Форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков

Форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в литейном производстве , а именно к центробежному литью чугунных валков. Сущность изобретения: в форме толщина покрытия выполнена нарастающей в направлении снизу вверх, а ее приращение определяется выражением Дг -L л s , где Л S - прираК R2 щение толщины теплоизоляционного покрытия по длине кокиля, м; Дг. Rj-( - разнотолщинность слоя жидкого чугуна по высоте параболоида вращения, м; L - длина бочки валка, м; К - эмпирический коэффициент , определяющий взаимосвязь между скоростью затвердевания корки по сечению, толщиной покрытия и толщиной первого слоя жидкого металла по высоте кокиля, К 90-100; R 2 внутренний радиус кокиля, м. у ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 B 22 D 13/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОО

4 ( ., О

Si=Sp+ (0,001-0,003) 1., (1) (21) 4937616/02 (22) 21.03.91 (46) 15,01.93. Бюл, ¹ 2 (71) Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии (72) Н. А, Будагьянц, Л. Б. Гольдштейн, И. А.

Балаклеец, И. А. Миленький, А. А. Сокол, В, И. Кондратенко и А. А, Сирота (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 908499, кл, В 22 0 13/10, 1980. (54) ФОРМА ДЛЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО

ЛИТЬЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ЧУГУННЫХ ВАЛКОВ (57) Использование: в литейном производстве, à именно к центробежному литью чугунИзобретение относится к литейному производству, а именно к центробежному литью чугунных валков.

Известна форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков, включающая металлический кокиль, на внутреннюю поверхность которого нанесено теплоизоляционное покрытие, причем толщина покрытия в каждом сечении выражена соотношением где Я вЂ” толщина покрытия в искомой точке, мм;

Sp — технологическая толщина покрытия кокиля со стороны заливки металла, мм;

L — рабочая длина кокиля, мм.

„„. Ж„„1787672 А1 ных валков. Сущность изобретения: в форме толщина покрытия выполнена нарастающей в направлении снизу вверх, а ее приращение определяется выражением

Лг 1

Л S= где А S- =S2-S — прира 2 щение толщины теплоизоляционного покрытия по длине кокиля, м; Лг. = R3-R— разнотолщинность слоя жидкого чугуна по высоте параболоида вращения, м; L — длина бочки валка, м; К вЂ” эмпирический коэффициент, определяющий взаимосвязь между скоростью затвердевания корки по сечению, толщиной покрытия и толщиной первого слоя жидкого металла по высоте кокиля, К=

=90 — 100; R 2 — внутренний радиус кокиля, м.

Недостатком этого технического решения является отсутствие сведений по средней толщине покрытия. Кроме того, увеличение толщины покрытия, т.е. (0,001--0,003)L, связано только с длиной кокиля и совершенно не связано с толщиной слоя покрытия со стороны заливки. В то же время влияние термического сопротивления, создаваемого покрытием, на интенсивность теплоотвода определяется относительным изменением толщины покрытия..

Наиболее близкой к предлагаемому по достигаемому результату является форма для центробежного литья двухслойных чу- . гунных валков, на внутреннюю поверхность которой нанесено теплоизоляционное покрытие толщиной 0,003 — 0,008 внутреннего диаметра кокиля, причем толщина покрытия выполнена нарастающей в направлении

1787672 движения металла при заливке на 0,05 — 0,10 толщины слоя со стороны заливки на каждый метр длины кокиля.

Недостатком приведенной формы является то, что она приопределяет изменение толщины покрытия в зависимости только от тепловых потерь, при движенйи металла по форме .И пЪзтому применима только для отливоквалков с горизонтапьной осью вращения. В этом случае частота вращения кокиля не влияет на толщину заливаемого первого слоя чугуна по его длине, Дифференциация толщины покрытия в этом случае необходима для выравнивания скорости эатвердеванля в начальный и конечный период заливки чугуна, Это связано с тем, что температура заливаемого металла в противополо>кной от места заливки точке ниже, чем в точке слива металла.

При вертикальном способе литья чугунных валков первый рабочий заливаемый слой металла приобретает форму параболоида вращения, зависящий от частоты вращения кокиля и его радиуса. Поэтому, в верхней точке толщина слоя металла всегда будет меньше,чем в нижней. Эта разница тем больше, чем ни>ке скорость вращения кокиля. Ийтенсивность охлаждения в существенной мере зависит от толщины слоя жидкого металла. Неравномерность слоя жлдкого металла по высоте бочки при литье с вертикальной осью вращения существующими техническими решениями не учитывается. Поэтому существующие технические решения не обеспечивают равномерное охлажденле залитого металла по длине кокиля для вертикального способа литья цилиндрических заготовок.

Цель изобретения — повышение равномерности затвердевания рабочего слоя по д ине бочки валка и снижение брака, Поставленная цель достигается тем, что на внутреннюю поверхность кокиля нанесено теплоизоляционное покрытие, толщина которого выполнена нарастающей в направлении снизу вверх, а ее приращение определяется выражением

Лг Е

К Вг где L4 Я=Яг-S1 — приращение толщины теплоизоляционного покрытия по длине кокиля,м;

Л r = R з — R — разнотолщинность слоя жидкого чугуна по высоте параболоида вращения, м;

L — длина бочки валка, м;

К вЂ” эмпирический коэффициент, определяющий взаимосвязь между скоростью затвердевания корки по сечению, толщиной покрытия и толщиной первого слоя жидкого

5 . металла по высоте кокиля, К=90 — 100

Вг — внутренний радиус кокиля, м.

На чертеже изображена предлагаемая форма валка. Она содер>кит верхнюю 2 и нижнюю 6 форму для формирования шеек валка, верхнюю 1 и нижнюю 7 предохранительные крышки, кокиль 3 длиной L на внутреннюю поверхность которого специальным приспособлением нанесено покрытие с дифференцированной толщиной

4. Кроме того, на чертеже показано распределение первого рабочего слоя из хромони10 .15 келевого чугуна при частоте вращения

7,5с

Теплоизоляционное покрытие 4 нано20 сится на внутреннюю поверхность кокиля 3 с помощью специального центробежного распылителя позволяющего регулировать как скорость подъема распылительной головки, так и массовый расход наполнителя в

25 единицу времени, В результате такой операции, наносится слой необходимой толщиHbl по высоте, В начальной стадии процесса центробежного литья двухслойных валков происходит заливка чугуна, преимущест30 венно хромоникелевого. для формирования отбеленного рабочего слоя. При отливке валков большего диаметра с достаточно длинной бочкой и ограниченной частотой вращения (до 7,5 с ), разница в толщине

35 залитого слоя металла, например для валков стана "2000", составляет 25 — 27 мм. Для того, чтобы обеспечить равные условия охлажде- ния как в верхней так и нижней точке параболоида вращения и предусматривается

40 предлагаемое техническое решение.

Эмпирический коэффициент К получен опытным путем для центрования двухслойных валков с диаметром бочки от 550 до

1100 мм применяемых для прокатки листо45 ваго проката, и характеризует скорость затвердевания корки по сечению в зависимости от толщины слоя покрытия и распределения металла по высоте кокиля, В том случае, если К будет меньше 90, 50 то приращение толщины теплоизоляцион-. ного слоя будет больше расчетной величины и в верхней точке параболоида скорость охлаждения уменьшится, что в свою очередь приведет к разнице толщин затвердевшего

55 металла. Если К будет больше 100 толщина приращения теплоизоляции уменьшается, скорость охлаждения увеличится и в верхней точке затвердеет больший слой метал-. ла, чем соответственно в нижней.

1787672

Следует отметить, что первая порция чугуна заливается несколько большей массы на 10 — 20 %, чем необходимо для формирования рабочего слоя требуемой глубины.

5 Это делается для того. чтобы при заливке второго слоя обеспечить одинаковые условия соединения с рабочим слоем по всей длине отливки. В то же время, за счет регламентации покрытия tio высоте затвердева10 ние рабочего слоя выравнивается и обеспечивается более высокое качество валков, отсутствие брака по неравномерности отбела, а также хорошая свариваемость двух слоев чугуна.

15 Формула изобретения

Форма для центробежного литья двухслойных чугунных валков с вертикальной осью вращения, содержащая кокиль для формирования бочки валка, на внутреннюю

20 поверхность которого нанесено теплоизолирующее покрытие с дифференцированной толщиной по его длине, о т л и ч à ю щ а яс я тем, что, с целью йовышения равномерности затвердевания рабочего слоя по дли25 не бочки валка и снижения брака, толщина покрытия выполнена нарастающей в направлении снизу вверх, а ее приращение определяется Bbip3>KGHMBhh

Если в нижней части толщина покрытия составляет 1,2 мм-(выбрана с учетом необхо- 30 димой скорости затверцевания по сечению, .т.е, получению требуемой мартенситно-карбидной структуры валкового чугуна рабочего слоя), то в верхней точке на высоте 2000 мм соответственно 35

1,2+ (2 ° 0,66)= 2,52 мм

С помощью центробежного распылителя наносим слой покрытия указанной выше 40 толщины по высоте кокиля. Затем в форму заливается первая часть жидкого чугуна, которая формирует рабочий слой. Перед этим форма приводится во вращение с частотой

7,5с

Приращение толщины покрытия прямо пропорционально разнотолщинности слоя жидкого чугуна по вь:соте параболлоида приращения, которая в свою очередь зависит от частоты вращения кокиля, Толщина покрытия зависит от длины бочки валка, так как при одинаковых условиях отливки увеличение длины бочки валка гриводит к увеличению разнотолщинности жидкого металла ме>кду верхней и нижней точкой параболоида.

Внутренний радиус кокиИя обратно пропорционален приращению толщины покрытия, что.также связано с влиянием радиуса на разнотолщинность.

Пример. Форма для центробежного литья двухслойных валков стана "2000" имеет размер бочки 800 2100 мм. Заливка осуществляется при частоте вращения 7,5 с-1, что по известным зависимостям создает разнотолщинность слоя жидкого чугуна по высоте параболлоида вращения, равную 25 мм, Тогда приращение толщины теплоизоляционного слоя будет равно

Л S= — = 6.68 ° 10 и

0025 1

95 0,4 где . Л Я=52-Sl — приращение толщины теплоизоляционного покрытия по длине кокиля, м;

Л Г = R3 — Я вЂ” разнотолщинность слоя жидкого чугуна по высоте параболоида вращения, м;

L — длина бочки валка. м;

К вЂ” 90 — 100 — эмпирический коэффициент, определяющий взаимосвязь между скоростью затвердевания корки по сечению. толщиной покрытия и толщиной первого слоя жидкого металла flo высоте кокиля, 1787672

Составитель И,Балаклиц

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 32 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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