[go: up one dir, main page]

RU2125498C1 - Method of casting large-sized cylindrical shells - Google Patents

Method of casting large-sized cylindrical shells Download PDF

Info

Publication number
RU2125498C1
RU2125498C1 RU97119223A RU97119223A RU2125498C1 RU 2125498 C1 RU2125498 C1 RU 2125498C1 RU 97119223 A RU97119223 A RU 97119223A RU 97119223 A RU97119223 A RU 97119223A RU 2125498 C1 RU2125498 C1 RU 2125498C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metal
mold
casting
drain hole
shell
Prior art date
Application number
RU97119223A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97119223A (en
Inventor
В.Н. Ребонен
А.А. Воскобойников
М.И. Левин
Т.А. Гусева
Е.А. Умецкая
М.В. Васильева
Н.М. Шалыт
Г.И. Дейнега
В.П. Шувалов
С.М. Чумаков
Г.Л. Кочи
Ю.В. Луканин
В.Л. Крохотин
А.А. Обухович
Н.Г. Канев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии"
Priority to RU97119223A priority Critical patent/RU2125498C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2125498C1 publication Critical patent/RU2125498C1/en
Publication of RU97119223A publication Critical patent/RU97119223A/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: mold is filled with liquid metal. After hardening in upper part of mold of metal layer of preset thickness of shell wall, metal is drained through draining hole. Draining is executed for the time equals to difference of duration of shell wall hardening at its upper and lower end faces. EFFECT: higher quality of shells and reduced labor input in manufacture of parts. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству крупногабаритных цилиндрических обечаек. The invention relates to foundry, in particular to the production of large cylindrical shells.

Известен способ отливки цилиндрических обечаек [1], основанный на так называемом методе "отливки намораживанием", при котором цилиндрическая поверхность обечайки формируется при затвердевании металла в подвижном, в вертикальном направлении, кристаллизаторе. Недостатком способа является сложность его осуществления, т.к. требуется строгое соблюдение соотношения скорости поступления жидкого металла к фронту затвердевания и скорости движения кристаллизатора. Кроме того, требуется применение сложного, дорогостоящего оборудования (миксер, механизм движения, регулирующая аппаратура и т.д.). A known method of casting cylindrical shells [1], based on the so-called method of "freeze casting", in which the cylindrical surface of the shell is formed when the metal solidifies in a movable, vertical direction, mold. The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, because strict adherence to the ratio of the rate of entry of liquid metal to the solidification front and the mold speed is required. In addition, the use of complex, expensive equipment (mixer, movement mechanism, control equipment, etc.) is required.

Известен способ отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек [2], принятый в качестве прототипа, включающий подачу жидкого металла в форму, затвердевание слоя металла до заданного размера толщины стенки обечайки и слив незатвердевшего металла через сливное отверстие для формирования внутренней поверхности обечайки. A known method of casting large cylindrical shells [2], adopted as a prototype, comprising supplying liquid metal to a mold, hardening a metal layer to a predetermined shell wall thickness and draining unhardened metal through a drain hole to form the inner surface of the shell.

Недостатком данного способа является значительное количество припуска, что определяет соответствующий объем механической обработки. Кроме того, в толще обечайки возможно образование дефектов в виде раковин, неплотностей, перераспределения легирующих добавок и т.д. The disadvantage of this method is a significant amount of allowance, which determines the appropriate amount of machining. In addition, the formation of defects in the form of shells, leaks, redistribution of alloying additives, etc., is possible in the thickness of the shell.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение качества отливаемых обечаек и снижение трудоемкости изготовления из них крупногабаритных деталей. The technical problem solved by the present invention is to improve the quality of cast shells and reduce the complexity of manufacturing large-sized parts from them.

Поставленная задача достигается тем, что в способе отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек, включающем подачу жидкого металла в форму, затвердевание слоя металла до заданного размера толщины стенки обечайки и слив незатвердевшего металла через сливное отверстие для формирования внутренней поверхности обечайки, слив металла осуществляют сразу после затвердевания в верхней части формы слоя металла заданной толщины и за промежуток времени, равный разнице продолжительности затвердевания стенки обечайки у ее нижнего и верхнего торцов. The problem is achieved in that in the method of casting large-sized cylindrical shells, including feeding liquid metal into a mold, hardening the metal layer to a predetermined shell wall thickness and draining unhardened metal through a drain hole to form the inner surface of the shell, the metal is drained immediately after solidification in the upper part of the shape of the metal layer of a given thickness and for a period of time equal to the difference in the duration of the solidification of the wall of the shell at its lower and upper end faces.

При сливе незатвердевшего металла обеспечивают соотношение площадей сливного отверстия (f) и зеркала жидкого металла (F) в пределах

Figure 00000002

Устройство для отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек показано на чертеже, где изображено 1 - форма для заливки металла; 2 - дно формы; 3 - сливное отверстие; 4 - стопорный механизм; 5 - литниковая сифонная система.When draining unhardened metal, the ratio of the areas of the drain hole (f) and the liquid metal mirror (F) is provided within
Figure 00000002

A device for casting large-sized cylindrical shells is shown in the drawing, which shows 1 - mold for pouring metal; 2 - bottom of the form; 3 - drain hole; 4 - locking mechanism; 5 - gating siphon system.

Способ осуществляется следующим образом: литейную форму (1), в виде стакана, предпочтительно металлическую, установленную вертикально и имеющую обратный уклон внутренней стенки, заполняют жидким металлом. Выдерживают до образования в верхней части отливки слоя затвердевшего металла требуемой толщины (Δверх) и проводят слив жидкого металла через сливное отверстие (3) с такой скоростью, которая обеспечивает продолжительность слива, равную разнице времен затвердевания наиболее толстой стенки обечайки у ее нижнего торца (Δнижн) и наиболее тонкой - у верхнего торца (Δверхн).
Соотношение площадей сливного отверстия и зеркала жидкого металла выдерживают в пределах 0,001...0,006. Данное соотношение выбрано из следующих положений.
The method is as follows: the mold (1), in the form of a glass, preferably metal, mounted vertically and having a reverse slope of the inner wall, is filled with liquid metal. It is held until a layer of hardened metal of the required thickness is formed in the upper part of the casting (Δ top ) and the liquid metal is drained through the drain hole (3) at such a rate that the drainage time is equal to the difference in the solidification times of the thickest shell wall at its lower end (Δ lower ) and the thinnest - at the upper end (Δ upper ).
The ratio of the areas of the drain hole and the liquid metal mirror is maintained within the range of 0.001 ... 0.006. This ratio is selected from the following provisions.

Время опорожнения сосуда из положений гидродинамики составляет

Figure 00000003

где
F - площадь зеркала жидкости;
f - площадь сливного отверстия;
H - высота жидкости.The time of emptying the vessel from the provisions of hydrodynamics is
Figure 00000003

Where
F is the area of the liquid mirror;
f is the area of the drain hole;
H is the height of the liquid.

В то же время для получения цилиндрической внутренней поверхности отливки в форме-изложнице, имеющей уклон стенок (1,5...2)%, необходима продолжительность слива, равная разнице времен затвердевания стенки отливки у нижнего и верхнего торцев, т.е.:

Figure 00000004

где δн и δв - толщина стенки отливки у нижнего и верхнего торца;
k - коэффициент затвердевания металла в металлической форме = 3 мм/с0,5.At the same time, in order to obtain a cylindrical inner surface of the casting in the mold, having a wall slope of (1.5 ... 2)%, the drain time is required equal to the difference in the solidification times of the casting wall at the lower and upper ends, i.e.:
Figure 00000004

where δ n and δ in - the wall thickness of the casting at the lower and upper end;
k is the coefficient of solidification of the metal in metal form = 3 mm / s 0.5 .

Для отливки в изложницу
τ2= 11(δ 2 н 2 в ),
так как τ1= τ2, то

Figure 00000005

или
Figure 00000006

Наиболее используемые высоты отливок H = (500....2000) мм, и толщины стенок (15...100) мм, с учетом уклонов (1,5...2)% дают соотношение
Figure 00000007

Если
Figure 00000008
то внутренняя поверхность отливки во всех случаях приобретает форму конуса с расширением кверху.For mold casting
τ 2 = 11 (δ 2 n 2 in ),
since τ 1 = τ 2 , then
Figure 00000005

or
Figure 00000006

The most used casting heights H = (500 ... 2000) mm, and wall thicknesses (15 ... 100) mm, taking into account slopes (1.5 ... 2)%, give the ratio
Figure 00000007

If
Figure 00000008
then the inner surface of the casting in all cases takes the form of a cone with an extension upward.

Если

Figure 00000009
форму конуса с расширением книзу.If
Figure 00000009
cone shape with extension downward.

Данное соотношение регулируют подбором диаметра втулки в сливном отверстии или регулированием площади зеркала металла путем введения центрального стержня из огнеупорного материала. This ratio is regulated by selecting the diameter of the sleeve in the drain hole or by adjusting the area of the metal mirror by introducing a central rod of refractory material.

Пример осуществления способа:
Отливают обечайку из высокохромистого чугуна наружным диаметром 260 мм, внутренним - 200 мм, длиной 1000 мм в покрашенной изложнице с обратным уклоном 1,75% и зафутерованным дном со сливным отверстием. Коэффициент затвердевания k = 3 мм/с0,5. Толщина стенки отливки вверху - 30 мм, внизу - 47,5 мм. Продолжительность затвердевания толстой стенки

Figure 00000010
тонкой
Figure 00000011
а их разница составляет 151 с. Следовательно, для получения цилиндрической внутренней поверхности диаметром 200 мм продолжительность слива должна составлять 151 с.An example implementation of the method:
The casing is cast from high-chromium cast iron with an outer diameter of 260 mm, an inner diameter of 200 mm, a length of 1000 mm in a painted mold with a reverse slope of 1.75% and a lined bottom with a drain hole. The coefficient of solidification k = 3 mm / s 0.5 . The wall thickness of the casting at the top is 30 mm, at the bottom - 47.5 mm. Thickness Hardening Duration
Figure 00000010
fine
Figure 00000011
and their difference is 151 s. Therefore, to obtain a cylindrical inner surface with a diameter of 200 mm, the discharge time should be 151 s.

При массе сливного металла 226 кг (масса цилиндра диаметром 200 мм и высотой 1000 мм) необходима массовая скорость слива 1,5 кг/с. With a drain metal mass of 226 kg (cylinder mass with a diameter of 200 mm and a height of 1000 mm), a mass discharge rate of 1.5 kg / s is required.

Для обеспечения такой скорости слива при рассматриваемых условиях литья необходимо сливное отверстие диаметром 16 мм. To ensure such a drain rate under the considered casting conditions, a drain hole of 16 mm diameter is necessary.

В изложницу, с описанными выше параметрами, с закрытым сливным отверстием на высоту 1100 мм был залит высокохромистый чугун. После выдержки в течение 110 с (увеличение выдержки по сравнению с расчетным на 10 с связано со снятием перегрева) и образования затвердевшего слоя толщиной 30 мм у верхнего торца отливки, данное сливное отверстие было открыто и оставшийся жидкий металл слит. Обечайка, полученная данным способом не имела усадочных дефектов, а припуск на механическую обработку по высоте изменялся в пределах от 4 до 6,5 мм, что обеспечило предъявляемые требования к детали и по качеству и по трудоемкости механической обработки. High-chromium cast iron was poured into the mold, with the parameters described above, with a closed drain hole to a height of 1100 mm. After exposure for 110 s (an increase in exposure compared to the calculated 10 s is associated with the removal of overheating) and the formation of a hardened layer 30 mm thick at the upper end of the casting, this drain hole was opened and the remaining liquid metal was drained. The shell obtained by this method did not have shrinkage defects, and the allowance for machining in height varied from 4 to 6.5 mm, which ensured the requirements for the part both in quality and in the complexity of machining.

Изобретение может быть промышленно применимо в металлургии, в литейном производстве крупногабаритных полых слитков, например, при изготовлении бандажей прокатных валков, изготавливаемых из труднообрабатываемых материалов. The invention can be industrially applicable in metallurgy, in the foundry of large-sized hollow ingots, for example, in the manufacture of bandages for rolling rolls made of hard-to-process materials.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство N 103018, кл. B 22 D 23/02 - аналог.
Sources of information:
1. Copyright certificate N 103018, cl. B 22 D 23/02 - analogue.

2. Патент Франции N 804647, кл. B 22 D 7/04 - прототип. 2. French patent N 804647, cl. B 22 D 7/04 - prototype.

Claims (2)

1. Способ отливки крупногабаритных цилиндрических обечаек, включающий подачу жидкого металла в форму, затвердевание слоя металла до заданного размера толщины стенки обечайки и слив незатвердевшего металла через сливное отверстие для формирования внутренней поверхности обечайки, отличающийся тем, что слив металла осуществляют после затвердевания в верхней части формы слоя металла заданной толщины и за промежуток времени, равный разнице продолжительности затвердевания стенки обечайки у ее нижнего и верхнего торцев. 1. A method of casting large cylindrical shells, including feeding liquid metal into a mold, solidifying a metal layer to a predetermined shell wall thickness and draining unhardened metal through a drain hole to form an inner surface of the shell, characterized in that the metal is drained after solidification in the upper part of the mold a metal layer of a given thickness and for a period of time equal to the difference in the duration of the solidification of the wall of the shell at its lower and upper ends. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при сливе жидкого металла обеспечивают соотношение площадей сливного отверстия f и зеркала жидкого металла F в пределах f/F = 0,001 - 0,006. 2. The method according to p. 1, characterized in that when draining the liquid metal, the ratio of the areas of the drain hole f and the mirror of the liquid metal F is provided within f / F = 0.001 - 0.006.
RU97119223A 1997-11-18 1997-11-18 Method of casting large-sized cylindrical shells RU2125498C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97119223A RU2125498C1 (en) 1997-11-18 1997-11-18 Method of casting large-sized cylindrical shells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97119223A RU2125498C1 (en) 1997-11-18 1997-11-18 Method of casting large-sized cylindrical shells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2125498C1 true RU2125498C1 (en) 1999-01-27
RU97119223A RU97119223A (en) 1999-04-27

Family

ID=20199165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97119223A RU2125498C1 (en) 1997-11-18 1997-11-18 Method of casting large-sized cylindrical shells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2125498C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Баландин Г.Ф. Литье намораживанием. - М.: Машгиз, 1962, с. 190 - 194. *
РЖ ТОЛП, 1984, N 7, реферат 7В497, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4284123A (en) Arrangement for producing ingots of unalloyed and alloyed steels
RU2125498C1 (en) Method of casting large-sized cylindrical shells
US3593777A (en) Leader for ingot in continuous casting
JPS558376A (en) Continuous casting method of different kind of steel
ES2045777T3 (en) PROCEDURE FOR THE ROPE CAST.
RU8293U1 (en) DEVICE FOR CASTING LARGE-SIZED CYLINDRICAL SHELLS
DE3243650A1 (en) FLOAT FOR METAL MELTING
JPS645648A (en) Pouring nozzle for metal strip continuous casting apparatus
JPS5814034Y2 (en) Tandish Weir
JPS57195567A (en) Continuous casting method for steel
SU1729684A1 (en) Method of manufacturing ingots free of head portion
SU1616766A1 (en) Arrangement for bottom casting of horizontal ingot
SU1496911A1 (en) Method of producing hollow ingots
CN1188233C (en) Continuous casting crystallizer
SU680806A1 (en) Method for the manufacture of steel ingots
SU1445851A1 (en) Method of producing multiple ingots
RU2022688C1 (en) Apparatus for molten bath top casting
SU757246A1 (en) Apparatus for bottom pouring
JPS5581061A (en) Production of composite material for abrasion resistance through casting
RU2030951C1 (en) Gating system
RU2250809C2 (en) Method for casting metal and apparatus for performing the same
JPS5770074A (en) Production of composite steel ingot for forgine
RU2086342C1 (en) Method of production of charge stock
JPH0692022B2 (en) Light reduction method for continuous cast slab
SU427779A1 (en) METHOD OF CONTINUOUS CASTING