Кокиль для непрерывного литья черновых профилей, в частности, двутавровых черновых профилей

Изобретение относится к области металлургии. Кристаллизатор имеет отверстие (8). В отверстии (8) внутренние стенки (7а-7b) кристаллизатора (1), выполненные обработкой резаньем, имеют сужение (9-12), проходящее соответственно от его верхней стороны к нижней стороне кристаллизатора в направлении к выполненной в виде прямой или изогнутой середине отверстия (8) кристаллизатора. Величина сужения (9-12) компенсирует усадку в любом месте. Обеспечивается возможность при крупногабаритных профилях оптимально согласовывать процесс усадки заготовки. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к кристаллизатору для литья черновых профилей, в частности двутавровых черновых профилей, при этом отверстие кристаллизатора снабжено небольшим сужением в направлении течения расплава.

Сужение отверстия кристаллизатора служит, как известно, для того, чтобы компенсировать усадку заготовки, возникающую внутри кристаллизатора в процессе твердения. Выполнение этого сужения проблематично, в частности, при крупногабаритных двутавровых черновых профилях или профилях балочной заготовки, так как их изготавливают из заготовки в форме трубы, по существу, посредством деформирования и так как такие профили имеют очень большие габариты, которые могут составлять более 800 мм общей ширины, более 400 мм ширины полки и более 120 мм толщины перемычки. Поскольку при таких больших размерах литье осуществляется более медленно, чем при меньших размерах, для них требуется относительно большее сужение в кристаллизаторе. Однако такое сужение можно изготавливать в обычных кристаллизаторах только ограниченно, так как отверстие кристаллизатора изготавливают, как известно, при деформировании посредством штампа, протягиваемого в качестве контрформы через выполненную в форме трубы отливку или заготовку. Поэтому, согласно известному способу изготовления, сужение нельзя изготавливать при поперечных внутренних сторонах профиля к середине кристаллизатора, так как просто невозможно изменять используемую контрформу в соответствии с поперечным сечением.

В основе изобретения лежит задача создать кристаллизатор для крупногабаритных профилей, подходящий, в частности, для литья больших тавровых черновых профилей или форматов балочной заготовки, так чтобы он удовлетворял связанным с этим требованиям, касающихся технологии литья в отношении сужения отверстия кристаллизатора.

Эта задача решается согласно изобретению посредством того, что все внутренние стенки кристаллизатора имеют в отверстии кристаллизатора сужение, проходящее соответственно от его верхней стороны к нижней стороне кристаллизатора, в направлении к середине кристаллизатора.

В частности, таким образом, при крупногабаритных профилях становится также возможным оптимально согласовывать поперечное сечение кристаллизатора с линейным ходом усадки заготовки на участке отверстия кристаллизатора. Обработка режущими инструментами, например, посредством фрезерования, строгания или полирования, является известной из уровня техники, однако новым является соответствующее изобретению применение для изготовления кристаллизатора. Оно позволяет осуществлять точную обработку внутренних поверхностей кристаллизатора, соответственно в зависимости от габаритов изготавливаемого профиля.

Особенность поперечного сечения профилей балочной заготовки предопределяет то, что степень усадки заготовки сильно изменяется внутри поперечного сечения профиля. Например, у относительно тонкой перемычки она меньше, чем в продольном направлении профиля. Поэтому согласно изобретению для оптимизации выполнения заготовки предусмотрено, что каждая внутренняя стенка снабжена сужением, отдельно рассчитанным в зависимости от степени усадки заготовки.

Кроме того, изобретение предусматривает, чтобы внутренние стенки кристаллизатора были выполнены линейными, криволинейными, параболическими или подобной формы.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг. 1 - обычный кристаллизатор для профилей балочной заготовки на виде сверху;

фиг. 2 - продольный разрез по линии II-II на фиг. 1;

фиг. 3 - вид сверху кристаллизатора с двутавровым поперечным сечением, согласно изобретению;

фиг. 4 - продольный разрез по линии IV-IV на фиг. 3;

фиг. 5 - поперечное сечение по линии V-V на фиг. 3;

фиг. 6 - поперечное сечение по линии VI-VI на фиг. 3.

Показанный на фиг. 1 и фиг. 2 обычный кристаллизатор 1 имеет отверстие 2 с поперечным сечением в двутавровой форме, соответствующим поперечному сечению отливаемого профиля. Отверстие 2 кристаллизатора образовано внутренними стенками 3а-3l. Их изготовление производят посредством штампа, протягиваемого в качестве контрформы через отливку в форме трубы. На фиг. 1 пунктиром показан нижний конец кристаллизатора 1.

Для компенсации, возникающей в процессе твердения усадки заготовки, внутренние стенки 3а-3f изготавливают с сужением 4. И напротив, поперечные внутренние стенки 3i, 3j, а также 3k, 3l этой двутавровой заготовки имеют сужение 5, так как только таким образом можно извлечь штамп после деформирования.

Соответствующий изобретению кристаллизатор 6 по фигурам 3-6 по существу отличается от обычного кристаллизатора 1 тем, что в нем все внутренние стенки 7а-7l в отверстии 8 кристаллизатора имеют сужение 9-12, соответственно проходящее от его верхней стороны к нижней стороне кристаллизатора в направлении к середине отверстия кристаллизатора.

Под серединой отверстия кристаллизатора понимают центральную ось 1′ или плоскость поперек продольного выполнения поперечного сечения кристаллизатора. Твердение расплава происходит в кристаллизаторе по направлению к центральной оси. Однако чтобы не предусматривать еще и на этих внутренних стенках не линейные поверхности, - если смотреть поперек к отверстию 2, - их можно выполнять в этом направлении почти линейно. Центральная ось может быть прямой или даже выгнутой, если отверстие кристаллизатора образует радиус, в частности, если отлитый пруток проводят вокруг радиуса из вертикальной плоскости в горизонтальную плоскость. Радиус или изгиб обычно прошел бы вертикально к продольному выполнению отверстия кристаллизатора.

Предпочтительно, если внутренние стенки 7а-7l выполнены в виде выгнутых поверхностей. При этом они сформированы с таким изгибом, чтобы согласовываться с не линейно происходящим по высоте кристаллизатора твердением отливаемого в нем прутка. В частности, это может происходить, например, так, что пруток быстро застывает уже в верхнем участке кристаллизатора, а затем дает минимальную усадку. В соответствии с этим, эти внутренние стенки нужно было бы уменьшать уже в относительно большей степени в верхнем участке кристаллизатора, а затем минимально изменять вовнутрь в нижнем участке. Поэтому их можно формировать по мере необходимости линейными, криволинейными, параболическими или т.п.

Сужение 9-12 внутренних стенок 7а-7l выполнено таким образом, что оно везде компенсирует возникающую в них усадку. Для пояснения: верхняя сторона отверстия кристаллизатора изображена на фиг. 1 или фиг. 3 вытянутыми линиями, в том время как нижняя сторона - штрихпунктирными линиями. Кроме того, на фиг. 4 стрелкой над кристаллизатором показано направление непрерывного литья.

Кристаллизатор 6 делает возможным непрерывное литье особенно крупногабаритных профилей, так как посредством соответствующей изобретению обработки отверстия кристаллизатора можно получать также соответственно большое сужение, согласованное, к тому же, с локальной степенью усадки заготовки внутри отверстия кристаллизатора.

Соответствующий изобретению кристаллизатор можно применять, само собой разумеется, также и для литья профилей в форме кости, если отверстие кристаллизатора снабжено соответствующим поперечным сечением в форме кости. В основном он подходит для литья крупногабаритных профилей, независимо от формы поперечного сечения отливаемого профиля.

Соответствующее изобретению выполнение можно также применять для восстановления или переделки использованных кристаллизаторов.

1. Кристаллизатор для непрерывного литья двутавровых черновых профилей, отверстие (8) которого снабжено сужением от верхней стороны к нижней стороне кристаллизатора (1), отличающийся тем, что все внутренние стенки (7а-7l) кристаллизатора (1) имеют в отверстии (8) сужение (9-12), проходящее соответственно от его верхней стороны к нижней стороне кристаллизатора в направлении к выполненной в виде прямой или изогнутой середине отверстия (8) кристаллизатора, величиной, компенсирующей в любом месте образующуюся усадку, при этом внутренние стенки выполнены обработкой резанием.

2. Кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что внутренние стенки (7а-7l) снабжены сужением (9-12), размеры которого определяются степенью усадки заготовки.

3. Кристаллизатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что снабженные сужением от верхней стороны к нижней стороне внутренние стенки (7а-7l) кристаллизатора имеют линейные, криволинейные, параболические или подобные формы.

4. Кристаллизатор по п.3, отличающийся тем, что внутренние стенки (7а-7l) от его верхней до нижней стороны сформированы с таким изгибом, чтобы они согласовывались с затвердеванием отливаемого в них прутка.

5. Кристаллизатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что середина отверстия (8) кристаллизатора образована ее центральной осью (1′) или плоскостью поперек продольного выполнения кристаллизатора.