Способ получения слитка Советский патент 1985 года по МПК B22D7/12 

4

эо

3d

со Изобретение относится к метйллур гии и может быть применено при полу чении стальных слитков, отливаемых в изложницах. Известна заливка металла в излож ницы из сталеразливочного ковша, ко торая происходит последовательно, т.е. заливайт одну изложницу за дру гой с определенными интервалами во времени. Заливку металла в изложниц производят с определенным технологи ческим температурным перегревом, ко торьй исчезает по мере затвердевания слитка. Для сохранения тепла в прибыли зеркало металла засыпают i утеплителем. Так слитки из низкоуглеродистых марок сталей, имеющие малый интервал кристаллизации (разница между температурой солидуса, когда металл находится уже в твер- дсм состоянии, и температурой ликви дуса, когда металл еще в жидком сос тоянии, составляет ), в процессе затвердевания склонны к транс кристаллизации и поражаются межкрис таллитными трещинами, расположенными по оси слитка. В процессе дальнейшей механической обработки слитКов ковкой или прокаткой межкристал литные трещины, не завариваются СОНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения слитка, включающий перемешивание жидкой фазы сплава в процессе затвердевания путем погружения в прибыльную часть литейной формы огнеупорной трубы, из которой всасыванием, нагнетанием газа выталкивают сплав частотой 30-150 раз в минуту 2j. К недостаткам известного способа относятся невысокое качество металла и низкая производительность процесса. . Цель изобретения - повьппение качества слитка преимущественно из низкоуглеродистых марок сталей за счет получения плотной бездефектной сердцевины и увеличение производительности процесса. Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения слит ка, включающему перемешивание жидкой фазы сплава в процессе затверде вания путем погружения в прибыльную . часть литейной формы огнеупорной трубы, из которой всасыванием и на97гнетанием газа выталкивают сплав .частотой 30-150 раз в минуту,.перемешивание жидкой фазы начинают при 30%-ном снижении температуры перегрева центральной части слитка, но не ниже температуры ликвидус и заканчивают при падении уровня сплава в прибыльной части от 1/3 до 1/2 ее высоты. Перед началом перемешивания зеркало прибыльной части слитка покрывают утеплителем с тепловыми потерями с поверхности металла 5 10 ккал/кг м. Способ ос5тцествляют следукицим образом. Отливка слитков массой 13,1 т ПРОВОДИТСЯ путем подачи металла в изложницу сверху из сталеразливочного ковша емкостью 100 т. Состав разливаемой стали, %: углерод до 0,01, кремний, марганец, алнминий до 3, сера 0,020, фосфор, медь, титан до 1. Температура металла в изложнице после разливки 1550-1590 С. Время наполнения тела слитка 2-3 мин, время наполнения прибыли 1-1,5 мин. I Сразу после отливки опытных слитков зеркало металла в прибыли утепляют люнкеритом с тепловьми потерями с поверхности металла 5-10 ккал/кг м, Разливка металла производится их сталеразливочного ковша через стопорную пару или шиберный затвор. После заполнения изложницы металлом зеркало металла в прибыли засыпают утеплителем с тепловьми потерями с поверх ности металла 5-10 ккал/кг.м.к моменту начала вибрационной обработки. Учитывая, что потери тепла в зависят, от многих факторов, важным для осуществления вибрации является сохранение поверхностных слоев металла в жидком виде, которое зависит от потери тепла с зеркала металла. Использование утеплителя с тепловыми потерями с поверхности металла в прибыли менее 5 ккал/кг-м нера1ЩОнально, так как это требует дефицитных дорогостоящих материалов с низкой теплопроводностью и приводит к удорржанию производства слитков. Использование утеплителей с тепловыми потерями более 10 ккал/кг м не обеспечивает продолжительную сохранность зеркала металла в жидком состоянии, затрудняет ввод огнеупорной трубы в полость прибыли, ухудшает тепловую работу прибыли слитка - подпитку тела слитка жидким металлом в процессеего затвердевания после вибрационной обработки. Утепляющий материал имеет следую щий состав, вес.%: Алюминиевый порошок АВП. 15-20 Лузга рисовая 3-5 Боксит12-15 Шамотный порошок легковесный 40-45 Плавиковый шпат 5-7 Ферросилиций 10-13 Перед погружением в прибьшь огне .упорную трубу подвергают нагреву .до 1100-1200°С в газовой печи. Опытные слитки подвергаются вибрационной обработке после различной выдержки от конца отливки, которая определяется при выборе зоны наиболее благоприятной для применения ви рахщи и составляет период 30 120 мин продолжительности кристалли зации слитка, при общей продолжител ности кристаллизации тела слитка около 210 мин. Технологическое время отстоя сос тана с изложницами на комбинате пос отливки последнего слитка массой 13,1 т составляет 90 мин, продолжительность разливки 45 мин. В описании примеров условно принято, что тепло перегрева исчезает по прямолинейному (пропорционально времени) закону, хотя в действитель ности тепло перегрева слиток теряет по более сложной закономерности. Частота вибрации 60-110 колебани , в минуту при глубине погружения огнеупорной трубы до 500 мм высоты пр были. Пример 1. Выдержка слитка 30 мин после разливки. Падение тепла перегрева при принятых условиях составляет 27%, т.е. приблизительно на уровне принятого нижнего предела. Объем центральной зоны слитка, подвергаемый вибрации, ограничивает ся затвердевшей коркой тол№1ной 100-120 мм. За 30 мин, отстоя слитка уровень металла в прибыли понижается на 50-70 мм, т.е. на 1/8 часть прибыли. Вибрационную обработку слитка осуществляют до падения уровня в прибыли ниже 1/3 ее высоты, но не ниже половины ее высоты, при этом по секундомеру определяют затраты времени, которые составляют в среднем 15 мин на один слиток. Погружение и извлечение огнеупорной трубы в прибыль при утеплении люнкеритом производится без затруднений. На зеркале металла настылей и перехватов затвердевшего металла не наблюдается, заметаливания огнеупорной трубы не происходит. После прокатки оценка качества проката производится послиточно путем отбора проб и их травления для выявления макроструктуры.. Установлено, что качество обработанного слитка отвечает всем требованиям ГОСТа, металл осевой части плотный без межкристаллитных трещин и расслоя. Сравнительный слиток, произведенный по известному способу, поражен межкристаллитнымн трепщнами. Однако продолжительность вибрации 15 мин на один слиток (при отливкеиз одной плавки 8 слитков) следует признать неудовлетворительной, так как на виброобработку всей плавки требуется 120 мин. Это на 30 мин больше установленного технологического отстоя состава, что может привести к Зсщержке разливки следующей плавки. При определенных Ьроизводственных условиях приведенный вариант способа получения слитка может быть применен, так как отвечает требова- ниям по улучшению качества отливаемых заготовок. Пример 2. Выдержка слитка 120 мин после разливки. Данная выдержка превьшхает время отстоя состава со слитками на 30 мин. Такая выдержка слитка является максимальной, при которой тепло перегрева исчезает полностью и центральные объемы металла в слитке находятся при температуре ликвидуса.Это- еще не затвердевшая часть слитка и находится в жидком состоянии. Для ее затвердевания необходимо из

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА, включающий перемешивание жидкой фазы сплава в процессе затвердевания путем погружения в прибыльную часть литейной формы огнеупорной трубы, из которой всасыванием и нагнетанием газа выталкивают сплав частотой 30150 раз в минуту, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка преимущественно из низкоуглеродистых сталей за счет получения плотной бездефектной сердцевины и увеличения производительности процесса, перемешивание жидкой фазы начинают при 30%-ном снижении температуры перегрева центральной части слитка, но не ниже температуры ликвидус и заканчивают при падении уровня сплава в прибыльной час-, ти от 1/3 до 1/2 ее высоты. 2. Способ поп.1, отличающ и и с я тем, fTo перед началом пе(Л ремешивания зеркало прибыльной части слитка покрывают утеплителем с тепловыми потерями с поверхности металла 5-10 ккал/кг м.