SU1016046A1 - Ingot mould for producing hollow ingots - Google Patents

Abstract

1. ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ СЛИТКОВ, содержаща  корпус, донную часть и крышку-холодильник с центральным отверстием, отличающа с  тем, что, с целью экономии металла,.она снабжена газонепроницаемой трубой со съемной крышкой, соединенной с источником газового давлени$1, при этом верхний конец трубы закреплен в центральном отверстии крышки холодиль§ника , а нижний ее торец установлен, с зазором по отношению к донной части. I (Л Фиг f1. A PIECE FOR GETTING HALF INGOTS, comprising a housing, a bottom part and a cooler lid with a central hole, characterized in that, in order to save metal, it is equipped with a gas-tight pipe with a removable lid connected to a gas pressure source of $ 1, the upper end of the pipe is fixed in the central hole of the refrigerator cover, and its lower end is installed, with a gap in relation to the bottom part. I (L Fig f

Description

2.Изложнш1а по п. 1, о т л и ч а ющ а   с   тем, что гйзонепроницаема  труба облицована с внешней cxoporibi теплоизол ционным огнеупорным материалом,2. Complicated according to claim 1, that is, with the fact that the impermeable pipe is lined with external cxoporibi heat insulating refractory material,

3.Изложница по п. 1, о т л и ч а юш а   с   тем, что донна  часть излож.-3. The companion of claim 1, dtl and h a yush with the fact that the bottom part of the exposition

НИНЫ вьшолнеиа со стержнем, соосным с т)эубой и образующим с ней зазор.NINA superior with a rod coaxial with m) and forming a gap with it.

4. Изложница по п. 3, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что поверхность стержн  вьтолнена из огнеупорного матер 1ала.4. The mold according to claim 3, so that the surface of the rod is made of a refractory material 1a.

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к устройствам дл  получени  полых слитков. Известна изложница дл  получени  полых слитков, предназначенных дл  пол чени  поковок с центральным отверстием 1 . В этих изложницах питание слитка при затвердевании осуществл етс  из прибьши, поэтому получение слитка в них приводит к повышенному расходу ме талла. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл атс изложница дл  noj-ibix слитков, содержаща  корпус, донную часть и массиы ую крышку-холодильник с цектральхЕЫм отверстием 23 , Питание сл тка здесь осуществл етс  металлом из вентральной осевой зоны. В результате в слитке образуетс  выт  нута  усадочна  раковина, котора  занимает часть центральной осевой зоны слитка. Хот  выт нута  конусообразна  усадоч1ш  раковина уменьшает количест металла, удалйемого при прошивке цент рального отверсти , но удал ема  часть металла остаетс  значительной. Целью изобретеЛд   вл етс  экономи металла. Указавша  цель достигаетс  тем, чт изложница дл  получени  полых слитков содержатс  корпус, докную часть и кр Kj-холодильник с центральным отверстием. дополнительно снабжена газонепроницае- , мой трубой со съемной крышкой, соединенной с источником газового.давлени , при этом верхний конец трубы закреплен в центральном отверстии крьшки-холодильника , а нижний ее торец установлен с зазором по отношению к донной части. Кроме того, газонепроницаек.а  труба облицована с внешней стороны теплЬидол ционлым и огнеупорным материалом. При этом, донна  часть изложницы выполнена со стержнем, соосным с трубой и образующим с ней зазор. Поверхность стержн  вьтолнена из огнеупорного материала. Сообщение через зазор полости трубы и полости изложницы позвол ет заполнить изложницу металлом через трубу. В процессе формировани  слитка металл в трубе сохран етс  жидким относительно долго (так как -труба расположена в термическом центре слитка) и под воздействием газового давлени , подаваемого в полость трубы через съемную крышку, жидкий металл через зазор между торцом трубы и дном изложницы питает слиток. Теплоизол циoJiHoe и огнеупорное покрытие внутренней и наружной поверхностей трубы обеспечиватот ее стойкость при высокой темпераTjpe . Затвердевание слитка сопровождаетс  снижением уровн  металла в трубе,и усгздочна  раковина приобретает форму полости трубы. В результате, удал ема  при прошивке слитка дол  металла, расположенна  в осевой зоне, значительно уменьшена и определ етс  величиной зазо-ра между дном изложницы и торцом трубы . Уменьшить объем металла, остаюые Гос  в зазоре позвол ет стержекЬг разме« шейный на дне изложницы по ее оси. При этом заполнение изложницы расплавом и питание слитка осуществл етс  через зазор ме:нуту трубой w. стержлем. На фиг. 1 изображена предлагаема  иалолшица дл  полого слитка; на фиг. 2 зарчант выполнени  верхней части изложн шы; на фиг. 3 - вариант вьшолнени  донкой части изло 5шицы со стержнем. ИзЛО5КНИЦа (фиг.. 1)с.ОСТОИТ из ДОРЛГОЙ о части 1, корпуса 2 и крышки 3, Б котхдрой закреплена труба 4. Диаметр трубы 4 определ ют по слитка ; а длину рабочей части трубь (наход щейс  в полости изпоумтиы} выбирают такой, чтобы обсспе 45 ть величину.зазора А, равной илк oo ibше размера Б, При этом между объемом усадочной раковины, котора  может образоватьс  в слитке, и объемом полости рабочей части тру бы j могут быть различные соотношени  : объем усадочной раковины равен, меньше или больше объема полости рабочей части Трубы. Заполнение изложницы металлом осуществл ют сверху через тру 4. В том случае, когда объем усадочной ракоышы (дл  данного слитка) равен объему рабочей части трубы, изложницу заливают пол ностью, при этом уровень в трубе должен быть несколько выше торца слитка (положение 5). По окончании заливки зеркало металла в трубе пркрьгоают смесью состо щей из теплоизол ционного и экзотермического материала, закрывают тру- бу 4 крьш1кой 6 и через трубку 7 соедин ют полость трубы 4 с источником сжато- го воздуха или газа 8 или с атмосферой. Давление газа должно быть равно или больше гидростатического давлени  столба металла на уровне нижнего торца трубы 4. По мере затвердевани  слитка происходит уменьшение объема расплава (усадка) и уровень металла понижаетс  (положени  9, 1О ,..), а к концу з тве;рдевани  занимает положение 11. Таким o6pai3OM получаетс  полый слиток без прибыли. Часть металла, остающуюс  в зазоре между нижним торцом трубы и дном изложницы, удал ют после при прошивке слитка. Если объем усадочной раковины дл . слитка меньше объема полости рабочей части трубы 4, то при полном заполнении изложницы при затвердевании слитка уровень металла в трубе 4 не опускаетс  в положение 11, а закрьшаетс  выше. Поэтому при прошивке слитка нужно удалить не только металл, остающийс  в зйзоре, но и металл, остающийс  в полости трубы 4,. что приводит к повъшенному расходу металла Чтобы .добитьс  в данном случае снижени  уровн  металла в трубе 4 до положени  11, при заполнении изложницы расплавом ее не доливаот, дозиру  количество металла или контрсЛи- ру  положение уровн  12 в изложнице известными датчиками. Затем вьшогш ют операции по предыдущему варианту, но соедин   полость трубы 4 с источником сжатого воздуха или газа 8. При этом под действием повышенного давлени  металл из трубъ 4 сначала вытесн етс  газом, происходит окончательное заполнение изложницы и уровень металла в трубе 4 из положени  12 перемешаете: в положение 13. В дальнейшем снижение уровн  расплава в трубе 4 происходит вследствие усадки.и к концу затвердевани  он занимает положение 11, как ив предъщушем варианте. Усадочна  раковина в слитке может быть и больше объема полости рабочей части трубы. Тогда при полном заполнении изложницы в процессе затвердевани  слитка объема металла в полости трубы оказываетс  недостаточно дл  компенсации усадки, уровень в трубе 4 опускаетс  ниже положени  11 и усадочна  раковина входит в тело слитка. В этом случае верхнюю часть трубы 4 удлин ют и расшир ют (фиг. 2) так, чтобы суммарный объем полости трубы 4 был равен или несколько больше объема усадочной раковины слитка. В этом случае металл заливают до верхнего торца трубы 4. Последуюшие операции с изложницей производ т так же, как и в первом варианте, и формирование слитка происходит аналогично. На фаг. 3 показано выполнение донной части изложницы со стержнем 14, применение которого позвол ет уменьшить объем металла, остающегос  в зазоре между нижним торцом трубы 4 и дном изложницы и удал емого при прошивке слитка, При таком варианте выполнени  изложницы питание слитка происходи через зазор между трубой 4 и поверхностью стержн  14. Если диаметр трубы достаточно . велик, стержень можно вьшолнкть с высотой больше, чём зазор. между нижним торцом трубы 4 и дном изложницы (контур 15). Тогда в процессе затвердевани  слитка уровень металла в трубе опускаетс  ниже верхней точки стержн  и слиток имеет сквозное отверстие. Пример. Изготавливают изложницу из алюмини  по схеме, приведенной на фиг. 1, дл  получени  полого слитка средним диаметром 100 мм, высотой 135 мм, с полостью диаметром 42 мм. Трубу 4 изготовл ют из жести толщиной 0,2 мм и вставл ют в отверстие крьш1ки-холодкльника 3 с нат гчзм. Чтобы труба не упала в полость изложницы при установке съемной крьшхки 6, конец т|1убы развальцовывают, В экспериментах трубу покрывают слоем каолиновой ваты, а также используют и без покрыти . Крьш1ка 6 изготовлена из стали толшиной 3 мм и имеет форму круглой пластины с отверстием в центре. В отверстии пластины закрепл ют штуцер, на который надевают шланг, соединенный с рессивером 8. К поверхности крышки 6, прилега ющей к трубе 4, приклеивают кольцевую асбестовую прокладку, чтобы обеспечить герметичность полости трубы при подаче давлени . Заполн ют изложницу металлом через трубу 4, при этом крышка 6 была сн та Металл позируют по весу. После заполнени  Чгзложницы торец трубы закрывают крыш- кой, которую прижимают грузом. Затем о крывают рессивер, давление в котором О,OS атм. Формирование слитка происходит по предлагаемой схеме. После затвердевани  слитка изложницу разбирают , а труба 4 остаетс  в слитке. В этой же изложнице получают также слиток с опустошителем. Опустошитель вьшолн ют из алюмини  в виде конуса, поверхность которого покрывают слоем мела с огнеупорной глиной толщиной 0,5-1мм. Дл  сравнени  расхода металла получ ают сплошной слиток с прибылью. При последующ-ей прошивке дол  удал емого металла в слитке, полученном в- предложенной изложнице, уменьшаетс  на 14% по сравнению со слитком, полученным с прибылью. Введение в конструкцию изложницы дл  полых слитков газонепроницаемой трубы, закрепленной в крышке-холодильнике, сообщение полости трубы с полостью изложницы и с источником газового давлени , а также вьтолнение дна со стержнем поз вол ют совместить процессы образова ни  полости в слитке с его питанием. Труба  вл етс  стержнем, образующим отверстие в слитке, литником и оболочкой прибыли. Питание слитка происходит за счет металла, расположенного в осевой зоне слитка, и одновременно образуетс  п олость заданного диаметра. В результате достигаетс  экономи  металла.The invention relates to foundry, namely, devices for producing hollow ingots. A known mold for producing hollow ingots for receiving forgings with a central bore 1. In these molds, the ingot is fed during solidification from the bottom, so the ingot production in them leads to an increased consumption of metal. Closest to the invention to the technical essence and the achieved effect is a mold for noj-ibix ingots, comprising a body, a bottom part and a mass cooler lid with a central opening 23, the junction is fed here by metal from the ventral axial zone. As a result, an shrinkage shell is formed in the ingot, which occupies part of the central axial zone of the ingot. Although an elongated conical sink, the shell reduces the amount of metal removed when the central hole is pierced, but the removable part of the metal remains significant. The purpose of the invention is to save metal. This goal is achieved by having the mold for obtaining hollow ingots containing a body, a docking part and a Kj-cooler with a central bore. additionally equipped with a gas-tight, my pipe with a removable lid connected to a source of gas pressure, while the upper end of the pipe is fixed in the central hole of the cooler hood, and its lower end is installed with a gap in relation to the bottom. In addition, the gas-tight pipe is lined on the outside with a heat-resistant and refractory material. At the same time, the bottom part of the mold is made with the rod coaxial with the pipe and forming a gap with it. The surface of the rod is made of refractory material. Communication through the gap of the pipe cavity and the cavity of the mold allows the mold to be filled with metal through the pipe. In the process of forming an ingot, the metal in the pipe remains liquid for a relatively long time (since the pipe is located in the thermal center of the ingot) and under the influence of gas pressure supplied to the pipe cavity through the removable cover, the liquid metal feeds the ingot through the gap between the pipe end and the bottom of the mold. Thermal insulation and heat-resistant coating of the inner and outer surfaces of the pipe ensure its durability at high temperatures. The ingot solidification is accompanied by a decrease in the level of the metal in the pipe, and the conventional shell takes the form of a pipe cavity. As a result, the ingot portion of the metal removed in the process of flashing, located in the axial zone, is significantly reduced and is determined by the size of the gap between the bottom of the mold and the end of the pipe. Reducing the volume of metal remaining in the state in the gap allows sharpening of the cervical at the bottom of the mold along its axis. At the same time, the mold is filled with melt and the ingot is fed through the gap between chickpea and pipe w. rod. FIG. 1 shows the proposed hollowbill for hollow ingot; in fig. 2 zachant performance of the upper part outlined shy; in fig. 3 - a variant of the execution of the bottom part of the sheet with a rod. LOW-BOOK (Fig. 1) s. STAY from DORLGO about part 1, body 2 and cover 3, B pipe 4 is fixed. The diameter of pipe 4 is determined by the ingot; and the length of the working part of the pipe (located in the cavity of the pool) is chosen such that the value of the gap A is equal to about i i more than size B, and between the volume of the shrinkage shell that can be formed in the ingot and the volume of the cavity of the working part of the pipe j can have different ratios: the volume of the shrinkage shell is equal to, less than or greater than the volume of the cavity of the working part of the Pipe.The filling of the mold with metal is carried out from above through pipe 4. In the case when the volume of the shrinkage shell (for a given ingot) is equal to the volume of the working part of the pipe, The mold is poured completely, while the level in the pipe must be slightly higher than the end of the ingot (position 5). Connect the cavity of the pipe 4 with a source of compressed air or gas 8 or with the atmosphere. The gas pressure must be equal to or greater than the hydrostatic pressure of the metal column at the level of the lower end of the pipe 4. As the ingot solidifies, the volume decreases. melt (shrinkage) and the level of the metal decreases (position 9, 1O, ..), and by the end of the match, the position takes the position 11. Thus, a hollow ingot is obtained without profit. The part of the metal remaining in the gap between the lower end of the pipe and the bottom of the mold is removed after the ingot has been pierced. If the volume of the shrinkage shell dl. the ingot is less than the volume of the cavity of the working part of the pipe 4, then when the ingot mold is completely filled when the ingot is solidified, the metal level in the pipe 4 does not sink to position 11, but closes up. Therefore, when the ingot is flashed, it is necessary to remove not only the metal remaining in the sun, but also the metal remaining in the cavity of the pipe 4. which leads to increased metal consumption. In this case, to reduce the level of metal in pipe 4 to position 11, when the mold is filled with melt, do not exceed it, dose the amount of metal or control the position of level 12 in the mold by known sensors. Then, the operations according to the previous version are completed, but the cavity of the pipe 4 is connected to a source of compressed air or gas 8. At the same time, under the effect of increased pressure, the metal from pipe 4 is first displaced by gas, the final filling of the mold occurs and the level of metal in pipe 4 is stirred from position 12 : to position 13. Subsequently, the level of the melt in the pipe 4 decreases as a result of shrinkage. By the end of solidification, it occupies position 11, as in the predusable version. The shrinkage shell in the ingot may be greater than the volume of the cavity of the working part of the pipe. Then, when the ingot mold is completely filled during solidification of the ingot, the volume of metal in the tube cavity is not enough to compensate for shrinkage, the level in tube 4 falls below position 11, and the shrinkage shell enters the ingot body. In this case, the upper part of the pipe 4 is lengthened and expanded (Fig. 2) so that the total volume of the cavity of the pipe 4 is equal to or slightly larger than the volume of the shrinkage shell of the ingot. In this case, the metal is poured to the upper end of the pipe 4. Subsequent operations with the mold are performed in the same way as in the first embodiment, and the ingot is formed in a similar way. On the phage. Figure 3 shows the implementation of the bottom part of the mold with the rod 14, the use of which reduces the amount of metal remaining in the gap between the bottom end of the pipe 4 and the bottom of the mold and the ingot being removed during the piercing. In this embodiment of the mold, the ingot is fed through the gap rod surface 14. If the pipe diameter is sufficient. great, the rod can be more with height than the gap. between the lower end of the pipe 4 and the bottom of the mold (circuit 15). Then, in the process of solidification of the ingot, the level of metal in the pipe drops below the top point of the rod and the ingot has a through hole. Example. The mold is made of aluminum according to the scheme shown in FIG. 1 to obtain a hollow ingot with an average diameter of 100 mm, a height of 135 mm, and a cavity with a diameter of 42 mm. The pipe 4 is made of tin with a thickness of 0.2 mm and inserted into the opening of the cold-mounted 3 with natchism. To prevent the pipe from falling into the cavity of the mold when installing the removable collet 6, the end of the tube is flared. In the experiments, the pipe is covered with a layer of kaolin wool and also used without a coating. Krishka 6 is made of steel with a thickness of 3 mm and has the shape of a round plate with a hole in the center. A nozzle is attached to the hole in the plate, onto which a hose is connected, connected to the receiver 8. An annular asbestos gasket is glued to the surface of the cover 6 adjacent to the pipe 4, in order to ensure the tightness of the pipe cavity when pressure is applied. Fill the mold with metal through the pipe 4, while the cover 6 was removed. The metal posed by weight. After the filling of the grab holder, the end of the pipe is closed with a lid, which is pressed with a load. Then the receiver is covered, the pressure in which is O, OS atm. The formation of the ingot occurs according to the proposed scheme. After the ingot solidifies, the mold is disassembled, and the pipe 4 remains in the ingot. An ingot with a scavenger is also obtained in the same mold. Ravager made of aluminum in the form of a cone, the surface of which is covered with a layer of chalk with refractory clay with a thickness of 0.5-1 mm. To compare the metal consumption, a solid ingot was obtained with a profit. With the subsequent firmware, the proportion of the metal to be removed in the ingot obtained in the proposed mold is reduced by 14% compared to the ingot obtained with profit. Introduction to the design of the mold for hollow ingots of a gas-tight pipe fixed in the cooler lid, communication of the pipe cavity with the cavity of the mold and with the source of gas pressure, and discharge of the bottom with the rod will allow combining the processes of formation of the cavity in the ingot with its feeding. The pipe is the core that forms the hole in the ingot, the sprue and sheath of profit. The ingot is fed by a metal located in the axial zone of the ingot, and at the same time a cavity of a given diameter is formed. As a result, metal savings are achieved.

Фаг.ЗPhage.Z

Claims (4)

. 1. ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ СЛИТКОВ, содержащая корпус, донную часть и крышку—холодильник с центральным отверстием, отличающаяся тем, что, с целью экономии металла, она снабжена газонепроницаемой трубой со съемной крышкой, соединенной с источником газового давления, при этом верхний конец трубы закреплен в центральном отверстии крышки холодильйника, а нижний ее торец установлен, с зазором по отношению к донной части.. 1. A mold for producing hollow ingots, comprising a body, a bottom part and a lid — a refrigerator with a central opening, characterized in that, in order to save metal, it is provided with a gas-tight pipe with a removable cover connected to a gas pressure source, while the upper end of the pipe fixed in the central hole of the lid of the refrigerator, and its lower end is installed, with a gap with respect to the bottom. // 2. Изложница по π, 1, о т л и ч а гота я с я тем, что газонепроницаемая труба облицована с внешней стороны теплоизоляционным огнеупорным материалом,2. The mold according to π, 1, with the fact that the gas-tight pipe is lined on the outside with heat-insulating refractory material, 3. Изложница по π. 1, о т л и ч а гота я с я тем, что донная часть излож ницы выполнена со стержнем, соосным с трубой и образующим с ней зазор.3. The mold on π. 1, the fact that the bottom part of the exposition is made with a rod coaxial with the pipe and forming a gap with it. 4. Изложница по п. 3, о т л и ч а гота я с я тем, что поверхность стержня выполнена из огнеупорного материала.4. The mold according to claim 3, with the fact that the surface of the rod is made of refractory material.