Способ изготовления изложниц

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

< «749550

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

J ""

t « (51)М. Кл. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 241077 (21) 2544886/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 2307Я0. Бюллетень «ч9 27

Дата опубликования описания 230780

В 22 0 7/06

Государственный комйтет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 6 21 . 74 6.. .393(088.8) (72) Авторы изобретения

Б.А. Кириевский, О.М. Чепойецкий, С.С. Затуловский и В.М. Долгань (71) Заявитель

Институт проблем литья AH Украинской CCP (54) СЧОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗЛО ДЕНИЦ

Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при литье чугунных изложниц для разливки в них стали .5 с целью увеличения срока их службы.

Повышение качества изложниц, а следовательно, и их долговечности является одной иэ важнейших проблем металлургии и литейного производ-10 ства.

Известен способ изготовления изложниц для разливки стали, включающий.их изготовление из доменного чугуна и последующую обработку метал- 15 ла в ковше кремнием в процессе перелива, по крайней мере, в два ковша, в таком количестве, чтобы его содержание в готовой изложнице на 0,40,5Ъ не превышало содержание марганца (1) .

Обработка доменного чугуна кремнием в ковшах способствует интенсификации выделения спели, образованию грубых включений графита в чугуне, 25 что обусловливает снижение физикомеханических и специальных свойств материала изложниц, а также уменьшение срока их службы, Вследствие низких термостойкости и ростоустойчивос-30 ти чугуна образование первых трещин часто наблюдается уже после 6-8 наливов, что приводит к преждевременному выходу изложниц иэ строя.

Известен также способ изготовления изложниц, включающий установку в форму стальных бандажей и заливку в нее чугуна с удельным расходом

1,0-4,5 KI/см и ввод в него смеси чугунной дроби с гранулированным алюминием (2) .

Однако совместный ввод гранулированного алюминия и чугунной дроби приводит к интенсивному окислению алюминия. Это происходит вследствие попадания в расплав дополнительного количества кислорода в виде окислов, образовавшихся на поверхности дроби.

Образовавшиеся окисные плены алюминия в материале изложницы нарушают сплошность металла и снижают физикомеханические и специальные свойства чугуна.

Цель изобретения — повышение предела прочности при растяжении, окалиностойкости и термостойкости материала изложницы.

Указанная цель достигается эа счет того, что с момента заполнения

749550

Т а б л и ц а 1

Количество вводимых титансодержащих добавок

Термостойкость

120

0i30

160

0,40

280

48-54

48-52

С начала заливки

1/2 заполнения формы чугуном 2/3 формы и до конца заливки вводят порошкообразные титансодержащие добавки в количестве 0,40,65% от веса чугуна, заливаемого в период введения титансодержащих добавок.

Введенные в расплав добавки, содер- жащие титан, раскисляют чугун, ферритизируют металлическую основу и, оказывая графитизирующее действие, способствуют равномерному и изолированному распределению графита по сечению отливки и его измельчению.Кроме того, однородность структуры по сечению отливки уменьшает коэффициент линейного .расширения, что значительно понижает склонность отливок к формоизменению в процессе термоциклирования при повышенных температурах и увеличивает долговечность их работы.Изолированность графитных включений повышает окалиностойкость чугуна и его 2О физико-механические свойства при высоких температурах. Таким образом, чугун приобретает необходимую гамму свойств для увеличения долговечности работы изложницы. 25

Время ввода титансодержащих добавок выбирается по следующим соображениям.

Чугун, поступающий в форму с момента дополнительного ввода добавок, содержащих титан, заполняет полость формы, соответствующую нижнему поясу изложницы. В этой части изложницы возникают наибольши". градиенты температур (максимальный тепловой удар), способствующие развитию вы соких напряжений в стенке изложницы.

Дополнительный ввод титана позволяет резко повысить термостойкость и физико-механические свойства нижнего пояса изложницы, что предохраня- 40 ет изложницу от размывов дна и трещин, увеличивая соответственно срок службы.

Количество вводимых добавок 0,40,653 определено исходя иэ необходи- 45 мой особенности содержания титана в чугуне и на основании результатов испытаний на термостойкость (см. табл. 1). При вводе добавок в количестве менее 0,4% влияние титана íà gg структуру и специальные свойства чугуна незначительно, а при вводе свы,ше 0,7Ъ за счет образования по границам зерен титансодержащих включений термостойкость чугуна уменьшается.

Промежуток времени ввода добавок (2/3 заполнения формы и до конца заливки) определяется с учетом особенностей гидродинамики заполнения формы при этапной литниковой системе и требованиями снижения стоимости отливок. Ввод порошкообразных добавок, содержащих титан, в расплав чугуна, легированного алюминием, повышает термостойкость чугуна и, как следствие, задерживает образование сетки разгара на поверхности изложниц. Как показывают результаты статической обработки эксплуатирующихся в течение 1976-1978 гг. 2623 изложниц, основноеколичество поверхности с сеткой разгара образуется вблизи данной части изложниц. С учетом особенностей заливки (этапная литниковая система) указанная донная часть изложницы заполняется в конце заливки. Установлено, что при этапной литниковой системе с "и" питателями расход через каждый литник определяется

Q=b gН, где Н вЂ” условный напор для каждого литника.

Установлено, что равномерное распределение порошкообразных добавок, содержащих титан, в этой зоне достигается, если начало ввода его происходит не позднее заполнения расплавом 2/3. формы. При этом размер порошкообразных добавок 1-12 мм (т.е. во всем возможном для использования интервале), при больших размерах гранулы не полностью растворяются. Увеличение интервала ввода добавок нецелесообразно из-за увеличения расхода титана без изменения стойкости изложниц

Результаты изменения стойкости изложиц в зависимости от начала ввода пЬрошкообразных титансодержащих добавок и их количества представлены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

74Э550

Продолжение табл. 2

2/3 заполнения формы

3/4 заполнения формы

48-52

12,5 42-46

Без ввода

36-42 резаны образцы для испытания механических и специальных свойств чугуна. Испытания термостойкости провео дены путем нагрева до 750-800 С с последующим охлаждением в воде. Подсчитано число циклов нагрев-охлаждение до появления первых трещин в образцах.. Окалиностойкость образцов определена по потере веса. Образцы выдержаны в печи при 800 С.пять цико лов по два часа.

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Т а б л и ц а 3

Содержание

Ti,вес.Ъ

Термостойкость (количество циклов до .появления трещин) Содержание

Al,âåñ.Ú б в чуг.,кг/мм

Окалиностойкость, г/м ч

1,3

300

200

0 05

0,08

180

190

500

150.

0,1?

1,12

580

110

0,15

1 05

640 130 27,2

0,20

0,30

1,15

300

220

26,4

23,1

1,17

210

280

4 полнения 2/3 формы чугуном ца заливки вводят порошкообразные титансодержащие добавки в количестве 0,4-0,65% от веса чугуна, заливаемого в период введения титансодержащих добавок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 1758706, кл. 40 В 37/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 499973, кл В 22 0 7/06, 1974.

Составитель 3. Тюрина

Редактор A. Маковская Техред М.Петко Корректор М.Вигула

Заказ 4399/3 Тираж 889 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

С учетом стоимости ферротитана ввод порошкообразных добавок ранее времени заполнения 2/3 формы приводит к удорожанию стоимости изложниц на 3,30 руб. без увеличения стойкости изложниц, В литейном цехе Института проблем литья изготовлены опытные изложницы с различным количеством вводимых в конце заливки титансодержащих добавок и сравнительные — иэ алюминиевого чугуна. Из полученных отливок выФормула изобретения

Способ изготовления изложниц, включающий установку в форму стальных бандажей, заливку в нее чугуна с удельным расходом 1,0-4,5 кг/см и ввод в него смеси чугунной дроби с гранулированным алюминием, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения окисления алюминия для повышения предела прочности при растяжении, окалиностойкости и термостойкости изложницы, с момента за20,8

20,2

22,3

23,8