Форма для отливки валков

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсхмк

Социалистическик

Республик

<п>850292 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 12? 9 (21) 2850687/22-02 рс)м. к. с присоединением заявки HP

В 22 D 15/00

Государственный комитет

С С С P но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300781. Бюллетень Йо 28 (53) УДК 621. 746. 04 3 (088. 8) Дата опубликования описания 300781

Л.Ф.Выгоднер, В.И.Справник, A.Á.Ìîñòîsîé и A.È.Êâàñîâ (72) Авторы изобретения

f !

1 (71) Заявитель (54)ФоРмл для отливки вдлков

Изобретение относится к литейному производству, а точнее к формам для отливки прокатных валков.

Известна комбинированная литейная форма, содержащая опоки, заполненные песчаноглинистой смесью. для изготовления верхней и нижней шеек валка и кокиль для выполнения бочки, установленный между ними. Литниковая система для заливки формы выполнена в нижней опоке для подвода металла сифоном в нижнюю шейку валка j1), Недостатком известной литейной формы является то, что подвод металла сифоном снизу увеличивает трудо- 1» емкость изготовления литейной формы и не исключена воэможность засорения металла валка песочными включениями, а также невозможность получить плотную осевую зону бочки валка. Все 20 это отрицательно влияет на качество прокатных валков °

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является литейная форма, содержащая заформованные опоки для образования ыеек валков и кокиль для образования бочки. Подвод металла в ней осуществ- . ляется через вертикальный стояк, вы-

I полненный иэ железной или нержавею- т© щей трубы и установленный по цейтровой оси валка. После окончания эа": ливки трубу извлекают из отлитого валка P).

Недостаток известной конструкции литейной формы заключается в том, что при заливке массивных валков не обеспечивается достаточно высокое качество поверхностной эоны и высокая плотность осевой зоны бочки валков, что снижает их качество, особенно при нарезке глубокого калибра.

Цель изобретения — повыаение качества валков.

Поставленная цель достигается тем, что кокиль имеет ряды отверсткй для подачи на поверхность бочки валка воздушно-водяного охлаждения,выполненные под углом к оси валка и заполненные с внутренней стороны кокиля формовочным составом, при этом уас"стояние между .отверстиями кокиля по высоте равно 0,5-2 диаметра бочки валка, а по плоскостям соприкосновения кокиля с нижней и верхней опоками предусмотрены пазы для вывода пара.

Такое конструктивное выполнение ли. тейной форева позволяет повысить хачество samos особенно с нарезкой глубокого калибра. Это достигается

850292 за счет того, что отверстия на кокиле, выполненные под углом к оси валка для подачи воздушно-водяного охлаждения и заполненные с внутренней стороны кокиля формовочным составом, позволяют создавать направленное затвердевание бочки валка, вследствие чего каждый вышележащий слой служит прибылью для нижележащего, повышая этим плотность осевой зоны валка. Благодаря интенсивному охлаждению увеличивается зона столбчатых кристаллов, которая является самой чистой по включениям. В свою очередь, если макроструктура поверхности валков представлена в виде эоны столбчатйх кристаллов, то такие валки имеют повышенную. стойкость, так как вслед эа этой зоной идет эона внецентренной ликвации (для крупных отливок), характеризующаяся наличием большого количества вредных примесей Щ и неметаллических включений. Расстояние между отверстиями кокиля по высоте 0,5-2 диаметра бочки валка обеспечивает наилучшие условия для питания отливки и является оптимальным для валков диаметром 200-1.000 мм.

Расстояния меньше 0,5 диаметра бочки валка вызывают сильное развитие внецентренной ликвации, которая способствует образованию скопления сферы и неметаллических включений, что при эксплуатации валка с глубоким калибром способствует его быстрому разрушению. Расстояния больше 2-х диаметров бочки валка значительно уменьшают плотность в осевой зоне

35 валка, что может привести к разрушению валков в процессе термической обработки. Пазы по плоскостям кокиля, соприкасающиеся с верхней и нижней опоками, позволяют отводить пар, об- 4О разующийся при охлаждении слитка.

На чертеже изображена форма для отливки валка, продольный разрез.

Форма для отливки валка состоит из опоки 1, предназначенной для выполнения нижней шейки валка, установленного на нее кокиля 2 для выпол-. нения бочки валка, опоки 3 для выполнения верхней шейки валка. Кокиль

2 снабжен рядами отверстий 4 для $O подачи воздушно-водяного охлаждения от магистрали 5, выполненными под углом к оси валка. С внутренней стороны кокиля 2 отверстия 4 заполнены формовочным составом 6, предохраняющего от попадания расплавленного металла. Количество и диаметр отверстий 4 выбирают иэ условия, обеспечивающего увеличение времени затвердевания каждого последующего слоя металла не менее чем на 20%. Расстояние ф© между рядами отверстий равно 0,5-2 диаметра бочки валка.

Например, диаметр бочки валков равен 590-610 мм, высота бочки равна 1600 мм, диаметр шейки 300 мм, вы- Я сота шейки 450 мм. В кокиле литейной формы для такого валка выполнены 3 ряда отверстий, расстояние между ко-торыми равно 600 мм. Для эатвердевания каждого последующего слоя необходимо время, на 204 большее, чем для затвердевания предыдущего слоя металла. Отсюда, время эатвердевания нижнего ряда сечений равно

Х

1-. = — $,2 = (,2 47o (Мин), 2 2 где х — радиус валка; К вЂ” константа затвердевания металла в песчаной форме. 1,3 (a кокиле 2,6), 1,2-коэффици.— ент, учитывающий увеличение времени затвердевания последующих слоев.

Время затвердевания бочки валка без охлаждения равно

)О с 8 = IPo (мин)

8. у, 2,6

Поэтому нижний ряд отверстий должен быть выполнен таким образом, чтобы увеличить время эатвердевания бочки валка в — =(,3ра>а.

< о

М 3 0

Средний ряд отверстий обеспечивает время эатвердевания, равное 170 х х 1,2 = 200 (мин). В каждом ряду выполнено по 20 отверстий диаметром соответственно 9, 8 и 7 мм. Верхний ряд отверстий обеспечивает время затвердевания, равное 240 мин (200 х

1,2 = 240) . По плоскостям соприкосновения кокиля с нижней и верхней опоками предусмотрены пазы 7 для вывода пара.

Устройство работает следующим образом.

В кокиль 2 имеющий по высоте три ряда отверстий 4, подводят систему воздушно-водяного охлаждения и обмазывают отверстия 4 с внутренней стороны кокиля 2 противопригарным формовочным составом 6. После этого производят сборку формы под заливку. Заливку металла осуществляют сверху через отверстие в литниковой воронке, которая устанавливается на верхнюю опоку. Спустя 1-2 мин после заливки включается система воздушного водяного охлаждения, воздушно-водяная смесь подается на поверхность бочки валка.

После затвердевания бочки валка система подачи воздушно-водяного охлаждения отключается, валок остывает в форме до заданной температуры, а затем форма разбирается и валок извлекается.

Отливка и исследование в лаоораторных условиях плит .толщиной 200 мм и высотой 2000 мм с дифференцированным затвердеванием По высоте показывают,что разбивка по высоте на слбй металла, равные 2 толщинам,и увеличе850292

30 ние времени эатвердевания каждого вышележащего слоя по сравнению с нижележащим на 20% позволяет получить направленное затвердевание отливки и следующую плотность по сечению: поверхность отливки 7,853 г/см, середина толщины отливки 7.,852 г/см, центр отливки 7,851 г/смэ, плотность кованного металла 7,853 г/см .

Предлагаемая литейная форма для отливки валка по сравнению с известными образцами аналогичного оборудования позволяет повысить качество изготовляемых валков, особенно с нарезкой глубокого калибра, благодаря. улучшению макроструктуры и повышения плотности осевой зоны бочки валка.

Наиболее объективной характеристикой качества металла являются показатели механических свойств. Механические свойства литого металла отвечают требованиям технических условий, разработанных на кованную сталь этой же марки. Предлагаемая литейная форма позволяет получить пластические свойства литого металла в пределах технических условий на кованный металл.

Норма ТУ для кованного металла

16%, = 55%, для литого -б = 23%, Р =. 62% .

Проведенный расчет себестоимости литого и кованного валков показывает, что стоимость 1 валка кованного 508 р, 30 коп, а стоимость 1 валка литого 474 р. 02 коп.

Экономический эффект.от использования предлагаемого изобретения

I эа счет отмены операции ковки и уменьшения припусков на обработку составит 24 р- 28 коп. на 1 т валка. Вместе с тем литйе валки из хромоникельмолибденовых сталей показывают стойкость в эксплуатации в 23. раза больще, чем стойкость валков иэ кованной стали 60 ХН.

Формула изобретения

Форма для отливки валков, содержащая эаформованные опоки для образования шеек валков и кокиль для образования бочки, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения качества валков, кокиль вы-полнен с рядами отверстий для подачи на поверхность бочки валка воздушно-водяного охлаждения,расположенными под углом к оси валка и заполненными с внутненней стороны кокиля формовочным составом, при этом

I расстояние .между отверстиями кокиля по высоте равно 0,5-2 диаметра боч-. ки валка, а по плоскостям соприкосновения кокиля с опоками предусмотрены пазы для вывода пара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 326020, кл. В 22 0 15/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 92369, кл. -В 22 С 9/28, 1950.

850292

Составитель Н.Кибовский

Редактор Н.Кешеля Техред Т.Иаточка Корректор Н. Бабинец!

Заказ 6194/14 . Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4