Изложница для слитков

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)520174 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено14.02.75 (21) 2105779/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.07.76Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания04 08.76 (51) N. Кл.

В 22 2 7/06

Гасударстоенный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,746, .393(088.8) (72) Авторы изобретения

Э. В. Захарченко и В. H. Сапко (71) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской CCP (54) ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ С ЛИТКОВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству изложниц преимущественно из пластичного чугуна или стали, для слитков черных и цветных металлов, 5

Известны изложницы из пластичного чугуна для разливки стали, B которь,х предусмотрено частичное уменьшение формоизмепения широких и наиболее горячих стенок. 10

Однако такая изложница не обеспечивает достаточной формостойкости изложниц из пластичного чугуна.

Наиболее известна также изложница из пластичного чугуна, у которой на наружной поверхности на расстоянии толщины стенок or угла граней имеются замкнутые по периметру пазы в виде четырехугольников с закругленными углами.

В процессе термоциклирования необратимая деформация стенок прототипа локализуется в области пазов, предотврашая необратимое искривление стенок в целом.

Недостатком такой изложницы является то, что участки стенок в области пазов, . ф особенно горизонтальные участки, выпучиваясь при высоких температурах (выше

600-650оС), затрудняют свободную усадку корочки слитка, что приводит к образованию в ней горячих трещин, Кроме того, если материал изложницы недостаточпо пластичен, то участки стенок в области пазов преждевременно разрушаются вследствие концентрации термических напряжений.

Стенки в области пазов имеют в поперечном сечении плоскую конфигурацию и поэтому недостаточно податливы для рассеивания возникаюших термических напряжений, Массивные участки, ограничивающие паз и имею цие более высокую термическую инерционность, мешают свободному термическому расширению (в полуцикле нагрева) и термическому сжатию (в полуцикле охлаждения) менее массивной стенки в области паза. Именно стеснение тепловой деформации или стеснение формопзмененпя массивными стенками изложницы и вг.,:-ывает повышенный уговень термических напряжений и дефо-.лаций в области пазов, 520174 причем концентрация напряжений и величина накопленной деформации тем больше, чем больше разница толщин стенок в области пазов и ограничивающих их участков.

С целью снижения термических напряжений и обеспечения свободной усадки слитка пазы предлагаемой изложницы выполнены вертикально на всю высоту изложницы и имеют. волнообразную форму в поперечном сечении с гребнем волны, направленньм наружу, расположенные на расстоянии

1-3 толщин стенки от наружных углов изложницы до начала паза.

На фиг. 1 изображена описываемая изложница, вид спереди; на фиг. 2 — разрез по А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — узел Т на фиг. 2 (в увеличенном масштабе);на фиг, 4— разрез по Б-Б на фиг. 1.

Изложница включает стены, выполненные преимущественно из пластичного чугуна или стали. В стенах 1, преимущественно широких и более горячих, на всю высоту изложницы выполнены по два вертикальных паза 2, шириной 0, равной 0,5-3 толщин стен и толщиной участков 3 в области пазов, равной 0,2-0,8 толщины ограничивающих их стен. В поперечном сечении пазы 2 имеют волнообразную форму, такую, что гребни волн в пазах направлены наружу изложниц (фиг. 2, 3). Пазы 2 находятся на расстоянии 1, равном 1-3 толщинам стенок, от сопредельных наружных углов граней (фиг. 3). Указанные пределы для расстояния 1 обусловлены тем, что при д, меньшем одной толщины стенок, паз будет расположен в угловой зоне, характеризующейся, как известно, максимальным уровнем термических напряжений, а при а, превышающем три толщины стенок, паз попадает в наиболее разогреваемую зону стенок (зону так называемого

"теплового эллипса"), где материал быстро разупрочняется. Расположение волн гребнями наружу вызвано тем, что термопластическая деформация накапливается со сто« роны полости изложницы.

На внутренней поверхности пазов высота Т волн и радиус R1 дуги 2, описывающей гребень волны, равны соответственно 20-60 и 5-50 мм. Применение Т менее 10 мм неэффективно, так как паз не будет служить конструктивным элементом повышенной податливости, а при Т свыше

60 мм качество корковой зоны слитка резко ухудшается и, кроме того, снижается выход годного и качество проката, При k менее 5 мм не будет обеспечено свободное тепловое расширение стенки, Тепловое расширение стенки, имеющей два паза, будет свободным при условии, что

22 А

1 Я мах и йк где сС вЂ” коэффициент линейного расширения, средний в интервале температур ЬТ

11ах )

Я 1ах- максимально допустимое изменение температур стенки в процессе термического цикла, l0 1ах - наибольшая возможная первоначальная ширина широкой стенки.

ПРинимаЯ ЬТ „,сх= 700оС, оС 20-700о =

= 13,6 ° 10 6 1/оС и 1 „= 2000 мм, !

Ь находим Я1 = 5 мм. Наконец при Р бо° ф 1 лее 50 мм возможно образование трещин на гребнях волн слитка.

Радиусы Я и М боковых дуг соответственно H и hF выбраны такими, что

20 указанные боковые дуги касаются гребневой дуги БЕ и контура BCF полости изложницы, причем дуга 3Е сопряжена с боковой дугой E$ в точке Е касания дуги gE с линией ЕО, проведенной из центра О по35 перечного сечения полости, и с боковой дугой CD в точке II касания дуги Э с линией Б, образующей угол f =90-120 с указанной касательной ЕО (фиг. 2-3).

В процессе затвердевания и усадки слитка

30 любая точка íà его поверхности перемещается по прямой, соединяющей точку с центром поперечного сечения слитка. Поэтому дуга РК проведена касательно к направляющей линии ЕО, в противном случае гре35 бень волны слитка заклинит и усадка последнего будет заторможена. Выбор величины угла обусловлен необходимостью обеспечить надлежащее качество слитка и проката. Если угол 1 будет меньше 90о, то

° 0 при прокатке слитков волны будут сминаться с образованием .специфических дефектов, так называемых "закатов", а если будет превышать 120 С, то при затвердевании в зоне гребней возможно образование

45 трещин в слитке.

Радиусы Р, 3 и >g дуг соответственно НК, К1 и ИХ, описывающих наружную поверхность пазов, выбираются конст3© руктивно, предпочтительно- в пределах 0,20,8 толщины стенки, У

Наполнение изложницы жидким металлом производится по обычной технологии.

Снижение термических напряжений и нефб обратимого формоизменения в области пазов и обеспечения свободной усадки слитка достигается следующим образом.

Вертикальные пазы волнообразного сечения, являясь сильфонами, т.е, конструктивOO ными элементами повышенной податливости, 520174

Формула изобретения компенсируют в процессе термоциклирования перемещение от термического расширения или сжатия всей стенки изложницы и тем самым рассеивают возникающие термические напряжения.

Накопление на внутренней поверхности пазов пластической (необратимой) термоциклической деформации не затрудняет усадку слитка, поскольку возможная величина, неооратимой .цеформации стенок заведомо меньше установленного деформационного допуска, равного высоте Т волны (фиг. 3).

Изложница для слитков, имеющая на наружных поверхностях широких стенок пазы, отличающаяся тем, что, с целью снижения термических напряжений и обеспечения свободной усадки слитка, пазы выполнены вертикально на всю высоту изложницы и расположены на расстоянии р 1-3 толщин ее стенки от наружных углов, а стенка паза имеет волнообразную форму в поперечном сечении, причем гребень волны направлен наружу.

520174

Б--Б

Фиг. 4

Составитель Т. Королева

Редактор E. Братчикова Техред О, Дуговая Корректор С. Болдижар

Заказ 3070/211 Тираж 1002 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

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