Способ изготовления слитков феррохрома Советский патент 1980 года по МПК B22D7/00 

Изобретение относится к области проиа вопетва ферросплавов и может быть испольЗовано при отливке слитков феррохрома в изложницах. Известен способ отливки слитков феррохрома, который состоит в том, что широкие плоские чугунные или стальные изложницы заправляют чистым рассыпающимся шлаком плавки феррохрома и заполняю расплавом разливкой сверху. При разливке ковш перемешают наа изложницами с целью предохранения последних от прогара, а расплава от неуглероживания IT. В связи с тем, что характерной особен ностью феррохрома является его растрескивание во время охлаждения (около ) и тем, что разрыв плоского слитка сопровождается разбросом осколков массой др нескольких килограммов на расстояние 1О-15 м, то, во избежание травматизма обслуживакщего персонала отлитые плиты после потемнения, т.е. при температуре около , отделяют от изложницы путем исгюльзовпния тяжелого ручного труда и отправл5пот на склад, где после полного остывания их дробят на части, в результате чего получаются куски разнообразной формы и отход в виде большого количества нетоварной мелочи. При отливке плоского слитка известным способом имеет место резкое переохлаждение его донной части, что создает в ней существенные напряжения, способствующие растрескиванию слитка. Недостатком известного способа произвооства слитков явлi eix;я то, что металл получается низкой плотности, так как ферростатическое давление, обеспечивающее плотность металла, в кристаллизирующемся плоском слитке во много раз меньше, чем в вертикальном. Необходимость производства трудоемких операций по отделению слитка феррохрома от рассыпающегося шлака после его остывания и большое количество известковой пыли, которое при этом образуется, привели к тому, что в последнеевремя вместо рассыпающегося шлака в изложницах используют вкладыши из материала, близкого по химическому составу к разливаемому расплаву.

Известен способ разливки, который отличается тем, что до разливки плоскую изложницу вместо заправки шлаком снабжают куском феррохрома одинакового химического состава с разливаемым расплавом и с.трую расплава направляют на этот кусок феррохрома .

Недостатками известного способа отливки слитков являются высокий удельный расход изложниц, низкая плотность отлитого металла и наличие в способе ряда тяжелых ручных приемов по отделению горячих слитков от изложницы.

Целью изобретения является повышени эффективности производства слитков, улучиюние их качества, условий труда и техники безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что поддон с вкладышем феррохрома перед установкой на него изложницы нагревают до 600-700 С.

На фиг, I изображено взаимное расположение изложницы, ее поддона, подвесов для слитков и разметценных в изложнице отходов разделки слитков феррохрома перед разливкой, продольный разрез| на фиг. 2 - то же, вид в плане. Указанное взаимное расположение на; фиг. I и 2. характеризуется- тем, что на стальном поддоне 1 установлена стальная изложница 2, разделенная вертикальными перегородками 3 на сквозные уширенные книзу ячейки 4, которые симметрично расположены относительно их центральной ячейки 5 и соойдаются с ней и между собой в нижней части полости изложницы 2. Центральная ячейка 5 снабжена подвесом 6 в виде стакана, который при заполнении изложницы 2 расплавом используется для защиты полости центральной ячейки от брызг расплава, а также для размещения утилизируемых отходов разделки слитков в зоне падения струи расплава.

Стенки подвеса 6 удалены от стенок центральной ячейки, образуя с ними зазор 7, который необходим для пропуска расплава, поступившего в избытке в стакан подвеса 6. Дно стакана подвеса 6 пронизано сливным патрубком 8, диаметр Koixjporo равен диаметру отверстия стаканчика металлоразливочного ковш а.

На поддоне 1 под сливным отверстие патрубка 8 расположен вкладыш 9 из куска феррохрома.Однако в СВ$ЕЗИ с тем.

ЧТО экономически более целесообразно вместо куска товарного феррохрома использовать вкладыш из отхода разделки слитка, то на 4иг. I под центральным подвесом 6 изображен вкладыш в виде отхода разделки от центрального слитка, т.е. его верхняя нетоварная часть, имеющая форму емкости. В верхней части полости ячеек 4, симметрично расположенны относительно осей изложницы и наиболее удаленных от ее центральной ячейки, установлены подвесы 10 из стальных прутков.

Так как в настоящее время масса возврата составляет примерно 5% массы отливаемых слитков, то с целью увеличения выхода годного масса утилизируемых в изложнице отходов феррохрома принята равной 5% общей массы одновременно отливаемых в ней слитков. Размещение утилизируемых отходов под струей pacn-i лава на удалении от стенок центральной ячейки изложницы позволяет избыточным теплом разливаемого расплава утилизировать все 5% отходов разделки слитка. Однако в связи с тем, что предлагаемый способ производства слитков феррохрома со1фащает кога1чество отходов разделки примерно до 0,5% массы разливаемого расплава (отходами являются обрезь и возможные потери металлов в виде крошки из перемычек мест разделки отливки на товарные части), то нижний предел утилизации отходов принят равным указанной величине.

Так как нормы химических элементов, входящих в феррохром, должны соответствовать химическому составу данной конкретно отливаемой марки, то масса размещенной в изложнице стали равна 0,22% массы одновременно отливаемых в ней слитков..

В связи с тем, что.чем ниже содержание углерода в сплаве феррохрома, тем больше знергия и тем больше материалов затрачивается на его производство и тедороже сплав, содержание углерода в размещенной в изложнице низкоуглеродистой стали не должно превышать содержание такого в разливаемом феррохроме.

Прием предварительного нагревания поддона и размещенного на нем куска феррохрома до 6ОО-7ОО° С предпочтительно осуществлять с помощью газовых горелок. Этот прием замедляет кристаллизацию расплава в зоне поддона, что обеспечивает заполнение периферийных ячеек изложницы расплавом и получение полногабаригньис качественных слитков. Параметр температуры нагрева приня на основании слеоукхцего положения. Экспериментально установлено, что в течение одной минуты после отливки сли ка легированной стали (которая по физико-химическим свойствам наиболее близка к феррохрому) температура внутренней поверхности изложницы повышается до 600-700 0. Поэтому преоваритель нее нагревание поццона и размещенного на нем куска феррохрома по указанной температуры способствует поддержанию жидкотекучести расплава во время запол нения изложницы, а также уменьшению разницы в температуре по сечению толщины поддона, что улучшает условия экс плуатации. Прием размещения в изложнице стали используется в предлагаемом способе дл защиты изложницы и поддоне от брызг и размывающего воздействия расплава, понижения теплосодержания и температу кристаллизации расплава, осуществления отделения (отрыва) слитков от поддона без участия ручного труда, удержания слитков в изложнице в подвешенном состоя1ШИ при их уборке совместно с излож ницей и для исключения возможности раз лета осколков от растрескавшегося в изложнице слитка, что улучшает условия труда и технику безопасности на уборке отлитых слитков. Осуществляют способ следующим образом. Перед разлшвкой нагревают, например, газовыми горелками поддон 1 и размэце ный на нем вкладыш 9 до 6ОО-70ООС и на разливочный участок подают изложницу 2, оборудованную центральным и пе ферийным подвесами 6 и 1О для слитков При этом емкость стакана центрального подвеса 6 снабжена отходами разделки слитков феррохрома. Затем оборудованную изложницу 2 устанавливают на поддон I так, чтобы сливное отверстие патрубка 8 находилось над куском феррохрома. Над изложницей 2 с помощью мостового крана, (на чертеже не показан) устанавливают стопорный или шиберный металлораз ливочный ковш так, чтобы его разливочный стаканчик был бы соосен подвесу центральной ячейки изложницы. Расплавленный металл из ковша через еГо стакан чик льют в подвес центральной ячейки изложницы, который благо царя большому ферростагическому цавлению в полости стаканчика ковша быстро заполняется расплавом и тем самым в подвесе формируется жидаая подушка глубиной от его дна до уровня зеркала расплава в . нем, которая эффективно гасит энергию падакядей струи. Высокий уровень расплава в подвесе центральной ячейки способствует интенсивной отдаче расплавом своего избыточного тепла подвесу и сокращению высоты падения струи из разливочного Ковша, что уменьшает захват воздуха струей, окисление им разливаемого расплава, а также энергию струи. Выливаясь из стакана подвеса 6 через отверстие в его патрубке 8, расплав заполняет, а затем переполняет емкость вкладыша 9 у поддона 1 и, погасив в этой жидкой подушке практически весь остаток энергии струи, расплав спокойно через нижнюю не перегороженную часть полости изложницы одновременно наполняет все ее ячейки по принципу сообщающихся сосудов. Наполнение изложницы ведут в соответствии с установленной для данной марки феррохрома скоростью, которую обеспечивают регулируемой подачей расптлава из металлоразл1{вочного ковша.: При этом благодаря подвесу 6 и емкости вкладыша 9 у поддона новые горячие порции расплава в течение всей разливки сначала отдают им свое избыточное тепло и лишь затем поступают в ячейки по нижней части полости изложницы. Поэтому боковые стенки центральной ячейки, также как и периферий: ные, смываютч;я и подвергаются теп- поъому воздействию только той частью расплава, ко1Х)рая их непосредственно заполняет. Стакан по овес а 6 и вкладыш 9 у поддона, о гыв:1омь е в процессе наполнения изложницы всем разливаемым металлом, аккумулир тот тепло, разогреваются до сварочных те(ператур, частично оплавляются до конца разливки, а после ее окончания практически почти до уровня зеркала расплава полностью расплавляются избыточным теплом кристаллизирующегося расплава в центральной ячейке слитка. Выступающая над уровнем расплава изложнице верхняя часть подвесов И 10 не утилизируется расплавом, о соединяется металлургической сварой с ним при его затверцевании в гоовной части примыкающих слитков.

В связи с тем, чтхэ при затверцевании высота слитков существенно сокращаегсяи а ааармированные в их головной части поовесы опираются на верхние торцы ячеек, указанные подвесы при охлажае,НИИ отрывают слитки от поддона, после чего слитки остаются подвешенными к, изложнице. Это позволяет одновременно убрать краном изложницу с затвердевшими в ней слитками на склад, где после по/шого охлаждения удаляют слитки из изложницы, для чего предварительно отрезают их подвесы с помощью кислородной резки. Следовательно, предлагаемый способ позволяет не только осуществлять наиболее трудоемкие операции отделения слитков от поддона без участия ручного труда, но также позволяет улучшить условия труда и получить ряд других положительных эффектов в части более быстрой и безопасной уборки Слитков на склад и удлинения срока службы изложниц, так как утилизируемая в расплаве сталь понижает теплосодержание и температуру плавления разливаемого феррохрома.

774779

8

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом сокращает длительность кристаллизации расплава примерно в 2 раза.

Формула изобретения

Способ изготовления слитков феррохрома, включающий размоцение на поддоне многоместной изложницы, вкладыша феррохрома одинакового химического состава с разливаемым расплавом и заливку, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий эксплуатации поддона и качества слитков, поддон с вкладышем феррохрома перед установкой на него изложницы нагревают до 6ОО700 ° С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Хитрик С. И. и др. Электрометаллургия феррохрома. М, Металлургия, 1968, с. 77.

2.Еднерал Ф. П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М., Металлургия 1977, с. 389.

; чs cvsX VчXчx ;s :

V

/

/