Способ утепления металла при сифонной разливке

 

1. СПОСОБ УТЕПЛЕНИЯ fЁTAJШA ПРИ СИФОННОЙ РАЗЛИВКЕ, включающий подачу в изложницу теплоизоляционной смеси, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качест;ва поверхности и улучшения макро:структуры слитка, предварительно на дно изложницы помещают мелко ак;ционный органический метериал с ;насьтной массой 150-250 кг/м в количестве 10-30% от массы теплоизоляционной , смеси. 2. Способ по п. 1, отлича;ю щ и и с я тем, что в качестве :мелкофракционного органического ма териала используют пенопластовую , .крошку или торфяную мелочь, или дрё (Л весную стружку, или древесныеопипки , или опилки винипласта.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

4рц В 22 7 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ввтсвснснн снссвтвъствн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г}О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3374445/22-02 (22) 29.12.81 (46) 28.02.&5. Бюл. Р 8 (72) P.Ï.0ëåêñÿ, В.АЛабловский, Е.А.Казачков, С.Л.Макуров, В.И.Ииба" нов, Г.Г.Житник, Л.П.Яильников, В.С.Чеканов, В.П.Следнев, В.Д.Дмитриев и N.Ï.Ëèòâèíåíêî (71) Ждановский металлургический институт и Донецкий металлургический з а вод (53) 621.746.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство CCCP

У 818736, кл. С 22, С 7/10, 1978.

2. Патент Японии В 51-7 133, кл. 11 В 1, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

У 332915, кл..В 22 Э 7/00, 1969.

„„SU„„1142217 (54) (57) 1 . .СПОСОБ УТЕППЕНИЯ МЕТАЛЛА

ПРИ СИФОННОИ РАЗЛИВКЕ, включающий подачу в изложницу теплоизоляцион ной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения качест-. .ва поверхности и улучшения макро.структуры слитка, предварительно на .дно изложницы помещают мелкофрак.ционный органический метериал с насыпной массой 150-250 кг/м в количестве 10-ЗОЖ от массы теплоизоля.ционной. смеси.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а -

;ю шийся тем, что в качестве. .мелкофракционного органического ма1 териала используют пенопластовую, крошку или торфяную мелочь, или дре" весную стружку, или. древесные опйлки, илн опилки винипласта. с

1142217

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при разливке стали широкого сортамента.

Сифонная разливка стали массового производства осуществляется с применением порошкообразных шлакообразующих теплоизоляторов, присаживаемых на зеркало металла на ранней стадии наполнения. Смесь служит для утепления поверхности металла в процессе разливки и последукпцей

1 кристаллизации слитка. От качества утепления металла в значительной

Цель изобретения — повьппение качества поверхности и улучшение макроструктуры слитка.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу утепления мере зависит наличие поверхностных дефектов слитка — плен, песочин, заворотов корочки (13.

Недостатком всех применяемых теплоизолирующих смесей является низ.кая температура плавления 1200

1300 С. В связи с этим в процессе 20 разливки смесь существенно подплавляется. Уменьшение толщины утепляющего слоя приводит к увеличению теп-! лопотерь и ухудшению качества металла (дефекты усадочного происхождения);

Плавающие теплоизоляционные плиты способны улучшить утепление зеркала металла (23.Однако они не перекрывают полностью зеркало металла, а образующийся оголенный рант поверх-ЗО ности металла приводит к заворотам . окисленной корочки у стенок изложницы. При разливке в уширенные кверху и .зложницы ширина оголенного ранта увеличивается в процессе разливки.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ разливки жидкого металла в изложницу, включающий утепление поверхности теплоизо- 4О лирующим материалом с перекрытием центральной области зеркала металла тугоплавким брикетом 53 3.

Однако массивный брикет на начальном этапе разливки является холодильником, на котором образуется окисленная корка металла с включениями шлака, которая обламывается и остается в слитке, ухудшая его макро-! структуру» В то же время смесь у 5О краев изложницы интенсивно подплав- ляется, как и при разливке без брикета. метзлла при сифонной разливке, вклю. чающему подачу в изложницу теплоизо лирующей смеси, предварительно на дно изложницы помещают мелкофракционный органический материал, насыпной массой 150-200 кг/м, составляющий 10-30 от массы теплоизолирующей смеси.

При этом в качестве мелкофракционного органического материала используют пенопластовую крошку, или торфяную мелочь, или древесную стружку, или древесные опилки, или .опилки винипласта.

Прослойка органического материала в течение определенного времени предохраняет смесь от контакта с жидким металлом, т.е. предотвращает плавление смеси и захват шлаковых включений в неблагоприятный период разливки (на начальном этапе струя стали имеет турбулентный характер).

С другой стороны, исключается окисление стали, так как органический материал, разлагаясь без доступа воздуха, создает у зеркала металла восстановительную среду. Это предотвращает брак металла по окисленной корочке.

Выделяющиеся в процессе пиролиза органического материала летучие составляющие способствуют разрыхлению верхнего теплоизолирующего слоя, т.е. улучшается рассыпаемость смеси и ее теплофизические характеристики.

Одновременно, выделяющийся в процессе пиролиза сажистый углерод, перемешиваясь с нижним слоем теплоизолирующей смеси, увеличивается ее тугоплавкость, что снижает скорость подплавления смеси и улучшает утепление слитка.

Применение предлагаемого способа разливки позволяет отказаться от традиционной упаковки смеси в бумажные пакеты, применяющиеся для того, чтобы смесь не попадала в литниковую систему. Прослойка органического материала надежно защищает выходной стаканчик изложницы от попадания смеси.

Насыпная масса мелкофракционного органического материала не должна быть менее 150 кг/м, так как может возникнуть интенсивный его выброс из изложницы в виде воспламеняющейся пыли, что ухудшает санитарногигиенические условия разливки ста3 1142 ли. При этом масса оставшегося порошка оказывается недостаточной для предохранения нижнего слоя смеси от размывания и металл загрязняется шлаковыми включениями. 5

Увеличение насыпной массы органического металла свыше 250 кг/м приводит к закупориванию литниковых каналов, их замораживанию первыми порциями переохлажденного металла и 10 прекращению разливки.

Количество мелкоАракционного органического материала, подаваемого .в изложницу не должно быть менее

10Х от массы смеси, поскольку разложение органического материала при этом произойдет менее чем за

10-15 с. В последнем случае происходит .интенсивное размывание смеси металлом, подаваемым в изложницу в виде фонтанируницей струи.

Увеличение количества органического материала свыше ЗОХ нецелесообразно, так как не дает заметного повышения качества металла, но мо- 25 жет привести к нежелательному науглероживанию головной части слитка.

В качестве мелкофракционного органического материала могут использоваться древесные опилки, струж- щ ка, торА, пенопластовая крошка и другие дешевые материалы, представляющие собой промышленные отходы.

Использование промежуточного слоя мелкофракционного органического ма35 териала предохраняет нижний слой смеси от контакта- с жнпким металлом в начальный (наиболее неблагоприятный) период разливки, препятствует попаданию шлаковых частиц в металл, 40 а в дальнейшем значительно улучшает свойства нижнего слоя смеси вследствие увеличения в нем содержания углерода после обугливания органического материала. Пиролиз органической прослойки проходит быстрее, чем в случае введения органических добавок в состав смеси, поэтому верхние слои смеси разрыхляются более интенсивно.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении подача мелкофракционного органического материала на дно изложницы перед подачей смеси обеспечивает надежную защиту нижнего

217 слоя смеси от контакта с металлом в наиболее неблагоприятный период разливки и тем самым, наряду с улучшением теплоизолируюгрп свойств смеси, исключает попадание частиц смеси в жидкий металл.

Пример. В производственных условиях проведено испытание способа на 320 опытных плавках с применением пенопластовой крошки, мелкого торфа, древесной стружки, древесных и винипластовых опилок, являющихся промышленными отходами.

Слитки массой 5 5 т отлили с использованием зольно-графитовой теплоизоляционной смеси. Расход смеси составлял 12 кг на слиток.

Сравнительная оценка качества заготовок рядовой стали, полученных из опытных слитков с различными вариантами утепления, приведена в табл. 1 и 2.

Таким образом, применение (при разливке стали) мелкоАракционных органических материалов,,насыпной массой 150-200 кг/м в количестве

10-30Х от массы теплоизоляционной смеси позволяет улучшить качество металла и увеличить выход годного на О, 15-0,20Х, поскольку уменьшается захват металлом неметаллических включений и увеличивается толщина слоя нерасплавившейся смеси (70—

100 мм вместо 20-80 мм) . Это улучшает утепление слитков и позволяет существенно увеличить скорость разливки, ие опасаясь проплавления теплоизоляционного слоя. Одновременно снижаются требования к содержанию углерода в смеси, так как промежуточ" ный слой органического материала образует углеродистую прослойку, препятствующую спеканию частиц смеси.

Предлагаемый способ позволяет испольэовать любые порошкообразные теплоизолирующие смеси без применения бумажных пакетов. Засыпка россыпью (непосредственно в изложницы) уменьшает расход смеси на едини цу продукции и снижает трудоемкость подготовки составов с изложницами.

Годовой экономический эфАект внедрения от предложенного способа составляет более 60 тыс.руб.

1142217

Таблица

СпособПоказатели качества

8 10

30

Характеристики макроструктуры, балл:

Центральная пористость

0,7 0,7

0,7

0,7 0,7

0,8

Точечная неоднородность

0,7 0 7

0,8 0,7

0,7

О,Я

Ликвационный квадрат

0,2

0,2

0,1

0,2 0,2

0,2

Брак заготовок по поверхностным де фектам, 7:

0,48

Трещины

0,72

Рванины

0,15

Песочины

Брак всего, У.

1,35

Продолжение табл.1

Показатели качества Торфяная мелочь фракции 0,1 мм с насыпной массой 150 кг/м, Х от массы смеси

30

10

Характеристики макроструктуры, балл:

Цейтральная пористость

0,6 0,6

0,6

О,б

0,6

Точечная неоднородность

0,7 0,7

0,7

0,7 0,7

Ликвационный квадрат

0,2 0,2

0,2

0,2

0,2

Брак заготовок по поверхностным дефектам,Х: прототип (с брикетом) Пенопластовая крошка фракции 0,2 мм с насыпной массой 100 кг/м, Ж от массы смеси

0,48 0,46 0,48 0 50 0,48

0,72 0,70 0,64 0,63 0,64

О, 12 О, 12 О, 12 О, 09 О, 10

i,32 1 28 1 24 1 22 1 22

8 °

1142217

Продолжение табл.Г

Торфяная мелочь фракции 0,1 мм с насыпноц массой, 150 кг/м, Х от массы смеси

Показатели качества

8 10 20 30 35

0,47

0,43

0,42

0,40

0,40

0,69

0,60

0,62

0,62

0,59

0,14 0,11

0,11

0,10

О, 10

Песочины

1,30

1,13

1,12

1 ° 12

1s12

Брак всего,X

Таблица 2

Показатели качества

Древесная стружка с насыпной массой 200 кг/м, Ж от массы смеси

10 20

0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5,0,5 0,5

Точечная неоднородность 0,7 0,6

0,6 0,6 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6

0,6

0,1 0,1- 0,1 0,1 О,10,1 0,1 0,10,10,1

0,41 0,49 0,47 0,49 0,48 0,49 0,45

0,45 0,48 0,47

Трещины

0,68 0,56 0,56 0,60 0,53 0,68 0,56 0,55.0 53 0,58

Рванины

О 17 О 10 0 10 О 11 О 10 О 12 О 10 О 100,100 10

Песочины

1,25 1,14 1 13 1,12 1,12 1,27 1,15 1 ° 13: 1,12,1,13

Брак, всего, Ж

Трещины

Рванины

Характеристика макроструктуры, балл:

Центральная пористость

Ликвационный квадрат,, Брак заготовок по . поверхностным дефектам, 7.

Древесные опилки с насыпной массой 200 кг/м, Х от массы смеси

II42217

Продолжение табл.2, Опилки винипласта, насыпной массой 300 кг/м, 7. от массы смеси

Показатели качества

3,5

20

Характеристика макроструктуры, балл:

Центральная пористость

0,7 0,6

0,8

Точечная неоднородность

0,7

0,7

0,7

Ликвационный квадрат !

0,2

0,2

0,2

Брак заготовок по поверхностным дефектам, 7.:

О 47 0 48

0,71 0,59

0,11 0,12

1,29 1,19

0,50

Трещины

0,68

Рванины

0,13

Песочины

1,31

Брак, всего,X

СЬставитель Н.Шепитько

Техред Ж.Кастелевич, Корректор Г.Огар

Редактор Ю.Ковач

Заказ 612/11 THpRK 747 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

Способ утепления металла при сифонной разливке Способ утепления металла при сифонной разливке Способ утепления металла при сифонной разливке Способ утепления металла при сифонной разливке Способ утепления металла при сифонной разливке Способ утепления металла при сифонной разливке 

 

Похожие патенты:

Слиток // 1134284

Изобретение относится к способам изготовления слитков из низкоуглеродистой стали повышенной чистоты от газов и эндогенных неметаллических включений

Изобретение относится к производству стальных слитков, предназначенных для последующей прокатки

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к способам разливки стали сифоном в изложницы

Изобретение относится к черной металлургии, а именно, к процессу легирования стали при разливке ее сифоном

Изобретение относится к литью металлов, предназначенному для последующего получения биметаллического проката

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литейным песчаным формам для получения мелких и средних отливок

Изобретение относится к производству стальных слитков, предназначенных для последующей прокатки

Изобретение относится к литейно-металлургическому производству, в частности к производству полых слитков
Наверх