Кристаллизатор для непрерывной отливки слитков Советский патент 1980 года по МПК B22D11/04 

I

Изобрегение относится к литейному производсгву, а именно к конструкциям кристаллизаторов для непрерывной оглив- к и слитков, и предназначено для при нения при непрхэрывной огливке слитков с площадью поперечного сечения более 80О см 2 , используемых при получении поковок и крупного сортопроката.

Известен кристаллизатор для непрерывной ОТЛИВКИ слигков с площадью поперечного сечения более 8ОО см 2 , имеющий отношение рассто$ший по осям между парами противолежащих параллельных граней 1,5.

Получаемые с применением известного кристаллизаторе слитки имеют низков качество металла вследствие наличия внутренних нитевидных трещин, расположенных в районе углов слитка ( количество таких слитков составляет 33,3%, средний балл по трещинам - 3,2).

Трещины сохраняются в металле при прокатке и поковке слитков; снижая качество получаемых заготовок.

Известен другой кристаллизатор для непрерывной отливки слигков с площадью поперечного сечения более 8ОО см , имющий отношение расстояний по меж- пу парами противолежащих параллельных граней 1,3 и переходные грани, каждая из которых образует с примыкающими к ней узкой гранью угол, равный 15О , и широкой гранью - угол, равный 12О с Отнощение ширины переходной грани к высоте этого кристаллизатора выбирают в соответствии с соотношением Л :h О,ОБ, гдеО- ширитга переходной грани,

И- высота кристаллизатора.

Применение этого кристаллизатора повышает качество получаемых слитков (согласно анализам термо на пряже иного состояния слитка при его формировании имеет место меньшее развитие в корке слитка напряжений, приводящих к образованию внутренних угловых трешин). Количество слитков с внутренними угловыми трещинами составляет 15%, а средний балл по этим трещинам - 2,7. Однако, s связи с постоянно возрастающими требованиями, предъявляемыми к мегалпу, идущекту на изготовление изделий отвегственного назначения, и увеличением поперечного сечения отливаемых слитков, возникает необходимость дальнейшего повышения качества слитков, получаемы ; непрерывным способом. Цель изобретения - повышение (сачест ва слитка. Для достижения поставленной цели в кристаллизаторе для непрерывной отливки слигков с площадью поперечного сечения более 8ОО см , имеюш.ем отношение рас стояний по осям между парами противолежащих параллельных граней 1,0-2,0 и переходные грани, каждая из которых образует с примыкающими к ней гранями углы, равные 12О-150 , отношение ширины переходной грани к высоте кристаллизатора выбирают в соответствии с соотношением Q : h « 0,1 - 0,15, где а - ширина переходной грани, мм; h - высота кристаллизатора, мм. Такое выполнение кристаллизатора повышает качество получаемого слитка. Количество слитков с внутренними угловыми нитевидными трещинами составляет 5,1%, а средний балл по этим трещинам 1.3. При разливке металла в кристаллизатор, у которого отношение ширины переходной грани к высоте кристаллизатора выбирают в соответст1вии с соотношением а: h 0,1, качество получаемых слитко понижается. Количество слитков с внутре ними угловыми нитевидными трещинами достигает 14,6%, а средний балл по этим трещинам - 2,7. При выполнении кристаллизатора в со отве1ч:твии с соотношением d : h 0,15 имеет место образование внутренних тре щин в промежуточной зоне слитка и наружных продольных трещин в средней час ти переходной -грани. Количество слитков с указанным видо внутренних трешин достигает 15,2%, а средний балл по этим трещинам - 2,8. Положительное влияние выбора заявля емого отношения ширины переходной гра ни к высоте кристаллизатора объясняетс следующим. Известно, что образование внутрен тх угловых трещин в непрерывных слитках происходит в основном в зоне кристалли затора, дальнейшее их развитие происходят в зоне вторичного охлаждения. Согласно анализам термонапряжешюго остояния корочки прямоугольного слита образование указанного вида трещин роисходит вследствие возникновения в орочке слитка значительных по величине асательных напряжений. Наличие переодной грани у кристаллизатора снижает еличину касательных напряжений в короче получаемого слитка. При отношении ширины переходной грани к высоте кристаллизатора, равном О :h ОД (для отливки слитков, сечением более 800 см и применяемых кристаллизаторах высотой- 800-1200 мм), положительное влияние наклонной грани на уменьшение развития касательных напряжений сказывается лишь в зоне кристаллизатора. В зоне же вторичного охлаждения наличие переходной грани прак-, тически не влияет на условия дапьиейшего роста корочки слитка, так как при указанном соотношении ширины переходной грани к высоте кристаллизатора фронт затвердевания корочки слитка на выходе из кристаллизатора, граничащий с жидким металлом, имеет форму прямоугольника, т.е. переходной участок на внутреннем контуре корОчки отсутствует. Это приводит к увеличению в корочке слитка напряжений и усилению степени развития внутренних угловых трещин. При выборе отношения ширины переходной грани к высоте кристаллизатора в со- ответствии с соотношением u;h 0, при выходе из кристаллизатора переходная грань на внутреннем кон1-уре корочки, граничащем с жидким металлом, сохраняется и она составляет примерно 1,5-3,0 толщины корочки на указанном уровне. В результате, касательные напряжения в районе углов получают меньшее развитие, что обуславливает в этом случае меньшее развитие внутренних угловых трещин. При увеличении отношения О-Ь 0,15 в затвердезаемом слитке возникают значительные по величине напряжения в средней части переходной грани слитка, которые приводят к образоваш-1Ю в слитке внутренних и наружных продольных трещин. . На фиг. 1 изображен предлагаемый кристаллизатор, общий вид; на фиг. 2 то же,ид сверху.. Опытные разливки проводят с применением кристаллизаторов высотой 11ОО мм, у Которых отношение ширины переходной грани к высоте кристаллизатора - 0, 0,1; 0,15. Отношение расстояний по осям между парами противолежащих параллельных граней - 1,3 ( сечение кристаллизатора :270 х 370 мм). Кристаллизаторы опробйвают при разливке 35 опытных плавок стали марок 45, 40Х, 40ХН. От полученных с применением кристаллизатора слитков вырезают поперечные макротемплеты. Оценку качества макроструктуры проводят по шкалам ЦНИИЧМ им. И. П. Бардина. В полученных макротемплетах степень развития нитевидных трещин характеризуется в зависимости от марки стали средним баллом 1,3 Для кристаллизаторов, у которых отношение fl: h О,1; 0,,12j 0,15) и баллам 2,8 2,7 (для кристаллизаторов, у которых отношение ,19 0,08). 71 696 Применение предлагаемого кристаллизатора для отливки слитков уменьшает на 1,4 балла степень развития внутре1ших угловых трещин и, примерно, в 3 раза количество слитков с внутренними трещинами. Формула изобретения Кристаллизатор для непрерывной отливки слитков с площадью поперечного сечения более 8ОО см , имеющий отношение расстояний по осям между парами протиБОлежащ.их параллельных граней 1,2-2,0 и переходные грани, каждая из которых образует с примыкающими к ней гранями углы, равные 120-150 , о т личающийся тем, что, с целью повышения качестваслигка, отношение ширины переходной грани к высоте кристаллизатора составляет О-Ь 0,1. - 0,15, где а - ширина переходной грани, мм h - высота кристаллизатора, мм.

QOus. 1