Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕСПРИБЫЛЬНОГО ПОЛОГО СЛИТКА

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам для получения полых слитков, предназначенных для изготовления пустотелых заготовок обечаек, колец, труб, кокилей и т.п. изделий на прессах свободной ковки или кольцераскатных машинах.

Известны устройства для получения полых слитков, содержащие поддон, изложницу прибыльную надставку и полую оправку с охлаждением за счет засыпки в нее металлической стружки или гранул со специальными теплофизическими свойствами (см. а.с. №1740118 А1, 28.02.1990; а.с. №1328062 А2, 10.02.1986; а.с. №1694323 A1, 31.10.1989; а.с. №1731410 A1, 26.02.1990), установки второй трубы-стакана, заполняемой высокотеплопроводным наполнителем (см. а.с. №1130431 А, 11.05.1983; а.с. №1675029 A1, 21.09.1989), установки сердечника, интенсивно охлаждаемого сжатым газом (см. а.с. №1014634 А, 14.09.1981; а.с. №1018781 А, 02.02.1982; а.с. №1493380 A1, 07.04.1987).

Во всех указанных устройствах теплоотвод и охлаждение жидкого металла происходит, в основном, через вертикальные стенки изложницы и полой охлаждаемой оправки соответственно, и фронты кристаллизации расположены вертикально. Прибыль является источником жидкого металла, который расходуется на заполнение пор, образующихся в результате усадки металла. По мере удаления фронтов кристаллизации от поверхностей изложницы и полой оправки снижается скорость кристаллизации, развиваются ликвационные дефекты и ухудшается питание жидким металлом от прибыльной части. Как следствие, образуются усадочные дефекты в средней части толщины слитка, аналогичные дефектам листового слитка и, соответственно, ухудшается качество заготовок посередине толщины стенки. Во всех приведенных примерах соотношение высоты h слитка к толщине δ его стенки намного превышает единицу:

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества слитка, соотношение высоты которого к толщине его стенки меньше или равно единице (h/δ<1) за счет снижения ликвационных дефектов и повышения плотности металла, увеличение выхода годного металла за счет отсутствия прибыльной обрези, упрощение и удешевление литейной оснастки.

Указанная задача решается за счет использования массивного чугунного поддона, являющегося основным теплоотводящим элементом литейной оснастки.

Устройство для получения бесприбыльного полого слитка, соотношение высоты h которого к толщине δ его стенки до 1 (h/δ≤1), содержит поддон 1, изложницу 2, установленную на поддоне, и полую оправку 3, установленную на поддоне соосно изложнице. При этом высота поддона выбирается из соотношения:

Н>0,3 h,

где Н - высота поддона,

h - высота отливаемого слитка.

На чертеже показан общий вид устройства для получения бесприбыльного полого слитка.

Устройство для получения бесприбыльного полого слитка с соотношением высоты h к толщине δ его стенки до 1 работает следующим образом.

В полость между изложницей 2 и полой оправкой 3, установленных на поддоне 1 заливают жидкий металл. Верхнюю часть утепляют экзотермической смесью. При этом основной отвод тепла от жидкого металла осуществляется через массивный чугунный поддон, т.е. вниз. При охлаждении отливки снизу зона кристаллизации стремится располагаться горизонтально. При этом зона жидкого металла в течение всего периода затвердевания находится над фронтом кристаллизации и питает кристаллизирующуюся зону.

В результате слиток получается более однородным, без усадочных дефектов в осевой зоне и головной части, что обеспечивает выход годного металла от слитка к поковке более 95%.

В данном устройстве на предприятии-заявителе ООО ″ОМЗ - Спецсталь″ отлиты полые бесприбыльные слитки массой от 20,0 т до 30,0 т размерами: высота (h) 500-800 мм, толщина стенки (δ) 1000 мм, диаметр внутреннего отверстия 800 мм. Из слитков получены обечайки высотой 2000 мм, внутренним диаметром до 2300 мм и толщиной стенки до 200 мм. Выход годного металла от слитка к поковке составил более 96%.