Устройство для изготовления слитков

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛИТКОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов НАН Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич Радько Сергей Леонидович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов НАН Беларуси(57) Устройство для изготовления слитков, включающее корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями, патрубки для подвода и отвода охладителя, отличающееся тем, что нижнее основание выполнено с отводящим патрубком, а верхнее основание соединено с цилиндром, по всей поверхности которого равномерно выполнены отверстия диаметром 2-20 мм с шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра отверстия, а цилиндр равноудален на расстояние 5-50 мм от изложницы. 22512005.12.30 Полезная модель относится к литейному производству, в частности к устройствам для получения цилиндрических слитков мерной длины из черных и цветных металлов. Известно устройство для получения слитков из силуминов 1, в котором для повышения интенсивности их кристаллизации днище металлической литейной формы интенсивно охлаждается струями охладителя. Это приводит к неравномерности затвердевания отливки и повышению в ней термических напряжений вплоть до появления горячих трещин. Известно устройство для изготовления слитков из различных металлов и сплавов,включающее корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями,патрубки для подвода и отвода охладителя 2. Охлаждение слитка происходит за счет поступления охладителя из подводящего патрубка в виде струи под дно изложницы и далее в полость между изложницей и цилиндром, в нижней части которого выполнены отверстия. Отвод охладителя осуществляется через отводящий патрубок в верхней части корпуса. Главным недостатком такой конструкции является относительно низкая интенсивность и неравномерность охлаждения изложницы. Неравномерность ее охлаждения возникает вследствие того, что поток охладителя интенсивнее всего охлаждает дно изложницы. Оно же резко тормозит и существенно замедляет движение охладителя вдоль изложницы, что значительно уменьшает интенсивность ее охлаждения. Неравномерность охлаждения изложницы может привести к ее короблению. Это снижает производительность и стабильность процесса изготовления слитков. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является повышение производительности и стабильности процесса изготовления слитков. Поставленная задача достигается тем, что в заявленном устройстве для изготовления слитков, включающем корпус с верхним и нижним основаниями, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр с отверстиями, патрубки для подвода и отвода охладителя, нижнее основание выполнено с отводящим патрубком, а верхнее основание соединено с цилиндром, по всей поверхности которого равномерно выполнены отверстия диаметром 2-20 мм с шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра отверстий, а цилиндр равноудален на расстояние 5-50 мм от изложницы. На фигуре представлен продольный разрез предлагаемого устройства. Оно включает корпус 1 с подводящим патрубком 2, нижнее основание 3 с отводящим патрубком 4, изложницу 5, соединенную с верхним основанием 6, на которую установлена прибыльная надставка 7, цилиндр 8, соединенный с верхним и нижним основаниями. В цилиндре равномерно по всей его поверхности выполнены отверстия 9 диаметром 220 мм с шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра отверстий, а цилиндр равноудален на расстоянии 5-50 мм от изложницы. Между нижним основанием и изложницей остается кольцевая щель, которая совместно с шириной кольцевого канала между цилиндром и изложницей регулирует интенсивность охлаждения торцевой части изложницы. Диаметр отверстия менее 2 мм увеличивает трудоемкость их выполнения и приводит к засорению отверстий. При диаметре отверстий более 20 мм эффективность действия струи охладителя существенно снижается из-за уменьшения в них динамического давления. При выполнении отверстий с шагом по высоте и образующей менее 2-х диаметров отверстий, при прочих равных условиях, уменьшается давление в пространстве между корпусом и цилиндром. Это приводит к снижению охлаждающей способности изложницы. Если отверстия в цилиндре выполнены по высоте и образующей более 4-х диаметров отверстий, то это приводит к уменьшению равномерности охлаждения изложницы. Установка цилиндра на расстоянии менее 5 мм от изложницы снижает интенсивность ее охлаждения из-за тормозящего действия струй, отраженных от поверхности изложницы. При расположении 2 22512005.12.30 цилиндра на расстоянии более 50 мм от изложницы также снижается скорость ее охлаждения из-за уменьшения энергии струи на турбулезацию всего потока охладителя. Устройство для изготовления слитков работает следующим образом. На верхнюю часть изложницы 5 устанавливают прибыльную надставку 7. При помощи заливочного устройства 10 расплавом 11 заливают изложницу и прибыльную надставку до заданного уровня. Охлаждение изложницы и кристаллизация слитка 12 осуществляется следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка 2 тангенциально поступает в полость между корпусом 1 и цилиндром 8, далее - равномерно с одинаковой скоростью продавливается в виде затопленных струй через отверстия в цилиндре. Струи охладителя с высокой скоростью ударяют перпендикулярно о наружную поверхность изложницы. При этом существенно увеличивается интенсивность турбулезации потока и уменьшается толщина теплового пограничного слоя вблизи стенки изложницы. Все это повышает охладительную способность изложницы и равномерность ее охлаждения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.