RU2060097C1

RU2060097C1 - Process of manufacture of hollow ingot

Info

Publication number: RU2060097C1
Application number: RU94015209A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Орленко; Ю.И. Рубенчик; В.П. Золотов
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 1994-04-26
Filing date: 1994-04-26
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: process of manufacture of hollow ingots includes pouring and crystallization of metal in clearance between ingot mould and hollow body of rod with cooler. Hollow body of rod is put on cushion of high-refractory loose material prepared in stool of mould. After expiry of 0.2-0.3 time of full solidification of ingot cooler is lifted to height at which its lower butt will be above bottom plate and then lowered. After this hollow body of rod is upset by placement of weight on its upper butt. EFFECT: capability to manufacture hollow ingots with preset geometry of hole without any shrinkage cranks. 2 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению полых слитков. The invention relates to foundry, in particular to the manufacture of hollow ingots.

Известен способ получения полых слитков, включающий заливку металла в изложницу с пустотелой оправкой, в которой размещен теплопроводящий стержень, изготовленный с четырьмя долевыми секторами и двумя распорными конусами [1]
Полые слитки, изготовленные этим способом, имеют искаженную геометрию отверстия из-за выпучивания внутрь оправки от нагрева и действия металлостатического давления жидкого металла. Пустотелая оправка из слитка не может быть извлечена и затруднено извлечение теплопроводящего стержня в силу необратимой деформации его составляющих частей.A known method of producing hollow ingots, including pouring metal into a mold with a hollow mandrel, which houses a heat-conducting rod made with four lobed sectors and two expansion cones [1]
Hollow ingots made by this method have a distorted hole geometry due to buckling inside the mandrel from heating and the action of the metallostatic pressure of the molten metal. The hollow mandrel from the ingot cannot be removed and it is difficult to remove the heat-conducting rod due to irreversible deformation of its constituent parts.

Известен способ изготовления кольцевых стальных слитков, включающий заливку металла в изложницу с установленной в ней пустотелой оправкой с днищем, в которой размещают теплоотводящий стержень с образованием кольцевого зазора, который заполняется охлаждающей водой, газом или веществом, поглощающим излучаемое тепло [2]
Полые слитки, изготовленные этим способом, также имеют искаженную геометрию отверстия, неизвлекаемую пустотелую оправку, а в большинстве случаев и теплоотводящий стержень из-за потери пустотелой оправкой механической прочности и по мере заполнения формы металлом выпучивания внутрь под действием металлостатического давления и зажимая при этом теплоотводящего стержня.A known method of manufacturing annular steel ingots, comprising pouring metal into a mold with a hollow mandrel with a bottom installed in it, in which a heat-removing rod is placed to form an annular gap that is filled with cooling water, a gas or a substance that absorbs radiated heat [2]
Hollow ingots made by this method also have a distorted hole geometry, a non-removable hollow mandrel, and in most cases a heat-removing core due to the loss of mechanical strength by the hollow mandrel, and as the mold fills with metal buckling inward under the influence of metallostatic pressure and clamping the heat-removing rod .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения полых слитков, включающий заливку и кристаллизацию металла в зазоре между изложницей и установленной в ней соосно металлической трубой с холодильником [3]
Полые слитки, изготовленные этим способом, поражены усадочными трещинами на внутренней поверхности, что связано с применением толстостенной трубы, имеют искаженную геометрию отверстия из-за деформации трубы, которая из слитка не извлекается.Closest to the invention in technical essence is a method for producing hollow ingots, including pouring and crystallization of metal in the gap between the mold and the coaxial metal pipe installed in it with a refrigerator [3]
Hollow ingots made by this method are affected by shrinkage cracks on the inner surface, which is associated with the use of a thick-walled pipe, have a distorted hole geometry due to the deformation of the pipe, which is not removed from the ingot.

Цель изобретения получение полого слитка без усадочных трещин, с заданной геометрией отверстия, с подрывом (осаждением) стержня в процессе кристаллизации, позволяющим извлекать стержень из полого слитка. The purpose of the invention is the production of a hollow ingot without shrinkage cracks, with a given geometry of the hole, with the detonation (deposition) of the rod in the crystallization process, allowing you to remove the rod from the hollow ingot.

Цель достигается тем, что в способе получения полых слитков, включающем заливку и кристаллизацию металла в зазоре между изложницей и установленным в ней соосно полым корпусом стержня с холодильником, полый корпус стержня устанавливают на подушку из высокоогнеупорного сыпучего материала, подготовленную в поддоне формы и по истечении 0,2-0,3 времени полного затвердевания слитка поднимают холодильник на высоту, при которой его нижний торец находится выше лада поддона и опускают после чего осаживают полый корпус стержня, путем установки груза на его верхний торец. Подушка из высокоогнеупорного сыпучего материала под основанием полого корпуса является его временной опорой и формируется с возможностью уменьшаться по высоте осаживаясь, растекаясь благодаря сыпучим свойствам ее материала, оставляя при этом полый корпус стержня зависшим в кристаллизующемся слитке. Удаление опоры из-под основания полого корпуса стержня производят по истечении 0,2-0,3 времени полного затвердевания слитка, за которое на внешней поверхности полого корпуса стержня образуется достаточная по толщине корка затвердевшего металла, способная противостоять металлостатическому давлению жидкого металла. При времени менее 0,2 от полного времени затвердевания слитка такая толщина корки не успевает образоваться, и следовательно, возможна ее деформация при отсутствии подложки поверхности полого корпуса стержня. Увеличение времени более 0,3 от времени полного затвердевания слитка не целесообразно, так как при этом увеличивается усилие осаживания полого корпуса стержня. The goal is achieved in that in the method for producing hollow ingots, which includes pouring and crystallization of metal in the gap between the mold and the coaxially hollow core of the rod with a refrigerator installed in it, the hollow core of the rod is mounted on a pillow made of highly refractory bulk material prepared in a mold tray and after 0 , 2-0.3 time of complete solidification of the ingot, raise the refrigerator to a height at which its lower end is above the fret of the pallet and lower, after which the hollow body of the rod is upset, by setting the load and on its upper end. A pillow made of highly refractory bulk material under the base of the hollow body is its temporary support and is formed with the possibility of decreasing in height, settling, spreading due to the bulk properties of its material, while leaving the hollow core of the rod hanging in the crystallizing ingot. Removing the support from under the base of the hollow core of the rod is carried out after 0.2-0.3 time of complete solidification of the ingot, during which a thick enough crust of solidified metal is formed on the outer surface of the hollow core of the bar, which can withstand the metal-static pressure of the molten metal. At a time less than 0.2 of the total solidification time of the ingot, such a thickness of the peel does not have time to form, and therefore, its deformation is possible in the absence of a substrate for the surface of the hollow core of the rod. An increase in time of more than 0.3 from the time of complete solidification of the ingot is not advisable, since this increases the upsetting force of the hollow core of the rod.

Холодильник стержня перед опусканием выдерживают в верхнем положении в течение 20-30 с, что делается для гарантии утечки сыпучего высокоогнеупорного материала из-под основания полого корпуса. Внешнюю поверхность полого корпуса стержня выполняют конусной с возможностью формирования зазора между боковой поверхностью полого корпуса стержня и внутренней поверхностью полого слитка при осаживании полого корпуса стержня, что исключает заклинивание полого корпуса стержня затвердевающим вокруг него металлом в результате усадочных деформаций, протекающих в нем до момента извлечения полого слитка из формы и позволяет извлекать полый корпус стержня из полого слитка, получая при этом полый слиток с заданной геометрией отверстия и без усадочных трещин. The rod refrigerator is kept in the up position for 20-30 seconds before lowering, which is done to guarantee the leakage of loose high-refractory material from under the base of the hollow body. The outer surface of the hollow core of the rod is tapered with the possibility of forming a gap between the lateral surface of the hollow core of the rod and the inner surface of the hollow ingot when upsetting the hollow core of the rod, which eliminates the sticking of the hollow core of the rod with metal hardening around it as a result of shrinkage deformations occurring in it until the hollow is removed the ingot from the mold and allows you to remove the hollow body of the rod from the hollow ingot, while receiving a hollow ingot with a given geometry of the hole and b of shrinkage cracks.

Анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна". The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to find that no analogue was found, characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention, and the definition from the list of identified analogues of the prototype , as the analogue closest in terms of the totality of features, made it possible to identify the set of technical results that are significant in relation to the applicant tattoo of distinctive features in the claimed object. Therefore, the claimed invention meets the criterion of "novelty."

Поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными заявленного изобретения, показывает, что заявленное изобретение для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, оно соответствует требованию "изобретательский уровень". The search for known solutions in order to identify features that match the distinguishing features of the claimed invention shows that the claimed invention for a specialist does not follow explicitly from the prior art. Therefore, it meets the requirement of "inventive step".

На фиг. 1 изображена форма в сборе; на фиг. 2 то же, перед операцией извлечения из формы полого слитка. In FIG. 1 shows a complete assembly; in FIG. 2 the same, before the operation of extracting from the form of a hollow ingot.

Литейная форма содержит поддон 1, изложницу 2, прибыльную надставку 3, полый корпус 4 стержня с холодильником 5. В поддоне 1 соосно выполнена полость 6, в которую соосно устанавливается холодильник 5, а оставшуюся кольцевую часть 7 полости 6 заполняют до лада поддона сыпучим высокоогнеупорным материалом. Подготовленная таким образом подушка из высокоогнеупорного материала является для полого корпуса стержня основанием, на которое он устанавливается. Сыпучий высокоогнеупорный материал под торцем полого корпуса стержня фиксируется боковой поверхностью холодильника 5, входящей в полость 6 поддона 1 с возможностью ее удаления. The mold contains a pallet 1, a mold 2, a profitable extension 3, a hollow body 4 of the rod with a refrigerator 5. In the pan 1, a cavity 6 is coaxially made, in which the refrigerator 5 is coaxially mounted, and the remaining annular part 7 of the cavity 6 is filled to the pallet fret with a bulk highly refractory material . A cushion made of high refractory material thus prepared is the base on which it is mounted for the hollow body of the rod. Bulk high refractory material under the end face of the hollow core of the rod is fixed by the lateral surface of the refrigerator 5, which enters the cavity 6 of the pallet 1 with the possibility of its removal.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

В зазор между изложницей 2 и установленным в ней соосно на подушке из высокоогнеупорного сыпучего материала полым корпусом 4 заливают металл. По истечении 0,2-0,3 времени полного затвердевания слитка поднимают холодильник 5 на высоту, при которой нижний торец холодильника 5 находится выше лада поддона 1 и выдерживают в этом положении 20-30 с. У сыпучего всокоогнеупорного материала подушки исчезает внутренняя боковая опора боковая поверхность основания холодильника 5 и он перемещается из-под торца основания полого корпуса в освободившееся после подъема холодильника 5 пространство. Полый корпус 4 стержня остается зависшим в затвердевающем слитке. Холодильник 5 опускают и он устанавливается на переместившийся под его основанием высокоогнеупорный сыпучий материал, после чего на верхний торец полого корпуса 4 устанавливают груз, под действием которого он осаживается. После осаживания полого корпуса 4 груз 8 снимают, создавая условия для замены холодильника 5. Зазор, образующийся между поверхностью полого корпуса и внутренней поверхностью полого слитка при осаживании полого корпуса 4, позволяет при извлечении слитка из изложницы удалять из него полый корпус 4 стержня. Metal is poured into the gap between the mold 2 and the hollow body 4 mounted coaxially on the cushion of high refractory bulk material into the cavity. After 0.2-0.3 time of complete solidification of the ingot, the refrigerator 5 is raised to a height at which the lower end of the refrigerator 5 is above the fret of the pallet 1 and kept in this position for 20-30 seconds. The loose side refractory material of the pillow disappears, the internal lateral support the side surface of the base of the refrigerator 5 and it moves from under the end of the base of the hollow body into the space freed up after the refrigerator 5 has been lifted. The hollow body 4 of the rod remains suspended in the hardened ingot. The refrigerator 5 is lowered and it is installed on the highly refractory bulk material that has moved under its base, after which a load is placed on the upper end of the hollow body 4, under which it is deposited. After upsetting the hollow body 4, the load 8 is removed, creating the conditions for replacing the refrigerator 5. The gap formed between the surface of the hollow body and the inner surface of the hollow ingot when upsetting the hollow body 4 allows removing the hollow body 4 of the rod when removing the ingot from the mold.

Claims

A method for producing a hollow ingot, including pouring and crystallization of metal in the gap between a mold placed on a pallet and a rod with a refrigerator installed coaxially with the hollow body, characterized in that the hollow bar body is mounted on a pillow made of highly refractory bulk material prepared in the pallet after 0.2 0.3 the time of complete solidification of the hollow ingot, the refrigerator is raised to a height at which the lower end of the refrigerator is placed above the fret of the pallet, and lowered, after which the hollow core yc rod by placing a load at its upper end.