RU2125498C1 - Method of casting large-sized cylindrical shells - Google Patents
Method of casting large-sized cylindrical shells Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
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
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
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
где
F - площадь зеркала жидкости;
f - площадь сливного отверстия;
H - высота жидкости.The time of emptying the vessel from the provisions of hydrodynamics is
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.:
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.:
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
так как τ1= τ2, то
или
Наиболее используемые высоты отливок H = (500....2000) мм, и толщины стенок (15...100) мм, с учетом уклонов (1,5...2)% дают соотношение
Если то внутренняя поверхность отливки во всех случаях приобретает форму конуса с расширением кверху.For mold casting
τ 2 = 11 (δ
since τ 1 = τ 2 , then
or
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
If then the inner surface of the casting in all cases takes the form of a cone with an extension upward.
Если форму конуса с расширением книзу.If 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 тонкой 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 fine 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)
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) |
-
1997
- 1997-11-18 RU RU97119223A patent/RU2125498C1/en active
Non-Patent Citations (2)
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 |