Поточная линия производства литых трубных заготовок центробежным способом

 

В.И.. Аверин, Г.Е. Белай, Г.И. Белокопыто

Ю.И. Розенгарт и В.Ю. Унтилов (723 Авторы изобретения.Днепропетровский ордена Трудового Красно металлургический институт -:-.- -... " -:-"-4 (713 Заявитель (54) ПОТОЧНАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА JNTbIX

ТРУБНЦХ ЗАГОТОВОК ЦЕНТРОБЕЖНЫИ

СПОСОБОИ

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при производстве центробежным способом литых профилированных труб" ных заготовок, преимущественно валков для профилированного проката. .5

Известен кольцевой конвейер для центробежного литья, Основу конвейера составляет массивное металлическое кольцо, на котором установлены центробежно-литейные машийы и толкате о

I ли. Иассивное металлическое кольцо опирается на три ролика, один из которых приводится во вращение от электродвигателя fl).

13

Недостатком данного кольцевого конвейера является сильная вибрация при одновременной работе нескольких центробежных машин, особенно при .от" . ливке прокатных валков больших разме-2О ров. Кроме того, заливку металла производят в накатаные формы, что требу.ет. установки дополнительного оборудования и использования противопри2 гарной формовочной смеси, ухудшающих условия труда.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой является по-. точная линия производства литых трубных. заготовок центробежным способом, содержащая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой транспортными средствами плавильные агрегаты, промежуточный ковш, эаливочные воронки, центробежно-литейные машины с механизмами извлечения отливок из изложниц и установленные на рельсовых путях самоходную тележку с разливочным ковшом и дозирующим устройством и приемную тележку.

Жидкий металл, выплавленный в плавильных агрегатах, переливают в промежуточный ковш, а иэ него - в разливочный ковш, установленный на самоходной тележке, где также размеще но- весовое устройство для доэирования металла. Самоходная тележка, дви984653

3 гаясь по рельсовому пути, участок которого проходит вдоль фронта центробежных машин, заливает металл в одну машину за другой. Предварительно изложницы центробежных машин футеруют формовочной смесью. При этом внутренHRH поверхность изложницы может иметь лишь простую цилиндрическую форму, а следовательно, и отливаемые заготовки имеют такую же форму. flo окончании заливки металла в последнюю машину поточной линии самоходная тележка с разливочным ковшом возвращается в исходное положение для набора жидкого металла и в действие вступает 1s приемная тележка. Подъезжая по рельсовым путям к центробежным машинам, она по окончании кристаллизации металла в изложницах принимает на себя отливки, эвакуированные из изложниц .20 с помощью механизмов извлечения отливок, с приемной тележки краном отливки отправляют на дальнейшую обработку Г2 1.

Недостатком этой линии является невозможность получения на ней литых профилированных трубных заготовок, например профилированных прокатных валков. Отливки получают лишь простойЗ0 цилиндрической формы а затем с целью получения профилированных прокатных валков подвергают механической обработке, чтобы удалить зону металла, засоренную формовочной смесью, и при-N дать отливке форму профильного валка. В случае использования при литье легированной стали такая технология приводит к повышенному расходу дефицитной стали, при чугунном литье 40 с отбелом поверхностного слоя - к удалению этого слоя и резкому падению твердости и износостойкости, при литье биметаллических валков - к частичному удалению износостойкого.:наружного слоя. Если полученная цилиндрическая отливка предназначена для изготовления .из нее нескольких профильных валков, причем отличающихся формой и размерами, объем механической 0 обработки и потери металла в стружку дополнительно возрастают.

Кроме того, для футеровки изложниц используют противопригарную формовочную смесь, что оказывает неблагопри- 55 ятное влияние на окружающую среду и требует значительных затрат времени на подготовку изложниц.

Цель изобретения - получение профилированных прокатных валков, повышение производительности и улучшение условий труда.

Указанная цель достигается тем, что поточная линия, содержащая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой транспортными средствами плавильные агрегаты, промежуточный ковш, заливочные воронки, центробежно-литейные машины с механизмами. извлечения отливок из изложниц и установленные на рельсовых путях самоходную тележку с разливочным ковшом и дозирующим устройством и приемную тележку, снабжена .установкой для производства способом горячей деформации газовыми смесями бесшовных металлических обечаек для отливки валков с печью и перекладывателем, расположенными за приемной тележкой.

Наличие в составе оборудования поточной линии печи и установки для производства способом горячей деформации газовыми смесями бесшовных металлических профйлированных обечаек для отливки валков дает воз- . можность использовать эти обечайки для получения фасонных отливок сложной конфигурации в быстросменной оснастке. Отливки близки по размерам к профильным прокатным валкам, которые из них изготавливаются, поэтому потери металла на механическую обработку минимальные. Возможна отливка комплекта валков различного размера и конфигурации в одной бесшовной металлической профилированной обечайке с минимальным припуском на обработку.

Кроме того, использование металлической обечайки, имеющей профиль отливаемого прокатного валка и вставляемой в изложницу для последующей заливки в нее металла, позволяет отказаться от применения противопригарной формовочной смеси, что существенно улучшает условия труда.

Наличие в составе оборудования поточной линии перекладывателя позволя-. ет обеспечить транспортировку бесшовной металлической профилированной обечайки от установки горячей раздачи к приемной тележке, которая доставляет обечайки к центробежным машинам.

На чертеже представлена поточная линия производства литых трубных заготовок центробежным способом, в плане.

3 4 танавливается в изложницу, и освободившаяся тележка возвращается к перекладывателю 15.

На ее место по рельсовым путям 8 к центробежной машине 4 подают самоходную тележку 9, в разливочно; ковше l0 которой уже имеется жидкий ь=..талл, перелитый из промежуточного ковша 2. Изложницу центробежно-литейной машины 4 с востановленной в ней профилированной обечайкой приводят во вращение, и через заливочную воронку 3 из разливочного ковша 10 с помощью дозирующеro устройства 11 жидкий металл подают внутрь обечайки.

Тележка 9 возвращается к промежуточному ковшу 2, который, получив очередную порцию металла из плавильных агрегатов 1, выливает этот металл в разливочный ковш 10 тележки 9.

Одновременно с заливкой металла в изложницу центробежной машины 4 на другом конце поточной линии описанным выше способом на установке 13 го" рячей деформации изготавливается очередная профилированная обечайка, перекладывателем 15 устанавливается на приемную тележку 12, котсрая по рельсовым путям 8 перемещается вдоль фронта центробежных машин к машине 5, В изложницу этой машины устанавливают профилированную металлическую обечайку, после чего приемная тележка 12 перемещается к установке 13 горячей деформации. На ее место к центробежной машине 5 приходит самоходная тележка 9 с жидким металлом, и осуществляется заливка в изложни цу этой машины.

Так, меняя друг друга у каждой следующей центробежной машины, тележки 9 и 12 доставляют профильные обечайки и жидкий металл.

Когда металл залит в последнюю центробежную машину, в первой по ходу заливки отливка уже эакристаллизовалась. Поэтому, когда к первой центробежной машине подается приемная тележка 12, вначале на нее выдается иэ машины закристаллиэовавшаяся в профилированной обечайке отливка (nPo" катный валок или комплект валков), а лишь затем новая обечайка с тележки 12 устанавливается в изложницу центробежной машины 4. Отливка с приемной тележки 12 удаляется с помощью крана.

Таким же образом обслуживается машина 5 и все последующие. Тележка 12 с обечайкой подъезжает к машине 5,- и

3 98465

Поточная линия включает установлен-. ные по ходу технологического процесса плавильные агрегаты l, промежуточный ковш 2, заливочные воронки 3, центробежно-литейные машины 4-7 с механизмами извлечения отливок из изложниц и установленные на рельсовых путях 8 самоходную тележку 9 с разливочным ковшом 10 и дозирующим устройством 11, приемную тележку 12, а также разме-. щенную за ней установку 13 для производства способом горячей деформации газовыми смесями бесшовных металлических профилированных обечаек для отливки валков с печью 14, связанную перекладывателем 15 с приемной:.тележкой 12 в ее крайнем положении.

Линия работает следующим образом.

Жидкий металл, выплавленный в плавильных агрегатах 1, выдают в промежуточный ковш 2, а из него выливают в разливочный ковш 10, установленный на самоходной- тележке 9.

Во время выполнения указанных операций с другой стороны поточной лйнии бесшовную тонкостенную трубу, нагретую до температуры горячей пластической деформации в газовой нагревательной печи 14, передают в установку 13 горячей деформации газовыми смесями ° Труба попадает в открытую матрицу установки, матрицу закрывают, уплотняющими устройствами герметизируют полость трубы, вводят в нее последовательно сжатый воздух и жидкое

35 .топливо. Воспламеняясь при контакте с нагретыми стенками?и трубы, топливо сгорает и давление продуктов сгорания возрастает до значений, достаточных для пластической деформации трубы

; Деформацию осуществляют до размера, ограничиваемого полостью матрицы, форма же и размеры этой полости соответствуют форме и размерам требуемого профилированного.-прокатного валка с учетом минимальных припусков на механическую обработку заливаемого металла и толщины самой профилированной обечайки, получаемой из розданной трубы. Давление в полости профилирован50 ной обечайки снижают до атмосферного, отводят герметизирующие устройства, матрицу раскрывают и перекладывате лем 15 профилированную обечайку передают на поданную по рельсовым путям 8 приемную тележку 12. Тележка 12

55 перемещается к первой по ходу технологического процесса центробежной машине 4, профилированная обечайка ус7 9846 из машины на тележку выгружают готовую отливку, а с тележки в изложницу . машины - профилированную обечайку. тележки 12 отливку забирают краном, а саму тележку перемещают к установке 13 горячей деформации за новой обечайкой. В это время в приведенную во вращение изложницу с обечайкой центробежной машины 5 заливают жидкий металл из ковша 10 с дозирующим 1р .:устройством 11, установленных на самоходнойгтележке 9 и т.д. Таким о6ра зом, цикл отливки профилированных прокатных валков на данной поточной линии повторяется. 15

Следует отметить, что описанная органиэация потока позволяет устанавливать в изложницы еще не полностью остывшие после горячей деформации профилированные обечайки (температура 200-250oC), что позволяет не подогревать форму перед заливкой металла, производить заливку спокойно, беэ выбросов.

Отливки вместе с охватывающими их у обечайками поступают на механическую обработку, где обечайки срезают черновым точением, комплект валков разрезают на отдельные валки, которые подвергают чистовой обработке (в осНоВНоМ шлифовке ).

Предлагаемая линия может быть использована для производства профилированных прокатных валков широкого .сортамента.

Пример. Отливают профилиро. ванные трубопрокатные валки-ролики для редукционного стана "30- 102" исполнения СП-60 из чугуна с пластинчатым графитом (ГОСТ 11143-65 ). Ие40 таллическую обечайку с конфигурацией; рабочего профиля отливаемого .валкаролика выполняют из бесшовной углеродистой трубы (Ст 10 ) на установке горячей деформации газовыми смесями.

1ф

Полученную обечайку с температурой о

250 С устанавливают в изложницу центробежной машины. Для ограничения перемещения торцы обечайки закрепляют в упор с торцовыми поверхностями

50 изложницы, Плавку чугуна проводят в индукционной печи ИГП-52. Заливку чугуна осуществляют из роликового ковша, установленного на самоходной тележке. Температура заливки чугуна .1ЗСО-!3200С. Частота вращения формы

SS

: 800 об/мин. Сразу же после заливки чугуна производят охлаждение водой.

При достижении свободной поверхнос53 8 тью температуры около 600 С машину останавливают и удаляют заготовку валка вместе с обечайкой из формы на приемную тележку. Отлитую заготовку транспортируют на отделку. На приемную тележку с установки для горячей деформации труб газовыми смесями выдают следующую профилированную обечайку, транспортируют ее к центробежной машине и устанавливают в изложницу, которой придают вращение, и производят отливку последующего валка по технологии, описанной выше.

Использование металлической профилированной обечайки дает возможность получить отбеленный слой одинаковой толщины по всему контуру ручья отли= ваемого валка. Конфигурация металлической обечайки по своей форме максимально приближена к конфигурации ручьев будущих калибров валка. Иеханическая обработка прокатных вапков, отлитых в профилированную металлическую обечайку, значительно упрощается о

Одновременно проводят отливку опытных валков на поточной линии (2 ) с использованием для 4утеровки изложниц противопригарной формовочной сме" си, т.е., заливку металла осуществляют в накатаную форму. Отливаемый валок представляет собой цилиндрическую заготовку. Температура заливки чугуна 1300- 1320 С. Частота вращения формы 800 об/мин.

Продолжительность затвердевания валка, отливаемого в накатаную форму, значительно больше, чем валка, отливаемого в металлическую профилированную обечайку, что резко снижает производительность. При.заливке в плохо просушенные формы наблюдаются выбросы, металла из центробежной формы.

При извлечении отливки иэ формы происходит значительное пылегазовыделение. Валки, отлитые в накатаные формы, имеют более низкие прочность и износостойкость, что обусловлено медленным затвердеванием жидкого металла.

Кроме того, в результате трудоемкой механическом обработки, заключающейся в нарезке калибров на гладкой цилиндрической бочке прокатного валка, отлитого по прототипу, удаляется отбеленный слой, который имеет высокую твердость, а следовательно, и износостойкость.

Таким образом, использование для изготовления центробежнолитых прокат-, 984653

10 ных валков предлагаемой поточной ли нии обеспечивает, отказ от применения формовочной смеси в качестве противопригарного покрытия; исключение оборудования, предназначенного для накат- 5 ки и регенерации смесей; повышение производительности и возможность получения профилированных прокатных валков в быстросменной оснастке; расширение технологических возможностей . центробежного литья путем получения в одной изложнице широкого диапазона .типоразмеров и конфигураций отливаемых изделий; пониженный на 20-303 рас.". ход металла и сокращение станочного времени на механическую обработку; повышение стойкости изложниц; улучшение условий труда.

Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемой, воточной ли- 20 нии только за счет сокращения станочного времени на механическую обработку отливаемых профилированных валков составляет 396000 руб. в год.

Формула изобретения

Поточная линия производства литых трубных заготовок центробежным спо1 собом, преимущественно валков .для профильного проката, содержащая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой транспортными -средствами плавильне агрегаты, промежуточный ковш, заливсчные воронки, центробежно-литейные машин с механизмами извлечения отливок из изложниц и установленные на рельсовых путях самоходную тележку с разливочным ковшом и доэирующим устройством и приемную тележку,.о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью получения профилированных прокатных валков, повышения производительности и улучшения условий труда, она снабжена установкой для производства способом горячей деформации газовыми смесями бесшовных металлических обечаек для отливки валков с печью и перекладывателем, расположенными эа приемной тележкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юдин С.Б. и др. Центробежное литье. М., нМашиностроение",. 1972, с. 122.

2. Там же, с. 199-200.