Кристаллизатор для литья заготовок направленным затвердеванием

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАТОР ДЛЯ ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК НАПРАВЛЕННЫМ ЗАТВЕРДЕВАНИЕМ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Кристаллизатор для литья заготовок направленным затвердеванием, включающий рубашку, корпус с перегородкой, подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 3-20 мм с шагом по высоте и образующей 1,5-3 диаметра отверстия, а экран установлен на расстоянии 7-40 мм от рубашки, отличающийся тем, что на наружной поверхности рубашки на расстоянии от перегородки до верхнего фланца выполнена коническая проточка шириной до 0,7 толщины рубашки. Полезная модель относится к литейному производству и предназначена для литья цилиндрических заготовок направленным затвердеванием. 36692007.06.30 Известен кристаллизатор, содержащий кожух с подводящим и отводящим патрубками, верхним и нижним фланцами, гильзу и экран 1. Охлаждение гильзы происходит при вынужденном движении охладителя в кольцевом канале между гильзой и экраном. Основной недостаток данной конструкции - переменный коэффициент теплопередачи от наружной поверхности гильзы к охладителю по высоте кристаллизатора. В нижней части гильзы этот коэффициент максимален, а в верхней - минимален. Поскольку при непрерывно-циклическом литье направленным затвердеванием подача металла осуществляется снизу, то отливка может иметь относительно большую разностенность по высоте, что значительно увеличивает припуски на механическую обработку. Это снижает выход годной продукции. Известен кристаллизатор, включающий рубашку, корпус с перегородкой, подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном,на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 320 мм с шагом по высоте и образующей (периметру) 1,53 диаметра отверстия, а экран установлен на расстоянии 740 мм от рубашки 2. Охлаждение кристаллизатора происходит концентрированными затопленными струями охладителя из отверстий в экране перпендикулярно охлаждающей поверхности. Главным недостатком данной конструкции является одинаковая охлаждающая способность большей части рубашки. При конечной скорости заполнения кристаллизатора за время 48 с это приводит к разностенности по высоте отливки и уменьшению выхода годного литья. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является уменьшение разностенности полой отливки по высоте. Технический результат заключается в повышении выхода годного литья. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом кристаллизаторе для литья заготовок направленным затвердеванием, включающем рубашку, корпус с перегородкой,подводящим и отводящим патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном, на поверхности которого выполнены отверстия диаметром 320 мм с шагом по высоте и образующими (периметру) 1,53 диаметра отверстия, а экран установлен на расстоянии 740 мм от рубашки, на наружной поверхности рубашки на расстоянии от перегородки до верхнего фланца выполнена коническая проточка шириной до 0,7 толщины рубашки. На чертеже предоставлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора. Он состоит из рубашки 1, корпуса 2 с нижним 3 и верхним фланцем 4, соединенным с экраном 5, перегородки 6, подводящего 7 и отводящего 8 патрубков. На поверхности экрана выполнены отверстия 9 диаметром 320 мм с шагом по высоте и образующей (периметру) 1,53 диаметра отверстия, а экран установлен на расстоянии 740 мм от рубашки. На наружной поверхности рубашки на расстоянии от перегородки до верхнего фланца выполнена коническая проточка 10 шириной до 0,7 толщины рубашки. При ширине проточки более 0,7 толщины рубашки будет увеличиваться ее температура и уменьшаться механическая прочность рубашки, что приводит к нарушению стабильности процесса литья. Охлаждение рубашки и работа кристаллизатора осуществляются следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка тангенциально поступает в верхний коллектор и далее равномерно, с одинаковой скоростью продавливается в виде затопленных струй через отверстия в экране. Коническая проточка уменьшает толщину рубашки к верхнему фланцу, что позволяет равномерно по высоте рубашки увеличивать коэффициент теплоотдачи от ее наружной поверхности к охладителю. Поэтому скорость кристаллизации жидкого металла по высоте кристаллизатора будет равномерно увеличиваться, что компенсирует разностенность отливки по высоте и увеличивает выход годного литья. Пример Изготовлен кристаллизатор, состоящий из стальных рубашки с внутренним диаметром 120 мм, толщиной стенки 12 мм и высотой 250 мм, корпуса с подводящим и отводящим 2 36692007.06.30 патрубками, нижним фланцем и верхним фланцем, соединенным с экраном, перегородки. В экране были выполнены отверстия диаметром 5 мм с шагом по высоте и периметру 12 мм. Экран был установлен на расстоянии 15 мм от непроточенной поверхности рубашки. На наружной поверхности, от перегородки до верхнего фланца, на расстоянии 180 мм была выполнена коническая проточка максимальной толщиной 7 мм. По сравнению с литьем в кристаллизатор с равностенной рубашкой, при прочих равных условиях, коническая проточка рубашки позволила уменьшить разностенность по высоте отливки из чугуна с шаровидным графитом ВЧ 60 в среднем на 60 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3