ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ И НАДЕЖНОСТИ МАШИН
< 3, 2004
УДК 669.18.046:621.74.047
© 2004 г. Одиноков В.И., Черномас В.В., Соболев М.Б., Зайцев A.B.
ПОЛУЧЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ДЕФОРМИРОВАННЫХ ЗАГОТОВОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛИТЕЙНО-КОВОЧНОГО МОДУЛЯ
Разработаны технология и комплекс оборудования для ее реализации, позволяющие производить в непрерывном режиме литые с одновременным деформированием изделия широкой номенклатуры поперечных сечений, имеющих, по сравнению со стандартным прокатом, аналогичные физико-механические и эксплуатационные свойства при относительно низкой себестоимости.
Для деформирования изделия используется специально разработанный литейно-ко-вочный модуль. В настоящее время в Институте машиноведения и металлургии ДВО РАН изготовлены три устройства [1, 2]: два вертикального и один горизонтального типа. Литейно-ковочный модуль представляет собой устройство с подвижным кристаллизатором. В него из дозатора подается расплав, охлаждающийся до твердо-жидкого состояния и кристаллизующийся под давлением, создаваемым подвижными частями модуля. Степень деформации при формировании изделия в калибровочной части модуля можно регулировать. Она достигает 80%. Производительность получения изделий находится в пределах от 2 до 8 погонных метров в минуту в зависимости от модификации литейно-ковочного модуля и материала изделия. Комплекс технологического оборудования имеет небольшие габаритные размеры и прост в обслуживании и эксплуатации.
Разработанная технология включает в себя следующие технологические операции: подготовку исходных огнеупорных и шихтовых материалов; плавку шихтовых материалов, дозирование и заливку расплава; формирование изделия; охлаждение изделия и финишные операции.
По конструктивному исполнению литейно-ковочные модули бывают двух основных типов: с горизонтальным (двусторонним) и с вертикальным (односторонним) направлениями выхода заготовки.
На рисунке приведен общий вид литейно-ковочного модуля с горизонтальным направлением выхода заготовки, который включает водоохлаждаемый кристаллизатор, состоящий из четырех частей: двух боковых водоохлаждаемых бойков-кристаллизаторов (боковых стенок) 1, каждый из которых закреплен в суппорте 2 и приводится в движение двумя приводными эксцентриковыми валами 3. Валы вращаются навстречу друг другу в подшипниках, установленных в верхней и нижней водоохлаждаемых плитах 5. Плиты приводятся в движение в горизонтальной плоскости от одной из пар приводных эксцентриковых валов посредством шарнирной системы 6 и плотно прижимаются к боковым частям нажимными устройствами 7. Устройства установлены в стенках станины 4 через плоский шарикоподшипник 8. Боковые стенки 1 имеют наклонные и прямые участки. Верхняя плита имеет окно для установки разливочного стакана. Такое же окно имеет и верхняя стенка станины 4. Пара привод-
ных эксцентриковых валов приводит в движение боковые стенки нижней и верхней водоохлаждаемой плиты 5 через шарнирную систему. С правой стороны суппорты крепятся на эксцентриковых валах с помощью устройства, позволяющего перемещаться суппорту относительно осей валов по подшипникам скольжения (9,10 - эксцентрик, 11 - вставка из низкотеплопроводного материала). Эта схема довольно широко применяется в шарнирных эксцентриковых устройствах.
Работа модуля осуществляется следующим образом. При установившейся работе жидкий металл через разливочный стакан, установленный в окнах стенки статины 4 и верхней прижимной плиты 5, заливается в сборный кристаллизатор. Он образует пространство, где происходят 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 способствует деформации закристаллизовавшегося металла и попеременную выдачу заготовки. Верхняя и нижняя стенки кристаллизатора, связанные только с эксцентриковыми валами, совершают возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости, способствуя попеременному продвижению закристаллизовавшегося металла (самоподачу) - выходу заготовки. Движение верхней и нижней плит осуществляется через эксцентрики, расположенные на крайних участках валов и повернутые относительно эксцентрика среднего участка на 90°. Нижняя плита под окном имеет вставку из твердосплавного материала (Т1С), предотвращающего размывание плиты.
Преимуществами разработанной технологии и комплекса технологического оборудования для ее реализации являются: пространственное и временное совмещение двух технологических процессов (непрерывного литья и прокатки) в одном, предназначенном для производства непрерывных изделий различной номенклатуры, что позволило исключить промежуточные технологические операции и исключить оборудование для их реализации; возможность получения композиционных и пустотелых изделий с постоянным поперечным сечением из различных материалов; несложность конструкции и простота обслуживания и эксплуатации комплекса технологического оборудования; высокая технологическая гибкость комплекса при переходе от выпуска с одной
номенклатуры изделий на другую; комплекс вписывается в существующие производственные технологические процессы изготовления непрерывных изделий, может использоваться с любыми типами плавильного и литейно-дозирующего оборудования при условии обеспечения требуемых технологических параметров, необходимых для получения изделий по разработанной технологии; не требует дополнительных капитальных вложений при реорганизации существующего производственного технологического процесса; низкая, по сравнению с традиционным прокатом, себестоимость получаемых изделий; при реализации разработанной технологии предполагается сокращение производственных площадей до 10 раз.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Одинокое В.И. Установка для получения непрерывных деформированных заготовок. Патент < 2073586 ИИ // Б.И. 1997. < 5.
2. Стулов В.В., Одинокое В.И. Способ получения непрерывнолитых полых заготовок и устройство для его реализации. Патент < 2077765 Ии // Б.И. 1997. < 11.
Комсомольск-на-Амуре Поступила в редакцию 20.Х.2003
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.