Способ утепления металла при сифонной разливке

Способ утепления металла при сифонной разливке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ УТЕПЛЕНИЯ fЁTAJШA ПРИ СИФОННОЙ РАЗЛИВКЕ, включающий подачу в изложницу теплоизоляционной смеси, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качест;ва поверхности и улучшения макро:структуры слитка, предварительно на дно изложницы помещают мелко ак;ционный органический метериал с ;насьтной массой 150-250 кг/м в количестве 10-30% от массы теплоизоляционной , смеси. 2. Способ по п. 1, отлича;ю щ и и с я тем, что в качестве :мелкофракционного органического ма териала используют пенопластовую , .крошку или торфяную мелочь, или дрё (Л весную стружку, или древесныеопипки , или опилки винипласта.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

4рц В 22 7 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ввтсвснснн снссвтвъствн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г}О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3374445/22-02 (22) 29.12.81 (46) 28.02.&5. Бюл. Р 8 (72) P.Ï.0ëåêñÿ, В.АЛабловский, Е.А.Казачков, С.Л.Макуров, В.И.Ииба" нов, Г.Г.Житник, Л.П.Яильников, В.С.Чеканов, В.П.Следнев, В.Д.Дмитриев и N.Ï.Ëèòâèíåíêî (71) Ждановский металлургический институт и Донецкий металлургический з а вод (53) 621.746.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство CCCP

У 818736, кл. С 22, С 7/10, 1978.

2. Патент Японии В 51-7 133, кл. 11 В 1, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

У 332915, кл..В 22 Э 7/00, 1969.

„„SU„„1142217 (54) (57) 1 . .СПОСОБ УТЕППЕНИЯ МЕТАЛЛА

ПРИ СИФОННОИ РАЗЛИВКЕ, включающий подачу в изложницу теплоизоляцион ной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения качест-. .ва поверхности и улучшения макро.структуры слитка, предварительно на .дно изложницы помещают мелкофрак.ционный органический метериал с насыпной массой 150-250 кг/м в количестве 10-ЗОЖ от массы теплоизоля.ционной. смеси.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а -

;ю шийся тем, что в качестве. .мелкофракционного органического ма1 териала используют пенопластовую, крошку или торфяную мелочь, или дре" весную стружку, или. древесные опйлки, илн опилки винипласта. с

1142217

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при разливке стали широкого сортамента.

Сифонная разливка стали массового производства осуществляется с применением порошкообразных шлакообразующих теплоизоляторов, присаживаемых на зеркало металла на ранней стадии наполнения. Смесь служит для утепления поверхности металла в процессе разливки и последукпцей

1 кристаллизации слитка. От качества утепления металла в значительной

1О

Цель изобретения — повьппение качества поверхности и улучшение макроструктуры слитка.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу утепления мере зависит наличие поверхностных дефектов слитка — плен, песочин, заворотов корочки (13.

Недостатком всех применяемых теплоизолирующих смесей является низ.кая температура плавления 1200

1300 С. В связи с этим в процессе 20 разливки смесь существенно подплавляется. Уменьшение толщины утепляющего слоя приводит к увеличению теп-! лопотерь и ухудшению качества металла (дефекты усадочного происхождения);

Плавающие теплоизоляционные плиты способны улучшить утепление зеркала металла (23.Однако они не перекрывают полностью зеркало металла, а образующийся оголенный рант поверх-ЗО ности металла приводит к заворотам . окисленной корочки у стенок изложницы. При разливке в уширенные кверху и .зложницы ширина оголенного ранта увеличивается в процессе разливки.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ разливки жидкого металла в изложницу, включающий утепление поверхности теплоизо- 4О лирующим материалом с перекрытием центральной области зеркала металла тугоплавким брикетом 53 3.

Однако массивный брикет на начальном этапе разливки является холодильником, на котором образуется окисленная корка металла с включениями шлака, которая обламывается и остается в слитке, ухудшая его макро-! структуру» В то же время смесь у 5О краев изложницы интенсивно подплав- ляется, как и при разливке без брикета. метзлла при сифонной разливке, вклю. чающему подачу в изложницу теплоизо лирующей смеси, предварительно на дно изложницы помещают мелкофракционный органический материал, насыпной массой 150-200 кг/м, составляющий 10-30 от массы теплоизолирующей смеси.

При этом в качестве мелкофракционного органического материала используют пенопластовую крошку, или торфяную мелочь, или древесную стружку, или древесные опилки, или .опилки винипласта.

Прослойка органического материала в течение определенного времени предохраняет смесь от контакта с жидким металлом, т.е. предотвращает плавление смеси и захват шлаковых включений в неблагоприятный период разливки (на начальном этапе струя стали имеет турбулентный характер).

С другой стороны, исключается окисление стали, так как органический материал, разлагаясь без доступа воздуха, создает у зеркала металла восстановительную среду. Это предотвращает брак металла по окисленной корочке.

Выделяющиеся в процессе пиролиза органического материала летучие составляющие способствуют разрыхлению верхнего теплоизолирующего слоя, т.е. улучшается рассыпаемость смеси и ее теплофизические характеристики.

Одновременно, выделяющийся в процессе пиролиза сажистый углерод, перемешиваясь с нижним слоем теплоизолирующей смеси, увеличивается ее тугоплавкость, что снижает скорость подплавления смеси и улучшает утепление слитка.

Применение предлагаемого способа разливки позволяет отказаться от традиционной упаковки смеси в бумажные пакеты, применяющиеся для того, чтобы смесь не попадала в литниковую систему. Прослойка органического материала надежно защищает выходной стаканчик изложницы от попадания смеси.

Насыпная масса мелкофракционного органического материала не должна быть менее 150 кг/м, так как может возникнуть интенсивный его выброс из изложницы в виде воспламеняющейся пыли, что ухудшает санитарногигиенические условия разливки ста3 1142 ли. При этом масса оставшегося порошка оказывается недостаточной для предохранения нижнего слоя смеси от размывания и металл загрязняется шлаковыми включениями. 5

Увеличение насыпной массы органического металла свыше 250 кг/м приводит к закупориванию литниковых каналов, их замораживанию первыми порциями переохлажденного металла и 10 прекращению разливки.

Количество мелкоАракционного органического материала, подаваемого .в изложницу не должно быть менее

10Х от массы смеси, поскольку разложение органического материала при этом произойдет менее чем за

10-15 с. В последнем случае происходит .интенсивное размывание смеси металлом, подаваемым в изложницу в виде фонтанируницей струи.

Увеличение количества органического материала свыше ЗОХ нецелесообразно, так как не дает заметного повышения качества металла, но мо- 25 жет привести к нежелательному науглероживанию головной части слитка.

В качестве мелкофракционного органического материала могут использоваться древесные опилки, струж- щ ка, торА, пенопластовая крошка и другие дешевые материалы, представляющие собой промышленные отходы.

Использование промежуточного слоя мелкофракционного органического ма35 териала предохраняет нижний слой смеси от контакта- с жнпким металлом в начальный (наиболее неблагоприятный) период разливки, препятствует попаданию шлаковых частиц в металл, 40 а в дальнейшем значительно улучшает свойства нижнего слоя смеси вследствие увеличения в нем содержания углерода после обугливания органического материала. Пиролиз органической прослойки проходит быстрее, чем в случае введения органических добавок в состав смеси, поэтому верхние слои смеси разрыхляются более интенсивно.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении подача мелкофракционного органического материала на дно изложницы перед подачей смеси обеспечивает надежную защиту нижнего

217 слоя смеси от контакта с металлом в наиболее неблагоприятный период разливки и тем самым, наряду с улучшением теплоизолируюгрп свойств смеси, исключает попадание частиц смеси в жидкий металл.

Пример. В производственных условиях проведено испытание способа на 320 опытных плавках с применением пенопластовой крошки, мелкого торфа, древесной стружки, древесных и винипластовых опилок, являющихся промышленными отходами.

Слитки массой 5 5 т отлили с использованием зольно-графитовой теплоизоляционной смеси. Расход смеси составлял 12 кг на слиток.

Сравнительная оценка качества заготовок рядовой стали, полученных из опытных слитков с различными вариантами утепления, приведена в табл. 1 и 2.

Таким образом, применение (при разливке стали) мелкоАракционных органических материалов,,насыпной массой 150-200 кг/м в количестве

10-30Х от массы теплоизоляционной смеси позволяет улучшить качество металла и увеличить выход годного на О, 15-0,20Х, поскольку уменьшается захват металлом неметаллических включений и увеличивается толщина слоя нерасплавившейся смеси (70—

100 мм вместо 20-80 мм) . Это улучшает утепление слитков и позволяет существенно увеличить скорость разливки, ие опасаясь проплавления теплоизоляционного слоя. Одновременно снижаются требования к содержанию углерода в смеси, так как промежуточ" ный слой органического материала образует углеродистую прослойку, препятствующую спеканию частиц смеси.

Предлагаемый способ позволяет испольэовать любые порошкообразные теплоизолирующие смеси без применения бумажных пакетов. Засыпка россыпью (непосредственно в изложницы) уменьшает расход смеси на едини цу продукции и снижает трудоемкость подготовки составов с изложницами.

Годовой экономический эфАект внедрения от предложенного способа составляет более 60 тыс.руб.

1142217

Таблица

СпособПоказатели качества

8 10

30

Характеристики макроструктуры, балл:

Центральная пористость

0,7 0,7

0,7

0,7 0,7

0,8

Точечная неоднородность

0,7 0 7

0,8 0,7

0,7

О,Я

Ликвационный квадрат

0,2

0,2

0,1

0,2 0,2

0,2

Брак заготовок по поверхностным де фектам, 7:

0,48

Трещины

0,72

Рванины

0,15

Песочины

Брак всего, У.

1,35

Продолжение табл.1

Показатели качества Торфяная мелочь фракции 0,1 мм с насыпной массой 150 кг/м, Х от массы смеси

30

10

Характеристики макроструктуры, балл:

Цейтральная пористость

0,6 0,6

0,6

О,б

0,6

Точечная неоднородность

0,7 0,7

0,7

0,7 0,7

Ликвационный квадрат

0,2 0,2

0,2

0,2

0,2

Брак заготовок по поверхностным дефектам,Х: прототип (с брикетом) Пенопластовая крошка фракции 0,2 мм с насыпной массой 100 кг/м, Ж от массы смеси

0,48 0,46 0,48 0 50 0,48

0,72 0,70 0,64 0,63 0,64

О, 12 О, 12 О, 12 О, 09 О, 10

i,32 1 28 1 24 1 22 1 22

8 °

1142217

Продолжение табл.Г

Торфяная мелочь фракции 0,1 мм с насыпноц массой, 150 кг/м, Х от массы смеси

Показатели качества

8 10 20 30 35

0,47

0,43

0,42

0,40

0,40

0,69

0,60

0,62

0,62

0,59

0,14 0,11

0,11

0,10

О, 10

Песочины

1,30

1,13

1,12

1 ° 12

1s12

Брак всего,X

Таблица 2

Показатели качества

Древесная стружка с насыпной массой 200 кг/м, Ж от массы смеси

10 20

0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5,0,5 0,5

Точечная неоднородность 0,7 0,6

0,6 0,6 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6

0,6

0,1 0,1- 0,1 0,1 О,10,1 0,1 0,10,10,1

0,41 0,49 0,47 0,49 0,48 0,49 0,45

0,45 0,48 0,47

Трещины

0,68 0,56 0,56 0,60 0,53 0,68 0,56 0,55.0 53 0,58

Рванины

О 17 О 10 0 10 О 11 О 10 О 12 О 10 О 100,100 10

Песочины

1,25 1,14 1 13 1,12 1,12 1,27 1,15 1 ° 13: 1,12,1,13

Брак, всего, Ж

Трещины

Рванины

Характеристика макроструктуры, балл:

Центральная пористость

Ликвационный квадрат,, Брак заготовок по . поверхностным дефектам, 7.

Древесные опилки с насыпной массой 200 кг/м, Х от массы смеси

II42217

Продолжение табл.2, Опилки винипласта, насыпной массой 300 кг/м, 7. от массы смеси

Показатели качества

3,5

20

Характеристика макроструктуры, балл:

Центральная пористость

0,7 0,6

0,8

Точечная неоднородность

0,7

0,7

0,7

Ликвационный квадрат !

0,2

0,2

0,2

Брак заготовок по поверхностным дефектам, 7.:

О 47 0 48

0,71 0,59

0,11 0,12

1,29 1,19

0,50

Трещины

0,68

Рванины

0,13

Песочины

1,31

Брак, всего,X

СЬставитель Н.Шепитько

Техред Ж.Кастелевич, Корректор Г.Огар

Редактор Ю.Ковач

Заказ 612/11 THpRK 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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