Сталеразливочная композиция Советский патент 1991 года по МПК B22D7/06 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изложницам для отливки сверху гладкостенных слябинговых слитков полуспокойной и кипящей стали с повышенным содержанием серы, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1151352.

Целью изобретения является повышение стойкости изложниц.

На фиг.1 изображена слябинговая изложница, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, продольный разрез.

Изложница состоит из широкой стенки 1 (А, толщиной SA) с прямолинейным участком 2 и скосами 3, переход от прямолинейного участка 2 к скосам 3 выполнен по сопряжению 4 трех радиусов, концевых участков 5, угловой части 6 (толщиной Sy), узкой стенки 7 (В, толщиной SB), упрочняющего

пояска 8 по внутреннему периметру верхнего торца 9 и нижнего торца 10.

Переход (разрядник напряжений) от прямолинейного участка 2 широкой стенки 1 в скосы 3 выполнен по сопряжению 4 радиусами п, гг. гз, составляющими 0,3-0,5; 0,055-0,075 и 0,1-0,3 толщины широкой стенки 1 (SA).

Переход от прямолинейной части 2 широкой стенки 1 к скосам (разрядник напряжений) в виде сопряжения 4 на высоте 0,88-0,92 от нижнего торца 10 изложницы ограничен по внутреннему периметру стенок у верхнего торца 9 упрочняющим пояском 8 на основании экспериментальных исследований и проверки в промышленных условиях, радиусы сопряжений выбраны в тесной взаимосвязи друг с другом, а также длинами широкой стенки, прямолинейной ее части, скосов и толщиной стенки. В связи

о

00

S3

о

СА) СА)

Ю

с этим максимальная долговечность изложницы без трещин на слитке обеспечивается при строгом соблюдении их пропорциональности. Так, минимальному значению радиуса (гг 0,055) должны соответствовать минимальные значения радиусов сопряжения его с прямолинейным участком 2 (п 0,3 SA) и скосом 3 (гз 0,1 SA). При этих значениях радиусов п, Г2 и гз переход по сопряжению от прямолинейной части 2 широкой стенки 1 к скосам 3 выполняет роль разрядника температурных напряжений, обеспечивая тем самым достаточную без трещин долговечность изложниц и качество поверхности слитков, так как возникающие при этом температурные напряжения не превышают прочность чугуна и стали при высоких температурах. Уменьшать величину радиуса га меньше 0,055 при сохранении неизменными или уменьшении радиусовсо- пряжения его с прямолинейным участком 2 (п) или скосами 3 (гз) нельзя, так как влияние его как разрядника напряжений будет незначительным и на внутренней поверхности широкой стенки, а также на слитке появляются трещины.

Увеличивать радиусы сопряжения с прямолинейной частью (п) или скосами (гз), в том числе за пределы 0,5 и 0,3 при неизменном радиусе самого перехода (га) также нельзя, так как в этом случае он будет приближаться по форме к прямой линии и его роль как разрядника напряжений будет не существенна. В связи с этим на внутренней поверхности широкой стенки в месте перехода ее в скосы и на слитке появляются трещины, так как возникающие в этом случае температурные напряжения будут превышать прочность чугуна и стали прм повышенной температуре. Выполнять переход от прямолинейной части широкой стенки к скосам по сопряжению радиусом больше чем 0,075 нельзя, так как в этом случае уменьшается живое сечение стенки, переход станет не разрядником, а источником температурных напряжений и причиной возникновения трещин на внутренней поверхности широкой стенки.

Максимальному значению радиуса сопряжения Г2 0,75 SA должны соответствовать максимальные значения радиусов га 0,5 SA и гз 0,3 SA. Если радиусы с прямолинейной частью 2 (п) и скосами 3 (гз) уменьшать при сохранении неизменным м максимальным радиус (Г2), то в месте их сопряжения появляются трещины, так как в этом случае уменьшаются углы встречи прямолинейной части и скосов, а самосопряжение перестает играть роль разрядника напряжений, остается их концентратором и источни-

ком трещин. Если при максимальном значении радиуса Г2 увеличивать радиусы сопряжения его с прямолинейной частью 2 широкой стенки 1 и скосами 3, то в этом

случае сам переход будет приближаться по своей форме к прямой линии и его роль как разрядника напряжений станет минимальной, в связи с чем на внутренней поверхности широкой стенки возникают продольные

0 трещины, так как возникающие при этом температурные напряжения будут превышать прочность чугуна и стали при высоких температурах.

Кроме того, образуемая форма перехо5 да от прямолинейной части к скосам будет тормозить свободную усадку слитка, что также будет способствовать возникновению трещин на его поверхности в зоне теплового центра слитка. Для того, чтобы

0 переход 4 от прямолинейного участка 2 к скосам 3 не стал концентратором температурных напряжений и источником трещин у верхнего торца 9, его выполняют по высоте 0,88-0,92 изложницы от нижнего торца 10 и

5 ограничивают по периметру верхнего торца 9 упрочняющим пояском. Высоту переходного участка 4 0,88-0,92 от нижнего торца выбирают в зависимости от отношения широкой (А) к узкой (В) стенок (А/В 1,45 2,3)

0 изложниц, в которые отливаются слитки массой 14-25 т. Обусловлено это тем, что, чем больше отношение широкой стенки к узкой (А/В), тем больше ее длина и величина необратимого формоизменения под воздей5 ствием температурных нагружений, тем сильнее влияние неровностей на величину температурных напряжений у верхнего торца. При минимальных значениях А - В 1,45 высота переходного участка составляет 0,92

0 высоты изложницы от нижнего торца.

При А/В 1,45 и заданных параметрах перехода 4 увеличивать его высоту больше, чем 0,92 от нижнего торца нецелесообразно, так как оставшаяся часть не обладает

5 достаточной прочностью, в связи с чем трещины у верхнего торца возникают и развиваются-на ранних этапах эксплуатации.

Уменьшать высоту разрядника 4 напряжений меньше 0,92 при заданных радиусах

0 и отношении А/В нельзя, так как в этом случае уменьшается влияние его как разрядника на температурные напряжения и на поверхности слитка появляются трещины. При А/В 2,3 высоту разрядника 4 на5 пряжений уменьшают до 0,88 высоты изложницы (соответственно).

При заданном соотношении радиусов самого разрядника и сопряжении его с составляющими широкой стенки, а также А/В увеличивать больше 0,88 или уменьшать

меньше 0,88 высоту разрядника напряжений нецелесообразно. В первом случае уменьшается механическая прочность широкой стенки у верхнего торца и на внутренней поверхности широкой стенки появляются трещины.

Таким образом, в этом случае сам разрядник напряжений стает дополнительным концентратором и источником температурных напряжений и трещин. Во втором случае уменьшается высота разрядника и его влияние на температурные напряжения на поверхности слитка в месте перехода прямолинейного участка 2 широкой стенки в скосы. В связи с этим на поверхности слитка появляются трещины.

Пример. Слябинговая изложница для отливки сверху гладкостенных слитков полуспокойной и кипящей стали сверху массой 19,2 т. Оптимальные размеры изложницы следующие: высота Н 2630 мм; длина

широкой стенки А 1460 мм; узкой В « 820 мм; отношение широкой стенки к узкой А/В 1,80, средняя толщина широкой

стенки SA 255 мм; длина прямолинейного участка 2 широкой стенки 700 мм; скоса 250 мм; концевого участка 120; высота перехода 4 от нижнего торца 10 Н 2380 мм; высота упрочняющего пояска 8 у верхнего торца 9 составляет h 250 мм, масса изложницы 21500кг.

5

В таблице представлена информация о численных значениях радиусов в зависимости от толщины стенки (5д 255 мм) и их влиянии на стойкость изложниц в наливах.

Анализ данных таблицы показывает, что максимальная стойкость достигается в случае, когда радиусы сопряжения 4 (разрядника напряжений) составляют 15 мм (га 0,06 SA) .п 100 мм, гз 40 мм; (га - 0,39 SA; гз -0,16SA).

Таким образом, использование изобретения позволяет отливать в изложницу слитки полуспокойной и кипящей стали с повышенным содержанием серы, в том числе товарных слитков, идущих на прокатку холодным всасом и экспорт.

Формула изобретения

Сталеразливочная изложница по авт. св. Ns 1151352, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости изложниц, в верхней части изложницы на внутренней ее поверхности выполнен кольцевой

буртик, а место перехода прямолинейного участка к скосам на расстоянии 0,88-0,92 высоты изложницы от нижнего торца выполнено по сопряжению трех радиусов со значениями, соответственно равными 0,3-0,5;

0,055-0,075 и 0,1-0,3 толщины широкой грани.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изложницам для отливки сверху гладкостенных слябинговых слитков полуспокойной и кипящей стали с повышенным содержанием серы. Цель - повышение стойкости изложниц. Переход от прямолинейного участка широкой стенки к скосам выполняют по высоте изложницы 0,88...0,91 от нижнего торца по сопряжению трех радиусов, значения которых соответственно равны 0,30-0,50, 0,055 -0,075, 0,1- 0,30 от толщины широкой стенки, и по периметру верхнего торца выполняют внутренний упрочняющий буртик При такой конструкции слябинговой изложницы достигается снижение удельного расхода изложниц 2 ил., 1 табл

Фиг. 4

1

Фм.2

i ю