Способ изготовления поддона с кюмпельным углублением Советский патент 1991 года по МПК B22D7/06 

Изобретение относится к металлургии , а именно к разливке стали в сквозные изложницы,

Цель изобретения - повышение стойкости поддона при эксплуатации за счет уменьшения его растрескивания

На фиг. 1 изображен поддон; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение

На фиг. 1 и 2 обозначены стальная трубка 1, тело 2 поддона и алюминий 3.

Плавкие элементы выполняют из легкоплавкого металла, например алюминия (его сплавов), меди (ее сплавов), цинка (его сплавов), залитого в стальную трубку, закрытую с концов При этом легкоплавкий металл может быть залит в трубку до ее размещения внутри поддона либо после Во втором случае концы трубки должны быть выведены наружу поддона а после наполнения легкоплавким металлом заглушены

Распотожение расплавляемых элементов в термически активных участках поддона позволяет поглощать избыток тепла по сравнению со средним его уровнем в изделии (или восполнять его недостаток) Ря смещение этих элементов в иных местах приводит к еще большей неравномерное и температурных полей.

В процессе экспериментов была получена эмпирическая формула для расчета оптимальной массы раплавляемых элемен( 1,6-2.0 V106 -У -At

TOB.J

Ј

«г.

(Л

С

о о оо о

ел

Масса расплавляемых элементов, меньшая расчетной величины, не оказывает эффективного захолаживающего воздействия Большая масса, чем необходимо по расчету, приводит к уменьшению живого сечения поддона, вероятность его разрушения увеличивается.

Опыт показывает, что магистральные идущие через всю толщину поддона, трещины, приводящие к разламыванию поддонов появляются в тех участках металла которые

быстрее нагреваются до более высокой температуры и быстрее охлаждаются после удаления источника тепла (слитка) с поддона. В кюмпельных поддонах такими являются участки: под кюмпелем, вдоль малой оси поддона. Эти участки более интенсивно по сравнению с другими термоциркулируются. Чугун в этих местах более активно притерпевает изменения, в результате чего разрушение поддона идет именно по этим участкам. Отведя избыточное тепло при нагреве из этих объемов металла и подведя недостающее при охлаждении, возможно устранить причину трещинообразования - неравномерность тепловых полей.

Эффект от выполнения отдельных элементов внутренней конструкции поддона расплавляемыми следующий. При заливке стали в сквозную изложницу, установленную на поддоне, плавкие элементы, распо ложенные в термически активных точках поддона, начинают плавиться. Тем самым интенсивно поглощается избыток тепла. Термические поля в детали выравниваются. После извлечения слитка плавке элементы, кристаллизуясь и выделяя много тепла, поддерживают температуру термически активных участков. Таким образом, поддон можно характеризовать как термически уравновешенную конструкцию.

П р и м е р. В лаборатории литейного производства Мариупольского металлургического института были отлиты 6 масштабных моделей поддона Ц-497. При массе натурального объекта 9 т модель весила 30 кг, т.е. массовый масштаб составлял 1:300. Один поддон был отлит известной конструкции: по его периметру из полосы сечением 1, мм был размещен бандаж. Остальные имели предлагаемую конструкцию. В этих поддонах под кюмпелем в доль его малой оси симметрии размещена стальная трубка, внутри которой находится алюминий. Стальная трубка с алюминиевым наполнителем имеет волнообразную форму (фиг. 1), кроме того, она может быть прямой, в виде ломаной линии; трубок может быть больше одной.

-

На отлитые поддоны устанавливали сквозные изложницы массой 60 кг, в которые отливали слитки стали массой 75 кг. При этом во время первого налива стали на под- 5 дон известной конструкции и один предлагаемой в них сняли тепловые поля. Сравнивая их, пришли к выводу, что в поддоне предлагаемой конструкции распределение температуры во все периоды времени более равномерное, 10 чем в поддоне известной конструкции.

Стойкость поддона известной конструкции до заметного растрескивания составила 30 наливов стали.

Проведенные эксперименты показали, 15 что предложенный способ защиты поддона изложницы обеспечивает повышение его стойкости по сравнению с известным способом за счет уменьшения растрескивания.

20 Формула изобретения

Способ изготовления поддона с кюм- пельным углублением, включающий размещение в литейной форме, имеющей поперечное сечение в виде прямоугольника,

25 армирующих элементов и заливку расплавом, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости поддона при эксплуатации путем уменьшения его растрескивания, армирующие элементы используют из

30 материала с температурой плавления, меньшей температуры плавления заливаемого, расплава, заключенными в стальную оболочку, причем армирующие элементы размещают вдоль малой оси литейной формы и

35 над участком, формирующим кюмпельное углубление поддона, и используют с массой т, определяемой из математического выражения

(1.6-2.0 V10P-V -At

40

т

Г,

где V - объем поддона, м ;

At- разность между максимальной и средней температурой поддона при получении слитка, град.;

L - удельная теплота кристаллизации материала расплавляемых армирующих элементов, Дж/кг.

Риг.1

.2

Изобретение относится к металлургии, а именно к разливке стали в сквозные изложницы. Цель изобретения - повышение стойкости поддона при эксплуатации за счет уменьшения его растрескивания. Способ включает введение в поддон армирующих элементов во время отливки, часть армирующих элементов выполняют из материала, температура плавления которого меньше температуры плавления материала поддона и размещают под кюмпелем и вдоль малой оси поддона, при этом их масса численно равна [(1,6 - 2,0)^.10^6.V^.98ДТ]/L, кг, где V - объем поддона, м³

98ДТ - разность между максимальной и средней температурами в поддоне после отливки на него слитка, град.

L - удельная теплота кристаллизации материала расплавляемых элементов, Дж/кг. 2 ил.