Установка для розливу металу

Об’єкт належить до області металургії та може бути використаним при розливі металу у виливниці й одержані зливків. Відома установка для розливу металу, що містить ківш та виливницю із піддоном і прибутковою надставкою, при цьому прибуткова надставка виконується керамічною і плаваючою із можливістю переміщення в вісьовому напрямі [1]. Основним недоліком цієї установки є те, що стійкість керамічної плаваючої прибуткової частини складає лише одну плавку. Тобто використання цієї установки пов'язане із затратами на допоміжне виробництво чи закупівлю великої кількості керамічних плаваючих вставок. Основною метою використання плаваючих прибуткових надставок є виключення небезпеки підвисання зливка у зазорі між виливницею та надставкою, який утворюється при застиганні й усадці зливка, відповідно застосування їх для зменшення величини хімічної та фізичної неоднорідності металу зливків, зменшення об'єму усадочної раковини і підвищення виходу годного зливків є малоефективним. Відома установка для розливу металу, що містить ківш та виливницю із піддоном та прибутковою надставкою при цьому прибуткова надставка містить теплоізоляційні вкладиші із вигоряючими добавками [1]. Використання цієї установки пов'язане із витратами на виготовлення теплоізоляційних вкладишів, які, в наслідок згоряння, крім забруднення атмосфери цеху, ще прискорюють вихід виливниць із ладу через утворення тріщин по місту кріплення. Для кріплення вкладишів потрібне додаткове використання скоб, клинів, розпірок певних типорозмірів для певних видів виливниць, що звужує технологічні можливості пристрою. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, за результатом, що досягають, є установка за тим же джерелом [1], що прийнята за прототип, яка складається з ковшу та виливниці із піддоном і прибутковою надставкою, при цьому прибуткова частину утеплюють плитами з екзотермічних сумішей. Причинами, які обмежують технологічні можливості використання вказаної установки є висока хімічна та фізична неоднорідність розлитого металу через забруднення металу зливків екзогенними частинками. Також потрібні суттєві затрати на виготовлення утеплювачів. Використання утеплювальних плит пов'язане із застосуванням кріплення для їх підвішування у прибуткових надставках: крюків, скоб, клинів, розпірок тощо. Крім додаткових витрат на придбання зазначеного кріплення (що є розхідним матеріалом) значно ускладнюється та подовжується процес підготовки виробництва. При цьому залишкова теплова енергія нагрітого ковша не використовується (не утилізується) й витрачається на теплове забруднення атмосфери цеху. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити установку для розливу металу, в якій нові конфігурації та взаємне розташування конструктивних елементів дозволяє покращити хімічну та фізичну однорідність металу зливків, зменшити усадочні ефекти та підвищити вихід годного, а спрощення умов утеплення головної частини істотно розширює область застосування установки, виключаючи додаткові витрати та інші наведені вище недоліки. Для розв'язання поставленої задачі, в установці для розливу металу, яка містить виливницю із піддоном і прибутковою надставкою та ківш, у відповідності з винаходом, внутрішня бокова поверхня ковша виконана еквідистантною до зовнішньої бокової поверхні прибуткової надставки. Суттєвість виконання внутрішньої бокової поверхні ковша еквідистантною до зовнішньої бокової поверхні прибуткової надставки полягає у тому, що при завершенні розливу, коли (за відомою технологією) прибуткову частину виливниці накривають перевернутим ковшем, що набув технологічного тепла продовж перебування у ньому гарячого розплаву металу, залишкова теплова енергія ковша, яка випромінюється від його бокової поверхні, падає за нормаллю (найкоротший шлях) на зовнішню бокову поверхню прибуткової надставки, що забезпечує утилізацію і мінімум розсіювання тепла та створює умови для максимально ефективної тепловіддачі й утеплення. Завдяки конструкції, що заявляється, порівняно із прототипом, утеплення головної частини зливка відбувається без витрат, тобто виключається застосування спеціальних різновидів утеплювачів, що спрощує умови застосування корисної моделі при підвищенні її ефективності завдяки покращенню якості металу (фізичної та хімічної однорідності), зменшенню усадочної раковини та усадочних порожнин, суттєвому зменшенню величини головної обрізі надалі й підвищенню виходу годного. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де Фіг.1 - Ківш, де Dкб - більший діаметр ковша по внутрішній поверхні; Dкм - менший діаметр ковша по внутрішній поверхні; Нк - висота ковша, Фіг.2 - Виливниця, де 1, 2 та 3 - тіло виливниці, піддон та прибуткова надставка відповідно; Dпм, Dпм1 та Dпб - менший діаметр прибуткової надставки по внутрішній поверхні; Dвв та Dвн - діаметри верхньої та нижньої частин виливниці відповідно; Dпд - діаметр піддону; b - габарит технологічних виступів прибуткової надставки; H, H1 та h - висоти тіла виливниці, прибуткової надставки та кюмпеля, Фіг.3 - установка у зборі під час затвердіння зливка, де а - відстань, що є постійною величиною за нормаллю від зовнішньої бокової поверхні прибуткової надставки до внутрішньої бокової поверхні ковша (умова еквідистантності); 1 - зовнішня бокова поверхня прибуткової надставки; 2 - внутрішня бокова поверхня ковша. Установка працює наступним чином: При розливі металу у виливниці 1 (фіг.2) із піддоном 2 та прибутковою надставкою 3 розплавлений метал природно нагріває ківш (фіг.1). По закінченні технологічного циклу розливу установку збирають, тобто ківш, у перевернутому стані, надягають на прибуткову частину виливниці (фіг.3). Для одержання максимальної ефективності параметр а (див. фіг.3) повинен бути постійною величиною (умова еквідистантності для криволінійних бокових поверхонь - зовнішньої прибуткової частини та внутрішньої ковша), що зменшує теплові втрати й спрямовує корисну утилізацію теплових потоків від ковшу на головну частину зливка. Це сприяє прогріванню останньої, що зменшує усадочні ефекти, покращує хімічну та фізичну однорідність металу та збільшує вихід годного зливків. У відповідності з умовою еквідистантності внутрішні розміри ковша повинні забезпечувати без перешкод накривання їм прибуткової частини виливниці, тобто параметр а повинен бути більшим за розмір максимального габариту прибуткової надставки із технологічними виступами b по всій поверхні теплообміну. При накриванні одним ковшем декількох виливниць його внутрішній розмір, наприклад максимальний діаметр Dкб, повинен перевищувати діаметр кола, що описує габарити прибуткових надставок виливниць із технологічними виступами. Висота ковша береться не меншою, ніж висота прибуткової надставки, товщина стінки ковша 110-160мм. Наприклад, стосовно виробництва окремих ковальських зливків на ВАТ "Азов" (м. Маріуполь) та ЗАТ "НКМЗ" (м. Краматорськ), виходячи з умови еквідистантності й при накриванні ковшем одного зливка, раціональні розміри, що наведені у таблиці: Таблиця Dпм1 b Dкм Dкб мм ВАТ "Азов" 4,0 1165 460 211 476 655 740 150 1141 1320 15,0 1735 685 370 847 1015 1250 200 1750 2318 57,0 3020 900 405 1273 1560 1897 300 2597 2884 ЗАТ "НКМЗ" 4,0 1390 510 170 500 600 740 130 1100 1200 13,3 2020 790 295 627 880 980 200 1480 1733 57,0 3020 1085 405 1185 1530 1797 300 2497 2842 120,0 4160 1330 550 1495 1920 2263 400 3163 3588 Установка, що заявляється, не потребує суттєвих конструктивних удосконалень, її технологічність забезпечує істотне зниження собівартості виробництва зливків. Література 1. Разливка стали / Под общ. Ред. В.И. Баптизманского. - К. - Донецк: Вища шк., 1977. -200с. Маса зливка, т H H1 h Dпм Dпб Нк >460 >685 >900 >510 >790 >1085 >1330 висока