Способ получения полого слитка

 

Союз Советски к

Социапистичвсник

Рвспубпин

««899238 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл.

В 22 О 7/04 (22) заявлено 141279 (21) 2853718/22-02 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет г

ВкударствпнвМ квннтат

СССР нв двлаи нзвбретеннй н аткрытн6

Опубликовано 230132. Бюллетень М 3

Дата опубликовании описания 230182 (53) УДК 621 ° 746.

° 552(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.С. Горилько, H.È. Ковалев, Г.С. Ложкин т

В.И. Коваленко и В.З. Камалов (71) Заявитель

Производственное объединение "Ново-Краматорскиимашиностроительный завод" (g4) СПОСОб ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛОГО СЛИТКА

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к изготовлению полых слитков литьем.

Известен способ отливки полых слитков, включающий заливку металла в изложницу с пустотелой оправкой, в которой размещают теплоотводящий стержень, изготовленный с четырьмя долевыми секторами и двумя распорными конусами.

Этот способ отливки полых слитков

10 позволяет избежать получения на внутренней части слитков неметаллических включений, образования внутренних трещин в теле слитка 11 j. !

Недостатками данного способа являются сложность и трудность изготовления секторного стержня, затрудненное извлечение стержня в силу их необратимой деформации (при неравномерном

nporpeae наружняя поверхность нагревается больше, поскольку она воспринимает тепло горячего слитка), а также то, что деформация пустотелой onравки приводит к снижению размерной точности внутренней поверхности полого слитка.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления кольцевых стальных слитков, включающий заливку металла в изложницу с установленной в ней пустотелой оправкой с днищем, в которой размещают теплопроводящий стержень с образованием кольцевого зазора, который заполняется охлаждающей водой, газом или вещес вом, поглощающим излучаемое тепло 12).

Способ уменьшает деформации теплоотводящего стержня внутри пустотелой оправки (2 J.

Однако пустотелая вставка при нагреве теряет механическую прочность и по мере заливки расплавленного металла выпучивается внутрь под действием металлического давления, зажимая теплоотводящий стержень. Деформация пустотелой оправки от выпучивания в большинстве случаев не позво899238 ляет извлечь теплоотводящий стержень иэ слитка и снижает размерную точность внутренней поверхности слитка.

Кроме того, использование оправки с увеличенной толщиной стенки для обеспечения прочности по отношению к металлическому давлению приводит к поражению слитка внутренними трещинами от затруднения усадки корочки затвердевающего металла на прочной tO и расширяющейся в процессе разогрева вставки.

Заполнение кольцевой полости твердым веществом, поглощающим тепло, также приводит к образованию внутрен- 1 них трещин в теле слитка иэ-за сопротивления твердого вещества термической усадке слитка.

Цель изобретения - повышение геометрической точности и качества поло- 0

ro слитка.

Цель достигается тем, что с момента начала до конца заливки избыточное давление газа в зазоре поддерживают в пределах 0,6-0,8 от максимальной величины развивающегося металлостатического давления на наружную оболочку стержня, а снимают по истечении, времени, определяемого по формуле

Т = 5,4(НО)+3, (1) 30 где Т - время снятия давления теплопроводного газа, мин, Н - высота полого слитка, м, 0 - наружный диаметр пустотелой вставки, и.

При этом в качестве теплопроводного газа принят азот.

Зазор между нижним торцом центрального элемента стержня и днищем оболочки принимают с учетом разной температуры их нагрева и с учетом возможности использования различных материалов.

Значения максимального металлостатического давления определяют в зависимости от высоты столба металла в изложнице и его плотности. Так, например, один метр высоты залитой в изложницу стали имеет максимальное

so металлостатическое давление 0,7 ати, а меди - 1,04 ати.

Снижение соотношения давлений менее 0,6 .приводит к ухудшению размерной точности получаемых слитков изза образования сужений пустотелой вставки в нижней части слитка от металлостатического давления.

Если соотношение давлений больше

0,8, то происходит также ухудшение размерной точности полости слитка из-за расширения оболочки стержня в верхней части слитка, поскольку давление теплопроводного газа в верхней части оболочки превышает металлостатическое давление в верхней части изложницы.

В случае, если время снятия давления теплопроводного газа принимают меньшим от расчетного, то с внешней стороны оболочки стержня не успевает образоваться достаточная по толщине корка застывшего металла, способная противостоять металлостатическому давлению.

При увеличении времени больше расчетного качество слитка не ухудшается, но возрастают непроизводительные затраты времени.

Пример, Отливка полого слитка для опорного валка прокатного стана 3600 Западносибирского металлургического комбината. Слиток отливают из стали 25ХНЗМФА высотой 5,5 м, средним наружным диаметром 2,7 м.

Оболочку стержня изготавливают из

Ст.3 с наружным диаметром 0,76 и и внутренним диаметром 0,70 м.

Центральный элемент стержня изготавливают из стали 3ОЛ, диаметром

0,60 м.

Устанавливают по центру изложницы оболочку с закрепленным сварочным швом днищем и помещенным в ней центральным элементом стержня.

Одновременно с заливкой стали производят заполнение внутренней полости оболочки теплопроводным газом.

В качестве теплопроводного газа принят азот, теплопроводность которого при О С и при давлении 101325 н/ма Д. составляет О 244 вт/м,град., а при

1000 С и при том же давлении достигает 0,7215 вт/м.град.

Заполнение кольцевого зазора азотом производят из условия создания в нем давления, значение которого регулируют по мере возрастания металлостатического давления в изложнице в пределах 0,6-0,8 его максимальной величины. Исходя из того, что один метр высоты залитой в изложницу стали имеет максимальное металлостатическое давление 0,7 ати, то на эту высоту металла в полости

Формула изобретения

Т = 5,4(ÍÎ)+3, слитка, м, наружный диаметр пустотелой вставки, м.

Способ по п.1, о т л и ч ай с я тем, что в зазор подают

2. ющи азот.

Составитель В. Николаев

Редактор Н. Данкулич Техред А. Бабинец Корректор С. Щомак

Заказ 12014/14 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ 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

5 8992 вставки создают давление (0,6-0,8) 0,7 = 0,42 - 0,56 ати. К моменту окончания заполнения изложницы жидким металлом высота столба жидкого металла составляет 5,5 м, а макси" мальное металлостатическое давление—

3,85 ати. Этому давлению в полости вставки соответственно поддерживают давление азота в пределах (0,6-0,8)

° 3,85, т.е. 2,31 - 3,08 ати. о

Для стравливания азота, расширяющегося при нагревании, применяют предохранительный клапан с давлением срабатывания 2,31+0,08 ати.

После заливки металла упомянутое !3 давление поддерживают в течение времени в 92,4 мин, определенного ло формуле (1).

За это время с внешней стороны оболочки образуется корка металла, 2о способная выдержать металлостатическое давление жидкого металла после сброса давления азота в полости оболочки для атмосферного.

При температуре полого слитка 25

750-900 С из него извлекают центральный элемент стержня и производят выем" ку полого слитка иг изложницы.

Технико-зкономические преимущества предлагаемого способа заключаются 3е в повышении: а) эксплуатационной надежности, поскольку не происходит зажатия центрального элемента в пустотелой оболочке стержня, 35 б) размерной точности внутренней поверхности слитка за счет устранения деформации оболочки стержня от ферростатического давления; в) качества слитка, за счет предотвращения образования трещин поверхности слитка со стороны оболочки.

Изобретение позеэляет снизить расход металла на последующую механическую обработку на 1,23 от массь. слитка за счет повышения размерной точности и качества слитков.

Экономия на 1 т поковок из низколегированной стали составляет

2,88 руб/т.

i,Ñïîñoá получения полого слитка, включающий установку в изложницу стержня в виде наружной оболочки и центрального элемента с кольцевым зазором между ними, заливку е изложницу расплава, подачу в упомянутый зазор раза под давлением и последующую кристаллизацию залитого расплава, о т л и я а ю шийся тем, что, с целью повышения геометрической точности и качества полого слитка, с момента начала заливки избыточное давление газа в зазоре поддерживают в пределах 0,,6-0,8 от максимальной величины развивающегося металлостатического давления на наружную оболочку, а снимают через промежуток времени от момента окончания заливки, длительность которого определяют по формуле о где Т вЂ” время, снятия давления, мин, Н вЂ” соответственно высота полого

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сагальчик Л.И. и др. Литье полых слитков весом 83 т. Сб. "Производство стали", М., ЦИНТИИ, 1959, У 4, с. 80-82.

2. Акц. заявка Японии М 50-28898> кл. В 22 D 15/00, 1975