Проектування виливниць

Кукса А.В. Чавунні сталерозливні виливниці: монографія / Кукса А.В.. – М.: Металургія, 1989. – 151 с.

При проектуванні чавунних сталерозливних виливниць їх конструктивні параметри вибирають відповідно до рекомендацій, наведених у роботах [32,48-53].

Відношення маси виливниці (І) до маси зливка (С) - І/С для вітчизняних заводів становить приблизно 1,0 - 1,2. Останніми роками намітилося його зниження (зарубіжних - І/З = 0,9).

Наведена сторона (середній діаметр D) та висота наливу металу Н, що використовуються при конструюванні виливниць, визначають критерій HID, пов'язаний з якістю металу зливка.

Значення D для різних форм поперечного перерізу виражаються залежностями [71]:

для сортових D = аср

для багатогранних D = (0.94. 0.96) aср;

для круглих D = 0,89 (2 Rср), де аср і bср - середні відстані між внутрішніми протилежними вузькими і широкими гранями; R – середній радіус круглої виливниці.

У квадратних та прямокутних виливницях для злитків масою до 6,0 т відношення H & gt;

Сортові та листові виливниці на вітчизняних заводах мають конусність 2,6. 4,2%, на зарубіжних – 2. 3%.

Для сортових та листових виливниць застосовуються відповідно формули для підрахунку конусності:

Зворотна конусність наскрізних виливниць для окропу вибирається зі зручності роздягання злитків і коливається в межах 0,9. 1,3%, за кордоном - 0,9. 1,04%.

Конусність стінок виливниць дозволяє легше витягувати злиток з виливниці, а також отримувати його зі щільною будовою центральної зони і неглибокою усадковою раковиною.

Співвідношення розмірів сторін прямокутних виливниць визначається їхньою формою. Прямокутні зливки при однаковій площі поперечного перерізу зквадратними зливками швидше твердне у виливниці, швидше нагріваються в колодязях і вимагають меншої кількості перепусток при прокатуванні на блюмінгу. Різниця між більшою та меншою сторонами приймається в середньому 100. 120 мм.

Товщина стінок S коливається в межах (0,19-0,25) D у виливницях для спокійної сталі та (0,18-0,23) D - у виливницях для окропу. Фактично під час виборів товщини у кожному даному випадку враховуються умови виробництва та експлуатації изложниц на даному підприємстві.

У роботі [49] на основі аналізу конструктивних параметрів великої кількості типорозмірів виливниць для злитків масою близько 10 т, що застосовуються переважно на металургійних заводах України, дано співвідношення між параметрами, при яких забезпечується значне полегшення виливниць (зниження І/С до 1,0) при тієї ж стійкості за кількістю наливів та зниження витрати на одну тонну сталі:

Sc = 0.2·D-товщина стінки в середині виливниці, мм;

SB = Sср – товщина стінки на верхньому відкритому торці, мм;

Sд = 0,9аср – товщина стінки в донній частині, мм;

Нд = (0,08. 0,10) Н – товщина дна, мм;

rcр = (0,08. 0,13) D-радіус закруглення в кутах, мм;

Sб = 0,2 SB; hб = (0,10. 0,15) Н - товщина та висота бурта, мм.

А. Н. Алімов [12] , а трохи пізніше Й. Пржибил [3] запропонували принцип конструювання виливниць, що полягає в наданні їх стінкам такої зовнішньої форми, яка б задовольняла умові рівномірного нагріву в радіальному, горизонтальному і вертикальному напрямках, тобто. забезпечувала створення горизонтальних ізотермічних поясів, які плавно переходять по вертикалі один в інший - принцип термоврівноваженості.

В. В. Абрамов та співробітники [50, с. 124-130], на відміну від Бенкса, пропонують враховуватиперепади температур по висоті виливниці та товщину стінки виконувати змінної як по ширині, так і за висотою термоурівноваженої виливниці, виходячи з дотримання наступної рівності:

де dT - різниш температур між внутрішньою та зовнішньою поверхнями стінки в будь-якій ділянці виливниці, °С; Тср – значення середньої температури °С; S - товщина стінки у тому ж ділянці виливниці, мм; (dTTср)mах-вибирається для ділянки виливниці з максимальним значенням твору в процесі її експлуатації.

Розроблено методику конструювання термоурівноважених виливниць:

попередньо визначають товщину стінки виливниці за емпіричною формулою

де А і В – розміри порожнини виливниці;

на експериментальній виливниці (моделі) з однаковою товщиною стінок і із заданими розмірами та формою поперечного перерізу визначають різницю температур dT, а також значення середньої температури Tср;

товщина S у будь-якому місці виливниці визначається за формулою

Спроектовані за цим методом виливниці (мал. 17) для заводу "Запоріжсталь" показали підвищену стійкість.

---