Способ получения полого слитка Советский патент 1982 года по МПК B22D7/04 

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛОГО СЛИТКА

i

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к изготовлению полых слитков литьем.

Известен способ отливки полых слитков, включающий заливку металла в изложницу с пустотелой оправкой, в которой размещают теплоотводящий стержень, изготовленный с четырьмя долевыми секторами и двумя распорными конусами.

Этот способ отливки полых слитков позволяет избежать получения на внутренней части слитков неметаллических включений, образования внутренних трещин в теле слитка f1.

Недостатками данного способа являются сложность и трудность изготовления сектсрного стержня, затрудненное извлечение стержня в силу их необратимой деформации (при неравномерном прогреве наружняя поверхность нагревается больше, поскольку она воспринимает тепло горячего слитка), а также то, что деформация пустотелой оправки приводит к снижению размерной точности внутренней поверхности полого слитка.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления кольцевых стальных слитков, включающий заливку металла в изложницу с установленной в ней пустотелой оправкой с днищем, в которой размещают теплопроводящий стержень с образованием кольцевого зазора, который заполняется охлаждающей водой, газом или веществом, поглощающим излучаемое тепло 2J.

Способ уменьшает деформации теплоотводящего стержня внутри пустотелой оправки 2.

Однако пустотелая вставка при нагреве теряет механическую прочность и по мере заливки расплавленного металла выпучивается внутрь под действием металлического давления, зажимая теплоотводящий стержень. Деформация пустотелой оправки от выпучивания в большинстве случаев не позво38ляет извлечь теплоотводящий стержень из слитка и снижает размерную точность внутренней поверхности слитка. Кроме того, использование оправки с увеличенной толщиной стенки для обеспечения прочности по отношению к металлическому давлению приводит к поражению слитка внутренними трещи нами от затруднения усадки корочки затвердевающего металла на прочной и расширяющейся в процессе разогрева вставки. Заполнение кольцевой полости твер дым веществом, поглощающим тепло, также приводит к образованию внутрен них трещин в теле слитка из-за сопро тивления твердого вещества термическ усадке слитка. Цель изобретения - повышение геометрической точности и качества поло го слитка. Цель достигается тем, что с момен та начала до конца заливки избыточное давление газа в зазоре поддержив ют в пределах 0,6-0,8 от максимальной величины развивающегося металлостатического давления на наружную об лочку стержня, а снимают по истечени времени, определяемого по формуле Т 5,(HDf+3 , (1) где Т - время снятия давления теплопроводного газа, мин; Н - высота полого слитка, м; D - наружный диаметр пустотелой вставки, м. При этом в качестве теплопроводно го газа принят азот. Зазор между нижним торцом центрального элемента стержня и днищем оболочки принимают с учетом разной температуры их нагрева и с учетом возможности использования различных материалов. Значения максимального металлоста тического давления определяют в зави симости от высоты столба металла в изложнице и его плотности. Tatj, например, один метр высоты залитой в изложницу стали имеет максимальное металлостатическое давление 0,7 эти, а меди - 1,0 ати. Снижение соотношения давлений менее 0,6 приводит к ухудшению размер ной точности получаемых слитков изза образования сужений пустотелой бставки в нижней части слитка от металлостатического давления. Если соотношение давлений больше 0,8, то происходит также ухудшение размерной точности полости слитка из-за расширения оболочки стержня в верхней части слитка, поскольку давление теплопроводного газа в верхней части оболочки превышает металлостатическое давление в верхней части изложницы. В случае, если время снятия давления теплопроводного газа принимают меньшим от расчетного, то с внешней стороны оболочки стержня не успевает образоваться достаточная по толщине корка застывшего металла, способная противостоять металлостатическому давлению. При увеличении времени больше расчетного качество слитка не ухудшается , но возрастают непроизводительные затраты времени. Пример. Отливка полого слитка для опорного валка прокатного стана 3600Западносибирского металлургического комбината. Слиток отливают из стали 25ХНЗМФА высотой 5,5 м, средним наружным диаметром 2,7 м. Оболочку стержня изготавливают из Ст.З с наружным диаметром 0,7б м и внутренним диаметром 0,70 м. Центральный элемент стержня изготавливают из стали ЗОЛ, диаметром 0,60 м. Устанавливают по центру изложницы оболочку с закрепленным сварочным швом днищем и помещенным в ней центральным элементом стержня. Одновременно с заливкой стали производят заполнение внутренней полости оболочки теплопроводным газом. В качестве теплопроводного газа i принят азот,теплопроводность которого при 0°С и при давлении 101 325 н/м составляет 0,244 вт/м.град., а при и при том же давлении достигает 0,7215 вт/м.град. Заполнение кольцевого зазора азотом производят из условия создания в нем давления, значение которого регулируют по мере возрастания металлостатического давления в изложнице в пределах 0,6-0,8 его максимальной величины. Исходя из того, что один метр высоты залитой в изложницу стали имеет максимальное металлостатическое давление 0,7 ати, то на эту высоту металла в полости