СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 746. .047(088.8) A.1:. Билецкий, И.И. Быков, И.Г. Раздобарин, A.Ì. Верховлюк, В.К. Ханин, И.A. Виноградов, П.К. Стофато и В.И. Московка (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГРАФИТОВОГО

КРИСТАЛЧИЗАТОРА

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при непрерывном горизонтальном литье чугунных заготовок.

Известны способы смазки кристалли затора, например при непрерывной разливке стали, растительным маслом с наполнителем в виде борида металла, образующих при сгорании борный ангидрид, который поглощает большое количество кислорода и предотвращает образование пленки окислов на гладкой поверхности слитка. Известны также способы, включающие нанесение на стенки кристаллизатора твердого пористого слоя, который для повышения качества слитка пропитывают насыщенным раствором соли тиомолибдата алюминия $1J .

Наиболее близким к изобретению техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки металлического охлаждаемого кристаллизатора для вакуумного переплава, по которому на рабочую поверхность кристаллизатора наносят покрытие из кремнийалжлоорганических полимерных лаков с минеральными наполнителями из тугоплавких окислов, которое подвергают просушиванию и полимеризации при

150-600 С 0,5-4 ч (2) .

Известный способ позволяет увели.

5 чить эксплуатационную стойкость леталлического кристаллизатора беэ заметного изменения качества поверхности слитка. Однако при использовании графитового материала в качестве кристаллизатора известный способ не позволяет положительно влиять на стойкость контактной поверхности.

Это связано с тем, что пленка из кремнийалюмоорганических полимерных лаков с минеральными наполнителями из тугоплавких окислов после полимериэации неустойчива на графитовой поверхности кристаллизатора и в процессе непрерывного литья интенсивно смывается расплавом, обнажая стенку кристаллизатора. Вследствие этого происходит изнашивание контактной поверхности графитового кристаллиэатора с одновременным ухудшением поверхности заготовки и увеличением усилия вытягивания.

Поставленная цель достигается тем, что в способе подготовки графитового охлаждаемого кристаллизатора, включающем нанесение покрытия на

ЗО его рабочую поверхность и его суш979020 ку, на рабочую поверхность графитового кристаллизатора наносят раствор фенол-формальдегидной смолы и паратолуолсульфокислоты с наполнителем из смеси диборида циркония и бора в виде пленки толщиной 0,3- $

0,5 мм, просушивают 1-2 ч, затем подвергают обжигу при 900-950 С 2-3 ч в восстановительной или нейтральной атмосфере, после чего поверхностную пленку покрывают слоем сере- 10 бристого графита толщиной 0,050,1 мм.

Сущность способа заключается в упрочнении контактной поверхности графитового кристаллизатора путем 5 нанесения покрытия, имеющего высокую прочность, твердость, теплопроводность, близкий к графиту коэффициент термического расширения и химически инертного к расплаву. Экспериментально установили, что таким требованиям в значительной мере удовлетворяет диборид циркония.

Раствор фенол-формальдегидной смолы и паратолуолсульфокислоты с наполнителем из смеси диборида циркония с бором наносили на рабочую поверхность кристаллизатора слоем толщиной 0,3-0,.5 мм. При этом указанный раствор, обладая высокой сма- 30 чивающей способностью к графиту, пропитывает на глубину 0,1-0,2 мм поверхностный слой кристаллизатора, создавая тем самым прочное сцепление упрочняющего покрытия с контактной зоной.

Толщина слоя покрытия менее

0,3 мм не обеспечивает его необходимую эксплуатационную стойкость. При толщине более 0,5 мм наблюдаются 40 местное расплавление покрытия и сколы.

Режим сушки и обжига покрытия подобран экспериментально. Назначе- 4 ние сушки вЂ” удаление растворителя (этиловый спирт) из суспензии. Обжиг при 900-950 С позволяет сформировать прочную связь между компонентами суспензии и одновременно обеспечить необходимую силу сцепления покрытия с графитовой основой. Температура менее 900 С не обеспечивает спекания компонентов суспензии, а при температуре более 950 С на покрытии о образуется сеть мелких трещин. Рабочую поверхность кристаллизатора покрывают слоем серебристого графита толщиной 0,05-0,1 мм, что обеспечивает снижение усилия вытягивания заготовки. Слой серебристого графита 60 менее 0,05 мм быстро стирается твердой коркой отливки и не оказывает заметного влияния на усилие вытягивания. Слой более 0,1 мм существенно увеличивает термическое сопротивле- 65 ние покрытия и снижает скорость затвердевания заготовки в кристаллиэаторе.

Пример.

Способ реализован для упрочнения контактной поверхности кристаллизаторов из электродного графита и графита

"моногран" для получения различных заготовок в установках непрерывного литья чугуна на Липецком литейном заводе "Центролит". упрочнение контактной поверхности производили композицией для пропитки углеграфитовых изделий по заявке 9 2814646/29-33 (положительное решение от 3 марта 1980 г). Применяли композицию из термореактивной смолы, отвердителя и элементарного бора, содержавшую дополнительно диборид циркония при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Термореактивная смола

Отвердитель

Элементарный бор

Диборид циркония

В раствор фенол-формальдегидной смолы (термореактивная смола) и паратолуолсульфокислоты (отвердитель),. разбавленный этиловым спиртом, добавляли мелкодисперсный порошок аморфного бора и диборида циркония в приведенных выше пропорциях. Го- . товую суспенэию наносили на рабочую поверхность кристаллиэаторов при постоянном перемешивании, чтобы не допустить оседания тяжелых частиц диборида циркония. Суспензия проникает в поверхностную зону графита на глубину 0,1 мм. После нанесения слоя толщиной 0,4 мм кристаллизаторы высушивали на воздухе в течение

1,5 ч и обжигали в термической печи при 930 С в засыпке из графитовой стружки в течение 2 ч. После остывания кристаллизаторов на покрытую поверхность наносили слой серебристого графита толщиной 0,05 мм. Подготовленные кристаллизаторы для отливки чугунных заготовок различного профиля и поперечных размеров (90-150 мм; 1120х75 мм; направляющие металлорежущих станков и т.п.) устанавливали в линии непрерывного литья.

В ходе испытаний было отлито около 1500 м различных заготовок из серого чугуна. Проведенные испытания показали, что эксплуатационная стойкость из монограна и электродного графита с упрочненной рабочей поверхностью не уступает в стойкости кристаллизаторам из графита ИГ-1. При этом стойкость кристаллиэаторов повысилась в среднем на 20-25%. Улучшилось качество поверхности заготовки и на 15% уменьшилось усилие вы979020

Составитель Ю. Яковлев

Редактор Г. Прусова Техред A.Áàáèíåö Корректор М. Коста

Заказ 9473/15 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, ?1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIPII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тягивания. Это дает возможность широко использовать при изготовлении кристаллизатора для непрерывного литья чугуна недефицитные и дешевые марки графита взамен дорогостояющего графита МГ-1.

Формула изобретения

Способ подготовки графитового кристаллизатора, включающий нанесение покрытия на его рабочую поверхность и его сушку, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости кристаллизатора, улучшения качества по.верхности непрерывнолитой заготовки и уменьшения усилия ее вытягивания, на рабочую поверхность кристаллизатора наносят раствор фенол-формальдегидной смолы и паратолуолсульфокислоты.с наполнителем из диборида циркония и бора в виде пленки толщиной 0 3-0,5 мм, обжигают при

900-950 С 2-3 ч в восстановительной или нейтральной атмосфере, после чего кристаллизатор охлаждают и на пленку наносят слой серебристого графита толщиной 0,05-0,1 вам.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 404817, кл. 164-138, оцублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

15 9 435289, кл. В 22 D 11/04, 1973 прототип).