Пристрій безперервного лиття порожнистих заготівок з кольорових металів та їхніх сплавів

Пристрій безперервного лиття порожнистих заготівок з кольорових металів та їхніх сплавів, що містить водоохолоджуваний кристалізатор, дорн, встановлений коаксіально кристалізатору, механізм витягування заготівок, вузол різання на мірні 3 шенню тертя і, як наслідок утворення задирок (надривів), тобто погіршенню якості поверхні злитка чи його обриву, коли сила тертя перевищує межу міцності на розрив злитка, що формується. Відомий пристрій для безперервного лиття порожнистих металевих заготівок круглого поперечного перерізу (Авт. св. СРСР № 1591801, Пристрій для безперервного лиття порожнистих металевих заготівок круглого поперечного перерізу, МПК В22D11/00, заявл. 11.01.83 р., надр. 07.09.90 р., пр. 13.01.82 р. Франції, заявка № 8200763). Пристрій містить кристалізатор з охолоджуваною зсередини металевою робочою стінкою, охолоджуваний дорн, встановлений коаксіально кристалізатору, засіб для подачі рідкого металу в зазор між кристалізатором і дорном, засіб для витягування порожньої заготівки. Для підвищення якості внутрішньої поверхні порожнистої заготівки пристрій додатково містить засіб для створення рухливого магнітного поля, розміщене в дорні. Недоліками цього пристрою є складність конструкції та необхідність вживання магнітного поля. Відомий також пристрій для безперервного лиття порожнистих заготівок, описаний у патенті РФ № 2009003, МПК В22D11/00, заявл. 24.03.92 р., надр. 15.03.94 р. Пристрій містить водоохолоджуваний кристалізатор, дорн, встановлений коаксіально кристалізатору, механізм витягування заготівок, вузол пережиму по діаметру до закриття порожнини, вузол різання на мірні відрізки. Одержують трубу, герметично закриту з усіх боків з порожниною, що не підлягла окиснюванню. Для одержання товарної продукції після повного охолодження перетиснені ділянки видаляють, що приводить до великих втрат металу. Недоліками цього пристрою є складність конструкції - використання технічно складної додаткової переробки: перетискування порожнистої заготівки, зниження на 10-15 % виходу придатного після відрізання ділянки перетиску, а при виробництві ливарних сплавів практично неможливо проведення операції їх деформації. В основу корисної моделі поставлена задача усунути утворення окиснених ділянок на внутрішній поверхні заготівок при безперервному литті кольорових металів та їхніх сплавів. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у пристрої безперервного лиття порожнистих заготівок з кольорових металів та їхніх сплавів, який містить водоохолоджуваний кристалізатор, дорн, встановлений коаксіально кристалізатору, механізм витягування заготівок, вузол різання на мірні відрізки, він додатково містить ванну з водою, встановлену за механізмом витягування заготівок, причому вузол різання на мірні відрізки розташований у ванні під рівнем води, а кристалізатор з дорном розташовані під кутом до обрію, причому sin = (D-S)/L, де D - зовнішній діаметр порожнистої заготівки, що відливається, S - товщина стінки порожнистої заготівки, L - конструктивний параметр пристрою, що дорівнює відстані від виходу порожнистої заготівки з водоохолоджуваної оболонки кристалізатору до точки відрізання пилкою порожнистої заготівки. 54456 4 Ознаки пристрою прототипу, що збігаються з суттєвими ознаками пристрою, який заявляється: - водоохолоджуваний кристалізатор; - дорн, встановлений коаксіально кристалізатору; - механізм витягування заготівок; - вузол різання на мірні відрізки. Ознаки, якими пристрій безперервного лиття порожнистих заготівок з кольорових металів та їхніх сплавів відрізняється від прототипу: - пристрій додатково містить ванну з водою; - ванна з водою встановлена за механізмом витягування заготівок; - вузол різання на мірні відрізки розташований у ванні під рівнем води; - кристалізатор з дорном розташовані під кутом до обрію; - sin = (D-S)/L, де D - зовнішній діаметр порожнистої заготівки, що відливається, S - товщина стінки порожнистої заготівки, L - конструктивний параметр пристрою, що дорівнює відстані від виходу порожнистої заготівки з водоохолоджуваної оболонки кристалізатору до точки відрізання пилкою порожнистої заготівки. Сутність запропонованого пристрою пояснюється кресленням, на якому: Фіг.2 - подовжній розріз пристрою безперервного лиття порожнистих заготівок з кольорових металів та їхніх сплавів. Пристрій безперервного лиття порожнистих заготівок з кольорових металів та їхніх сплавів, у який надходить рідкий метал 1 з печі, містить встановлені під кутом до обрію кристалізатор з графітовим формоутворювачем 2 зовнішньої поверхні порожнистої заготівки 3 і встановлений коаксіально йому дорн 4 - формоутворювач внутрішньої поверхні порожнистої заготівки 3, мідну водоохолоджувану оболонку 5, механізм витягування заготівок - ролики тягнучої кліті 6, привід 7 якої працює в стоп-стартовому режимі, діафрагму 8, ванну 9 з водою, встановлену за механізмом витягування заготівок, а також вузол різання - пилку 10, розташовану у ванні під рівнем води. Причому sin = (D-S)/L, де D - зовнішній діаметр порожнистої заготівки, що відливається, S - товщина стінки порожнистої заготівки, L - конструктивний параметр установки безперервного лиття, що дорівнює відстані від виходу порожнистої заготівки з мідної водоохолоджуваної оболонки (точка В) до точки різа (точка А). Для кожної установки безперервного лиття конструктивний параметр є постійним параметром та визначається необхідністю розміщення між кристалізатором та точкою відрізання заготівки механізму витягання заготівки, Пристрій працює таким чином. Рідкий метал 1 з печі (Фіг.2) надходить у зазор між графітовим формоутворювачем 2 зовнішньої поверхні порожнистої заготівки 3 і дорном 4 - формоутворювачем внутрішньої поверхні порожнистої заготівки 3. Затвердіння рідкого металу відбувається за рахунок відводу тепла мідною водоохолоджуваною оболонкою 5, а сформована порожниста заготівка 3 витягається роликами тягнучої кліті 6, привід 7 якої працює в стопстартовому режимі. Для захисту внутрішньої пове 5 54456 рхні порожнистої заготівки 3 від окиснювання вона витягається через діафрагму 8 у ванну 9 з водою, а при досягненні заданої довжини Z відрізається пилкою 10 і віддаляється з ванни 9. Вода, що протікає з ванни 9 через наявні нещільності між діафрагмою 8 і заготівкою 3 скидається у відділення 11 ванни 9 і через патрубок 12 віддаляється в систему водооберту. Для захисту внутрішньої поверхні порожнистої заготівки 3 від кисню повітря рівень 13 води у ванні 9 повинний підтримуватися таким, щоб порожниста заготівка 3 витягалася з печі під кутом таким чином, щоб у точці А різу пилкою 10 заготівки 3 рівень 13 води збігався з зовнішньою поверхнею заготівки 3, а в точці В виходу внутрішньої поверхні порожнистої заготівки 3 з мідної водоохолоджуваної оболонки 5 вода не входила в 6 зону формоутворювача 2. Ця умова виконується, коли sin = (D-S)/L, де D - зовнішній діаметр порожнистої заготівки, що відливається, S - товщина стінки порожнистої заготівки, L - конструктивний параметр установки безперервного лиття, що дорівнює відстані від виходу порожнистої заготівки з мідної водоохолоджуваної оболонки (точка В) до точки різа (точка А). Для кожної установки безперервного лиття конструктивний параметр є постійним параметром та визначається необхідністю розміщення механізму витягання заготівки між кристалізатором та точкою відрізання заготівки. Наприклад для конструкції УБЛ, для якої L= 4462 мм, значення кута для різних значень D та S наведені у таблиці. Таблиця Залежність кута нахилу D, діаметр заготівки, мм осі порожнистої заготівки від діаметра D і товщини стінки S S, товщина стінки, мм 100 10*) 90 9*) 80 8*) 70 7*) 60 9**) 50 7,5**) 40 6**) 30 4,5**) ) * - товщина стінки дорівнює 0,1D **) - товщина стінки дорівнює 0,15D Таким чином при виробництві порожнистих заготівок з кольорових металів та їхніх сплавів у пристрої безперервного лиття, що заявляється, (D-S), мм 90 81 72 63 51 42,5 34 25,5 arc sin 0,02170 0,01815 0,01614 0,01412 0,01143 0,00953 0,00762 0,00572 - кут нахилу заготівки УБЛ, градус 1,15 1,04 0,93 0,81 0,66 0,55 0,44 0,33 кисень не поступає з повітрям через торець порожнистої заготівки у внутрішню порожнину заготівки та не окиснює її. 7 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 54456 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601