Слиток Советский патент 1982 года по МПК B22D7/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при разливке жидкого металла и получении стальных слитков. Основной проблемой при производстве слитков является получение металла с однородной структурой и химическим составом без дефектов усадочного происхождения. Известен слиток, расширенный кверху, у которого две противоположные грани выполнены с конусностью 6-12, а две другие противоположные грани с конусностью 0, по всей высоте Недостатком известного слитка является наличие осевой рыхлости, вызванной ухудшением питания усЭдки прибылью при затвердевании металла. Наиболее близким техническим решением к изобретению является слиток выполненный в виде тела, расширенного кверХу, переходящего в среднюю часть постоянного поперечного сечения Г2}. Недостатком указанных слитков яв-г ляется то, что величина конусности их граней определяется вне зависимости от величины отношения Н/Д, выбираемого исходя из мощности прокатного оборудования, массы и назначения отливаемых слитков (Н - высота слитка, Д - приведенный диаметр). Вследствие этого слитки с различным отношением Н/Д и с примерно равной конусностью имеют при больших значениях Н/Д неудовлетворительную макроструктуру и малую химическую неоднородность, а при малых значениях Н/Д высокую химическую неоднородность и удовлетворительную макроструктуру, которая обеспечивается в данном случае направленной кристаллизацией. Кроме того, если в слитках, уширенных кверху, выполнить верхнюю часть бескойусной с протяженностью 0-70%, то в таких слитках получает существенное развитие вторичная усадочная раковина в осевой зоне почти по всей 3Э высоте слитка, вследствие чего такой слиток становится непригойным для дальнейшего использования. Цель изобретения - снижение химической неоднородности слитка и обеспечение направленной кристаллизации, способствующей устранению осе вой рыхлости и улучшению макроструктуры . Для достижения поставленной цели в слитке, выполненном в виде тела, расширенного кверху, переходящего в среднюю часть постоянного поперечного сечения, согласно изобретению слиток выполнен четырехгранным, высота средней части составляет 0,050,2 всей высоты слитка, а конусност расширенной кверху части по всем гра ням равна 4-7 величинам отношения вы соты Н слитка к приведенному диаметПредлагаемое конструктивное решени обусловлено закономерностью процесса затвердевания слитков. Многочисленны ми экспериментальными исследованиями установлено, что процесс затвердевания слитков представляет сочетание иссле довательного в горизонтальном направ лении от стенок изломницы и объемноосадочного в вертикальном направлени от дна роста твердой фазы. Изменение конусности нижней части тела слитка в зависимости от отношения Н/Д позволяет при затвердевании различных типов слитков регулировать скорость объемно-осадочной кристалли зации в период ее наибольшего развития, начиная с начала затвердевани вплоть до 0,80-0,95 времени полного затвердевания. Для укороченных слитков (Н/Д«;1) малая конусность их граней Ct-y) способствует увеличению скорости вер тикального затвердевания, подавляя тем самым развитие ликвационных процессов, характерных для данного типа слитков и приводящих к повышенной химической неоднородности. Для слитков удлиненного типа, например для ЭШП () высок-ая конусность (30-60%) граней, менее способствует обламыванию и сносу в данную масть дендритов, тем самым снижая скорость объемного затвердевания и способствуя более полному питанию усадки жидким металлом из прибыли и образованию плотной сердцевины слит ка. Утепляющее действие прибыли резко замедляет скорость вертикального затвердевания в верхней части слитка, вследствие чего ее регулирование изменением конусности прдприбыльной части не имеет смысла. Напротив, увеличение размера поперечного сечения к верхнему тeлia слитка способствует увеличению длительности затвердевания и, вследствие этого, повышению степени химической неоднородности. Утепляющее действие прибыли в зависимости от вида футеровки и состава теплоизолирующей смеси распространяется вниз от верхнего торца слитка на 5-20% от общей высоты, поэтому слиток на 5-20, начиная от верхнего торца,выполнен с неизменной площадью и формой поперечного сечения. Анализ макроструктуры и исследование химической неоднородности блюминговых слитков с различным отношением Н/Д от 1 до 8 показал, что плотная осевая зона, низкая химическая неоднородность достигается в том случае, если соотношение между конусностью нижней части слитка и величиной Н/Д составляет 4-7. На чертеже изображен предлагаемый блюминговый слиток. Конусность граней нижней части 1 тела слитка определяется в зависимости от величины Н/Д и колеблется в широких пределах от k-J% при до (30-60) при Н/ДгВ. Верхняя часть 2 тела слитка на расстоянии 3-20% общей высоты выполнена с постоянной площадью и формой поперечного сечения . Применение слитков массой 5,5 т предлагаемой конструкции, например при производстве шарикоподшипниковых сталей, позволяет снизить отходы металла по сравнению с базовым, в качестве которого принят слиток массой 4,5 т, на 3-5%, повысить производительность обжимного стана за счет прокатки слитков более крупной массы на 10%. Экономический эффект составляет 3,3 руб/Т стали. Формула изобретения Слиток, выполненный в виде тела, расширенного кверху, переходящего в среднюю часть постоянного поперечного, сечения, отличающийся тем, что, с целью снижения химичес