Способ определения усадки полых слитков из металлов и сплавов

Способ определения усадки полых слитков из металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в установках непрерывного литья полых слитков из металлов и сплавов,- обладающих преимущественно предусадочным расширением. Цель изобретения - повышение точности измерения усадки внутренней поверхности слитка. Способ осуществляется путем подачи расплава в кристаллизатор 1 с дорном .2, (Л

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„127 jl 636 (59 4 В 22 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3747010/22-02 (22) 28.05.84 (46) 23.11.86. Бюл. И 43 (71) Институт металлургии им ° 50-летия CCCP (72) Ш.Д. Рамишвили, М.Я. Бровман, Г.Ш. Кевхишвили, И.Д. Каджая, Э.И. Легейда и Ф.H. Тавадэе (53) 621.746.047(088 ° 8) (56) Ефимов В.А. Теоретические основы разливки стали, изд-во АН УССР, Киев, 1960, с. 34, рис, 21.. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСАДКИ ПОЛЫХ СЛИТКОВ ИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в установках непрерывного литья полых слитков из металлов и сплавов, обладающих преимущественно предусадочным расширением. Цель изобретения — повышение точности измерения усадки внутренней поверхности слитка. Способ осуществляется путем подачи расплава в кристаллиэатор 1 с дорном .2, l271636 х = и tg4

30 выдержки и перемещения дорна 2 с одновременным измерением усилия трения датчиком 7. Повышение точности измерения достигается за счет определе- 1

Изобретение относится к металлургии в области непрерывного литья и может быть использовано в установках непрерывного литья полых слитков из металлов и сплавов, преимущественно обладающих предусадочным расширением. . Цель изобретения — повышение точности измерения усадки внутренней поверхности слитка.

1О

Па фиг. 1 показано устройство для измерения усадки полых слитков; на фиг. 2— схема определения усадки полых слитков1 на фиг. 3 — зависимость линейной усадки полых слитков от температуры и времени охлаждения; на фиг. 4— зависимость конструктивных параметров дорна от скорости разливки.

Устройство для определения усадки полых слитков (фиг. 1) содержит кристаллизатор 1 с дорном 2„ закрепленном в винтовом вале 3, затравку

4, редуктор 5, привод 6, датчик усилия трения 7 и термопару 8.

Перед началом заливки жидкого металла в полость, образованную кристаллизатором 1, вводится дорн 2.

После поступления металла в кристаллизатор и выдержки в течение времени предусадочного расширения расплава включается приводной механизм, который через винтовой вал 3 приводит в движение дорн 2. Дорн 2 перемещается вверх.

После срыва поверхность дорна 2 отходит от заготовки, происходит выход слитка из контакта с дорном, следовательно, силы трения резко снижаются вплоть до нулевого значения.

При достижении силы трения нулевого 40 значения уменьшают скорость вытягивания дорна до нового возникновения силы трения, т.е. соприкосновения слитка с дорном. Зная высоту перемещения конусного дорна к моменту 45 его повторного соприкосновения с отливкой и угол наклона конуса, из ния усадки в процессе остывания слитка при различных температурах.

1 э.п. ф-лы, 4 ил. прямоугольного треугольника определяется величина усадки (фиг. 2), где х — величина усадки", h — высота перемещения дорна; угол наклона, образующий .дорн.

При повышении усилий трения между дорном и слитком (в результате из повторного соприкосновения) осуществляют увеличение скорости вытягивания дорна. Повьш ение скорости импульсное, при уменьшении усилий автоматически восстанавливается заданная скорость дорна.

Для получения нескольких точек усадки по высоте дорна повторяется укаэанный цикп. Точность измерения тем выше, чем больше количество точек усадки по высоте.

Пример. Исследует процесс усадки полой чугунной заготовки с наружным диаметром 150 мм и толщиной стенки 28 мм.

Угол наклона конуса дорна составляет о = 5. Температура заливаемого металла — 1300ОС. Длина дорна—

250 мм.

После поступления металла в кристаллиэатор и выдержки его в течение

8 с включают приводной механизм и дорн перемещают в вертикальном направлении со скоростью 0,4 м/мин.

Усилие срыва составляет 220 кг. После срыва заготовка выходит из контакта с дорном, соответственно усилие трения уменьшается до нулевого значения, датчик подает команду и скорость перемещения дорна уменьшается до

0,25 м/мин. После перемещения дорна на расстояние 60 мм заготовка вновь входит в контакт с дорном, на что указывает возникновение сил трения.

Время от начала заливки металла в кристаллизатор — 18- 19 с, а темпера1271636

tgcc= х/h, !

Формула

1. Способ определения усадки полых слитков из металлов и сплавов, обладающих преимущественно предуса45 дочным расширением, включающий заливку расплава в форму и измерение усадочного зазора между стенкой формы и поверхностью слитка, о тл и чающий с я тем, что, с

50 целью повышения точности измерения усадки внутренней поверхности слитка, перед заливкой расплава в форму вводят дорн с конусной рабочей поверхностью, выдерживают в течение времени предусадочного расширения расплава, затем дорн перемещают вверх и фиксируют повторный контакт его поверхности с поверхностью слиттура заготовки составляет 1070ОС.

Когда сила трения достигает предель— ной величины 40 кг, датчик подает команду- приводу на импульсное увеличение скорости, в результате чего дорн опять выходит из контакта с заготовкой и продолжает перемещаться вверх со скоростью 0,25 м/мин. До вторичного соприкосновения-дорна с заготовкой дорн успевает пройти 1О еще 50 мм (всего 60+50 = 110 мм) . К данному моменту температура заготовки составляет 1020ОС, а время охлаждения — 31-32 с. Как только усилие трения. достигает 40 кг, дорн снова 15 выводят из контакта с заготовкой.

Подобным способом фиксируют еще три точки при 970 С, 920 С и 870 С. Дорн, перемещается соответственно на 40, 50 и 60 мм. 20

Зная высоту перемещения дорна для каждой конкретной точки (60, 110, 150, 200, 250 мм) и угол наклона, образующего конус с = 5, величину усадки определяют следующим образом: х, = 60 tg 5 = 0,084 мм

x = 100 tg 5 = 0,154 мм х = 150 tg 5 = 0,21 мм х4 мм 30

Определив величину усадки, строят диаграмму зависимости линейной усадки полой заготовки от температуры и времени охлаждения заготовки (фиг. 3). 35

Как видно из диаграммы, кривая усадки не полностью отражает усадочные явления, протекающие в чугунной заготовке при ее кристаллизации.

Отсутствует стадия предусадочного 40 расширения чугуна и усадка ниже 850 С (величина и характер предусадочного расширения на диаграмме обозначены пунктирной линией и построены теоретически), Однако, при подборе конст-. руктивных параметров дорна это не имеет значения.

Так, например, время нахождения заготовки в кристаллизаторе при по.лунепрерывной и непрерывной разливке соответствует интервалу температур 1300-900ОС. Длина цилиндрической и конической зон внутреннего кристаллизатора для каждой конкретной скорости разливки определяется из выражения где h — длина цилиндрической или ко нической зоны; — время нахождения заготовки в соответствующей зоне, скорость разливки.

Заштрихованная левая часть диаграммы (фиг. 3) показывает время нахождения заготовки в цилиндрической зоне внутреннего кристаллизатора, а правая сторона — время нахождения в конической части (до 900oC). Угол наклона конической зоны дорна подбирается в зависимости от величины усадки заготовки при 900 С, т.е. при выходе из кристаллиэатора где х — величина усадки при 900 С

h — длина конической зоны.

Зависимость длин отдельных эон внутреннего кристаллиэатора от скорости разливки полых слитков (характеризуется диаграммой) (фиг. 4).

С помощью диаграммы можно определить профиль дорна для любой скорости литья. Так, например, при скорости fIHTbH v = 0,5 м/MHH длина цилиндрической зоны h = 150 мм, длина конической зоны h = 300 мм, угол наклона tgo(= x/h; а= 4 . При скорости литья 0,7 м/мин, h = 210 мм, h =400мми c<= 3

Использование способа позволяет повысить точность измерения усадки полого слитка в соответствии с которой определяют оптимальные конструктивные параметры дорна. изобретения

1271бЗб

S ка, а величину усадки определяют из прямоугольного треугольника, сторонами которого являются образующая дорна, высрта его перемещения и величина усадочного зазора. б

2. Способ по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что фиксацию повторного контакта проводят измере нием силы трения между поверхностями дорна и слитка, 12?1636

0.2 р О е

b ,ф

Фиг. 3

0О Об

Скщюс пь разли3кц м/мин

Фиг. Ф

Составитель В.Сирота

Редактор Н.Марголииа Техред И.Ходанич

Корректор A.Îáðó÷àð

Заказ 6280/13 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0,)

О

О,J

02

03

0.9

1

Ь

300 ф о

«ф о

Ь

1100 1000 900 ВОО т, С температура о плиЯки 7;с