Устройство для изготовления слитков

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛИТКОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич Радько Сергей Леонидович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук 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 диаметром 2-20 мм, который равноудален на расстояние 5-50 мм от изложницы, патрубки для подвода и отвода охладителя, отличающееся тем, что отверстия в цилиндре по его высоте и образующей выполнены с переменным, равномерно увеличивающимся кверху шагом от 2-х до 4-х диаметров отверстий. 35102007.04.30 Полезная модель относится к литейному производству, в частности к устройствам для получения цилиндрических слитков мерной длины из черных и цветных металлов. Известно устройство для 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 1. 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 и равномерность охлаждения. Это снижает производительность и стабильность получения качественных слитков. Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство для охлаждения изделий 2. Данное устройство включает 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. Охлаждение изложницы осуществляется затопленными струями охладителя, которые с высокой скоростью равномерно по высоте ударяют перпендикулярно о наружную поверхность изложницы. Основным недостатком данного устройства является одинаковая интенсивность охлаждения слитка по его высоте. При таком охлаждении слитка с жидкой и жидкотвердой средней частью, при смыкании фронтов кристаллизации, будет образовываться газоусадочная пористость, что приведет к снижению качества получаемых отливок. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является устранение газоусадочной пористости в охлаждаемом слитке. Технический результат заключается в повышении качества отливок и повышении выхода годных 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 диаметром 2-20 мм, который равноудален от изложницы на 5-50 мм, патрубки для подвода и отвода охладителя, отверстия в цилиндре выполнены с переменным, равномерно увеличивающимся кверху шагом по высоте и образующей от 2-х до 4-х диаметров отверстий. При выполнении отверстий в цилиндре с переменным, равномерно увеличивающимся к верху шагом по высоте и образующей менее 2-х диаметров отверстий нарушается направленное затвердевание слитка, что приводит к снижению качества получаемых заготовок. Если шаг увеличивается более чем в 4 раза, то существенно уменьшается интенсивность охлаждения изложницы, что снижает производительность процесса литья. На чертеже 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 с отверстиями 9, соединенный с верхним и нижним основаниями. Устройство для изготовления слитков работает следующим образом. На верхнюю часть изложницы 5 устанавливают прибыльную надставку 7. При помощи заливочного 2 35102007.04.30 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 охладитель через отверстия 9 в виде затопленных струй с переменным, равномерно увеличивающимся к верху шагом по высоте и образующей от 2-х до 4-х диаметров отверстий, ударяется перпендикулярно поверхности изложницы. При этом создается направленное затвердевание слитка, что позволяет вывести газоусадочную пористость в прибыльную часть. Все это позволяет повысить качество получаемых слитков и увеличить выход годных слитков. Пример конкретной реализации устройства. Было изготовлено устройство для изготовления слитков диаметром 50 мм с размещенным в нем цилиндром, в котором выполнены отверстия диаметром 4 мм и с переменным, равномерно увеличивающимся к верху шагом по высоте от 8 мм до 16 мм. Экран расположен на расстоянии 20 мм от охлаждаемой поверхности изложницы. По сравнению с получением слитков из сплава АК 12 в устройстве с равномерным шагом расположения отверстий по высоте цилиндра, при прочих равных условиях, получение слитков в опытном устройстве с переменным, равномерно увеличивающимся шагом по высоте и образующей цилиндра позволило повысить качество слитков и увеличить выход годной продукции на 30 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3