Виливниця для відливання зливків

Винахід відноситься до галузі техніки, а саме до металургійного виробництва і стосується конструкції виливниці для виготовлення зливків. Відома виливниця з екзотермічним покриттям, у якій для одержання зливків зі спрямованою стовпчастою структурою виконаний проміжний теплоізоляційний шар перемінного перетину по висоті [1]. Недоліком такої виливниці є те, що зливок у ній кристалізується і охолоджується по ребрах швидше, ніж по гранях [2]. Найбільш близьким аналогом пристрою, обраним, як прототип, є виливниця [3], верхня частина якої містить кільцеподібну порожнину, яка тепло-ізолює бічну поверхню, утворену усередині тіла паралельно стінкам. Висота теплоізоляційного пояса дорівнює 0.3 ¸ 0.4 висоти виливниці. Її пояс виконують стрижнями, установленими при збиранні у форму виливниці. Цей пояс формується багатошаровим, з матеріалів з низьким коефіцієнтом теплопровідності. Стрижні, що формують зазначений пояс, залишаються в тілі виливниці залитими чавуном. Кристалізація рідкого металу в такий виливниці, від низу до порожнини, яка теплоізолює бічну поверхню, починається з бічної поверхні і закінчується в осьовій зоні зливка. Це приводить до того, що домішки, неметалеві включення, гази збираються в осьовій зоні зливка, роблячи її дефектною. На рівні порожнини напрямок кристалізації змінюється, там вона поширюється знизу вгору, тим самим не утворюючи осьової пористості. Таким чином, у зливку від низу до 0.6 ¸ 0.7 висоти зливка розташована осьова пористість. Вище метал має більш щільну структуру. В основу винаходу поставлена задача підвищення якості зливка і збільшення виходу придатного, за рахунок зменшення осьовий пористості і прибуткової частини зливка. Поставлена задача досягається за рахунок того, що виливниця складається з двох частин корпусу і кожуха, що утворюють порожнину, яка тепло-ізолює бічну поверхню, висота якої складає 0,6... 0,8 висоти тіла зливка, а товщина 0,1 ...0,2 його діаметра. Піддон і нижня частина виливниці інтенсивно охолоджуються. Висота кільцевої порожнини обумовлена глибиною залягання осьової пористості [4]. Відведення тепла відбувається в бік піддона. Термоізольований верх і бічна поверхня зливка змінюють напрямок кристалізації. У такій виливниці кристалізація поширюється знизу вгору. Такі умови кристалізації зливка забезпечують зменшення осьової пористості і глибини сказу зіступного за рахунок того, що знов утворені кристали знизу будуть витісняти домішки, неметалеві включення і гази у верхню частину зливка, де і закінчується кристалізація. Це дозволить підвищити якість зливка. Використання утепленої виливниці з бічної сторони і з верху дозволяє зменшити обсяг прибутку до 10-15%, за рахунок того, що тепловий центр піднятий вгору виливниці. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням (фіг.), на якому зображена схема виливниці. Виливниця 1 має утеплену прибуткову надставку 2 і кришку 3. Бічна поверхня виливниці на висоту 0,6... 0,8 висоти зливка має порожнину, яка теплоізолює бічну поверхню, що утворюється між кожухом 4 і корпусом виливниці 1. Вона може бути заповнена теплоізоляційним матеріалом. У нижній частині виливниці і піддоні 5 виконані канали для охолодження й інтенсивного відведення тепла. Процес кристалізації зливка відбувається таким чином. Після заповнення виливниці до верхнього краю прибуткової надставки розплавленим металом, вона накривається кришкою, що має отвір для виходу газів, які виділяються з розплаву. Кришка теплоізолює горловину прибуткової надставки від охолодження з боку навколишнього середовища і виключає можливості початку кристалізації зверху. У початковий період кристалізація буде йти з усіх боків, поки не прогріються стінки виливниці і вогнетривкий матеріал прибуткової надставки. Після прогріву стінок виливниці і прибуткової надставки з кришкою тепловідведення у їхньому напрямку різко зменшується, а в бік піддону ні, тому що він охолоджується. Кристалізація відбувається в напрямку відведення тепла, тобто вона буде відбуватися знизу вгору, витісняючи в прибуток неметалеві включення і гази. Джерела інформації: 1. А.С. 277208 СССР, МКИ В 22 D 7/06. Изложница для отливки слитков / Н.К.Ипатов (СССР). - №1116642/222; Заявлено 03.12.1966; Опубл. 22.07.1970. Бюл. №24. - 2с. ил. 2. А.С. 793699 СССР, МКИ В 22 D 7/06. Изложница для слитков / Н.И.Ковалев, Л.Н.Корнилов, М.Я.Бровман, В.А.Сторожук, Т.П.Мацегора (СССР). - №2742760/22-02; Заявлено 28.03.1979; Опубл. 07.01.1981. Бюл. №1.- 2с. ил. 3. А.С. 529891 СССР, МКИ В 22 D 7/06. Изложница для отливки слитков / А.А. Пугач, В.И.Шейко, В.П.Щербина (СССР). - №2069681/02; Заявлено 25.10.1974; Опубл. 30.09.1976. Бюл. №36.- 2с. ил. 4. Трубин В.Н., Шелехов В.А. Ковка крупных поковок. - М.: Машиностроение 1965. 294с., ил.