2.8. Оборудование для непрерывного литья
Расплавленный металл 1 из ковша или раздаточной печи 2 подается в графитовый кристаллизатор 3, имеющий внутренний профиль, повторяющий геометрию производимой заготовки 4 (рис. 2.8.1). Кристаллизатор непрерывно охлаждается водой, подаваемой в радиатор 5 по направлению стрелки 6.
Рис. 2.8.1 Схема установки для горизонтального непрерывного литья
По мере охлаждения металла формируется отливка 7, вытягивается из кристаллизатора вращающимися роликами 8, которые воздействуют на шток 9, соединенный с затравкой 10 с ласточкиным хвостом.
Таким образом, металл отливки 4 кристаллизуется в одинаковых условиях, что обеспечивает постоянство свойств отрезаемых исходных заготовок. Ко всем участкам отливки поступает в достаточном количестве расплавленный металл, что определяет получение отливки без усадочных раковин и пустот. Так как на всех стадиях процесса литья расплавленный металл испытывает только гравитационное воздействие, то в производимых отливках существенно уменьшена ликвационная неоднородность. При производстве отливок нет литников, что значительно повышает коэффициент выхода годного. В итоге производимая отливка имеет высокие физико-механические свойства.
Рассматриваемый процесс позволяет производить отливку с различным профилем наружной и внутренней поверхности, обеспечивая скорость движения отливки около 1 м/мин.
Отливки могут быть получены из любой стали и сплава, практически неограниченной длины.
Для непрерывного литья используют специальные литейные машины с вертикальным и горизонтальным направлением движения расплавленного металла. Этим способом получают заготовки деталей типа втулок, призм, направляющих станков, плит и прочих деталей машин.
2.9. Оборудование для электрошлакового литья
Способ позволяет получать отливки в водоохлаждаемой металлической форме путем приготовления жидкого металла непосредственно в ее полости методом электрошлакового переплава расходуемого электрода.
Операция приготовления расплава, заливка и выдержка отливки в форме совмещены по месту и времени.
Рис. 2.9.1 Схема получения отливки электрошлаковым литьем: 1 – кристаллизатор; 2 – расплавленный шлак; 3 – электрод; 4 – боковой стержень; 5 – источник тока; б – ванна расплавленного металла; 7 – канал электродугового разряда; 8 – капли расплавленного металла электрода 3; 9 – затравка
В медный кристаллизатор 1, представляющий собой водоохлаждаемую форму из металла, заливают расплавленный шлак 2, в который погружают расходуемый электрод 3. Источник питания подает напряжение 45–60 В, обеспечивая ток 20 А на 1 мм диаметра электрода; в цепи – кристаллизатор 1, затравка 4, шлак 2, электрод 3 (рис. 2.9.1). Так как электрическое сопротивление шлака высокое, то он нагревается на 200–300°С выше температуры плавления стали. В результате электрод 3 плавится, капли металла проходят через шлак и заполняют металлическую форму – кристаллизатор. Расплав, проходя через шлак, рафинируется (очищается от серы, газов), модифицируется магнием и кальцием при их восстановлении из шлака.
Для получения отливки не нужны литниковая система и прибыли. Повышенная плотность металла, его чистота (по содержанию вредных примесей и неметаллических включений) обеспечивают высокие механические свойства отливок. Поверхность отливок гладкая. При производстве отливок не нужны формовочные смеси. Получают заготовки массой до 300 кг. В связи с отсутствием прибылей и литников обеспечивается большой Kим. Способ конкурирует со штамповкой и сваркой при изготовлении ответственных деталей. Коэффициент выхода годного приближается к 100%.
Способ применяют для получения заготовок прокатных валов, шатунов судовых двигателей, роторов турбогенераторов и т.д. Способ применяют для получения заготовок кубиков ковочных штампов. Для оценки экономической эффективности приведены сравнительные характеристики заготовок, получаемых различными способами литья, приведены в табл. 2.9.1.
Таблица 2.9.1