Всесоюзный научно-исследова тел ьски й, и роектно-конст рукторски и технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтно-механических работ (71) Заявитель (54) ДВУХСЛОЛНАЯ ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ ОТЛИВКИ

СЛИТКОВ

Изобретение относится к металлургии, а именно к изложницам для разливки стали.

Известны изложницы для разливки стали, изготовленные из чугуна (1).

Для изложниц, изготовленных из чугуна, характерным .является наличие концентрационных напряжений на графитных включениях, глубокое окисление внутренних зон чугуна и низкие механические свойства, ограничиваюшие стойкость изложниц.

Наиболее близким к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату являются двухслойные изложницы (сталь вЂ” чугун) (2).

Сталь в отличие от чугуна обладает значительно большей устойчивостью к образованию разгара и трещин. Особенностью стали является ее пониженная вязкость, т.е. повышенная склонность к напряжениям, ведушим к короблению.

Значительный градиент температур в сечении изложницы, увеличивающийся из-за ограниченной толщины стального слоя, наличия двух поверхностей раздела и связанный с этим дополнительный перепад температур, различия в коэффициентах линейного расширения приводят в процессе эксплуатации двухслойных изложниц к возникновению существенных термических напряжений.

В связи с тем, что в известной изложнице не предусмотрены меры по их защите от напряжений, это ведет к их короблению или к трещинам в корпусе, что уменьшает стойкость изложниц при эксплуатации.

Цель изобретения вЂ” повышение эксto плуатационной стойкости изложниц.

Поставленная цель достйгается тем, что в двухслойной изложнице для отливки слитков, содержащей наружный чугунный корпус и внутреннюю стальную вставку, на боковых поверхностях стальной вставки по всей длине по осям симметрии выполнены выступы, а на внутренних поверхностях чугунного корпуса вЂ” соответствующие им пазы, при этом стальная вставка установлена в чугунном корпусе с зазором, составляюzo щим 0,005 вЂ” 0,01 половины длины примыкающей стенки вставки.

На фиг. 1 представлена изложница, вертикальный разрез; на фиг. 2 вЂ”. то же, поперечное сечение.

977103

Изложница содержит стальную вставку 1, чугунный корпус 2, между корпусом 2 и вставкой 1 образован зазор З,на боковой поверхности вставки 1 выполнены выступы 4,а на боковых поверхностях корпусавЂ” соответствующие пазы 5,вставка 1 удерживается в чугунном корпусе 2 с помощью стальных цапф 6.

Если зазор меньше 0,005, то разность термических расширений вставки 1 и корпуса 2 больше зазора 3, а нескомпенсированное термическое расширение вызывает образование контактных термических напряжений, снижающих стойкость изложницы. Относительная толщина зазора 3, превышающая 0,010, превышает также разницу в термических расширениях вставки 1 и корпуса 2, оставшийся зазор 3 уменьшает теплоотвод от слитка а также создает возможность коробления вставки 1.

При относительной ширине зазора 0,005вЂ”

0,010 расширение стальной вставки 1 ограничивается чугунным корпусом 2, тем самым исключается коробление вставки 1.

Наличие на боковых поверхностях пазов 5 и выступов 4 с боковыми гранями предотвращает локализацию деформаций при нагреве и охлаждении изложницы в процессе эксплуатации. Максимально возможная деформация определяется не общим периметром вставки 1, а только отдельными участками, ограниченными соседними пазами 5. Выполнение боковых поверхностей пазов 5 в направлении нормальной усадки исключает возникновение деформаций на этих поверхностях при перемещении во время прогрева и олаждения вставки 1. Ll,апфы 6 удерживают стальную вставку в чугунном корпусе в момент извлечения слитка.

Пример. При изготовлении изложницы на нейтральных сечениях (серединах) граней выполняют впадины 5, боковые поверхности которых выполнены в направлении нормальной усадки (т.е. по направлению к оси отливки). В результате охлаждения заливаемой стальной вставки происходит ее усадка и между вставкой 1 и корпусом 2 по всему периметру образуется зазор 3.

Предварительный подогрев корпуса 2, а также его прогрев за время отвода теплоты перегрева увеличивают размер, от которого начинает реализоваться усадка, тем самым обеспечивается, с учетом торможения усадки вставки 1 стержнем, величина зазора 3 между вставкой 1 и корпусом 2 в пределах 0,005 вЂ” 0,010.

Таким образом, в процессе изготовления изложницы регламентированная величина зазора 3 между корпусом 2 и вставкой 1 обеспечивается за счет усадки вставки 1.

В процессе эксплуатации изложницы при затвердевании слитка происходит прогрев вставки и корпуса 2, причем температура вставки 1 превышает температуру корпуса 2.

10 Проведенные исследования теплопередачи через двухслойную стенку показали, что разность средних температур вставки и корпуса 2 составляет 400 вЂ” 800 С. В тих условиях зазор 3 составляет 0,005 вЂ” 0,010 половины длины примыкающей стенки вставки, компенсирует разницу в термическом расширении вставки 1 и корпуса 2.

Таким образом, в предлагаемой изложнице обеспечивается защита от образования сетки разгара и коробления, достигается по20 вышение ее стойкости.

Изготовление предлагаемых изложниц возможно в современных специализированных цехах по производству изложниц из чугуна первой плавки с получением стали в кис25 лородных конвертерах. Стойкость предлагаемых изложниц в 5 вЂ” 6 раз выше известных промышленных образцов.

Экономический эффект от использования максимального объема предлагаемых изложниц составляет 360 тыс. руб

Формула изобретения

Двухслойная изложница для отливки слитков, содержащая наружный чугунный

35 корпус и внутреннюю. стальную вставку, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойки, на боковых поверхностях стальной вставки по всей длине по осям симметрии выполнены выступы, а на внутренних поверхностях чугунного кор40 пуса вЂ” соответствующие им пазы, при этом стальная вставка установлена в чугунном корпусе с зазором, составляющим 0,005вЂ”

0,01 половины примыкающей стенки вставки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ефимов В. А. Разливка и кристаллизация стали. М., «Металлургия», 1976, с. 451 вЂ” 453.

2. «,Литейное производство», 1978, № 8, с. 31 вЂ” 32.

977103

Редактор А. Мотыль

Заказ 8784/12

Составитель Н.Шепитько

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, % вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5