Дорн для вертикальної машини безперервного лиття

Номер патенту: 121289

Опубліковано: 27.11.2017

Автори: Осипова Тетяна Миколаївна, Хорошилов Олег Миколайович

Є ще 1 сторінка.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Дорн для вертикальної машини безперервного лиття, що має посадочний буртик з отворами та формоутворюючу поверхню на консольній його частині з ненаскрізними отворами, який відрізняється тим, що на консольній частині формоутворюючої поверхні виконують зрізи, відношення довжини яких до діаметра торцевої консольної частини дорна знаходиться в межах:

,

де  - діаметр торцевої консольної частини дорна;

 - довжина зрізу.

2. Дорн за п. 1, який відрізняється тим, що на вхідному торці дорна (зі сторони буртика) виконано три наскрізні отвори в буртику, діаметри яких співвідносяться з діаметром торцевої консольної частини дорна виразом:

,

де  - діаметр торцевої консольної частини дорна;

 - діаметр наскрізного отвору, виконаного у буртику.

3. Дорн за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що на вхідному торці дорна (зі сторони буртика) виконано центральний ненаскрізний отвір, діаметр та глибина якого визначені зі співвідношень:

,

,

де  - діаметр торцевої консольної частини дорна;

 - діаметр центрального ненаскрізного отвору, виконаного у торцевій консольної частини дорна;

 - загальна довжина дорна;

 - довжина центрального ненаскрізного отвору.

Текст

Реферат: Дорн для вертикальної машини безперервного лиття має посадочний буртик з отворами та формоутворюючу поверхню на консольній його частині з ненаскрізними отворами. На консольній частині формоутворюючої поверхні виконують зрізи. На вхідному торці дорна (зі сторони буртика) виконано три наскрізні отвори в буртику та на вхідному торці дорна (зі сторони буртика) виконано центральний ненаскрізний отвір. UA 121289 U (54) ДОРН ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОЇ МАШИНИ БЕЗПЕРЕРВНОГО ЛИТТЯ UA 121289 U UA 121289 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до металургії, а саме до безперервного лиття металів та сплавів і може бути використана при литті порожнистих заготовок з кольорових металів та сплавів. Відомий дорн для машини безперервного лиття порожнистих заготовок [1], має посадочний буртик з отворами та формоутворюючу поверхню на консольній його частині з ненаскрізним отвором, діаметр та глибину якого находять за співвідношенням: 0,45D  Dотв  0,65D (1); 0,25L  Lотв  0,9L (2), де D - діаметр торцевої консольної частини дорна; Dотв - діаметр центрального ненаскрізного отвору; L - загальна довжина дорна; L отв - довжина центрального ненаскрізного отвору. Недоліком цієї конструкції дорна є те, що його формоутворююча поверхня без зрізів обумовлює постійне зростання зусилля між поверхнею дорна та внутрішньою поверхнею порожнистої заготовки під час її охолодження. Найбільш близький по конструкції до дорна, що заявляється, є дорн [2], який має посадочний буртик та формоутворюючу поверхню, на якій виконані зрізи, що розташовані по всій ширині формоутворюючої поверхні та направлені впродовж осі дорна. Недоліком даної конструкції дорна є те, що в початковий період процесу безперервного лиття порожнистих заготовок малої товщини за рахунок непрогрітої поверхні дорна рідина перемерзає, не дозволяючи розплаву формувати внутрішню поверхню заготовки. Це порушує стабільність процесу безперервного лиття. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції дорна, яка дозволятиме, по-перше, знизити зусилля між поверхнею порожнистої заготовки і поверхнею дорна, по-друге, підвищити стабільність процесу безперервного лиття на начальному його етапі за рахунок підвищити температури масивної частини дорна, що дозволятиме розплаву без перемерзання стінок порожнистої заготовки формувати її внутрішню поверхню. Поставлена задача вирішується тим, що на консольній частині формоутворюючої поверхні виконують зрізи, відношення довжини яких до діаметра торцевої консольної частини дорна знаходиться в межах: 0,2   / D  12 , (3) , де D - діаметр торцевої консольної частини дорна;  - довжина зрізу. На вхідному торці дорна (зі сторони буртика) виконано три наскрізні отвори в буртику, діаметри яких співвідносяться з діаметром торцевої консольної частини дорна виразом: 0,4  d1 / D  0,85 , (4) отв де D - діаметр торцевої консольної частини дорна; d1 - діаметр наскрізного отвору, виконаного у буртику. отв На вхідному торці дорна зі сторони буртика виконано центральний ненаскрізний отвір, діаметр та глибина якого визначені зі співвідношень: 40 45 50 55 2 0,4D  dотв  0,7D , (5) 0,2L  Lотв  0,9L , (6) де D - діаметр торцевої консольної частини дорна; 2 dотв - діаметр центрального ненаскрізного отвору, виконаного у торцевій консольній частини дорна; L - загальна довжина дорна; L отв - довжина центрального ненаскрізного отвору. На Фіг. 1 показано переріз дорна за лінією (В-В), на Фіг.2 - переріз дорна за лінією (А-А). Дорн має 1 - циліндричні отвори, 2 - буртик, 3 - консольну частину дорна, 4 охолоджувальна поверхня кристалізатора, 5 - простір між поверхнями консольної частини дорна 3 та охолоджувальної поверхні кристалізатора 4, 6 - центральний ненаскрізний отвір, 7 вихідний торець дорна. Пристрій працює таким чином. В процесі безперервного лиття порожнистих заготовок з кольорових металів та сплавів розплав протікає скрізь отвори 1 буртика 2 та заповнює простір 5 між формоутворюючими поверхнями дорна 3 та кристалізатора 4 (показана тільки його внутрішня поверхня). Одночасно розплав заповнює ненаскрізний отвір 6. Розплав нагріває консольну частину дорна 3, в результаті чого на начальному етапі безперервного лиття на 1 UA 121289 U 5 формоутворюючій консольній поверхні 3 дорна утворюється температура, яка дозволяє розплаву (без перемерзання) заповнити простір між поверхнями 3 та 4 і формувати внутрішню поверхню заготовки. Заповнення простору між поверхнями 3 та 4 на початковому етапі безперервного лиття забезпечує стабільність процесу безперервного лиття. В таблиці № 1 приведені геометричні параметри зрізів при різних співвідношеннях  / D (фіг. 1). Таблиця № 1 Вплив геометричних параметрів зрізів при різних співвідношеннях  / D на стабільність процесу безперервного лиття Величина Наявність зусилля між поверхнею порожнистої заготовки та поверхнею співвідношення  / D дорна та стабільності процесу безперервного лиття 0,1 Стабільність процесу не забезпечується. Стабільність процесу забезпечується при литті заготовок з внутрішнім 0,2 діаметром більше ніж 0,2 м. Стабільність процесу забезпечується при литті заготовок з внутрішнім 0,7 діаметром від 0,08 до 0,25 м. Стабільність процесу забезпечується при литті заготовок діаметром від 1,2 0,08 до 0,25 м, але таке співвідношення обумовлює зниження продуктивності машині безперервного лиття на 10-15 %. Стабільність процесу забезпечується при литті заготовок діаметром від 1,5 0,08 до 0,25 м, але таке співвідношення обумовлює зниження продуктивності машині безперервного лиття на 25-35 %. 10 15 20 25 Дані наведені в таблиці № 2 свідчать про те, що оптимальним є співвідношення  / D , що дорівнює значенню 0,7, при якому стабільність процесу безперервного лиття забезпечується при виробництві порожнистих заготовок з внутрішнім діаметром від 0,08 до 0,25 м. Мінімальному граничному значенню відповідає співвідношення  / D  0,2 , при якому для забезпечення стабільного процесу безперервного лиття доцільно виготовляти заготовки діаметром більше ніж 0,2 м. Максимальному граничному значенню відповідає співвідношення  / D  12 , при якому , виготовляються заготовки діаметром 0,08-0,25 м з забезпеченням стабільного процесу безперервного лиття. При мінімальному понад граничному значенні  / D  0,1 неможливо здійснювати процес безперервного лиття, так як вершина зрізів розташована близько до торця дорна. Виконувати максимальне понад граничне значення співвідношення  / D  15 недоцільно, бо , таке співвідношення обумовлює зниження продуктивності машині безперервного лиття на 2535 %. Таким чином, стабільність процесу безперервного лиття забезпечується при співвідношенні  / D , яке знаходиться в інтервалі 0,2-1,2. В таблиці № 2 наведено вплив співвідношення діаметра наскрізного отвору, виконаного в буртику, до діаметра торцевої консольної частини дорна d1 / D на здійснення процесу отв безперервного лиття (фіг. 1) та (фіг.2). 2 UA 121289 U Таблиця № 2 Показники стабільності процесу безперервного лиття при різних показниках значень співвідношення d1 / D отв Співвідношення, d1 / D отв 0,30 0,40 0,65 0,85 0,95 Показники стабільності процесу безперервного лиття Витрата розплаву скрізь кристалізатор дорном буде більша, ніж витрата розплаву скрізь три отвори в буртику. Стабільність процесу безперервного лиття не забезпечується. Співвідношення доцільно застосовувати у разі лиття заготовок з внутрішнім діаметром 80-100 мм з товщиною стінки 8-10 мм. Співвідношення застосовується у разі лиття заготовок з товщиною стінки від 10 до 25 мм та внутрішнім діаметром заготовок 100-180 мм. Співвідношення застосовується у разі лиття заготовок з товщиною стінки від 26 до 35 мм та внутрішнім діаметром заготовок 181-300 мм. Не доцільно застосовувати співвідношення d1 / D більшими, ніж 0,85, отв тому що при цьому послаблюється зв'язок між буртиком та консольною частиною дорна. Дані, наведені в таблиці № 2, свідчать про те, що оптимальним є співвідношення / D  0,65 , при якому стабільність процесу безперервного лиття забезпечується при виробництві порожнистих заготовок з внутрішнім діаметром в інтервалі 0,1-0,18 м. d1 отв 5 Мінімальному граничному значенню відповідає співвідношення d1 / D  0,4 , при якому отв доцільно виготовляти заготовки діаметром 0,08-0,1 м із забезпеченням стабільного процесу безперервного лиття. 10 Максимальному граничному значенню відповідає співвідношення d1 / D  0,85 , при якому отв доцільно виготовляти заготовки діаметром 0,181-0,3 м із забезпеченням стабільного процесу безперервного лиття. При мінімальному понад граничному значенні d1 / D  0,3 витрати розплаву скрізь три отв отвори у буртику є значно меншими, ніж в цілому витрати розплаву скрізь кристалізатор, що унеможливлює виготовлення заготовок. 15 20 Виконувати максимальне понад граничне значення співвідношення d1 / D  0,95 отв недоцільно, тому що при цьому послаблюється зв'язок між буртиком 1 та консольною частиною дорна 3. Таким чином, стабільність процесу безперервного лиття забезпечується при співвідношенні d1 / D , яке знаходиться в інтервалі 0,4-0,85. отв В таблиці № 3 наведено вплив співвідношення діаметра ненаскрізного отвору до діаметра у 2 торцевій частині дорна dотв / D (фіг. 1) та (фіг. 2) на стабільність процесу безперервного лиття порожнистих заготовок з мідних сплавів. 3 UA 121289 U Таблиця № 3 Визначення показників стабільності процесу безперервного 2 лиття порожнистих заготовок при різних значеннях співвідношення dотв / D . Співвідношення 2 dотв / D Показники стабільності процесу безперервного лиття Здійснюється недостатній прогрів зовнішньої поверхні консольної частини дорна. Процес безперервного лиття не є стабільним 0,3 0,45 0,65 0,85 0,9 Здійснюється раціональний прогрів консольної частини дорна. Процес безперервного лиття є стабільним Зменшується міцність зовнішньої поверхні консольної частини дорна. 2 З таблиці № 3 випливає, що значення оптимального співвідношення dотв / D дорівнює 0,65. Стабільність процесу безперервного лиття забезпечується. 5 2 Мінімальне граничне значення співвідношення dотв / D , стабільність процесу безперервного лиття, дорівнює 0,45. при якому забезпечується 2 Максимальне граничне значення співвідношення dотв / D , при якому забезпечується стабільність процесу безперервного лиття, дорівнює 0,85. 10 15 2 Мінімальне понад граничне значення співвідношення dотв / D , що дорівнює 0,4, зовнішня поверхня дорна не нагрівається до належної температури, в результаті чого ми не досягаємо стабільності процесу безперервного лиття. 2 При значеннях співвідношення dотв / D , що дорівнює 0,9, зменшується міцність зовнішньої поверхні консольної частини дорна, що приводить до її руйнування зусиллями, що виникають при взаємодії між дорном і заготовкою. Таким чином, стабільність процесу безперервного лиття забезпечується при співвідношенні 2 dотв / D , яке знаходиться в інтервалі 0,45-0,85. В таблиці № 4 наведено вплив співвідношення довжини ненаскрізного отвору до довжини дорна Lотв / L (фіг.1) на стабільності процесу безперервного лиття. Таблиця № 4 Визначення показників стабільності процесу безперервного лиття порожнистих заготовок при різних значеннях співвідношення Lотв / L . Співвідношення довжини не наскрізного отвору до довжини дорна, Lотв / L Показники стабільності процесу безперервного лиття 0,15 Здійснюється недостатній прогрів зовнішньої поверхні консольної частини дорна. Процес безперервного лиття не є стабільним 0,20 0,55 0,9 0,95 Здійснюється раціональний прогрів консольної частини дорна. Процес безперервного лиття є стабільним Зменшується міцність консольної частини дорна. 20 25 З таблиці № 4 випливає, що значення оптимального співвідношення довжини ненаскрізного отвору до довжини дорна для безперервного лиття порожнистих заготовок Lотв / L дорівнює 0,55. Найменше граничне значення співвідношення Lотв / L , при якому забезпечується процес безперервного лиття, становить 0,20. 4 UA 121289 U 5 10 15 20 Максимальне граничне значення співвідношення Lотв / L становить 0,9, при цьому процес безперервного лиття є стабільним. При мінімальному понад граничному значенні співвідношення Lотв / L , яке дорівнює 0,15, процес не стабільний. При максимальному понад граничному значенню співвідношення Lотв / L , яке дорівнює 0,95, зменшується міцність консольної частини дорна, що може призвести до його руйнування та протікання розплаву скрізь торець дорна, тому процес безперервного лиття не може бути стабільним. Таким чином, стабільність процесу безперервного лиття забезпечується при співвідношенні Lотв / L , яке знаходиться в інтервалі 0,2-0,9. Взагалі для даної конструкції дорна стабільність процесу безперервного лиття забезпечується при підтримці співвідношень для таких геометричних характеристик як  / D , 2 d1 / D , dотв / D , Lотв / L , в умовах за формулами (3) - (6). отв Технічним результатом даної корисної моделі є удосконалення конструкції дорна, яка дозволятиме, по-перше, знизити зусилля між поверхнею порожнистої заготовки і поверхнею дорна, по-друге, підвищити стабільність процесу безперервного лиття на початковому його етапі за рахунок підвищення температури масивної частини дорна, що дозволятиме розплаву без перемерзання стінок порожнистої заготовки формувати її внутрішню поверхню. Джерела інформації: 1. Патент України № u 102672, 2015, В 22 D 21/00. В 22 D 11/04. 2. Патент України № u 12732, 2007, В 22 D 11/04, В 22 D 21/12. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 1. Дорн для вертикальної машини безперервного лиття, що має посадочний буртик з отворами та формоутворюючу поверхню на консольній його частині з ненаскрізними отворами, який відрізняється тим, що на консольній частині формоутворюючої поверхні виконують зрізи, відношення довжини яких до діаметра торцевої консольної частини дорна знаходиться в межах: 0,2   / D  12 , , де D - діаметр торцевої консольної частини дорна;  - довжина зрізу. 2. Дорн за п. 1, який відрізняється тим, що на вхідному торці дорна (зі сторони буртика) виконано три наскрізні отвори в буртику, діаметри яких співвідносяться з діаметром торцевої консольної частини дорна виразом: 35 0,4  d1 / D  0,85 , отв 40 де D - діаметр торцевої консольної частини дорна; d1 - діаметр наскрізного отвору, виконаного у буртику. отв 3. Дорн за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що на вхідному торці дорна (зі сторони буртика) виконано центральний ненаскрізний отвір, діаметр та глибина якого визначені зі співвідношень: 2 0,4D  dотв  0,7D , 45 0,2L  Lотв  0,9L , де D - діаметр торцевої консольної частини дорна; 2 dотв - діаметр центрального ненаскрізного отвору, виконаного у торцевій консольної частини дорна; L - загальна довжина дорна; L отв - довжина центрального ненаскрізного отвору. 5 UA 121289 U 6 UA 121289 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: B22D 11/04

Мітки: безперервного, дорн, машини, лиття, вертикальної

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/9-121289-dorn-dlya-vertikalno-mashini-bezperervnogo-littya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Дорн для вертикальної машини безперервного лиття</a>

Подібні патенти