Дорн

Корисна модель відноситься до металургії, а саме, до безперервного лиття металів та сплавів, і може бути використана при литті порожнистих заготовок з кольорових сплавів. Відомий дорн для машини безперервного лиття порожнистих заготовок [1], який містить: посадочний бурт, на якому виконані отвори для проходження розплаву в порожнину між внутрішньою поверхнею кристалізатору та формоутворюючою поверхнею дорну. На робочій поверхні дорна виконана гвинтова нарізка у формі конічної спіралі, від чого покращується охолодження злитку і виключається захват дорну злитком при його усадці, що розподіляється вздовж завдяки виконанню гвинтової нарізки у вигляді конічної спіралі на робочій поверхні дорну. До недоліків цього дорна відноситься те, що використання даної конструкції обмежено наступними умовами: - при горизонтальному безперервному литті обмежений доступ до місця встановлення дорну; - вказана конструкція дорну не спроможна очищувати розплав, який проходить через отвори в порожнину між кристалізатором та формоутворюючою поверхнею дорну кристалізатору. Найбільш близьким за технічною суттю до корисної моделі є дорн для безперервного лиття порожнистих заготовок з кольорових металів та сплавів [2], який має посадочний бурт з круглими конічними отворами для подачі розплаву. В круглих конічних отворах знаходяться заглушки з пористої фільтруючою речовини, які очищують розплав від краплин неметалевих включень окислів, тощо. Ця конструкція дорна також не може бути використана для виробництва порожнистих заготовок на машинах безперервного лиття з середніми та великими товщинами стінок. Технічним результатом даної корисної моделі є удосконалення конструкції дорну, що дозволятиме та збільшити розхід розплаву, який надходить скрізь отвори дорну (або скрізь заглушки в отворах) в порожнину кристалізатору. Задача корисної моделі вирішується тим, що для збільшення розходу розплаву, який проходе скрізь отвори в торці посадочного бурту дорну він має ряд виконаних напівкруглих конічних отворів, центральні вісі яких рівномірно розташовані на відстані однакових по довжині дуг на лінії круга, що обмежує кордон посадочного бурту, а площа кожного напівкруглого отвору є загальною площею перетину повної площі отвору з площею посадочного бурту при цьому кут між висями сусідніх отворів та кількість отворів для кожного розміру дорна визначають за виразами: a = 360/n p/4 £ a £ p æ R + R2 ö ÷ n = k × p×ç 1 çR -R ÷ 2ø è 1 Де, R1, R2 - радіуси зовнішньої та внутрішньої стінки заготовки n - кількість отворів, a - кут між висями сусідніх отворів, k - коефіцієнт, що має значення від 0.125 до 0.485. Конусність у конічному отворі дорівнює 1:15. Корисна модель ілюструється кресленнями. На Фіг.1. показаний повздовжний переріз дорну та торець його посадочного бурту, у якому виконані напівкруглі конічні отвори, центральні вісі яких розташовані на лінії круга, що обмежує кордон посадочного бурта. На Фіг.2 показаний торець дорну з конічними напівкруглими отворами, в яких розташовані напівкруглі заглушки з пористої фільтруючою речовини. Дорн містить посадочний бурт 1 дорну з круглими конічними напівкруглими отворами 2, формоутворюючу поверхню дорну 3, упор 4 для конічної напівкруглої заглушки з пористої фільтруючої речовини 5. Суть корисної моделі міститься в тому, що для виключення можливості попадання шлакового та неметалевого вкраплення в порожнину кристалізатору та з метою збільшення площі отворів в перерізі посадочного бурту торець посадочного бурту 1 дорну містить виконані напівкруглі конічні отвори, центральні вісі 6 яких рівномірно розташовані на відстані однакових по довжині дуг на лінії круга, що обмежує кордон посадочного бурту, а площа кожного напівкруглого отвору є загальною площею перетину повної площі отвору з площею посадочного бурту при цьому кут між висями сусідніх отворів та кількість отворів для кожного розміру дорна визначають за виразами: a = 360/n p/4 £ a £ p (1) æ R + R2 ö ÷ n = k ×p×ç 1 ç R -R ÷ 2 ø (2) è 1 Де, R1, R2 - радіуси зовнішньої та внутрішньої стінки заготовки n - кількість отворів, a - кут між висями сусідніх отворів, k - коефіцієнт, що має значення від 0.125 до 0.485. Дорн працює наступним чином. В процесі підготовки до горизонтального безперервного лиття порожнистих заготовок з кольорових сплавів у конічні напівкруглі отвори 2 вставляють напівкруглі заглушки 5 з фільтруючої речовини, які виконані у формі усіченого конусу. Заглушки розташована перед упором 4 (Фіг.1, 2), який не дозволяє заглушці рухатися. Потім дорн за допомогою посадочного бурту 1 закріпляють у графітової втулці кристалізатору (не показана), після чого напівкругла заглушка буде розташована перед упором на графітової втулці кристалізатору, в який упирається посадочний бурт дорну (упор на графітової втулці кристалізатору не показаний). Розплав, що проходить скрізь напівкруглі заглушки з фільтруючої речовини очищується від часток неметалевих включень, що є актуальним під час періодичного доливання розплаву в металоприймач (не показаний) та перемішування шлаку по всьому об'єму. Таблиця 1 . Визначення оптимального значення кута між висями сусідніх отворів та кількості отворів меншого з радіусів отвору для порожнистих заготовок наступних типорозмірів 80/50, 140/90 та 260/200мм. Розмір (діаметри) порожнистої заготовки, мм Кількість отворів, n, шт.. Радіус отворів r, мм Значення коефіцієнту k 80/50 6,0 10,0 0,44 80/50 5,0 12,5 0,37 80/50 4,0 15,0 0,29 80/50 80/50 2,0 1,0 30,0 40,0 0,22 0,147 140/90 7,0 15,0 0,485 140/90 6,0 18,0 0,415 140/90 5,0 25,0 0,346 140 / 90 4,0 30,0 0,27 140/90 3,0 40,0 0,27 260/200 9,0 25 0,37 260/200 8,0 30 0,33 260/200 7,0 35 0,29 260/200 4,0 70 0,167 260/200 3,0 80 0,125 Значення кута a p 3 2 5 p 2 p 2p 2 7 p 3 2 5 p 2 2 3 2 9 p 4 2 7 p 2 2 3 Кількість фільтрів, шт Пористість Пористість фільтруючої фільтруючої речовини речовини 10ррі 15ррі 6.0 6.0 5,0 5.0 4,0 4,0 3,0 2.0 3,0 2.0 7.0 7.0 6.0 6.0 5.0 5.0 4,0 4.0 p 3,0 3,0 p 9.0 9.0 8,0 8.0 7,0 7.0 4,0 4,0 3.0 3.0 p p p p p З таблиці випливає, що кількість напівкруглих отворів у посадочному бурті не залежить від пористості фільтруючої речовини (при пористості фільтруючої речовини 10ррі та 15ррі) З таблиці випливає, що для кожного типорозмірів порожнистої заготовки існує оптимальна кількість напівкруглих отворів та значень кутів між висями сусідніх отворів (при пористості фільтруючої речовини 10ррі та 15ррі), наприклад: - для заготовки розміром 80/50 (мм) оптимальною є кількість p - для напівкруглих отворів 4 шт., при значенні кута a = ; 2 - для заготовки розміром 140/ 90 (мм) оптимальною напівкруглих отворів є кількість - 5 шт. при значенні кута 2 a= p; 5 - для заготовки розміром 260/200 (мм) оптимальною є кількість 2 - напівкруглих отворів - 7 шт. при значенні кута a = p , 7 Для кожного із типорозмірів порожнистої заготовки визначена нижня гранично припустима кількість напівкруглих отворів та значень кутів між висями сусідніх отворів (при пористості фільтруючої речовини 10ррі та 15ррі), наприклад: 2 - для заготовки розміром 80/50 (мм) ця кількість отворів становить 3 шт. при значенні кута a = p ; 3 - для заготовки розміром 140/90 (мм) нижня гранично припустима кількість отворів становить 4 шт. при p значенні кута a = ; 2 - для заготовки розміром 260/200 (мм) нижня гранично припустима кількість отворів становить 4 шт. при p значенні кута a = ; 2 Для кожного із типорозмірів порожнистої заготовки визначена верхня гранично припустима кількість напівкруглих отворів та значень кутів між висями сусідніх отворів (при пористості фільтруючої речовини 10ррі та 15ррі), наприклад: 2 - для заготовки розміром 80/50 (мм) ця кількість конічних отворів становить 5 шт. при значенні кута a = p 5 - для заготовки розміром 140/90 (мм) верхня гранично припустима кількість отворів становить 6 шт. при p значенні кута a = ; 3 - для заготовки розміром 260/200 (мм) верхня гранично припустима кількість отворів становить 8 шт. при p значенні кута a = ; 4 Для кожного із типорозмірів порожнистої заготовки визначена верхня не припустима кількість напівкруглих отворів у дорні та значень кутів між висями сусідніх отворів (при пористості фільтруючої речовини 10ррі та 15ррі), p наприклад, для заготовки розміром 80/50(мм) запредільна кількість отворів становить 6 шт. ( a = ) для заготовок 3 2 2 розміром 140/90 (мм) - 7 шт. (при куті a = p ), а для заготовок розміром 260/200 (мм) - 9 шт. (при куті a = p ) 7 9 було виявлено, що при збільшенні кількості отворів у бурті дорну зменшується кут a та міцність утримування консольної частини дорну у внутрішньому отворі заготовки; Для кожного із типорозмірів порожнистої заготовки визначена нижня не припустима кількість напівкруглих отворів у дорні та значень кутів між висями сусідніх отворів (при пористості фільтруючої речовини 10ррі та 15ррі), наприклад, для заготовок розміром 80/50 запредільна кількість отворів становить 1 шт. (при куті a =2p), для заготовок розміром 140/90 (мм) запредільна за мінімальну отворів становить 3 шт. для заготовок розміром 2 260/200 (мм) - 3 шт. (при куті a = p ) було виявлено, що при зменшенні кількості отворів та збільшення їх 3 діаметрів. З таблиці також випливає, що для кожного типорозміру заготовки існує своє значення коефіцієнту k із виразу (2). Так, для заготовки розміром 80/50 (мм) значення коефіцієнту k знаходиться в інтервалі від 0.147 до 0.44, для заготовки розміром 140/90 (мм) значення коефіцієнту k знаходиться в інтервалі від 0.27 до 0.485, а для заготовки розміром 260/200 (мм) - від 0.125 до 0.37. Таким чином, для ефективної очистки розплаву кольорових сплавів та отримання технічного результату корисної моделі необхідно щоб були виконані наступні умови p - значення кута a має знаходиться в інтервалі від 4 до p, - значення коефіцієнту k має знаходиться в інтервалі від 0.125 до 0.485, - кількість конічних отворів установлених у посадочному місці дорну для порожнистих заготовок розміром 80/50, 140/90, 260/200 становить від 3 до 8, що відповідає виразу (2). Джерела інформації 1. А. с. СРСР №1362564 1987, МКИ4 В 22 D 11/04 2. Заявка на винахід №u 2006 12420 МКИ4 В 22 D 11/04 рішення про видачу деклараційного патенту на корисну модель №3186/1 від 08.02.2007р.