Способ отливки чугунных прокатных валков Советский патент 1984 года по МПК B22D25/06 B22C9/28 B22D15/00 

Изобретение относится к металлур гии, а именно к производству чугунных прокатных валков. В процессе производства литых чу гунных прокатных Всшков, жидкий чугун преимущественно доэвтектического состава, заливают в комбинирован ную форму, включакндую песчано-глинистые элементы и кокиль для формирования рабочего слоя. Для получения качественных, отливок большое значение имеют параметры:; определяюише интенсивность затвердевания температура перегрева жидкого чугуна, заливаемого в форму, температура кокиля, термическое сопротив ление на рабочей поверхнос ти кокиля. Интенсивность затвердевания должна быть достаточной для формирования отбелённого чугуна с заданной твердостью, однако при этом необходимо предупредить увели7 чение градиедта температур в сечении затвердевающего слоя, термических напряжений и склонности к образованию горячих трещин. Известен способ отливки чугунных прокатных валков, при котором температуру чугуна выдерживают 12601290 С при температуре 80-120 °С С13. Чугунные прокатные валки отливают из чугуна с различным содеруканием х-имических элементов и разной температурой затвердевания. Поэтому заливка Чугуна с постоянной температурой приводит к различной вели чине фактического перегрева и разным условиям затвердевания. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отливки чугунных прокатных валков, включающий перегрев чугуна на 60-70 с над температурой ликвидус и заливку его в подогретый кокиль с покрытием на рабочей поверхности С2 Однако данный способ не учитывает одной из важнейших характеристик технологического процесса - термического сопротивления покрытия кокиля, а также возможных Колебаний температуры кокиля. Кроме того, тем пература ликвидус определяет только .начало кpиcтaлJ изaции сплава, поэто му заливка с постоянным перегревом над этой температурой учитывает не весь период кристаллизации, а тольк его начало, что недостаточно соответствует особенностям кристаллизации сплава. Поэтому при постоянном перегреве над температурой ликвидус, но при из менениях химического состава чугу на, температуры кокилей, термического сопротивления покрытия для разных отливок не -обе спечивают одинаковых условий затвердевания и стабильно высоких качеств. Цель, изобретения. - повышение качества чугунных прокатных валков. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отливки чугунных прокатных валков, включающему перегрев жидкого доэвтектического чугуна и заливку его в подогретый кокиль с покрытием на рабочей поверхности, перегрев чугуна ведут на 275-280С выше температуры, превышающей солидус на 0,2-0,4 температурного интервала затвердевания, с уменьшением ее на 2-4с на каждые 1-Ю м К/Вт изменения термического сопротивления покрытия кокиля и на 0,4-0,6 изменения температуры подогрева кокиля.. Способ реализуется следующим образом. Перед заливкой форм измеряют температуру кокиля Т , толщину и теплопроводность покрытия Л и . -термическое сопротивление R ; .. По данным экспресс-анализа содержания элементор в чугуне по известным зависимостям определяют температуру солидус ТСРД и температурный интервгш затвердевания Т сятъ Температуру перегрева выдерживают в зависимости от этих парамет ров. Пример. В выплавляемом чуГуне содержание С 2,7%; Н 0,6%, Р .0,15%; температура подогрева кркиля 80°С; толщина покрытия X 1,, теплопроводность покрытия Л 0,2 Вт/м-град; термическое сопротивление покрытия R X /А 1,5-Ю- ;0,2 7,5 -ДО- мг-град/В Для данного чугуна температура солидус составляет iS 1134°С, температурный интервал кристаллизации 41кр . Перегрев чугуна перед заливкой над температурой, превыщающей солидус на 0,4 температурного интервала кристаллизации (т.е.. 1134 0,4 -.172 1205С) выерживают на уровне , уменьенном на на каждые 10 м -град/Вт ермического сопротивления покрытия (3 7,S и 0,6 температуры окилей (0,6-80 ) , т.е. темература 280-23-48 , емпературу заливки необходимо выерживать 1205+209 1414°С. При-мер 2. В чугуне содержаие С 3,6%; Si 1,2%; Р 0,45%. л л ft Ur-. емпература подогрева кокиля 110 v, олщина .покрытия Х 4, тепопроводность покрытия . А... / 0-,2 Вт/м град, термическое сопро-ивление покрытия: R |- 4,5.,2 22,5-10 -град/.Вт. Для данного чуд-уна температура солидус tS 1120 С, температурный интервал кристаллизации л t цр 54с Перегрев чугунаперед заливкой над температурой, превышающей солидус на 0,3 температурного интервала кристаллизации (.т.е. 1120+0,3«54 1136°С ) выдержиьа1ют на уровне 280°С. уменьшенном на на каждое -град/Вт (3 -22,5 ) и 0,5 температуры кокиля (,0,5-110 ), температура перегрева 280 - 68 --55 157°С.. Темперг.туру Зсшивки выдерживают 1136+15-7 129 ПримерЗ. В чугуне содержание С 3,0%; Si 0,8%,- Р 0,2%. Температура подогрева кокиля 90 С, толщина покрытия м, теплопроводность пркрытия Л 0,2 Вт/м . град} термическое сопротивление покрытия: .R 1 3 ,2 15-10 м.град/Вт. Л Для данного чугуна температура солидус составляет iS 1131°С, температурный интервал кристаллизации At цр , перегрев чугуна перед заливкой над температурой, превмаающей солидус на 0,3 температурного интервала кристаллизации (.т.е. 1131+0,3 .136 1172°С) выдер живают на уровне , уменьшенном на на каждые 1 г 1(. град/Вт Il5;4 60°С) и 0,5 температуры кокиля У),5-90 45°С) , т.е. температура перегрева 280-60-45 ± 175 С. -Температуру заливки выдерживают; 1172+175 . Соблюдение указанных параметров является необходимым условием повышения качества отливаемых вгшков. Температура, превышающая солидус на 0,2-0,4 интервала затвердевания {или ниже ликвидус на 0,8-0,& интер вала затвердевания ), как следует из анализа диаграммы состояния, соответствует затвердеванию 10-30% твердой фазы, т.е. такому состоянию когда наступает существенное изме,ненке свойств затвердевающего чугуна. Поэтому заливка различных по хи мическому составу чугунов с одинаковым перегревом над .этой температурой обеспечивает одинаковые условия затвердевания различных чугунов.. При отклонениях от этой температуры в ту или иную сторону сравнимость условий затвердевания различных чугунов не обеспечивается. После заливки перегретого расплава в кокиль пррисходит отвод теплоты перегрева, повышается температура рабочей поверхности кокиля, уменьшается перепад температур между чугуном и кокилем в период затвер девания отливКи. Это приводит к уменьшению интенсивности охлаждения и перепада температур в сечении затвердевающего слоя, снижаются температурные напряжений. К такому же результату приводит увеличение термического сопротивления покрытия и температуры кокилей. Перегрев 275-280 с, уменьшенный на 0,4-0,6 температуры подогрева кокилей и 2-4°С на каждые- 1-10 м -град/Вт термического сопротивления покрытия, создает уровень интенсивности затвердевания, обеспечивающий формирование структуры белого чугуна и одновременно приемлемые температурные напряжения. При значениях параметрюв и соотношений бо;п-ьших, чем указано, интенсивность затвердевания будет уменьшена до пределов, затрудняющих получение белого чугуна и заданного уровня твердости. В случаях, если значение параметров и соотношений меньше указанных, то возросшая интенсивность затвердевания приводит к увеличению напряж.ений и возникновению горячих трещин. Соблюдение указанных параметров и соотношений обеспечивает в переменных условиях литья {химический состав, покрытие, температура кокиля) стабильные условия .затвердевания, получение заданных структур, предупреждение образования, что подтверждается проведенными испытаниями.

СПОСОБ ОТЛИВКИ ЧУГУННЬК ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, включающий перегрев жидкого доэвтёктического чугуна и . заливку его в подогретый кокиль с покрытием на рабочей поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения качества валков, перегрев чугуна ведут на 275-280°С дыше температуры, превышающей солидус на 0,2-0,4 температурного интервала затвердевания, с уменьшением ее на на каждые 110 м К/Вт изменения термического сопротивления покрытия кокиля и на 0,4-0,6 изменения температуры подогрева кокиля.