Способ отливки чугунных прокатных валков

 

СПОСОБ ОТЛИВКИ ЧУГУННЬК ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, включающий перегрев жидкого доэвтёктического чугуна и . заливку его в подогретый кокиль с покрытием на рабочей поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения качества валков, перегрев чугуна ведут на 275-280°С дыше температуры, превышающей солидус на 0,2-0,4 температурного интервала затвердевания, с уменьшением ее на на каждые 110 м К/Вт изменения термического сопротивления покрытия кокиля и на 0,4-0,6 изменения температуры подогрева кокиля.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧНИИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1СС1@АРСТВЕНН Й Н0МИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3362563/22-02 (22) 24.08.81 (46) 15.02.84. Бюл. Р б (72) Л.Б. Гольдштейн, A.Ë. Рудницкийг

P.Ë. Билярчик, П.Ф. Парасюк, Н.С. Козаченко, Л.А. Лушпа, Н.A. Будагъянц и Э.С. Церковский .(.71) Всесоюзный научно-исследовательский.проектно-конструкторский технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтно-механических работ (53) 621.746.58гбб1.771.07(088.8) (56) 1. Кривошеев A.E. Литые валки.

И.; Иеталлургиздат, 1957, с..319.

2. Рудницкий Л.С. и др . Пути снижения брака при отливке чугунных прокатных валков. Материалы республиканской научно-технической конференции "Прогрессивные решения технологических проблем в литейном производстве". Днепропетровск, 1972, с. 47-48.

„„Я0„„1072990 A

3(S1) В 22 D 25/06; В 22 С 9/281

В 22 0 15/00. (54)(57) СПОСОБ ОТЛИВКИ ЧУГУННЫХ

ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, включающий перегрев жидкого доэвтектического чугуна и заливку его в подогретый кокиль с покрытием на рабочей поверхности, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества валков, перегрев чугуна .ведут на 275-280 С выше температуры, превышающей солидус на 0,2-0,4 температурного интервала затвердевания, с уменьшением ее на 2-.4 С на каждые 1 ° 10 4м К/Вт изменения термического сопротивления покрытия кокиля и на 0,4-0,6 изменения температуры подогрева кокиля.

1072990

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству чугунных прокатных валков. В процессе производства литых чугунных прокатных валков, жидкий чугун преимущественно доэвтектическо-. го состава, заливают в комбинирован ную форму, включающую песчано-глинистые элементы и кокиль дпя формирования рабочего слоя. Для получения.качественных отливок большое значение имеют параметры, определяющие интенсивность затвердеваниятемнература перегрева жидкого чугуна, заливаемого в форму, температура кокиля, термическое сопротивление покрытия на рабочей поверхности кокиля. Интенсивность затвердевания должна быть достаточной для формирования отбеленного чугуна с заданной твердостью, однако при этом необходимо предупредить увеличение градиента температур в сечении затвердевающего слоя, термических напряжений и склонности к образованию горячих трещин.

Известен способ отливки чугунных прокатных валков, при котором температуру чугуна выдерживают 12601290ОС при температуре коки" лей 80-120 С 513.

Чугунные прокатные валки отливают из чугуна с различным содержанием химических элементов и разной температурой затвердевания. Поэтому заливка чугуна с постоянной температурой приводит к различной величине фактического перегрева и разным условиям затвердевания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отливки чугунных прокатных валков, включающий перегрев чугуна .на

60-70ОС над температурой ликвидус и заливку его в подогретый кокиль с покрытием на рабочей поверхности 2)

Однако данный способ не учитывает одной из важнейших характеристик технологического процесса — термического сопротивления покрытия кокиля, а также возможных колебаний температуры кокиля. Кроме того, температура ликвидус определяет только ,начало кристаллизации сплава, поэтому заливка с постоянным перегревом . над этой температурой учитывает не весь период кристаллизации, а только его начало, что недостаточно соответствует особенностям кристаллизации сплава.

Поэтому при постоянном перегреве над температурой ликвидус, но при изменениях химического состава чугуна, температуры кокилей, термического сопротивления покрытия для разных отливок не обеспечивают одинаковых условий затвердевания и стабильно высоких качеств.

Цель. изобретения. — повышение качества чугунных прокатных валков.

Поставленная цель достигается

5. ° тем, что согласно способу отливки чугунных прокатных валков, включающему перегрев жидкого доэвтектического чугуна и заливку его в подогретый кокиль с покрытием на рабочей

10 поверхности, перегрев чугуна ведут на 275-280 С выше температуры, пре.вышающей солидус на 0,2- 0,4 температурного интервала затвердевания, с

O уменьшением.ее на 2-4 С на каждые

1 ° 10 4м К/Вт изменения терМического сопротивления покрытия кокиля и на .0,4-0,6 изменения температуры подогрева кокиля..

Способ реализуется следующим образом.

Перед заливкой форм измеряют температуру кокиля Т „, толщину и теплопроводность покрытия Л и

-термическое сопротивление Р

25 . Р = К/а.По данным экспресс-анализа содержания элементов в чугуне по известным зависимостям определяют температуру солидус Тс „ и температурный интервал затвердевания 73aTs

Температуру перегрева выдержи вают в зависимости от этих парамет ров.

Пример 1. В выплавляемом чу35 гуне содержание С = 2,7%; Н = 0,6%;

Р . 0,15%; температура подогрева кркиля 80 С; толщина покрытия,Х

1, 5 .10 4м, теплопроводность покрытия Л = 0,2 Вт/м-град; термическое сопротивление покрытия Р = Х /il

1 5 -10 4 .0 2 7,5 .,10-4м град/Вт

Для данного чугуна температура солидус составляет т, 5 = 1134 С, о температурный интервал кристаллиза45 ции д1„Р = 172ОС. Перегрев чугуна перед заливкой над температурой, превышающей солидус на 0,4 температурного.интервала кристаллизации (т.е.. 1134 + 0,4 .172 = 1205 С) вы50 держивают на уровне 280 С, уменьшенном на 3 С на каждЫе 10 4-оград/Вт термического сопротивления покрытия (3 7,5 = 23 С ) и 0,6 температуры кокилей (0,6.80 = 48 С), т.е. тем55 пература пердгрфъа 280-23-48 = 209 С, температуру заливки необходимо выдерживать 1205+209 = 1414 С.

Пример 2. В чугуне содержание P = 3,6%; 51 = 1,2%; P = 0,4 В. 0 Температура подогрева кокиля 110 С, толщина .покрытия Х = 4,5 10 м; теп-4 лопроводность покрытия . A,, /

= 0,2 Вт/м град, термическое сопротивление покрытия:

65 " = — =4,5 ° 10:0,2=22,5 10 м -град/Вт,, Х . -4. -4 2 1072990.Составитель Т. Королева

Редактор Н. Воловик Техредл.иартяшова Корректор В. Гирняк

Заказ 257/9 Тираж 779 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий (113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Для данного чугуна температура солидус t 5 = 1120 С, температурный интервал кристаллизации д t Р = 54 С. о

Перегрев чугуна перед заливкой над температурой, превышающей солидус на 0,3 температурного интервала 5 кристаллизации (т,е. 1120+0,3 ° 54

1136ОC 1 выдерживают на уровне

280 С уменьшенном на 3 С на каждые

1 -10 м град/Вт (3 22,5 = 68ОС Р и 0 5 температуры кбкиля (О,5 ° 110

55 C ), температура перегрева

280 - 68. — 55 = 157 С. Температуру заливки выдерживают 1136+157=1293 С, Ю

Пример 3. В чугуне содержание С = 30%; 51 = 0,8Ъ; .Р = 0,2%.. о

Температура подогрева кокиля

90 С, толщина покрытия 3.-10 4м, теплопроводность покрытия

0,2 Вт/м - град; термичеекое со противленйе покрытия: к = — =3 10: О, 2=15 -10 м .град/Вт.

Х -4 " - я

Для данного чугуна температура солидус- составляет tS = 1131 С, температурный интервал кристаляиэации gt 136 С, перегрев чугуна перед заливкой над температурой, превышающей солидус на 0,3 температурного интервала кристаллизации (т.е. 1131+0,3 ° 136 = 1172ОС) выдер- 30 живают на уровне 280 С, уменьшенном на 4 С на каждые 1.. 164м .град/Вт (15;4 = 60 С) и 0 5 температуры кокиля (0,5 90 = 45 С), т.е. темпера- тура перегрева 280-60-45 175 С. Температуру заливки выдерживают:

1172+175 = 1347 С.

Соблюдение указанных параметров является необходимым условием новышения качества отливаемых валков. 40

Температура, превышающая сОлидус на 0,2-0,4 интервала затвердевания (или ниже ликвидус на 0,8-0,6 интервала затвердевания ), как следует из анализа диаграммы состояния, соответствует затвердеванию 10-30% твердой фазы, т.е. такому состоянию, когда наступает существенное изменение свойств затвердевающего .чугуна. Поэтому заливка различных по хи мическому составу чугунов с одина- 50 ковым перегревом над .этой температурой обеспечивает одинаковые условия затвердевания различных чугунов.

При отклонениях от этой температуры в ту или иную сторону сравнимость условий затвердевания различных чугунов не обеспечивается.

После заливки перегретого расплава в кокиль происходит отвод теплоты перегрева, повышается температура рабочей. поверхности. кокиля, уменьшается перепад температур между чугуном и кокилем в период затвер девания отливки. Это приводит к уменьшению интенсивности охлаждения и перепада температур в сечении эатвердевающего слоя., снижаются температурные напряжения. К такому же результату приводит увеличение термического сопротивления покрытия и температуры кокилей.

Перегрев 275-280 С, уменьшенный на 0 4-0,6 температуры подогрева кокилей и 2-4 С на каждые»

1 .10 4 м2 оград/Вт термического сопротивления покрытия, создает уровень интенсивности эатвердевания, обеспечивающий формирование структуры белого чугуна и одновременно приемлемые температурные напряжения.

При значениях параметров и соотношений больших, чем указано,ин тенсивность затвердевания будет . уменьшена до пределов, затрудняющих полу ение белого чугуна и заданного уровня твердости. В случаях, если значение параметров и соотношений меньше указанных, то возросшая интенсивность затвердевания приводит к увеличению напряжений и возникновению горячих трещин.

Соблюдение указанных парамЕтров и соотношений обеспечивает s переменных условиях литья (химический состав, покрытие, температура кокиля) стабильные условия затвердевания, получение заданных структур, предупреждение образования, что подтверждается проведенными испытаниями.