья

 

Сущность изобретения: кристаллизатор представляет собой вращающееся вокруг горизонтальной оси кольцо с ребордами и продольными перегородками вдоль образующей. В перегородках выполнены ложементы, а в ложементах установлены вкладыши с пазами для арматуры. Для упрощения конструкции кристаллизатора, а также повышения эффективности установки ложементы в перегородках выполнены в виде сквозных отверстий, на обеих сторонах которых имеются расширяющиеся конусные части, а вкладыши выполнены в виде двусторонних клапанов с конусными наконечниками и установлены в ложементах с зазором в осевом и радиальном направлениях с возможностью скольжения конусными наконечниками по конусным частям ложементов. В процессе кристаллизации отливаемой заготовки под воздействием сил усадки арматура начинает перемещаться как в продольном, так и в радиальном направлениях, перемещая при этом вкладыши в ложементах и предотвращая заклинивание отлитой заготовки при ее извлечении из кристаллизатора. 5 ил.

Изобретение относится к непрерывному литью металлов, конкретно к конструкции валкового кристаллизатора.

Известен кристаллизатор в виде вращающегося вокруг горизонтальной оси кольца из огнеупорного материала и неподвижного дугообразного корпуса из графита. Расплавленный металл подается в кристаллизатор при включении привода вращения кольца. В качестве механизма вытягивания используются ролики, установленные по обеим сторонам кольца. Далее металл проходит зону вторичного охлаждения охлаждающее устройство, примыкающее наружной и внутренней сторонами к стенкам кристаллизатора, с системой встроенных в него водяных трубок и затвердевает, образуя металлическую полосу, которая затем попадает между валками и наматывается на моталки.

Недостаток кристаллизатора в том, что на нем можно отливать только один вид изделий металлическую ленту, т.е. ограничены его технологические возможности.

Известен также кристаллизатор для непрерывного литья армированных дугообразных заготовок браслетных протекторов, содержащий вращающееся вокруг горизонтальной оси кольцо с ребордами и примыкающую к нему неподвижную дугообразную охлаждающую стенку. На наружной поверхности кольца вдоль образующей выполнены перегородки с образованием формообразующих полостей в виде кольцевых секторов. Для исключения заклинивания заготовок при их извлечении из кристаллизатора в перегородках выполнены треугольные ложементы с установленными в них треугольными подпружиненными вкладышами в виде односторонних клиньев с пазами для арматуры. Вкладыши установлены с возможностью скольжения наклонными поверхностями по поверхности ложементов под воздействием усилий, возникающих при усадке отливаемой заготовки.

Недостаток кристаллизатора в том, что вкладыши, удерживаемые в ложементах перегородок за счет пружин, выполнены с возможностью перемещения их только вдоль оси кольца (в продольном направлении), что не исключает заклинивания в радиальном направлении как заготовки при ее извлечении из кристаллизатора, так и самих вкладышей. Кроме того, наличие пружин усложняет конструкцию кристаллизатора.

Целью изобретения является упрощение конструкции, а также повышение эффективности установки путем исключения заклинивания заготовок как в продольном, так и в радиальном направлениях при их извлечении из кристаллизатора.

Указанная цель достигается тем, что в кристаллизаторе для непрерывного литья, содержащем вращающееся вокруг горизонтальной оси кольцо с ребордами и перегородками, выполненными на наружной поверхности кольца вдоль образующей и снабженными ложементами с установленными в них вкладышами, а также примыкающую к кольцу неподвижную дугообразную охлаждающую стенку, ложементы в перегородках выполнены в виде сквозных отверстий с конусными частями, а вкладыши в виде двусторонних клапанов с конусными наконечниками и пазами для арматуры. Кроме того, вкладыши установлены в ложементах с зазором в осевом и радиальном направлениях с возможностью скольжения конусными наконечниками по конусным частям ложементов, при этом угол наклона в конусных элементах клапанов и ложементов больше, чем угол трения.

На фиг. 1 показана часть перегородки с ложементом и установленным в нем вкладышем; на фиг. 2 кристаллизатор с отливаемой заготовкой в разрезе по плоскости, проходящей через центральные оси вкладышей, установленных в ложементах одной перегородки, и арматурные стержни, установленные в этих вкладышах; на фиг. 3 кристаллизатор с отливаемой заготовкой в разрезе по плоскости, проходящей через оси вкладышей, расположенных диаметрально противоположно в двух разных перегородках, и арматурный стержень, установленный в этих вкладышах; на фиг. 4 пример конструктивного выполнения вкладыша, выполненного из двух частей, соединенных резьбовым соединением; на фиг. 5 кристаллизатор в момент выпадания отлитой заготовки под действием сил тяжести на приемный стол.

Кристаллизатор для непрерывного литья содержит кольцо с ребордами и неподвижную дугообразную охлаждающую стенку, примыкающую к кольцу (на чертежах не показано). Ложементы 1 в перегородках 2 снабжены с обеих сторон конусными частями 3; вкладыши 4 также с обеих сторон снабжены конусными наконечниками 5 и пазами 6 для установки арматуры 7 заготовки 8. Отлитая заготовка подается на приемный стол 9.

Кристаллизатор работает следующим образом. Кольцо с ребордами устанавливают так, что обе перегородки 2 расположены на одном уровне с горизонтальной осью, а одна из перегородок непосредственно примыкает к неподвижной дугообразной охлаждающей стенке. В начальный момент литья верхняя поверхность вкладышей 4 и перегородок 2 составляет единую горизонтальную поверхность (фиг. 1), что исключает возможность попадания жидкого металла в конический раструб отверстия в перегородке под конус вкладыша и последующее врастание головок вкладышей в отливаемую заготовку в процессе ее затвердения. В пазы 6 закладывают арматуру 7. Затем со стороны неподвижной стенки в верхнюю формообразующую полость подают жидкий металл, при этом одновременно начинают вращать кольцо с ребордами и открывают подачу охлаждающей воды в полость кольца и внутрь охлаждающей стенки (зона первичного охлаждения), из которой далее вода поступает непосредственно на поверхность отливаемой заготовки 8 (зона вторичного охлаждения). При соприкосновении с поверхностью кольца, охлаждающей стенки и перегородки 2 металл затвердевает и начинает кристаллизоваться. В процессе кристаллизации металла под воздействием сил усадки арматура 7 перемещается в осевом и радиальном направлениях А и В, в результате чего благодаря наличию зазора при установке в ложементах 1 вкладышей 4 последние начинают перемещаться в вертикальном направлении Б (фиг. 2 и 3), скользя конусными наконечниками 5 по конусным частям 3 ложементов (угол наклона в этих конусных элементах выполнен одинаковым), это предотвращает заклинивание заготовки в процессе ее усадки. В зоне вторичного охлаждения металл окончательно затвердевает. Повернув кольцо на 180^о, его останавливают и одновременно прекращают подачу жидкого металла (перекрывают летку в миксере) в кристаллизатор. Формообразующая полость, будучи полой, оказывается теперь наверху, а отлитая заготовка 8 в нижнем положении. Под воздействием сил тяжести заготовка 8 выпадает на приемный стол 9, при этом вкладыши 4 займут исходное положение перед началом нового цикла литья (фиг. 1, 5). Далее в пазы 6 снова закладывают арматуру 7, а в формообразующую полость снова подают жидкий металл с одновременным включением вращения кольца (в том же направлении) и водоохлаждения. Цикл литья повторяется.

Угол наклона в конусных наконечниках 5 вкладышей 4 и в конусных частях 3 ложементов 1 выполнен большим, чем угол трения, поскольку только при этом условии обеспечивается возврат вкладыша 4 под действием сил тяжести после извлечения отливки в исходное положение перед началом нового цикла литья.

Для обеспечения монтажа вкладышей 4 в ложементах 1 перегородок 2 возможно конструктивное выполнение вкладышей из двух частей, соединенных между собой резьбовым соединением (фиг. 4).

Таким образом, предлагаемая конструкция кристаллизатора позволяет обеспечить при менее сложной конструкции (вкладыши без пружин) более высокую эффективность, поскольку исключена возможность заклинивания отлитых заготовок при их извлечении из кристаллизатора как в продольном, так и в радиальном направлениях.

Формула изобретения

КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ, содержащий установленное с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси кольцо с ребордами и перегородками, выполненными на наружной поверхности кольца вдоль образующей и имеющими ложементы с установленными в них вкладышами, а также прмыкающую к кольцу неподвижную дугообразную охлаждающую стенку, отличающийся тем, что ложементы в перегородках выполнены в виде сквозных отверстий с конусными частями, а вкладыши в виде двусторонних клапанов с конусными наконечниками и пазами для арматуры, при этом вкладыши установлены в ложементах с зазором в осевом и радиальном направлениях с возможностью скольжения конусными наконечниками по конусным частям ложементов, а угол наклона конусных элементов вкладышей и ложементов больше угла трения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5