RU2125499C1

RU2125499C1 - Device for production of continuously cast deformed castings

Info

Publication number: RU2125499C1
Application number: RU98102760A
Authority: RU
Inventors: В.В. Стулов; В.И. Одиноков
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-01-27

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: device consists of casting vessel and mold with a pair of vertical faces capable of reciprocation and opposite pair of faces with expanded upper part and capable of rotary motion. Additionally, casting vessel is heated and has two chambers. Vessel bottom has uniformly spaced holes for melt spraying. The first and second chambers of casting vessel have holes of different diameters for spraying metal steams. In addition, lower part of casting vessel has turning grid with holes, while the second chamber is cylindrical and accommodates piston and motion drive. EFFECT: higher output of device; provision of production of solid blanks of arbitrary shape with location of more low-melting ductile metal of preset thickness over perimeter or in center of blank; higher operating reliability of the device. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности для получения заготовок из двух распыляемых металлов. The invention relates to metallurgy, in particular for the production of blanks from two sprayed metals.

Известно устройство для непрерывного литья заготовок (патент РФ N 2084310, B 22 D 11/04. Способ непрерывного литья заготовок и устройство для его осуществления. Опубл. 20.07.97 г. Бюл. N 20), содержащее разливочную емкость и стакан с распылителем, установленным в рабочей полости кристаллизатора, пара вертикальных граней кристаллизатора выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а противоположная пара граней кристаллизатора выполнена с возможностью вращательного движения и имеет в верхней части расширенный участок с углом наклона α к вертикали, распылитель выполнен в виде конуса, на поверхности которого равномерно расположены отверстия для распыливания металла, а его образующая - параллельно граням кристаллизатора на расширенном участке. A device for continuous casting of preforms is known (RF patent N 2084310, B 22 D 11/04. A method for continuous casting of preforms and a device for its implementation. Publish. July 20, 1997 Bul. No. 20), comprising a filling container and a glass with a spray, installed in the working cavity of the mold, a pair of vertical faces of the mold is made with the possibility of reciprocating movement, and the opposite pair of faces of the mold is made with the possibility of rotational movement and has in the upper part an extended section with an angle of inclination α to the vertical, the sprayer is made in the form of a cone, on the surface of which holes for spraying the metal are evenly located, and its generatrix is parallel to the faces of the mold in the extended section.

Недостатки известного устройства заключаются в невозможности получения заготовок из расплавов различных металлов. The disadvantages of the known device are the inability to obtain blanks from melts of various metals.

Заявляемое устройство направлено на создание высокопроизводительного и ресурсосберегающего процесса производства заготовок из распыливаемых металлов. The inventive device is aimed at creating a high-performance and resource-saving process for the production of workpieces from sprayed metals.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемого устройства, заключается в:
1. повышении производительности процесса получения заготовок;
2. получении сплошных заготовок произвольной формы с расположением пластичного металла заданной толщины по периметру или в центре заготовки;
3. повышении надежности работы устройства.The technical result obtained by the implementation of the inventive device is:
1. increasing the productivity of the process of obtaining blanks;
2. obtaining continuous billets of arbitrary shape with the location of ductile metal of a given thickness around the perimeter or in the center of the billet;
3. improving the reliability of the device.

Заявляемое устройство характеризуется следующими существенными признаками. The inventive device is characterized by the following essential features.

Ограничительные признаки: разливочная емкость; кристаллизатор; пара вертикальных граней кристаллизатора выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения; противоположная пара граней кристаллизатора выполнена с возможностью вращательного движения и имеет в верхней части расширенный участок с углом наклона α к вертикали. Restrictive signs: filling capacity; mold; a pair of vertical faces of the mold is made with the possibility of reciprocating movement; the opposite pair of faces of the mold is made with the possibility of rotational movement and has in the upper part an expanded section with an angle of inclination α to the vertical.

Отличительные признаки: обогреваемая разливочная емкость имеет две камеры; в днище емкости равномерно расположены отверстия для распыливания расплава; в первой камере диаметр отверстий в емкости для распыливания струй по периметру ванны кристаллизатора d=3-5 мм; во второй камере емкости диаметр отверстий для распыливания более легкоплавкого пластичного металла в центр кристаллизатора d=1-2 мм; решетка поворачивающаяся с отверстиями для подачи расплава из разливочной емкости; в центре разливочной емкости расположена цилиндрическая камера с поршнем и приводом для выдавливания расплава. Distinctive features: a heated filling tank has two chambers; openings for spraying the melt are evenly located in the bottom of the container; in the first chamber, the diameter of the holes in the container for spraying jets along the perimeter of the mold bath d = 3-5 mm; in the second chamber of the vessel, the diameter of the holes for spraying a more fusible ductile metal into the center of the mold d = 1-2 mm; a lattice rotating with holes for supplying the melt from the casting tank; in the center of the casting tank there is a cylindrical chamber with a piston and a drive for extruding the melt.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого устройства и достигаемым техническим результатом достигается в следующем. A causal relationship between the totality of the essential features of the claimed device and the achieved technical result is achieved in the following.

Выполнение обогреваемой разливочной емкости с двумя камерами позволяет одновременно и в строго заданные области ванны кристаллизатора производить подачу распыливаемых расплавов. Кроме этого, исключается необходимость наличия двух разливочных емкостей. Разогрев двух металлов осуществляется одновременно. The implementation of a heated casting tank with two chambers allows simultaneously and in strictly defined areas of the mold bath to produce sprayed melts. In addition, the need for two bottling tanks is eliminated. The heating of two metals is carried out simultaneously.

Выполнение в днище разливочной емкости равномерно отверстий обеспечивает равномерное распыливание расплава по сечению кристаллизатора. Performing uniformly openings in the bottom of the casting tank ensures uniform atomization of the melt along the cross-section of the mold.

Выполнение отверстий в разливочной емкости для распыливания струй по периметру ванны кристаллизатора диаметром менее d< 3 мм затрудняет истечение расплава из емкости при уменьшении уровня в ней, а также приводит к затягиванию отверстий кристаллизующимся металлом при нарушении обогрева разливочной емкости. The holes in the casting tank for spraying jets along the perimeter of the mold bath with a diameter of less than d <3 mm make it difficult for the melt to flow out of the tank when the level in it decreases, and it also leads to the tightening of the holes by crystallizing metal when the heating of the casting tank is disturbed.

Увеличение диаметра отверстий в разливочной емкости для распыливания струй по периметру ванны кристаллизатора диаметром более d>5 мм, приводит к вероятности проплавления корочки на верхнем расширенном участке граней, а также к неравномерности роста корочки по периметру кристаллизатора, что нарушает формирование заготовки. An increase in the diameter of the holes in the pouring container for spraying jets along the perimeter of the mold bath with a diameter of more than d> 5 mm leads to the probability of penetration of the crust on the upper expanded portion of the faces, as well as to uneven growth of the crust along the perimeter of the mold, which disrupts the formation of the preform.

Выполнение в разливочной емкости отверстий диаметром менее d<5 мм для распыливания легкоплавкого металла в центр кристаллизатора приводит к недостаточному расходу расплава и необходимости увеличения количества отверстий, что затрудняет технологию изготовления разливочной емкости и усложняет процесс разливки. Filling holes with a diameter of less than d <5 mm in the casting tank to spray the fusible metal into the center of the mold leads to insufficient melt consumption and the need to increase the number of holes, which complicates the manufacturing technique of the casting tank and complicates the casting process.

Выполнение в разливочной емкости отверстий диаметром более d>2,5 мм для распыливания легкоплавного металла в центр кристаллизатора приводит в формируемой заготовке к неравномерному распределению металлов и нарушению четкой границы между ними, что ухудшает эксплуатационные свойства изделий. Filling holes with a diameter of more than d> 2.5 mm in the casting tank for spraying the low-melting metal into the center of the mold leads to an uneven distribution of metals and a clear boundary between them in the formed blank, which worsens the performance properties of the products.

Наличие в нижней части разливочной емкости поворачивающейся решетки с отверстиями обеспечивает подачу расплава в кристаллизатор в нужный момент времени, а также в случае необходимости прекращение процесса разливки. The presence in the lower part of the casting tank of a rotating lattice with holes ensures the supply of the melt to the mold at the right time, and also, if necessary, the termination of the casting process.

Выполнение в центре разливочной емкости цилиндрической камеры с поршнем и приводом обеспечивает равномерное и непрерывное выдавливание расплава через отверстия диаметром d=1-2 мм при уменьшении уровня. The execution in the center of the casting tank of a cylindrical chamber with a piston and a drive ensures uniform and continuous extrusion of the melt through holes with a diameter of d = 1-2 mm with a decrease in level.

На фиг. 1 приведен внешний вид заявляемого устройства, а на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1. In FIG. 1 shows the appearance of the inventive device, and in FIG. 2 is a section AA of FIG. 1.

Заявляемое устройство на фиг. 1 и 2 состоит из обогреваемой разливочной емкости 1 с наружной 2 и внутренней цилиндрической 3 камерами, в днище которых равномерно расположены отверстия 4 и 5 для распыливания расплава, рабочего поршня 6 с приводом 7, поворачивающейся решетки 13 для выпуска расплава с отверстиями, кристаллизатора 14 с парой вертикальных граней 15 с возможностью возвратно-поступательного перемещения и противоположной парой граней 16 с возможностью вращательного движения. Привод 7 состоит из газовой камеры 8, в которой расположен на общем штоке 9 газовый поршень 10, патрубков 11 и 12 для подачи и отвода сжатого воздуха. The inventive device of FIG. 1 and 2 consists of a heated casting tank 1 with outer 2 and inner cylindrical 3 chambers, in the bottom of which holes 4 and 5 are evenly spaced for spraying the melt, a working piston 6 with drive 7, a rotating grid 13 for discharging the melt with holes, a mold 14 s a pair of vertical faces 15 with the possibility of reciprocating movement and the opposite pair of faces 16 with the possibility of rotational movement. The actuator 7 consists of a gas chamber 8, in which a gas piston 10 is located on a common rod 9, nozzles 11 and 12 for supplying and discharging compressed air.

В наружную 2 и внутреннюю камеру 3 обогреваемой разливочной емкости 1 жидкие металлы заливают с определенными перегревами, исключающими вероятность забивания закристаллизовавшимся металлом отверстий 4 и 5. Перед заливкой металла в прогретую емкость 1 решетка 13 устанавливается в положение, обеспечивающее перекрытие отверстий 4 и 5. В цилиндрическую камеру 3 привод 7 устанавливается после заливки расплава перед или во время разливки. В кристаллизатор 14 устанавливается специальное устройство-затравка, исключающая выливания из него расплава в начале процесса формирования заготовки. In the outer 2 and inner chamber 3 of the heated casting tank 1, liquid metals are poured with certain overheating, eliminating the likelihood that the crystallized metal clogs holes 4 and 5. Before pouring the metal into the heated tank 1, the grate 13 is set to the position that the holes 4 and 5 overlap. camera 3 drive 7 is installed after pouring the melt before or during casting. A special seed device is installed in the mold 14, which excludes the pouring of the melt from it at the beginning of the process of forming the workpiece.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом. The operation of the claimed device is as follows.

Из наружной 2 и внутренней цилиндрической 3 камер разливочной емкости 1 жидкие металлы через отверстия 4 и 5 после поворота решетки 13 с отверстиями поступают в виде струек на рабочие поверхности граней 15 и 16 кристаллизатора 14, где происходит их затвердевание и формирование заготовки. После заполнения расплавами определенного уровня кристаллизатор 14 включается в работу. При этом вертикальные грани 15 совершают возвратно-поступательное перемещение, а противоположная пара граней 16 - сложное вращательное движение с обжатием распыляемых металлов и выталкиванием образующейся заготовки из кристаллизатора. From the outer 2 and inner cylindrical 3 chambers of the casting tank 1, the liquid metals through the openings 4 and 5 after turning the grating 13 with the holes enter in the form of streams on the working surfaces of the faces 15 and 16 of the mold 14, where they solidify and form the workpiece. After filling with melts of a certain level, the mold 14 is included in the work. In this case, the vertical faces 15 make a reciprocating movement, and the opposite pair of faces 16 - a complex rotational movement with compression of the sprayed metals and pushing the resulting workpiece from the mold.

При уменьшении уровня расплава в цилиндрической камере 3 включают в работу привод 7. Воздух под давлением поступает по патрубку 1 в газовую камеру 8 и оказывает давление на газовый поршень 10, обеспечивая одновременное перемещение со штоком 9 рабочего поршня 6. При этом расплав выдавливается из отверстий 5 под давлением поршня 6. В конце процесса сжатый воздух подают по патрубку 12 в камеру 8. Газовый поршень 10 со штоком 9 и поршнем 6 перемещаются в крайнее верхнее положение, освобождая камеру 3. When the melt level in the cylindrical chamber 3 decreases, the actuator 7 is turned on. Air under pressure enters through the nozzle 1 into the gas chamber 8 and exerts pressure on the gas piston 10, while simultaneously moving the working piston 6 with the rod 9. The melt is extruded from the holes 5 under the pressure of the piston 6. At the end of the process, compressed air is supplied through the nozzle 12 into the chamber 8. The gas piston 10 with the rod 9 and piston 6 are moved to their highest position, freeing the chamber 3.

Claims

1. A device for producing continuously cast deformable billets containing a casting container and a mold, while a pair of vertical faces of the mold is made with the possibility of reciprocating movement, and the opposite pair of faces of the mold is made with the possibility of rotational movement and has in the upper part an expanded section with an angle of inclination α to the vertical, characterized in that the filling container is made heated and has two chambers, in the bottom of which the holes are evenly spaced To atomization of the melt in the first outer chamber of the casting vessel diameter holes for the atomization of metal streams of the mold bath perimeter d ₁ = 3 - 5 mm and the second inner chamber of the casting vessel diameter orifices for spraying jets of a low-melting metal in the mold center d ₂ = 1 - 2 mm.

2. The device according to claim 1, characterized in that in the lower part of the casting tank there is a rotating lattice with holes, and the second chamber in the center of the casting tank is made cylindrical with a piston installed inside it and a movement drive.