Устройство для получения заготовок

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК(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 получения заготовок, включающее корпус с подводящим патрубком,нижнее основание с отводящим патрубком, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр, по всей поверхности которого равномерно выполнены отверстия диаметром 2-20 мм, отличающееся тем, что в отверстия в цилиндре вмонтированы ортогонально оси устройства трубчатые элементы с толщиной стенки 0,5-5 мм и шагом по высоте и образующей цилиндра 2-6 диаметра отверстия, отстоящие от поверхности изложницы на расстояние 3-10 мм. 35752007.06.30 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 ее охлаждения. Неравномерность охлаждения изложницы может привести к ее короблению. Это снижает производительность и стабильность процесса изготовления слитков. Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство для изготовления слитков 2. Данное устройство включает корпус с подводящим патрубком,нижнее основание с отводящим патрубком, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр по всей поверхности которого равномерно выполнены отверстия диаметром 2-20 мм с шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра отверстий и равноудаленный на расстояние 5-50 мм от изложницы. Охлаждение изложницы происходит концентрированными затопленными струями охладителя из отверстий в цилиндре перпендикулярно охлаждаемой поверхности. Главным недостатком такой конструкции является недостаточная интенсивность охлаждения поверхности изложницы, вследствие того, что отраженные от изложницы струи взаимодействуют с основными и ослабляют их воздействие на поверхность охлаждения, снижая производительность процесса изготовления слитков. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является повышение интенсивности охлаждения изложницы. Технический результат заключается в повышение производительности процесса получения заготовок. Поставленная задача достигается тем, что в заявленном устройстве для получения заготовок, включающем корпус с подводящим патрубком, нижнее основание с отводящим патрубком, изложницу, соединенную с верхним основанием, на которую установлена прибыльная надставка, цилиндр, по всей поверхности которого равномерно выполнены отверстия диаметром 2-20 мм, в которые вмонтированы ортогонально оси устройства трубчатые элементы с толщиной стенки 0,5-5 мм и шагом по высоте и образующей (периметру) цилиндра 2-6 диаметра отверстия, отстоящие от поверхности изложницы на расстояние 3-10 мм. Если диаметр отверстий в цилиндре менее 2 мм, то вмонтированные трубчатые элементы будут существенно увеличивать гидравлическое сопротивления потоку охладителя. При диаметре отверстий более 20 мм будет уменьшаться давление и скорость охладителя,что снижает эффективность охлаждения изложницы. Трубчатые элементы с толщиной стенки менее 0,5 мм трудно вмонтировать в цилиндр. Если их толщина более 5 мм, то значительно уменьшается площадь охлаждающего сечения трубчатого элемента, что снижает эффективность охлаждения изложницы. Установка трубчатых элементов с шагом менее 2 диаметров снижает давление и скорость охладителя и увеличивает гидравлическое сопротивление потоку охладителя при движении в кольцевом канале между цилиндром и корпусом. Если шаг по высоте и образующей (периметру) цилиндра более 6 диаметров отверстия, то значительно уменьшается площадь эффективного охлаждения 2 35752007.06.30 поверхности изложницы. При удалении трубчатых элементов от поверхности охлаждения на расстояние менее 3 мм будет снижаться эффективность охлаждения изложницы из-за тормозящего действия основному потоку отраженных струй охладителя. Если это расстояние более 10 мм, то основной поток охладителя будет тормозиться его толщиной и потоком, идущим вдоль поверхности изложницы. Это также снижает эффективность его охлаждения. 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, в которые вмонтированы трубчатые элементы 13. Устройство для получения заготовок 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 проходя каналы трубчатых элементов 13 цилиндра, с максимальной интенсивностью охлаждает изложницу. Параметры трубчатой системы охлаждения подбираются таким образом, чтобы интенсивно охлаждалась наибольшая площадь поверхности изложницы. Это приводит к повышению охлаждающей способности устройства для получения заготовок. Пример конкретной реализации устройства. Было изготовлено устройство для получения заготовок диаметром 50 мм с размещенным в нем цилиндром, на наружной поверхности которого были выполнены отверстия диаметром 6 мм, в которые были вмонтированы ортогонально оси устройства трубки с толщиной стенки 0,8 мм и шагом по высоте и образующей (периметру) цилиндра 18 мм. Трубки отстояли от изложницы на расстоянии 4 мм, а цилиндр был удален от нее на 30 мм. По сравнению с литьем в устройство с отверстиями в цилиндре, при прочих равных параметрах охлаждения, трубчатые элементы позволили повысить производительность процесса литья силумина АК 1 2 в среднем в 1,6 раза. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3