Устройство для получения непрерывно литых биметаллических деформированных заготовок

 

Использование: область непрерывного литья заготовок в черной металлургии. Сущность: устройство для получения непрерывно литых биметаллических деформированных заготовок содержит разливочную емкость со средствами для дозирования металла и водоохлаждаемый кристаллизатор, выполненный с двумя парными вертикальными гранями, которые имеют возможность возвратно-поступательного движения. Две другие парные грани выполнены с наклонным верхним и вертикальным нижним участками с возможностью вращательного движения. Устройство дополнительно содержит второй кристаллизатор и вторую разливочную емкость, причем второй кристаллизатор выполнен с неподвижными гранями, а вторая разливочная емкость выполнена с отверстием по центру для прохода затравки и заготовки из второго кристаллизатора. Кроме этого, затравка, установленная во втором кристаллизаторе, выполнена разборной из звеньев, а длины рабочих полостей кристаллизаторов связаны соотношением В₁=(1,1-1,25)В₂, где B₁ и В₂ - длины рабочих полостей соответственно первого и второго кристаллизаторов. Реализация изобретения позволит повысить производительность процесса и обеспечит получение сплошных заготовок произвольной формы, повысить их прочность и улучшить качество наружной поверхности, 1з.п.ф.-лы, 3 ил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для получения непрерывнолитых заготовок.

Известно устройство для получения непрерывнолитых биметаллических заготовок, содержащее два кристаллизатора различных поперечных сечений, два промежуточных ковша с насадками и дозирующими устройствами, механизмы вытягивания заготовок /1. Медовар Б.И. Металлургия вчера, сегодня и завтра. 2-е изд. , доп. и перераб./ Отв.ред Г.А.Бойко. Киев: Наук. думка, 1990 г. - с. 60, рис. 18,б/.

Недостатки устройства для непрерывного литья биметаллических заготовок заключается в следующем: - жесткие требования к технологии разливки; - наличие холодных и горячих трещин, газовых раковин; - трудности управления процессом затвердевания на границе двух металлов; - невозможности получения биметаллической заготовки произвольной формы; - недостаточная твердость наружной поверхности заготовки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для получения непрерывнолитых биметаллических заготовок /2. Патент РФ N 2086346. Способ получения непрерывнолитых биметаллических заготовок и устройство для его осуществления/ В.В.Стулов, В.И.Одиноков. Опубл. 10.08.97 г. Бюл. N 22/, содержащее разливочную емкость со средством для дозирования металла, водоохлаждаемый кристаллизатор с двумя парными вертикальными гранями, выполненными с возможностью возвратно-поступательного движения, и двумя парными гранями с наклонным верхним и вертикальным нижним участками, выполненные с возможностью вращательного движения.

Недостатки устройства для получения непрерывнолитых биметаллических заготовок [2] заключается в недостаточной прочности заготовок на границе двух металлов, в неравномерности наружного слоя ленты по периметру заготовки, а также в ограниченной толщине наружного слоя металла.

Заявляемое устройство направлено на создание высокопроизводительного и ресурсосберегающего процесса получения непрерывнолитых биметаллических деформированных заготовок.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства, заключается в: - повышении производительности процесса получения биметаллических заготовок; - получении заготовок произвольной формы и толщины; - повышении прочности заготовок; - улучшении качества наружной поверхности биметаллической заготовки.

Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаки: разливочная емкость со средствами для дозирования металла; водоохлаждаемый кристаллизатор с двумя парными вертикальными гранями, установленными с возможностью возвратно-поступательного движения, и двумя парными гранями с наклонным верхним и вертикальным нижним участками, установленными с возможностью вращательного движения.

Отличительные признаки: между разливочной емкостью и водоохлаждаемым кристаллизатором установлены последовательно в направлении движения металла второй водоохлаждаемый кристаллизатор и вторая разливочная емкость со средствами для дозирования металла; второй кристаллизатор выполнен с неподвижными гранями; вторая разливочная емкость выполнена с отверстием по центру для прохода затравки и заготовки из второго кристаллизатора; затравка, установленная во-втором кристаллизаторе, выполнена разборной из звеньев; длины рабочих полостей кристаллизаторов связаны соотношением B₁=(1,1-1,25)B₂, где B₁ и B₂ - длины рабочих полостей соответственно первого и второго кристаллизаторов.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Расположение между разливочной емкостью и водоохлаждаемым кристаллизатором последовательно в направлении движения металла второго водоохлаждаемого кристаллизатора и второй разливочной емкости со средствами для дозирования металла позволяет подавать одновременно в первый кристаллизатор недеформированную заготовку и расплав металла.

Выполнение второго кристаллизатора с неподвижными гранями обеспечивает формирование в нем заготовки без деформации металла. В результате уменьшается возможность растрескивания и разрывов заготовки при формировании разнотолщинной корочки по периметру кристаллизатора, обусловленное неравномерным подводом расплава.

Выполнение второй разливочной емкости с отверстием по центру обеспечивает, с одной стороны, надежное центрирование подводимых в первый кристаллизатор струй расплава, а с другой стороны, поочередный проход затравки и заготовки из второго кристаллизатора.

Изготовление затравки разборной из звеньев позволяет регулировать необходимую ее длину между первым и вторым кристаллизаторами, а также обеспечивает ее разборку для ремонта после деформации звеньев.

При уменьшении длины рабочей полости первого кристаллизатора B₁<1,1B₂, где B₁ - длина рабочей полости первого кристаллизатора, ухудшается подача затравки и заготовки в кристаллизатор, что особенно проявляется при нарушении центрирования. При B₁B₂ затравка не проходит во второй кристаллизатор по габаритам.

При увеличении длины рабочей полости первого кристаллизатора B₁>1,25B₂ ухудшается проталкивание заготовки в нем вертикальными гранями или полное прекращение ее движения в результате недостаточных давлений и сил трения продеформированного металла с поверхностью вертикальных граней.

На фиг. 1-3 приведены внешний вид заявляемого устройства для получения непрерывно литых биметаллических деформированных заготовок.

Заявляемое устройство на фиг. 1-3 состоит из разливочных емкостей 1 и 2 со средствами для дозирования металла, второго кристаллизатора 3 с неподвижными гранями, разборной затравки 4 со звеньями, первого кристаллизатора 5 с двумя парными вертикальными гранями 6, установленными с возможностью возвратно-поступательного движения, и двумя гранями 7 с наклонным верхним и вертикальным нижним участками, установленными с возможностью вращательного движения. Вторая разливочная емкость 2 имеет в центре отверстие 8 для прохода затравки и заготовки.

Предварительно перед разливкой металлов рабочая полость второго кристаллизатора 3 с неподвижными гранями перекрывается затравкой 4, предотвращающей выливание из него расплава. Головная часть затравки 4 через отверстие 8 в емкости 2 заводится в первый кристаллизатор 5 и упирается в две парные грани 7 с наклонным верхним и вертикальным нижним участками. Включается подача воды на охлаждение граней кристаллизаторов 3 и 5.

Работа устройства на фиг. 1-3 заключается в следующем. Расплав из первой разливочной емкости 1 поступает во второй кристаллизатор 3 и заполняет его. Одновременно происходит надежная фиксация металла с концом затравки 4. При достижении определенного уровня расплава во втором кристаллизаторе 3 включается привод граней первого кристаллизатора 5. В результате происходит одновременное движение из кристаллизатора 3 затравки 4 с заготовкой в рабочую полость первого кристаллизатора 5 через отверстие 8 в центре второй разливочной емкости 2. В момент начала деформации заготовки на наклонном верхнем участке парных граней 7 происходит подача второго металла из разливочной емкости 2 в рабочую полость первого кристаллизатора 5. При этом происходит одновременная деформация на наклонных верхних участках граней 7 кристаллизующегося металла с заготовкой, а на вертикальном нижнем участке - калибрование поверхности биметаллической заготовки. В процессе работы кристаллизатора 5 две парные грани 7 совершают вращательное движение с деформацией заготовки, а две парные вертикальные грани 6 - возвратно-поступательное движение с выталкиванием биметаллической заготовки из кристаллизатора.

Формула изобретения

1. Устройство для получения непрерывно литых биметаллических деформированных заготовок, содержащее разливочную емкость со средствами для дозирования металла и водоохлаждаемый кристаллизатор, выполненный с двумя парными вертикальными гранями, установленными с возможностью возвратно-поступательного движения, и двумя парными гранями с наклонным верхним и вертикальным нижним участками, установленными с возможностью вращательного движения, отличающееся тем, что оно снабжено расположенными между разливочной емкостью и водоохлаждаемым кристаллизатором и установленными последовательно в направлении движения металла вторым водоохлаждаемым кристаллизатором и второй разливочной емкостью со средствами дозирования металла, при этом второй кристаллизатор выполнен с неподвижными гранями, а вторая разливочная емкость выполнена с отверстием по центру для прохода затравки и заготовки из второго кристаллизатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что затравка, установленная на втором кристаллизаторе, выполнена разборной из звеньев, а длины рабочих полостей кристаллизаторов связаны между собой соотношением B₁ = (1,1 - 1,25)B₂, где B₁ и B₂ - длины рабочих полостей соответственно первого и второго кристаллизаторов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3