Способ центробежного литья прокатных валков

Способ центробежного литья прокатных валков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью валков в формах с вертикальной осью вращения. Цель изобретения - улучшение качества литых валков за счет предотвращения разрушения песчаной формы струей металла . По данному способу в вертикальную вращающуюся форму заливают жидкий металл для образования затвердевшего рабочего слоя 5 валка; форму вращают со скоростями, соответствующими значениям гравитацион (Л ю со. ;о оо //

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„ (5D 4 В 22 D 13/02

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АSTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Риг. 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3813787/22-02 (22) .1 5. 11.84 (46) 23. 03. 87. Бюл. ¹ 11 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) И.А. Свистунов,. Н.N. Воронцов, 3.M. Темников, А.А. Долуда, Г.Н. Токарь и Л.Б. Гольдштейн (53) 621.74.042(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 386703, кл. В 22 D 13/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 908497,,кл. В 22 D 13/00, 1982.

Патент США № 3754593, кл. 164-95, 1973. (54) СПОСОБ 1 ЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью валков в формах с вертикальной осью вращения. Пель изобретения — улучшение качества литых валков за счет предотвращения разрушения песчаной формы струей металла. По данному способу в верти1 кальную вращающуюся форму заливают жидкий металл для образования затвердевшего рабочего слоя 5 валка; форму вращают со скоростями, соответствующими значениям гравитацион1297987 ного коэффициента 50 — 150 ° После при заливке рабочего слоя 5 валка. образования рабочего слоя 5 валка за- Первую стадию осуществляют до полноливают в две стадии жидкий металл го заполнения жидким металлом шейки сердцевины 3 и шеек 1 валка, при 1 валка, который протекает спокойно этом на первой стадии жидкий металл по стенке формы 2 без разрушения ее, подают на вну-.реннюю поверхность зат- после этого во второй стадии осущевердевшего рабочего слоя 5 валка при ствляют заливку остального металла вращении формы со скоростями, соот- в неподвижнук форму. Зкономический ветствующими значениям гравитацион- эффект достигается за счет сокращеного коэффициента О, 03 — О, 14 от зна- ния брака по песчаным раковинам. чения гравитационного коэффициента 4 ил.

Изобретение относится к литейно= му производству, в частности к цент. робежному литью валков в формах с вертикальной и наклонной осями вращения.

Цель изобретения — улучшение качества литых валков за счет уменьшения разрушения литейной формы струей металла.

На фиг. 1 показана литейная форма во время заливки бочки валка через заливочное устройство с боковым сливом; на фиг. 2 — то же, на первой стадии заливки сердцевины и шейки валка через заливочное устройство с боковым сливом, форма свободной поверхности (защитного слоя) при скорости вращения, соответствующей гравитационному коэффициенту более 0,14 от значений гравитационных коэффициентов при заливке бочки; на фиг. 3 форма свободной поверхности (защитного слоя) при скорости вращения, соответствующей гравитационным коэффициентам в пределах 0,03 — О, 14 от значения гравитационного коэффициента при заливке бочки; на фиг.4 литейная форма на второй стадии заливки сердцевины и шейки валка через заливочную воронку.

При заливке рабочего слоя бочки валка составная форма вращается вокруг вертикальной оси. Форма свободной поверхности залитого металла, представляющего параболоид вращения, определяется формулой и Г2 к

7 гр

Q2 г2 — — — =- К вЂ” гравитационный коК эффициент, характеризующий степень

5 воздействия на металл центробежных сил;

r — расстояние от оси вращения до свободи ной поверхности, g — ускорени свободно— го адения.

Скорость заливки не оказывает влияния на осуществление данного

15 способа и зависит только от размеров отверстия заливочной сифонной трубы или воронки.

Гравитационный коэффициент при за20 заливке рабочего слоя валка находится в пределах 50 — 150. Если сердцевину и шейки валка на первой стадии заливать металлом при той же скорости, что и рабочий слой, то весь жид2 кий металл расположится по рабочему слою почти параллельно. При уменьше-, нии скорости вращения до величины, соответствующей значению гравитационного коэффициента, равному О, 15 от значения его при заливке рабочего слоя, происходит совпадение диаметра окружности, образованной от пересечения нижней торцовой плоскости бочки валка с параболоидом вращения, и диаметра нижней шейки (фиг. 2). При этом форма нижней шейки валка не защищена от разрушения (падающей струей металла). Если назначить скорость вращения так, чтобы величина гравитационного козффици3 12979 ента при заливке первой стадии сердцевины составляла величину, меньшую чем О, 15 от гравитационного коэффициента при заливке бочки, то диаметр окружности, образованной от пересечения параболоида вращения с торцовой плоскостью бочки валка, будет меньше, чем диаметр шейки,В этом случае металл постепенно стекает вниз и заполняет форму шейки валка 10 (фнг. 3).

Следовательно, вторую стадию за— ливки можно производить через ворон— ку. Повреждения формы при этом не происходит, так как струя жидкого 15 металла уже непосредственно не соприкасается с песчано-глинистой (земляной) формой шейки.

При постепенном уменьшении гравитационного коэффициента до О, 03 за- 20 щитный слой для формы шейки выполняет свою функцию, однако при полной остановке вращения формы на первой стадии происходит размыв уже закрис— таллизованного рабочего слоя струей жидкого металла другого состава при заливке сердцевины, попадающего в одну точку.

Таким образом, оптимальным вариантом, когда выполняется основное 30 условие — создание защитного слоя на первой стадии заливки сердцевины и шейки, является соотношение гравитационных коэффициентов при заливке сердцевины с шейкой и при заливке 35 рабочего слоя, находящееся в пределах О, 03 — О, 14.

Согласно предлагаемому способу в процессе заливки валка сначала произ†40 водится заливка рабочего слоя бочки валка (фиг. 1). Для этого внутрь литейной формы валка, состоящей из металл Аеского кокиля 4 и огнеупорных земляных форм верхней 7 и нижней 2 45 шеек валка, находящихся в металлической изложнице 6, установленной в опорных 11 и центрирующих 10 роликах, вводится литниковая труба 8 с боковым сливом. Через нее подается от- 50 дозированное количество жидкого металла во вращающуюся форму для формообразования рабочего слоя 5 валка.

После этого заливают сердцевину 3 и шейку 1 валка в две стадии металлом другого химсостава.

На первой стадии (фиг. 2 и 3) отдозированное количество жидкого металла подают на внутреннюю поверх87 4 ность затвердевшего рабочего слоя валка через сифонную трубу с боковым сливом. При этом вращение литейной формы производится со скоростью, соответствующей значению гравитационных коэффициентов, которое составляет 0,03 — О, 14 от значения гравитационных коэффициентов при заливке рабочего слоя валка. Во время- первой стадии заливки полностью формируется нижняя шейка, а также часть сердцевины валка (фиг. 3) .

На второй стадии (фиг. 4) осуществляют заливку остального металла через воронку 9 в неподвижную форму, Заливаемый металл попадает на промежуточный слой, в результате чего предотвращается размыв литейной формы шеек валка и наружного слоя.

Пример. При отливке металлургического валка с диаметром бочки валка 805 мм, высотой 2000 мм, диаметром шеек 450 мм, общей высотой с шейкой 4900 мм при толщине рабочего слоя 80 мм и разнотолщинности 15 мм между верхней и нижней частями бочки сначала отдозированное количество металла заливают через сифонную трубу при вращении сборной формы со скоростью Q = 10 с . Гравитационный коэффициент при этой скорости враще— ния имеет значение К = 133. Затем при отливке сердцевины и шейки на первой стадии заливают через эту же сифонную трубу защитный слой, объем металла которого равен объему наружного рабочего слоя.

Объем нижней шейки меньше, чем объем рабочего слоя. Поэтому при полном заполнении нижней шейки оставшийся металл может подняться. на наибольшую высоту 0,88 м, не обнажая форму торцовой поверхности бочки.

Наибольшая скорость врашения при этом составляет 03 = 2,7 с, а гравитационный коэффициент — К = 19,5.

Отношение гравитационных коэффициентов при заливке первой стадии сердцевины к гравитационному коэффициенту при заливке рабочего слоя имеет значение О, 15. При этом соотношение гравитационных коэффициентов металл не опускается вниз, что не обеспечивает точности геометрических форм шейки валка путем образования защитного слоя для предотвращения разрушения земляной формы струей металла в момент заливки и исключения

1297987 6 валка отсутствует полностью (при известных способах он доходит до 20

3ОЖ) . образования земляных раковин и заливов.

При уменьшении отношения гравитационных коэффициентов от О, 14 и ниже высота поднятия металла начинает уменьшаться. Останавливать вращение формы на первой стадии заливки сердцевины и шеек нельзя, так как расплавленный металл из сифонной трубы, попадая в одно и то же место на рабо- 10 чем слое, размывает его ° Поэтому нижний предел скорости вращения сборной формы валка при образовании защитного слоя на первой стадии заливки сердцевины и шеек соответствует от- 15 ношению гравитационных коэффициентов, равному 0,03.

Если отношение .гравитационных коэффициентов находится в пределах

0,03-0,14, образуется сплошной защит- 20 ный слой, который надежно гарантирует сохранение целостности литейной формы и получение заданных форм валка. Заливку остального металла осуществляют в неподвижную форму. 25

Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет решить проблему защиты линейной формы от разрушения, в результате чего повышаются качественные показатели отливаемой 30 заготовки валка, в частности полностью исключаются земляные раковины и заливы на поверхности шейки вал— ка, образующиеся в результате разрушения литейной формы струей падающего металла.

Неисправимый брак по глубоким земляным раковинам в районе шейки

Экономический эффект достигается за счет сокращения брака по песчаным раковинам.

Формула изобретения

Способ центробежного литья прокатных валков, включающий заливку жидкого .металла в литейную форму, скорость вращения которой соответствует значениям гравитационного коэффициента 50 — 150, для формообразования рабочего слоя валка и последую— щую заливку жидкого металла для формообразования сердцевины и шеек валков на затвердевший рабочий слой валка, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества ли— тых валков за счет уменьшения разрушения литейной формы струей металла, заливку металла сердцевины и шеек осуществляют в две стадии, причем на первой стадии жидкий металл подают при вращении литейной формы со ско— ростями, соответствующими значениям гравитационного коэффициента, составляющим 0,03-0., 14 от значения гравитационного коэффициента при формообразовании рабочего слоя валка, до полного заполнения жидким металлом литейной формы нижней шейки валка, после чего на второй стадии осуще— ствляют заливку остального металла в неподвижную литейную форму °

1297987

Составитель Ю. Яковлев .

Техред N. Ходанич Корректор С. Шекмар

Редактор О. Бугир

Заказ 850/13

Тираж 741 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