устройство для непрерывного литья и деформации металла

Формула изобретения

Устройство для непрерывного литья и деформации металла, содержащее горизонтальный составной кристаллизатор с отверстием в верхней части, пару боковых стенок, каждая из которых выполнена с наклонными к горизонтальной оси участками и закреплена на суппорте, установленном на двух приводных эксцентриковых параллельных вертикальных валах, нижнюю и верхнюю стенки, каждая из которых установлена на одном из указанных валов с возможностью смещенного по фазе к паре боковых стенок возвратно-поступательного движения, отличающееся тем, что суппорты боковых стенок выполняют составными с вертикальной серединной поверхностью разъема, перпендикулярной осевой плоскости эксцентриковых валов, а поперечное сечение поверхности разъема суппорта представляет собой соединение типа “ласточкин хвост”.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке с одновременной деформацией металла.

Прототипом по технической сущности к предлагаемому является устройство для непрерывного литья и деформации металла (Патент №2073586 RU). Оно включает в себя горизонтальный составной кристаллизатор, выполненный с отверстием в верхней части, пару боковых горизонтальных стенок, каждая их которых выполнена с наклонными к горизонтальной оси участками и закреплена на суппорте, установленном на двух приводных эксцентриковых параллельных вертикальных валах, верхнюю и нижнюю стенки, каждая их которых установлена на одном их указанных валов с возможностью смещенного по фазе к паре боковых рабочих стенок возвратно-поступательного движения.

Недостатком данного устройства является пластическая деформация эксцентриковых приводных валов парных боковых рабочих стенок, вызванная действием растягивающих напряжений, возникающих в упругодеформирующемся суппорте при вращении эксцентриковых валов, находящихся в противофазе. Это приводит к снижению надежности устройства в целом, а также к изменению траектории движения парных боковых стенок и как следствие уменьшает размерную и геометрическую точность получаемых заготовок в частности.

Возникновение растягивающих напряжений в упругодеформирующемся суппорте при вращении эксцентриковых валов обусловлено различным относительным смещением одноименных точек эксцентриков приводных валов рабочей боковой стенки при их одновременном повороте на 90.

Задачей заявляемого устройства является получение заготовок заданного сортамента при непрерывной разливке с одновременной деформацией металла.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении размерной и геометрической точности непрерывнолитых заготовок из деформируемого металла и увеличении надежности устройства для их изготовления.

Заявляемое устройство характеризуется существенными признаками.

Ограничительные:

горизонтальный составной кристаллизатор, выполненный с отверстием в верхней части, пара боковых стенок, каждая из которых выполнена с наклонными к горизонтальной оси участками и закреплена на суппорте, установленном на двух приводных эксцентриковых параллельных вертикальных валах, нижняя и верхняя стенка, каждая из которых установлена на одном из указанных валов с возможностью смещенного по фазе к паре боковых стенок возвратно-поступательного движения.

Отличительные:

суппорты парных боковых стенок выполняют составными с вертикальной серединной поверхностью разъема перпендикулярной осевой плоскости эксцентрированных валов. Поперечное сечение поверхности разъема суппорта представляет собой соединение типа “ласточкин хвост”.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом заключается в том, что растягивающие напряжения, возникающие в суппорте при вращении эксцентриковых валов, находящихся в противофазе, компенсируются взаимным плоскопараллельным перемещением составных частей суппорта парных боковых рабочих стенок.

На фиг.1 приведен общий вид устройства, на фиг.2-4 внешний вид суппорта, где номерами обозначены следующие позиции:

1 - боковые стенки;

2 - суппорт;

3 - приводные эксцентриковые валы;

4 - стенки станины;

5, 5’ - верхняя и нижняя стенки;

6 - шарнирная система;

7 - прижимное устройство;

8 - плоский шарикоподшипник;

9 - эксцентрик;

10 - эксцентрик;

11 - вставка из низкотеплопроводного материала;

12 - левая составная часть суппорта;

13 - правая составная часть суппорта;

14 - накладка;

15 - винт.

Устройство для непрерывного литья и деформации металла включает водоохлаждаемый кристаллизатор, состоящий из четырех частей: двух боковых стенок 1, каждая из которых закреплена в суппорте 2 и приводится в движение двумя приводными эксцентриковыми валами 3, вращающимися навстречу друг другу в подшипниках, установленных в верхней и нижней стенках 5, 5’, приводящихся в движение в горизонтальной плоскости от одной из пар приводных эксцентриковых валов 3 посредством устройства 6, и плотно прижимающихся к боковым частям нажимными устройствами 7, установленными в стенках 4 станины через устройство 8, представляющее собой плоский подшипник с шариками. Боковые стенки 1 имеют наклонные и прямые участки. Верхняя плита имеет окно для установки разливочного стакана. Такое же окно имеет и верхняя стенка 4 станины. Пара приводных эксцентриковых валов 3 приводит в движение стенки верхнюю и нижнюю стенки 5 через шарнирную систему 6. С правой стороны суппорты 2 крепятся на эксцентриковых валах 3 с помощью устройства, позволяющего перемещаться суппорту 2 относительно осей валов 3 по подшипникам скольжения. Эта схема довольно широко применяется в шарнирных эксцентриковых устройствах.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При установившейся работе жидкий металл через разливочный стакан, установленный в окнах стенки 4 станины и верхней стенки 5, заливается в сборный кристаллизатор, образующий бункер, где происходит кристаллизация металла путем теплоотвода тепла подвижными стенками кристаллизатора и деформация затвердевшего металла. При вращении приводных эксцентриковых валов боковые стенки кристаллизатора совершают навстречу друг другу сложное движение в горизонтальной плоскости по замкнутой траектории, характеризуемое величиной эксцентриков, их ориентацией относительно друг друга и направлением вращения валов в каждой боковой стенке. Такое движение боковых стенок способствует деформации закристаллизовавшегося металла и попеременную выдачу заготовки. Верхняя и нижняя стенки кристаллизатора, связанные только с эксцентриковыми валами, совершают в процессе вращения валов 3 возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости, способствуя попеременному продвижению закристаллизовавшегося металла (самоподачу) выхода заготовки. Движение верхней и нижней стенок осуществляется через эксцентрики, расположенные на крайних участках валов 3 и повернутые относительно эксцентрика среднего участка, на котором крепится суппорт 1, на 90. Нижняя плита под окном имеет вставку и из твердосплавного материала, например, TiC, предотвращающего размывание плиты.

Суппорт 2 выполняется составными (фиг.2) и включает в себя две разъемные части 12 и 13, выполненные с сопрягающимися поверхностями, имеющими поперечное сечение типа “ласточкин хвост” (сечение А-А).

Эти части при помощи накладок 14 фиксируются винтами 15 от взаимного вертикального смещения. Горизонтальное относительное перемещение частей суппорта регулируется за счет смещения головок винтов 15 в овальных отверстиях накладок 14. Работа составного суппорта осуществляется следующим образом. При повороте одноименных точек приводных эксцентриковых валов, на которых относительное горизонтальное перемещение 12 и 13 частей суппорта, что вызывает движение головок винтов 15 в овальных отверстиях накладок 14. При дальнейшем повороте одноименных точек приводных эксцентриковых валов, относительное расстояние между ними уменьшается, что приводит к возникновению сжимающих усилий, которые приводят к обратному относительному горизонтальному перемещению (схождению) частей суппорта в исходное положение. В дальнейшем циклы повторяются.