Файл: Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов..pdf

Машина (рис. 4) имела следующие основные узлы: индукционную печь (миксер), кристаллизатор, металло-

чая пнла; 7 — узел кристаллизатора

Рис. 5. Узел кристаллизатора для отливки сплошных заготовок

приемник (тигель),, вторичное охлаждение, затравку, тя­ нущую клеть и летучую пилу.

В конструкций промышленной машины был внесен ряд изменений. Исследования технологии горизонталь­ ного непрерывного литья оловянносвинцовой бронзы, ре­ зультаты. которых приведены в гл. III, показали, что

29

для улучшения качества поверхности заготовок скорость протекания воды в медном кожухе должна быть измене­ на с 2—3 до 0,1—0,2 м/с. Уменьшение скорости было до­ стигнуто увеличением зазора в кожухе для охлаждаю­ щей воды с 5 до 22—25 мм без изменения ее расхода. Более мягкий режим охлаждения позволил также ис-

Рнс. 6. Узел кристаллизатора для отливки полых заготовок:

а — толстостенных: б — тонкостенных

ключить индукционный обогрев кристаллизатора. В мед­ ный кожух по конусу вставляли графитовый кристалли­ затор, толщина стенки которого изменялась в соответст­ вии с конусностью от 3 до 7,5 мм (рис. 5). При отливке полых заготовок с толщиной стенки более 10 мм в гра­ фитовый кристаллизатор вставляли дорн (рис. 6,a), a для отливки тонкостенных полых заготовок применяли

30

кристаллизатор, конструкция которого приведена на

рис. 6, б.

Исследования технологии литья показали, что металлоприемник из жаропрочной стали не может выдержать температуру разливаемой бронзы выше 1070°С, поэтому он был заменен па графнтошамотный тигель, обогревае­ мый двумя газовыми горелками. Тигель и крпсталлиза-

тор смонтированы на раме, которая может подниматься и опускаться при помощи трех винтов-пинолей в зависи­ мости от сечения отливаемой заготовки (рис. 7).

Тянущая клеть (рис. 8) имела две пары роликов, из которых нижние — ведущие, а верхние — нажимные пе­ ремещались в зависимости от диаметра заготовки по направляющим при помощи гайки-штурвала. Нижние ролики приводились во вращение от двигателя постоян-

31

'■/850

-1805

/155

Рис. 8. Тянущая клеть:

] — рамп; 2 — электропривод; 3 — тормоз; -/— редуктор; 5 — клеть

32

иого тока через редуктор и пару цилиндрических шесте­ рен. Между двигателем и коробкой передач установлен тормоз. Скорость вытягивания могла изменяться от 0,03 до 1,5 м/мин. Исследование технологии литья показало, что вместо возвратно-поступательного движения кри­ сталлизатора можно применять вытягивание заготовки с периодическими остановками тянущей клети, поэтому механизм возвратно-поступательного движения из про-

Рис. 9. Одноручьевая промышленная машина с индукционным обогревом металлоприемннка

мышленной машины был исключен. Конструкция лету­ чей пилы и затравки в промышленной машине не изме­ нилась.

В течение 1965—1966 гг. для литья оловянносвинцо­ вых бронз построили [25] комплекс горизонтальных ма­ шин. В состав комплекса входит одна отражательная печь, отапливаемая газом, емкостью 20 т, шесть машин с индукционными печами-миксерами, система оборотного водоснабжения, газоснабжения, электроснабжения, гид­ росистема и контрольно-измерительная аппаратура.

Одноручьевую горизонтальную машину применяют для непрерывного литья сплошных и полых заготовок из меди и латуни, предназначенных в дальнейшем для прессования на прутки и трубы. Обогреваемый газом графитошамотный тигель был заменен металлоприемником в виде индукционной печи (рис. 9). Металлоприемник установлен на регулировочных винтах, что позволяет

производить переналадку с одного сечения заготовки на другое. Тигель был заменен па индукционную печь для уменьшения колебании температуры па входе кристал­ лизатора при заливке новых nopmiii жидкого металла.

Разработанная конструкция основных узлов обеспе­ чила работоспособность одноручьевой горизонтальной машины в промышленных условиях [26].

4.МНОГОРУЧЬЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ МАШИНА

В1967 г. построена многоручьевая горизонтальная машина непрерывного литья заготовок диаметром 12 мм пз оловяннофосфорпстой бронзы для дальнейшего во­

лочения па проволоку. Базой для проектирования по­ служила типовая одноручьевая машина непрерывного литья (рис. 4). Машина состояла пз следующих узлов: трехручьевого графитового кристаллизатора, выполнен­ ного пз одного блока, металлораздаточпого тигля, обо­ греваемого газовыми горелками, змеевика вторичного охлаждения, затравок, тянущей клети п сматывающих устройств. Производительность машины около 1000 т

вгод.

Впериод опытной эксплуатации установки исследо­

вания были направлены на конструктивное совершенст­ вование отдельных узлов. Из-за отсутствия природного газа па заводе была спроектирована п изготовлена си­ стема электрического обогрева тигля с селнтовымп на­ гревателями (рис. 10). В первом варианте обогрева при­ меняли футерованный сварной цилиндрический кожух. Передняя часть кожуха была срезана и имела стенку пз жароупорной стали с вырезом для хвостовика графито­ вого кристаллизатора. По внутренней поверхности ко­ жуха вертикально были установлены 6 селптовых нагре­ вателей с водоохлаждаемыми контактами. Верхние кон­ такты прижимались к селптовым стержням пружинами и имели устройство для регулирования усилий нажима одновременно всех пружин. Потребляемая мощность на­ гревателей составляла около 23 кВт. Первый вариант обогрева не обеспечил стабильной температуры расплава в тигле. Температура бронзы при литье колебалась от 1070 до 1220° С. Большое количество тепла терялось че­ рез кожух, особенно сильно разогревалась передняя стенка, не имевшая футеровки. Кроме того, не было

34

плотного соприкосновения нагревателей с металлически­ ми контактами н часто происходило скалывание стерж­ ней от термических напряжений во время литья.

Во втором варианте обогрева была усилена теплоизо­ ляция кожуха, особенно передней стенки, п увеличено количество селитовых нагревателей до 8 шт. С целью устранения перекосов и скола стержней усовершенство-

Рис. 10. Металлопрпемник с вертикальным селитовым электрообогревом:

/ — кристаллизатор; 2 — кожух; 3 — графито-шамотный тигель; 4 — водоохлаждасмые контакты; 5 — труба для подвода воды; 6 — футеровка; 7 — селнтовый нагреватель

вали центровку верхних подвижных контактов и сделали индивидуальную регулировку нажима каждой пружины. После реконструкции обогрев тигля несколько стабили­ зировался, ио по-прежнему крупными недостатками селитового обогрева были:

частые поломки стержней при монтаже и демонтаже (в среднем срок службы стержня не превышал одной не­ дели) ;

прекращение литья из-за течи воды в системе охлаж­ дения контактов;

значительная трудоемкость в обслуживании; течь металла из-за прогорания тигля или кристалли­

затора.

С целью повышения эксплуатационной надежности и конструктивного упрощения был разработан принципи­ ально новый узел установки кристаллизатора с третьим вариантом обогрева (рис. 11). Постоянное положение технологической оси при многоручьевой разливке заго­ товок одного сечения позволило отказаться от крепления кристаллизатора на подвижной раме п жестко закрепить его перед тянущей клетью. Раму с тиглем заменили ме-

Рис. 11. Металлоприсмнпк с верхним селнтопым электрообогрепом:

/ — графитовый кристаллизатор: 2 — футерованный металлопрнемник; 3 — селитовып нагреватель; 4 — крышка металлопрнемппка

таллопрнемнпком в виде сварной футерованной коробки, накрытой сверху крышкой, в футеровке которой установ­ лены 8 горизонтальных селптовых нагревателей с водо­ охлаждаемыми контактпыми-держателямн. К передней стенке короба приварены 4 горизонтальных направляю­ щих стержня, по которым скользят втулки, соединенные со съемным водоохлаждаемым кожухом кристаллизато­ ра. Неохлаждаемый конец графитового кристаллизатора конической формы входил в конусную огнеупорную втулку такого же профиля, вмонтированную в футеровку коробки. Плотность соединения достигалась равномер­ ным забиванием четырех клиньев в прорези, выполнен­ ные в направляющих стержнях. Жидкий металл из печи заливали по желобу через отверстие в крышке металлоприемника.

36

Такая конструкция позволила притирку графитового кристаллизатора к запасному кожуху производить зара­ нее, поэтому операция замены графитового кристаллиза­ тора вместе с кожухом занимала ие более 20—30 мин. Однако верхнее расположение нагревателей не обеспечи­ ло равномерного нагрева расплава до заданной темпера­ туры, особенно при наличии на его поверхности шлака и окислов. Нагреву подвергались только верхние слон ме­ талла, в то время как нижние испытывали охлаждающее воздействие со стороны кристаллизатора и дна металлоприемника.

В окончательном (четвертом) варианте для обогрева металлоприемника применили индукционное устройство с вертикальным каналом типа «Аякс» мощностью 50 кВт, смонтированное в нижней части металлоприемника. Об­ щий вид машины после реконструкции показан на рис. 12. В футеровку металлоприемника установили гра­ фитовый блок с термопарой постоянного замера темпе­ ратуры металла. Плавное регулирование напряжения автотрансформатором позволило стабильно поддержи­ вать температуру жидкого металла практически в любых пределах, допускаемых стойкостью футеровки, с точно­ стью + 10° С. При такой конструкции высокая интенсив­ ность обогрева металлоприемника позволила останавли­ вать процесс литья на неограниченное время, не опаса­ ясь затвердевания металла на входе в графитовый крис­ таллизатор н обрыва заготовок. Для остановки машины на длительный срок (1—2 дня) снижали уровень метал­ ла в металлопрнемнике к концу литья, вытягивание заго­ товок прекращали, металл отчерпывали графитовой ложкой в плавильную печь, оставляя ванну глубиной около 100 мм, засыпали ее древесным углем и оставляли при пониженном напряжении на подогреве.

Многоручьевой графитовый кристаллизатор имел не­ сколько формообразующих литейных каналов, располо­ женных по окружности с одинаковым шагом. Первона­ чально ось каждого ручья была наклонена под неболь­ шим углом к оси кристаллизатора для схождения загото­ вок в пучок перед первой парой роликов тянущей клети, затем ручьи стали изготовлять параллельными. На рис. 13 представлены исследованные варианты конструк­ ций кристаллизаторов: с тремя ручьями в центре по про­ екту (рис. 13,а), трехручьевой с увеличенным расстоя-

37