книги из ГПНТБ / Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов

При переходе па разлшзку в 7 ручьев (рис. 13Д с, ж) профиль каналов в зоне формирования прутков стали делать в виде конуса с расширением в сторону вытяги­ вания (рис. 13, з). В охлаждаемой части кристаллизато­ ра конус переходил в цилиндр. Технология изготовления кристаллизаторов заключалась в следующем: на токар­ ном станке заготовку обтачивали до требуемых разме­ ров, затем после разметки просверливали отверстия по­ следовательно сверлами диаметром 10, 11 п 11,4 мм, по­ лученную заготовку дополнительно просушивали при 200—300° С, после чего отверстия вручную обрабатывали специальными конусными развертками.

Вторичное охлаждение представляло собой изогнутую по спирали трубку с отверстиями для разбрызгивания воды.

Кроме узла кристаллизатора, значительной реконст­ рукции подвергли тянущую клеть. В первом варианте при литье трех заготовок верхний прижимной ролик был гладкий. В процессе исследований выяснили, что такая конструкция роликов не обеспечивала проталкивания верхней заготовки через направляющую трубу сматыва­ ющего устройства. В результате этого заготовка проги­ балась, выкручивалась, происходило выталкивание ниж­ них заготовок из направляющей проточки ролика, и вы­ тягивание прекращалось. Для устранения этих недостат­ ков в верхнем прижимном ролике была выполнена тре­ угольная проточка и углублена проточка в нижнем ро­ лике. Окончательный вариант тянущих роликов для трех заготовок послужил основой при изготовлении тянущей клети для семи и девяти заготовок. Заготовки располо­ жены в 2 ряда, боковые стенки проточек наклонены к оси ролика под углом 60—70°. Вытягивание заготовок на машине проводилось только за счет нижних роликов, что не обеспечивало стабильной работы при разливке семи заготовок. Периодически происходило проскальзы­ вание заготовок независимо от величины нажатия верх­ него ролика. Поэтому для обеспечения надежности вытя­ гивания верхние ролики были также сделаны приводны­ ми. После проведенной реконструкции машины тяну­ щая клеть обеспечивала надежное вытягивание 7— 9 заготовок.

Предложенные проектом стальные затравки диамет­ ром 11 мм часто выходили из строя из-за деформации в

40

бронзовые заготовки, подвергнутые волочению до диа­ метра 11 мм; соединение их с металлом осуществлялось за счет частичного оплавления концов при введении в

металлоприемник на 10—30 мм.

Было опробовано несколько конструкций реле вре­ мени для обеспечения периодического включения тяну­ щей клети. Пневматическое н электронное реле времени на обеспечили стабильной работы электрооборудования при требуемой частоте включений (до 30 циклов в мину­ ту). Применение реле механического типа с принуди­ тельным замыканием контактов от выступов диска так­ же не обеспечило постоянства цикла вытягивания и на­ дежности при длительной работе. Диск приводился во вращение электродвигателем переменного тока типа СД-2 с малым числом оборотов. В процессе работы кон­ такты подгорали и приваривались друг к другу, вызывая длительное вытягивание и обрыв заготовок. Удовлетво­ рительную работу тянущей клети обеспечило электроме­ ханическое реле с паузным механизмом, стабилизатором напряжения и реостатом, регулирующим величину цик­ ла. Паузный механизм получал вращение через редук­ тор, вытягивание осуществлялось в момент размыкания контактов. Такая схема реле позволяла индивидуально изменять время вытягивания от 0,5 до 6 с и время оста­ новки от 1 до 8 с. Наряду с реле времени на стабиль­ ность режима вытягивания большое влияние оказывала работа электротормоза двигателя тянущей клети.

Сматывающее устройство первоначально представля­ ли собой три свободно вращающихся на радиальноупор­ ных подшипниках стальных диска диаметром 1000 мм, смонтированных на общей стальной раме. Затем на края дисков установили направляющие обечайки, а в даль­ нейшем для удобства обслуживания диски заменили лег­ кой сварной конструкцией из труб (моталками). При пе­ реходе на 7—9 ручьев моталки установили в 2, а затем в 3 этажа, сохранив принцип свободного вращения каж­ дой моталки (см. рис. 12). Рама с моталками жестко закреплена на полу цеха за механизмом вытягивания. Для обеспечения сворачивания заготовок в бухты тяну­ щая клеть проталкивала их через направляющие трубы, изогнутые по определенному радиусу (в зависимости от

41

расположения моталок по отношению к механизму вытя­ гивания). В трубах заготовки изгибались по радиусу н укладывались на моталки витками. После достижения массы бухты около 300 кг заготовки отрезали графито­ вым электродом, и бухты поочередно снимали с моталок без прекращения процесса литья.

Разработанная конструкция обеспечила работоспо­ собность многоручьевон горизонтальной машины в про­ мышленных условиях [27].

5.ДВУХРУЧЬЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ МАШИНА

В1966 г. была построена двухручьевая горизонталь­ ная машина непрерывного литья легкоплавких сплавов (припоев). Отлитые заготовки в дальнейшем подвергали

ние; 5 — тянущая клеть; 6 — летучая пила; 7 — затравка

прессованию на прутки, трубы и другие виды продукции. Машина (рис. 14) позволяла одновременно отливать две заготовки одинакового или различного диаметра от 25 до 150 мм. Технологическая ось машины находилась на высоте 1,2 от уровня пола цеха, ее габариты — 5Х5Х

миксера со сливным патрубком, металлоприемннка, кри­

42

сталлизатора, вторичного охлаждения, тянущих клетей, летучих пил, системы автоматики п управления. В состав миксера входил котел со сферическим дном, который вставлен в металлический кожух, изготовленный из не­ ржавеющей стали.

Футеровка миксера выполнена из легковесного шамо­ та. В каналах футеровки уложены электронагреватели, изготовленные в виде спирали из нихрома. Мощность нагревателей 45 кВт. Температуру металла в миксере за­ давали и контролировали с помощью электронного по­ тенциометра типа ПСР-1-01, датчиком для которого слу­ жила термопара. В дне котла имелся фланец с кониче­ ским отверстием, которое перекрывалось стопором. К фланцу болтами прикреплен электрообогреваемый па­ трубок, представлявший собой трубу диам. 70 мм из нержавеющей стали. Сверху миксер закрыт теплоизо­ лированной крышкой из двух частей: поворотной и не­ подвижной. На неподвижной части крышки установлены: механизм перемешивания, стопор, термопара и элект­ род—указатель уровня металла. Поворотная часть крыш­ ки связана с неподвижной шарнирами и открывалась с по­ мощью штурвала и противовеса. При помощи мешалки осуществлялось периодическое перемешивание сплава для предупреждения его расслоения по удельному весу.

Подача металла из миксера в металлопрпемнпк про­ изводилась открытием стопора при помощи электромаг­ нита КПТД-102 на ручном пли автоматическом-режиме. Уровень расплава в миксере контролировался электрон­ ным датчиком, снабженным световой и звуковой сигна­ лизацией. Миксер установлен на сварной раме и распо­ ложен на расстоянии 0,8 м от машины.

Металлопрпемнпк емкостью 150 кг выполнен литым из нержавеющей стали со съемной крышкой. На крыш­ ке установлено два электрода — указателя уровня ме­ талла. Через отверстие в крышке в металлопрпемнпк введено колено сливного патрубка, выходное отверстие которого расположено ниже уровня жидкого металла. С двух сторон металлопрпемнпк имел отверстия, в ко­ торые вставлены эксцентрические кольца, выполненные из нержавеющей стали, позволяющие соединять кристал­ лизаторы с металлоприемником как одинакового, так и различного сечения. Герметичность соединения металлоприемника с кристаллизаторами достигалась асбестовы-

43

Ч,019

Рис. 15. Узел металлоприемннка с графитовыми кристаллизаторами:

Рис. 16. Узел мсталлоприемника с медными кристаллизаторами:

1 , 2 — кристаллизаторы; 3 — металлоприемник; 4 — крышка; 5 — подводящий патрубок; 6 — переходное кольцо; 7 — соединительная втулка; S — патрубок для подвода воды; 9 — указатель уровня сплава; 10 — стяжка; 11 — электрообогрев

44

Мп прокладками и ышголыми стяжками. В ппжпей части металлоприемиика и па узких сторонах его установлены электронагреватели спирального типа, которые позволя­ ли поддерживать в нем необходимую температуру рас­ плава.

Контроль температуры припоя в металлопрнемппке

кристаллизатор закреплен жестко в то время, как другой может свободно перемещаться по направляющим вдоль осп разливки. С помощью винтовых стяжек оба кристал­ лизатора плотно прижимались к металлоприемнпку

(рис. 15).

Кристаллизатор первоначально изготовляли из гра­ фита и вставляли в медный водоохлаждаемый кожух. Конструкция такого кристаллизатора описана выше. В дальнейшем был применен медный водоохлаждаемый кристаллизатор длиной 250 мм с хромированной рабочей поверхностью (рис. 16). Кристаллизаторы с металлоприемником соединяли при помощи асбоцементных втулок, внутренний диаметр которых соответствовал диаметру рабочей поверхности кристаллизатора. Впоследствие соединительные втулки изготовляли из нержавеющей стали. Расход охлаждающей воды в кристаллизаторе регулировали' вентилем и контролировали с помощью ре­ ле. Температуру нагрева воды в кристаллизаторе опреде­ ляли логометром и ртутным термометром.

В первом варианте вторичное охлаждение было вы­ полнено контактным в виде независимых друг от друга блоков, изготовленных из листовой стали, которые охва­

готовке рабочую поверхность блоков вторичного охлаж­ дения шлифовали. Нижний блок крепили к станине тя­ нущей клети и после подгонки по затравке фиксировали с помощью регулировочных винтов. Верхний блок соеди­ няли с нижним по установочным штырям. Охлаждаю­ щую воду во вторичное охлаждение подавали из цеховой магистрали, после чего она поступала в канализацию. Расход воды регулировали вентилем.

В процессе отработки технологии установлено, что

45

такая конструкция вторичного охлаждения пз-за иска­ жения профиля заготовки не обеспечивала необходимого охлаждения. Во втором варианте было применено души-

Рис. 17. Контактное вторичное охлаждение (через стенку)

/50

Рис. 18. Вторичное охлаждение струйного типа

рующее вторичное охлаждение закрытого типа, которое успешно заменило контактное (рис. 18). Охлаждение заготовки производили на длине 120 мм через два ряда отверстий.

46

Система автоматики с помощью электронных прибо­ ров, а также датчиков и средств сигнализации обеспечи­ вала контроль и регулирование следующих технологиче­ ских параметров:

1) температуры сплава в миксере и металлоприемнике;

2)расход и температуру охлаждающей воды в кри­ сталлизаторе н во вторичном охлаждении;

3)уровень жидкого металла в миксере п металлопрп-

емннке; 4) дозированную подачу жидкого металла из миксе­

ра в металлоприемник.

Разработанная конструкция основных узлов обеспе­ чила работоспособность .двухручьевой горизонтальной машины в промышленных условиях [28].

Г л а в а III

ТЕХНОЛОГИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

1. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ЗАГОТОВОК

Теплопередача от заготовки к кристаллизатору

Производительность машины горизонтального непре­ рывного литья в значительной степени зависит от пра­ вильно сконструированного основного узла — кристал­ лизатора. Знание таких параметров, как температура рабочей поверхности кристаллизатора, теплосъем н ко­ эффициент теплопередачи позволяют разработать конст­ рукцию кристаллизатора и режим его охлаждения. Све­ дения о тепловой работе кристаллизатора в условиях горизонтального непрерывного литья ограничены п по­ этому были проведены исследования температуры сте­ нок по длине кристаллизатора (рис. 19). Показания тер-

47

Pi