Устройство для непрерывного литья и деформации металла

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металла и последующей его деформации в профилированную заготовку. Устройство содержит сборный кристаллизатор с отверстием в верхней части и парными боковыми и горизонтальными рабочими стенками, в котором каждая из боковых рабочих стенок кристаллизатора выполнена с наклонными к горизонтальной оси участками и закреплена на двух приводных эксцентриковых параллельных вертикальных валах, а каждая из горизонтальных рабочих стенок установлена на одном из указанных валов с возможностью смещенного по фазе к паре боковых рабочих стенок возвратно-поступательного движения. Рабочие поверхности верхней и нижней стенок кристаллизатора в зоне обжатия металла выполнены с наклоном для расширения этой зоны по высоте в сторону выхода металла. Угол наклона в горизонтальных рабочих стенках кристаллизатора составляет 4÷5°. Изобретение позволяет повысить надежность работы кристаллизатора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металла и последующей его деформации в профилированную заготовку заданного сечения.

Известно устройство для непрерывного литья и деформации металла с выводом заготовки по горизонтальной оси в двух противоположных направлениях [Патент №2073586 RU], содержащее сборный кристаллизатор с отверстием в верхней части и парными вертикальными (боковыми) и горизонтальными стенками. Каждая из боковых рабочих стенок кристаллизатора выполнена с наклонными к горизонтальной оси участками и закреплена на двух приводных эксцентриковых вертикальных валах, а каждая из горизонтальных рабочих стенок установлена на одном из указанных валов с возможностью смещенного по фазе к паре боковых рабочих стенок возвратно-поступательного движения.

Недостатком известного устройства является возможность перемещения деформируемого металла плоскими стенками в сторону, обратную выходу заготовки, в период сближения наклонных вертикальных стенок. Этот процесс возможен, когда силы трения на плоских стенках в определенный период могут быть больше сил трения на наклонных стенках. В этом случае подача заготовки при разведении наклонных стенок, а значит и ее производительность будут уменьшаться.

Технический результат, получаемый при реализации заявляемого устройства, заключается в повышении надежности его работы.

Указанный технический результат достигается тем, что рабочие поверхности верхней и нижней стенок кристаллизатора в зоне обжатия выполняются с наклоном к направлению выхода металла.

Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные: горизонтальный сборный кристаллизатор с отверстием в верхней части, состоящий из парных вертикальных (боковых) и горизонтальных стенок, приводные эксцентриковые валы с возможностью синхронного вращения попарно в разные стороны, боковые стенки имеют наклонные участки.

Отличительные: рабочие поверхности верхней и нижней стенок кристаллизатора в зоне обжатия металла выполнены с наклоном, создающим расширение этой зоны по высоте в сторону выхода металла, при этом угол наклона в горизонтальных рабочих стенках кристаллизатора составляет 4÷5°.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых даны поперечное сечение устройства (фиг.1) и нижняя стенка кристаллизатора (фиг.2).

Здесь обозначены:

1 - стенки вертикальные;

2 - суппорт;

3 - вал приводной эксцентриковый;

4 - стенки корпуса;

5 - стенки горизонтальные;

6 - система шарнирная;

7 - устройство прижимное;

8 - подшипник плоский;

9 - эксцентрик верхний;

10 - эксцентрик центральный;

11 - наклонная поверхность горизонтальной стенки.

Устройство для непрерывного литья и деформации металла включает водоохлаждаемый кристаллизатор, состоящий из двух вертикальных (боковых) стенок 1, каждая из которых закреплена в суппорте 2 и приводится в движение двумя приводными эксцентриковыми валами 3, вращающимися навстречу друг другу в подшипниках, установленных в верхней и нижней стенках корпуса 4, и двух горизонтальных стенок 5, приводящихся в движение в горизонтальной плоскости от одной из пар валов 3 посредством шарнирной системы 6 и плотно прижимающихся к боковым частям нажимными устройствами 7, установленными в стенках корпуса 4 через устройство 8, представляющее собой плоский подшипник. Боковые стенки 1 имеют прямые и наклонные участки. Горизонтальные стенки в зоне обжатия закристаллизовавшегося металла имеют наклонные пазы. Верхняя горизонтальная стенка 5 имеет окно для установки разливочного стакана. Такое же окно имеет и верхняя стенка 4. Пара приводных эксцентриковых валов 3 приводит в движение верхнюю и нижнюю стенки 5 через шарнирную систему 6. Суппорты 2 крепятся на эксцентриковых валах 3 с помощью устройства, позволяющего перемещаться суппорту 2 относительно осей валов 3 по подшипникам скольжения.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При установившейся работе жидкий металл через разливочный стакан, установленный в окне стенки 4, заливается в сборный кристаллизатор, образующий бункер, где происходит кристаллизация металла путем отвода тепла водоохлаждаемыми подвижными стенками кристаллизатора и деформация затвердевшего металла. При вращении приводных эксцентриковых валов боковые стенки кристаллизатора совершают навстречу друг другу движение в горизонтальной плоскости по замкнутой траектории, определяемой величиной эксцентриситетов, их ориентацией относительно друг друга и направлением вращения валов. Такое движение боковых стенок способствует деформации закристаллизовавшегося металла и попеременную подачу заготовки. Верхняя и нижняя стенки кристаллизатора с помощью валов 3 через эксцентрики 9 совершают возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости, способствуя попеременному продвижению закристаллизовавшегося металла в сторону выхода заготовки. Эксцентрики 9, расположенные на крайних участках валов 3 повернуты относительно центрального эксцентрика 10, на котором крепится суппорт 2, на 90°. Положим, деформация закристаллизовавшегося металла боковыми стенками происходит с левой стороны (фиг.2). В это время горизонтальные стенки перемещаются по стрелке «С». В результате деформации металла боковыми наклонными стенками происходит заполнение металлом переменной плоскости V₁. При этом при движении горизонтальной стенки в направлении стрелки «С» произвольная точка а₀ на стенке перейдет в точку a₁. To есть переменный объем V₁ стремится увеличиться, а горизонтальная стенка стремится отойти от заготовки. Следовательно, значительно уменьшается вероятность перемещения заготовки в направлении стрелки «С» и тем самым увеличивается подача заготовки в сторону ее выхода при последующем цикле движения горизонтальной стенки в сторону I. Кроме того, при движении заготовки в сторону I наклонные стенки будут впрессовывать металл, уменьшая объем V₁, и тем самым создается благоприятная схема деформации всестороннего сжатия.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом заключается в том, что наклонные поверхности 11 верхней и нижней стенок кристаллизатора выдавливают металл при своем движении в сторону выхода и образуют свободное пространство для «уширения» металла при обратном движении.

1. Устройство для непрерывного литья и деформации металла, содержащее сборный кристаллизатор с отверстием в верхней части и парными боковыми и горизонтальными рабочими стенками, в котором каждая из боковых рабочих стенок кристаллизатора выполнена с наклонными к горизонтальной оси участками и закреплена на двух приводных эксцентриковых параллельных вертикальных валах, а каждая из горизонтальных рабочих стенок установлена на одном из указанных валов с возможностью смещенного по фазе к паре боковых рабочих стенок возвратно-поступательного движения, отличающееся тем, что рабочие поверхности верхней и нижней стенок кристаллизатора в зоне обжатия металла выполнены с наклоном для расширения этой зоны по высоте в сторону выхода металла.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол наклона в горизонтальных рабочих стенках кристаллизатора составляет 4-5°.