Кристалізатор для горизонтального безперервного лиття порожнистих заготовок

UA УКРАЇНА (19) У*?г~\ (И) (5i)s (13) СІ В 22 D 11/04 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) КРИСТАЛІЗАТОР ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БЕЗПЕРЕРВНОГО ЛИТТЯ ПОРОЖНИСТИХ ЗАГОТОВОК 1 (20) 94240388, 23.03.93 (21)4933871/02 (22)05.05.91, SU (46)28.12.94. Бюл. № 7-І (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1396382, кл. В 22 D 11/10, 1988. (71) Український науково-дослідний Інститут металів (72) Козаченко Станіслав Митрофанович, Богданов Аркадій Іванович, Белякова Лілія Іванівна, Корягін Олексій Федорович (73) Український державний науководослідний інститут металів (57) Кристаллизатор для горизонтального непрерывного литья полых заготовок, содержащий рабочую полость, образованную охлаждаемой втулкой и дорном с каналами, расположенными на расстоянии от втулки, при этом втулка и дорн выполнены из теплопроводного материала определенной твердости., о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч^о отношение расстояния от каналов дорна до втулки к минимальному размеру рабочей полости кристаллизатора составляет 0,1...0,3, а твердость материала втулки в 6... 15 раз превышает твердость материала дорна. Изобретение относится к металлургии и предназначено для производства полых заготовок из металлов и сплавов. Известен кристаллизатор для горизонтального непрерывного литья полых заготовок, содержащий рабочую полость, образованную втулкой и дорном, которые изготовлены из графита, обладающего определенной теплопроводностью и твердостью. В дорне выполнены каналы для подвода расплава* в рабочую полость кристаллизатора [1]. К недостаткам прототипа можно отнести то, что не обеспечивается качество заготовок и снижение затрат. Указанные недостатки обусловлены тем, что вследствие более интенсивного затвердевания расплава со стороны рабочей поверхности втулки по сравнению с рабочей поверхностью дорна рабочая поверхность втулки подвергается повышенному механическому износу вытягиваемой из кристалли затора заготовкой. По мере износа втулки возрастает усилие вытягивания, что приводит к образованию на поверхности заготовки подрывов, наплывов и трещин, резко снижающих качество непрерывнолитых заготовок. Износу рабочей поверхности втулки также способствует ее невысокая твердость. Кроме снижения качества отливаемой заготовки требуется чаще изготовлять новую втулку кристаллизатора взамен изношенной, что приводит к увеличению затрат. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание кристаллизатора для горизонтального непрерывного литья полых заготовок, позволяющего обеспечить повышение качества отливаемых полых заготовок и снижение затрат на их производство. Для решения поставленной задачи в предложенном кристаллизаторе для горизонтального непрерывного литья полых за іЛдд патенти: інформації гл.... И .> J \ О 4671 обладающих как и графит теплопроводностью. Средняя твердость по Бринелю мате» риалов: графита, меди и сплава Л96, из которых сделаны элементы кристаллизатора, составляла соответственно: 10, 60 и 150 кгс/мм 2 . Необходимость использования в одном кристаллизаторе комбинации материалов обусловлена тем, что графитовый дорн не разрушается от постоянного пребывания в жидком расплаве, а металлическая втулка хорошо противостоит истиранию при вытягивании заготовки. Вытягивание заготовки из кристаллизатора производили в шаговом режиме. ° П р и м е р 1. При отливке полых заготовок с толщиной стенки 20 мм из сплава МНЖ5-1 в кристаллизатор, у которого расстояние S^ от каналов графитового дорна до рабочей стенки втулки, выполненной из меди, равнялось 2 мм. Отношение S, .S составляло 0,1, а твердость материала втулки превышала твердость материала дорна в 6 раз, процесс литья протекал стабильно в течение 100-110 часов, т.е до начала износа дорна. При этом, втулка не подвергалась износу, что позволило в 2-3 раза повысить качество заготовок и в 3-4 раза снизить затраты. П р и м е р 2. При отливке полых заготовок с толщиной стенки 20 мм из сплава МНЖ5-1 в кристаллизатор, у которого расстояние Si от каналов графитового дорна до рабочей стенки втулки, выполненной из сплава меди Л96, равнялось б мм отношение Sv.S составляло 0,3, а твердость материала втулки превышала твердость материала дорна в 15 раз, процесс литья также протекал стабильно 100-110 часов, что обеспечило повышение качества заготовок в 2-3 раза и снижение затрат в 3-4 раза. Заявляемое изобретение обеспечивает В процессе горизонтального непрерывповышение качества заготовок в 2-3 раза за ного литья полых заготовок диаметром 80 счет уменьшения износа рабочей поверхномм с толщиной стенки 20 мм из сплава сти втулки кристаллизатора и снижение заМНЖ5-1 были успешно опробованы кри- 45 трат в 3-4 раза, т.к. стало возможным сталлизаторы, у которых дорн 4 с каналами многодетное использование одной и той же 5 изготовляли из графита марки АГ 1500, а металлической втулки вместо втулки, изговтулку 2 с системой охлаждения 3 выполнятовленной из дорогостоящего и быстро изли из меди и сплава Л 96 на ее основе, нашиваемого графита. 50 готовок, содержащем рабочую полость, образованную охлаждаемой втулкой и дорном с каналами^ расположенными на расстоянии от втулки, при этом втулка и дорн выполнены из теплопроводного материала определен- 5 ной твердости, согласно изобретению отношение расстояния от каналов дорна до втулки к минимальному размеру рабочей полости кристаллизатора составляет 0,1-0,3, а твердость материала втулки в 6-15 раз пре- 10 вышает твердость материала дорна. Выполнение каналов в дорне таким образом, чтобы отношение расстояния от них до втулки к минимальному размеру рабочей полости кристаллизатора составляло 15 0,1...0,3, а твердость материала втулки в 6... 15 раз превышала твердость материала дорна позволит существенно улучшить качество непрерывнолитых заготовок за счет значительного уменьшения износа рабочей 20 поверхности втулки в процессе литья, а также увеличит продолжительность эксплуатации втулки, что обеспечит снижение затрат при отливке полых заготовок. Сущность изобретения поясняется чер- 25 тежами, на которых изображено: на фиг. 1 - продольный разрез кристаллизатора; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1. Заявляемый кристаллизатор для гори- 30 зонтального непрерывного литья полых заготовок содержит рабочую полость 1, образованную втулкой 2, имеющей система охлаждения 3, и дорном 4, с каналами 5, через которые расплав поступает в рабочую 35 полость кристаллизатора. При этом, минимальный размер рабочей полости кристаллизатора является S, расстояние от каналов в дорне до рабочей стенки втулки составляет Si. 40 4671 $ s у + у / і / У у У у у S S A • X У У У У У S У S У Фиг.1 пой Фиг, 2 Упорядник С.Козаченко Замовлення 593 Техред М.Моргентал Коректор О.Густи Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна. 101