Способ получения отливок из стали

 

яо т е м н - ° " 4 с) в

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюа Советских

Социалистических

Республик " 692688

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)м, КЛ.2

В 22, D 27/20 (22) Заявлено 060777 (23) 2505610/22-02 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК б 21.. 746 . . 58 (088. 8 ) Опубликовано 25.1079. Ьюллетень Йо З9

Дата опубликования описания 251079 (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя C.C. Затуловский, P.K. Иванова и B.A. Кириевский (71) Заявитель с

Институт проблем литья AH Украинской CCP (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СТАЛИ

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в сталеплавильном и литейном производстве для получения фасон- 5

;них отливок и литых заготовок из ста ли, легированной свинцом.

Известны способы получения отливок из стали, легированной свинцом, основанных на поцаче частиц свинца 10 (свинцовой дроби) в струю металла, поступающую из сталеразливочного ковша в центровую или изложницу (1) .

Для этих способов характерны существенные недостатки. Например, при вводе дроби в струю металла в потоке аргона под абсолютным давлением 1,52 атм степень усвоения свинца по слитку колебалась в широких пределах, усвоение свинца было невысоким (2855Ъ), значительная часть дробинок пролетала мимо струи или пройиэывала .ее, не растворяясь в стали, усвоение в сильной степени зависело от

:скорости разливки. . 25

Известен также способ получения отливок (слитков) иэ стали, легированной свинцом, при котором ввод ,свинцовой дроби диаметром 1,5 мм осушествляется самотеком (2) .

Этот способ не обеспечивает равномерности распределения свинца по сечению отливки (слитка). Установлено скопление свинца в нижней части слитка, .в зоне шнуровой ликнации, что обусловлено соединением части нерастворившегося свинца и формированием периферийной .ликвационной неоднородности (усов)..Кроме того, потери свинца остаются большими при разливке по данному способу, наблюдаются возгоны свинца и его окислов, интенсивное выделение газообразных токсичных его соединений, что приводит к потерям и ухудшает условия работы. Для предотвращения превышения критической концентрации свинца в рабочих помещениях при работе по данному способу требуется система мощной вентиляции — бортовых отсосов,,включаемых во время разливки и на

8-10 мин после ее окончания.

Цель изобретения — улучшение усло;вий труда и повышение однородности распределения-легирующих добавок.

Для достижения этой цели в жидкую сталь дополнительно вводят в виде направленного потока гранулы стали, имеющей температуру плавления на 30692688 ьо C ниже температуры заливаемой в литейную форму стали, а введение гра-, нул свинца осуществляют в, центральную часть направленного потока стальной дроби, при этом количества вводимых гранул свинца и стали составляют соответственно 0,1-0,5% и 2-3% от веса отливки, а их Фракции. — 2 — 10 мм и ,0,5 - 3,0 мм.

ЧаСтицы стальной дроби выполняют две важные функции — уменьшают воэгон свинца и способствуют его более

:;равномерному распределению в объеме металла. Поток стальной дроби, окружая сзинцОвую дробь и попадая вместе с ней в жидкую сталь, препятствует окислению и воэгону свинца. Частицы стали, нагреваясь и расплавляясь, отбирают на себя тепло, захолаживают объемы расплава в месте. ввода, образуя внешнюю оболочку, служат как бы конденсаторами выделяющихся паров, уменьшают их выделение и увлекают их в расплав. При температурах обработKH жидкой cTали железо имеет большее термодинамическое сродство к кислороду, чем свинец, поэтому частицы дроби, окисляясь, будут отбирать на себя кислород из окружающих объемов.

Таким образом образуется физическая (за счет охлажцающего, экранирующего 30 и стабилизирующего потока воздействия) и химическая защита свинца от окисления и возгона (введенйе" тверях частиц (капель) свинца в объеме расплава). Частицы стальной дроби оказывают 35 инокулирующее воздействие на кристал. лизацию расплава, снимая тепло перегрева и образуя дополнительнйе- центры " кристаллизации.

Удельный расход стали является важной характеристикой, так как его правильный выбор должен обеспечить полное усвоение дроби при минимальном окислении и возгоне. При расходе меньше 0,7 кг/см сек и малой скорости литья указанные выше нежелательные 45 явЛений устраняюуСя слабо, время возможного возгона растет, пбтери свинца увеличиваются. увеличение расхода свыше 2 кг/см сек, т.е. при черезмерно больших скоростях разливки не удается полностью эффектйвно ввести порошкообразные добавки. Частицы свинцовой дроби более 10 мм полностью не расплавляются и не усваиваются сталью, что приво- M дит и увеличению неоднородности ro свинф, в случае частйц,меньших 2,0мм реакционная относительная и абсолютная поверхность дроби увеличивается, что приводит к росту окисления и воэгона 6О свинца.

Количество-свинца ойределен6 заданньэм уровнем свойств и высокйм усвоением легирующей добавки: 80-90%.

Ввод менЕе 0,1Ъ не пРиводит к Дости- у жению требуемого уровня обрабатываемости, а в случае ввода более -0,5% свинца растет неоднородность, возможны появления ликвационных шнуров свинца и снижаются физико-механические свойства.

Ввод менее 2Ъ дроби неэффективен с точки зрения экранирующего, защитного воздействия, снижакщего потери и возгон. При вводе более 3% увеличивается неоднородность, образуются поры и раковины газово-усадочного происхождения из-за черезмерного снижения температуры жидкой стали и повышения вязкости расплава. Еслн температура плавления стали менее,чем на 30 С ниже температуры разлифаемой стали, то отдельные частицы полостью не расплавляются, это обусловлецо тем, что при расплавлении 13 ст)аль.ной дроби снижают температуру Р ва на 15-18 С. Если же температ плавления частиц более чем на 6 меньше температуры разливаемой то температурный напор велик, ч спла-. ра

С тали, сти- предложенных в предлагаемом изобоете.— цы плавятся слишком быстро, что приводит к снижению инокулирующего эффекта, ухудшению равномерности распределения свинца. Фракционный состав стальной дроби должен находиться, в пределах 0 5-3,0 мм, так как ввод фракции менее 0,5 мм технологически затруднен, увеличиваются потери иэ-за уноса мелких частиц, эффективность метода снижается, частицы размером более 3,0 мм полйостью не расплавляются, эффективность падает, неодно-, родность увеличивается. Э.

При опытно-промышленной проверке в индукционной печи выплавляют сталь марки 50Г следующего состава: С 0,5;

Мп 0,8у $1 0,34; Cr 0,30; Ni 0,30; раскнсление проводят ферромарганцем и.алюминием н печи и окончательное— алюминием в ковше. Каждую плавку делят на 2 части: одни формы заливают с вводом дроби свинца и стали, другие — по обычной технологии. Отлива ют литые заготовки диаметром 50 и

100 мм и высотой 300 мм. Дробь вводят самотеком из бункера с затвором и таррированным отверстием, установленным над смешивающей камерой вихревой воронки. Тангенциальный подвод металла в смесительную камерУ обеспечивает вращение металла, интенсивное перемешивание и полное усвоение дроби свинца и стали. Конструкция бункера позволяет организовать поток порошкообразного материала таким образом, что свинцовая дробь подается в центре потока. Контрольный эксперимент проводят с подачей одной свинцовой дроби без стальной. При подаче свинцовой дроби диаметром 1,5 мм без принципиальных отличительных приемов, 692688

Составитель Т.Королева

Редактор С.Лыжова Техред:Л.Алферова Корректор В. Синицкая

Тираж 945 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ б 04 О/2

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 нйи, обнаруживаются все недостатки, описанные ранее: низкое усвоение свинца, возгон, окисление, ликвационную неоднородность по сечению литой заготовки. Применение предлагаемого способа при оптимальном соотношении параметров и использовании предлагаемых приемов-позволяет улучшйть технологичность, уменьшить возгон и токсичные газовыделения, снизить потери свинца, повысить равно- ( мерность его распределения, при этом достигается высокий уровень и стабильность свойств стали, легирован- ной свинцом. Способ получения слитков (отливок) из низколегированных сталей свинцом достаточно технологичен, позволяет получить отливки более высокого качества с равномерным распределением свинца по сечению отливки, повысить физико-механические свойства и обрабатываемость стали.

Формула изобретения

Способ получения отливок из стали, включающий заливку литейной формы жидкой сталью и введение в нее леги= рующих добавок в виде гранул свинцЬ| отличающийся тем, что, с целью улучшения условий труда и йо" вышения однородности распределения легирующих добавок, в жидкую сталь дополнительно вводят в виде направ» ленного потока гранулы стали, имеющей температуру плавления на 30-60 С ниже температуры заливаемой в литейную форму стали, а введение гранул свинца осуществляют в центральную часть направленного потока стальной дроби, при этом количества вводимых гранул свинца и стали составляют соответственно 0,1-0,53 и 2-3% от веса отливки, а их фракция 2 - 10 мм и

0 5 - 3,0 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 49-14524, кл. 10 У 14, 1973.

2. Сталь . 1970, Р 10, стр.893895.