Способ непрерывного литья чугуна

Способ непрерывного литья чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ НЕПРЕРЬГОНОГО ЛИТЬЯ ЧУГУНА, включающий микролёгирование расплава чугуна с углеродным эквивалентом 4,15-4,25 сурьмой и его подачу в кристаллизатор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения глубины дефектной зоны, стабилизации процесса непрерывного литья и повышения производительности, расплав выдерживают в кристаллизаторе в течение 5Г R

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ШИ 6

РЕСПУБЛИН,.SU„„8 249 A

ЗШ В 2 D 11/00

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

°, Н ABTOPCIIOICV C TOV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21 ) 3539577/22-02 (22) 17.01.83 (46) 23,04.84. Бюл.9 15 (72) И.И.Быков, И.Г.Раздобарин, В.И.Лозенко и Г.П.Подольский (71) Институт проблем литья AH Украинской ССР (53) 621.746.047(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 536007, кл. В 22 D 11/00, 1976.

2. Баранов О.А. и др. Непрерывное литье чугуНа. M., 1968, с ° 40-51.

l (54 ) (57 ) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ .

ЧУГУНА, включаюший микролегирование расплава чугуна с углеродным эквивалентом 4,15-4,25 сурьмой и его подачу в кристаллизатор, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения глубины дефектной эоны, стабилизации процесса непрерывного литья и повышения производительности, расплав выдерживают в кристаллизаторе в течение ь = R(0,2-0,4) с при интенсивности теплоотвода

ok=(S + 4,5)10 Б(вт/м .град)» где S — глубина дефектной эоны,мм, R — приведенный размер заготовки, мм, а сурьму вводят в расплав в количестве 0,2-0,7 кг на 1 т жидкого металла. PQ

1087249

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью чугуна на горизонтальных машинах.

Известен способ управления режимом эатвердевания непрерывнолитой заготовки, в котором слиток вытягивают со скоростью 0,2-2 мм/с, охлаждая его в кристаллизаторе с интенсивностью 1000-2000 Вт/м град (.11.

Недостатком способа является весьма ограниченная область его использования, так как управлять режимом затвердевания заготовки с помощью одного параметра — интенсивности теплоотвода — весьма затрудни- 15 тельно. При этом невозможно обеспечить необходимую толщину твердой корочки и минимальную глубину дефектной зоны, а следовательно, обеспечить стабильность протекания процесса непрерывного литья и заданную структуру литого материала.

Указанные пределы интенсивности теплоотвода пригодны лишь при формировании узкой номенклатуры заготовок. Например, если для заготовок приведенного размера от 5 до 50 мм установить указанную интенсивность теплоотвода, то для мелких профилей (R = 5-25 мм) это вызывает повышенную скорость охлаждения и приведет к увеличению дефектной зоны, что в свою очередь повлечет эа собой увеличение припуска на механическую обработку. И наоборот, для крупных профилей такая интенсивность тепло- З5 обмена будет недостаточна и не Позволит создать толшину поверхностной корочки, необходимую для обеспечения безаварийности процесса.

В способе также не оговаривается 4р время выдержки заготовки — параметр, совершенно необходимь1й для управления процессом образования и роста твердой корочки.

Одинаковая интенсивность теплоотво-„ да при различных выдержках заготовки вызовет совершенно разную толщину кэрочки и ее структуру. воздействие на структурообраэование литого материала, а более 0,7 кг существенно снижает его пластические свойства. Затем, зная назначение той или иной заготовки (станкоинструментальные, детали гидроаппаратуры и т.п.) задаются глубиной дефектной зоны (8) . Зная "= и приведенный размер заготовки (Р), который определяется как частное от деления площади сечения заготовки на ее периметр, по приведенной формуле рассчитывается необходимый коэффициент теплообмена между заготовкой и кристаллиэатором. Исходя иэ величины й, рассчитывается также и время выдержки (i ). При этом для R до 25 мм берется коэффициент, равный 0,2 от 25 до 35 мм — 0,3, а свыше 35 мм — 0.4.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ непрерывного литья чугуна, включающий микролегирование расплава чугуна с углеродным эквивалентом 4,15-4,25 сурьмой u его подачу в кристаллиэатор

1 .

Недостатком известного способа является То что в нем не оговаривается время выдержки заготовки.

Целью изобретения является уменьшение глубины дефектной эоны, стаби- 60 лиэация процесса непрерывного литья и повьв1ение производительности.

Пель достигается тем, что согласно способу непрерывного литья чугуна, включающему микролегирование 65 расплава чугуна с углеродным зквива лентом 4,15-4,25 сурьмой и его подачу в кристалпиэатор, расплав выдерживают в кристаллизаторе в течение

=R(0,2-0,4) с, при интенсивности теплоотвода о(,= (S+4 5)10 R Вт/преград, где 8 — глубина дефектной зоны,мм;

R — - приведенный размер заготовки,мм, а сурьму вводят в расплав в количестве 0,2-0,7 кг на 1 т жидкого металла.

Известно, что поверхностная зона непрерывнолитой чугунной заготовки имеет в структуре междендритный графит и содержит значительное количество феррита. Эта часть поверхностной зоны носит название дефектной. Уменьшение глубины дефектной эоны только за счет регулирования теплоотвода и изменения режимов вытяжки ограничено технологическими и конструктивными возможностями установок непрерывного литья чугуна. Поэтому необходимо испольэовать наряду с теплофизическими воздействиями на затвердевшую заготовку металлургические факторы, в частности микролегирование.

В предлагаемом способе поставленная цель решается путем комплексного воздействия на жидкий и кристаллиэующийся металл металлургических и физических средств воздействия. При этом организация процесса формироваHHH заготовки производится следующим образом.

B зависимости от глубины отбела на клиновой пробе в расплав чугуна вводится определенное количество сурьмы. Например, гри глубине отбела

7-8 мм вводится 0,2 кг сурьмы на

1 т расплава; при глубине отбела 45 мм — 0,35-0,4 кг; при глубине отбела 2-3 мм — 0,7 кг.

Сурьма стабилизирует перлитную составляющую в металлической матрице заготовки и тем самым уменьшает глубину дефектной зоны.

Введение в расплав менее 0,2 кг сурьмы на 1 т металла оказывает слабое

1087249

Составитель В.Балашов

Редактор А. Шандор Техред М.Кузьма Корректор О.Тигор

Эакаэ 2540/8 Тираж 775 Подпи си се

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Применение в предлагаемом способе указанных формул, в которые входит приведенный размер отливки, позволяет охватить всю номенклатуру отливаемых заготовок, дифференцировать теплообмен в зависимости размеров отливок и глубины дефектной зоны. При этом толщина твердой корочки обеспечивает стабильность и безаварийность процесса протяжки, что в свою очередь дает высокую про,изводительность процесса литья.

Предложенный способ реализован на примере организации теплового режима формирования заготовок ф 20 мм (R =5 мм), ф 280 мм (R= 50) мм и направляннщей металлорежущих станков (черт. 9 ЗД722075-010/3)-R = 17 мм.

В металлоприемник заливали чугун химического состава, кг: С 3,4-3,6

Si 1,8-2,1, Мп 0,6-0,7; P 0,08;

S 0,,04. Температуру расплава поддерживали соответственно заготовкам в пределах 1350, 1250 и 1300 С.

Предварительно, исходя иэ глубины отбела на клиновой пробе, в расплав чугуна ввели сурьму в количестве

0,2 и 0,4 кг на 1 т металла.

В зависимости от назначения заготовок задавались глубиной дефектной зоны, которая для заготовки ф 20 мм должна быть равной 2 мм, Р 280 мм — 4 мм; для направляющей металлорежущих станков 1 мм.

Эатем по указанным формулам рассчитали коэффициент теплообмена (d) и время выдержки (). Соответственно для опытных эаготовок они составляют: 325 Вт/м град и 1 с, 4250 Вт/м

t град и 20 с; 935 Вт/м град и 4 с.

Полученные тепловые условия формирования заготовок в кристаллизаторе были реализованы в практике работы линий непрерывного литья чугуна

10 на Липецком литейном заводе "Центролит".

Использование предложенного способа непрерывного чугунного литья позволяет при оптимальной глубине дефектной эоны добиться стабильности технологического процесса, свести к минимуму прорывы твердой корочки на выходе заготовки из кристаллизатора и тем самым повысить на 15-20% производительность установки непрерывного литья чугуна. (Экономический эффект от применения предлагаемого способа по сравнению с базовым вариантом (технологическая инструкция по ведению технологического процесса на установке непрерывного литья чугуна 9 06-01-77

Липецкого завода "Центролит" ) за счет стабилизации повышения производительности процесса при одновременном

30 уменьшении глубины дефектной эоны составляет около 30 тыс.руб. в год при производительности линии 7 тыс.т заготовок.