Оснастка для відливання злитків

Реферат: UA 75142 U UA 75142 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до металургійного виробництва, і може знайти застосування при виготовленні ковальських злитків. Відома оснастка для відливання звичайних злитків, що складається з виливниці, піддону і прибуткової надставки [1]. Найбільш близьким аналогом оснастки, вибраним як прототип, є виливниця для відливання коротких ковальських злитків, яка має теплоізолюючу бічну поверхню, а піддон інтенсивно охолоджується, при цьому корпус має зворотну конусність, внутрішня поверхня її футерована вогнетривким матеріалом, піддон має форму лійки з порожниною під цапфу, а відношення висоти виливниці до її внутрішнього діаметра H/D=0,5…1,2, де Н - висота корпусу виливниці; D середній діаметр корпусу виливниці [1]. Загальними суттєвими ознаками відомої оснастки й тієї, що заявляється, є виливниця, піддон, прибуткова надставка. Недоліками відомої оснастки є те, що піддон виливниці в процесі кристалізації злитка інтенсивно охолоджується повітрям, відводячи тепло в сторону від піддону. Це інтенсифікує кристалізацію металу злитка на межі з піддоном, забезпечує необхідне направлення кристалізації знизу вверх. На внутрішній поверхні виливниці є шар теплоізоляції, що захищає її від перегрівання. Але це зменшує тепловідведення від бічної поверхні злитка в горизонтальному напрямі в процесі його кристалізації і приводить до утворення крупнозернистої структури, знижуючи якість злитку. Особливо це позначається в великих об'ємах металу, при великих діаметрах D злитка і малих співвідношеннях висоти злитка до його діаметра H/D. Зниження інтенсивності охолодження бічної поверхні злитка збільшує час його витримки в виливниці до моменту витягування, знижує продуктивність. Крім цього на торці злитка, при його затвердінні, утворюється лійка, де скупчуються неметалеві включення і гази. При великому діаметрі торця злитка це призводить в процесі подальшого кування до великих відходів, що є нераціональним. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості злитків у великому діапазоні мас, зменшення їх структурної, хімічної і фізичної неоднорідності. Поставлена задача вирішується тим, що оснастка для відливання злитків, яка містить виливницю, піддон і прибуткову надставку, оснащена кожухом, розміщеним симетрично відносно стінок виливниці, через каналі якого в стінках, з моменту заливання металу в виливницю, подається охолоджуюче середовище рівномірно навколо поверхні виливниці і зі зменшуваним обдуванням її від низу до верху. Пропонована конструкція оснастки забезпечує інтенсивне охолодження поверхні залитого в виливницю злитка в горизонтальному напрямку і у напрямку від піддона до прибутку шляхом відведення тепла від поверхні виливниці обдуванням її охолоджуючим середовищем. Необхідна направлена кристалізація в злитку стає керованим процесом і дозволяє підвищити якість злитків різноманітної конструкції у великому діапазоні мас, за рахунок зменшення структурної, хімічної і фізичної неоднорідності. Додатково скорочується час витримки злитків у виливницях, підвищується продуктивність процесу. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: - фіг. 1 - загальний вид оснастки для відливання злитків; - фіг. 2 - вид зверху оснастки для відливання злитків. Оснастка для відливання злитків містить прибуткову надставку 1, виливницю 2, піддон 3. Симетрично відносно осі виливниці 2 розмішується кожух 4. На трьох рівнях по висоті виливниці навколо кожуха 4 розміщуються кільцеві труби 5, від яких по патрубках 6 через отвори в кожусі 4 охолоджуюче середовище подається в середину кожуха 4 на поверхню виливниці 2. Крани 7 використовуються для регулювання подачі охолоджуючого середовища в кільцеві труби 5, зі зменшеним обдуванням виливниці від низу до верху. Кожух 4 забезпечує рівномірне охолодження виливниці на поверхні, для виключення її жолоблення. Оснастка для відливання ковальських злитків працює в такий спосіб. В перші моменти після відливання злитка (контакту рідкої сталі з холодною стінкою виливниці) виникає потужний тепловий удар і протягом однієї хвилини температура внутрішньої поверхні виливниці підвищується до 600…700 °C. Температура зовнішньої поверхні виливниці за цей період часу залишається незмінною і дорівнює приблизно 50 ºС. Після закінчення трьох хвилин температура зовнішньої поверхні підвищується і різниця в температурі по перерізу стінки зменшується. Цьому сприяє також гаряче повітря навколо виливниці, який не змішується з навколишнім середовищем, а знаходиться між виливницею 2 і кожухом 4. Після заливання рідкого металу в форму (доливання в прибуткову надставку) охолоджуюче середовище через крани 7, кільцеві труби 5 і патрубки 6 подається на поверхню виливниці. При 1 UA 75142 U 5 10 15 20 25 30 цьому здійснюється більш інтенсивне відведення тепла від виливниці. Забезпечується значний температурний градієнт в рідині біля фронту затвердіння і відведення тепла через тверду фазу. Для забезпечення кристалізації у горизонтальному напрямку і у напрямку знизу вверх, за допомогою кранів 7 подається охолоджуюче середовище більше в нижню трубу, ніж в верхню. Ці заходи забезпечують направлений ріст стовбчастих кристалів по всьому об'ємі злитка, зменшується кількість його внутрішніх дефектів, з щільною будовою центральної зони. Гаряче повітря, яке відходить вверх із кожуха, підігріває прибуткову надставку 1, і зберігає в ній метал у рідкому стані, зменшує глибину усадкову раковину, осьову неоднорідність. Контроль температури виливниці в процесі кристалізації злитка здійснюється контактною термопарою через вікно 8, що закривається. Інтенсифікувати процес охолодження металу в виливниці можна додатково за рахунок охолодження повітря, що подається, суміші його з водою, застосуванням виливниці зі сталі, що має більшу теплопровідність, збільшенням товщини стінки виливниці, застосуванням на зовнішній поверхні виливниці зміцнюючих буртиків і т. і. Застосування пропонованої оснастки для відливання злитків дозволяє керувати процесом охолодження й кристалізації металу, забезпечувати підвищення якості злитків різноманітної конструкції у великому діапазоні мас і розмірів, скорочувати час витримки злитків у виливницях, підвищувати продуктивність. Джерела інформації: 1. Изложницы для слитков легированных сталей / Додин Я.Л., Саксонов Л.Г., Соколовский Л.О., Торбочкин Л.И. - М., 1963.-192 с. 2. Патент України № 61771. Виливниця для відливання коротких ковальський злитків. /Марков О.Є., Алієв І.С., Олешко М.В., опубл.25.07.2011, бюл. № 14, 2011 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Оснастка для відливання злитків, яка містить виливницю, піддон і прибуткову надставку, яка відрізняється тим, що оснащена кожухом з отворами для термопари і патрубків, який розміщено симетрично відносно стінок виливниці, навколо кожуха розміщуються кільцеві труби з патрубками на трьох рівнях по висоті виливниці і кранами для регулювання подачі охолоджуючого середовища в кільцеві труби. 2 UA 75142 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3