УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕДНЫХ КЕССОНИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении медных армированных отливок.
Известно устройство для получения медных кессонированных элементов для металлургических агрегатов, выполнение в виде облицованного котла для заливки медного расплава, в который погружается медный трубчатый змеевик на нужную глубину и производится выдержка для обеспечения направленности кристаллизации меди при пропускании через змеевик аргона (SU 1823803, публ. 23.06.93).
Недостатками известного устройства являются:
- необходимость использования аргона с безвозвратными потерями;
- сложность технологии установки в жидкую медь медного трубчатого змеевика.
Техническим результатом изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно:
- устранение потерь аргона;
- упрощение технологии вмонтирования медного змеевика в медную отливку.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для изготовления медных кессонированных элементов, включающем литейную форму и медный трубчатый змеевик для оформления полости в отливке, медный трубчатый змеевик заполнен легкоплавким металлом и змеевик установлен в литейной форме.
В качестве легкоплавкого металла могут быть использованы свинец, магний, олово, литий и другие металлы, а также сплавы на их основе.
Объемная теплоемкость и аккумулирующая способность армированного змеевика достаточны для того, чтобы вся теплота перегрева залитой в форму меди была им поглощены с образованием направленного фронта кристаллизации и необходимость применения аргона для отбора тепла отпадает.
Кроме того, армированный змеевик устанавливается в форму довольно просто, до заливки в нее расплава меди.
Следующее отличие устройства заключается в том, что медный змеевик может быть выполнен в виде гальванической оболочки, нанесенной на металлический расплавленный стержень, выполненный в форме змеевика.
Такое решение упрощает технологию изготовления змеевика. Например, изготавливается арматура в виде змеевика из легкоплавкого металла, затем на ее поверхность в гальванической ванне наносится слой меди толщиной 1 мм. После этого биметаллический змеевик устанавливается в литейную форму и заливается медью. Свободные концы змеевика закрепляются в элементах формы.
Такое решение позволяет исключить из производства кессонированных элементов медный прокат в виде трубы, что в отдельных случаях упрощает производство, например, в условиях Норильского ГМК, имеющего хорошо развитое гальваническое производство.
На фиг.1 приведено устройство для получения медного кессонированного элемента.
Устройство содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 полуформы, стержень 3, оформляющий центральную полость отливки, змеевик 4, выполненный из медной трубки, заполненный легкоплавким металлом 5, например, свинцом, снабженный медными жеребейками 6 для фиксации змеевика 4. Для заливки расплава меди имеется заливочная воронка 7 и форма 8 для запора.
Устройство работает следующим образом,
В нижнюю полуформу 2 устанавливается змеевик 4, заполненный легкоплавким металлом 5. Свободные концы змеевика закрепляются в элементах формы. Затем устанавливается верхняя полуформа 1, заливочная воронка 7 и форма 8.
Расплав меди заливается в собранную форму при температуре 1150°C.
Благодаря тому, что теплопроводность материала змеевика 4 и его металлического наполнителя 5 не менее, чем на 2 порядка выше теплопроводности песчаных форм 1 и 2 и стержня 3, кристаллизация меди происходит направленно от змеевика по направлению к стенкам формы и стержня.
При этом легкоплавкий сплав 5 в процессе затвердевания меди расплавляется и аккумулирует на себя тепло, передаваемое залитой медью, после ее затвердевания температура перегретого свинца не превышает 1000°C.
После охлаждения отливки до температуры 500°C производится ее выбивка из литейной формы, расплав свинца сливается из змеевика 4 для повторного использования и процесс повторяется.
Использование изобретения позволяет снизить издержки производства и безвозвратные потери, упростить технологию изготовления, в т.ч. помещение змеевика в отливку.