Способ изготовления стальных слитков

Способ изготовления стальных слитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ИТИЛЬСТВ

Союз Советскнк

Социалистически и

Республик

9210 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 280977 (21) 2547972/22 с присоединением заявки М2 (23) Приоритет

Опубликовано 231?80. Бюллетень М

Кл 3

22 0 7/00

Государственный комитет

СССР по деиаи изобретекнй н открытнй

ДК 621. 746 °

93 (088. 8) Дата Опубликования описания 30. 12 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ СЛИТКОВ

Изобретение относится к производству стальных прокатных и кузнечных слитков, преимущественно из спокойной стали, в уширенных кверху изложницах, и моьет быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах, Известен способ охлаждения слитка, заключающийся в том, что, с целью получения плотного и однородного слитка, после затвердевания короч.ки в изложнице слиток извлекают из изложницы вместе с прибыльной надставкой и охлаждают водой, сохраняя прибыльную часть слитка теплой в течение всего процесса охлаждений l1) .

Однако в известном способе прием извлечения слитка из изложницы требует наличия подприбыньной плиты В конструкции изложницы и опорного бурта у слитка в зоне указанной плиты, поэтому извлечение слитка из изложницы можно производить только после образования в зоне его прибыли прочного бурта, который, как правило, затвердевает и приобретает достаточную прочность только тогда, когда термическое сопротивление корочки слитка уже велико и интенсивное охлаждение слитка водой, предусмотрен2 ное отличительными приемами способа, уже малоэффективно.

Кроме того, для многих марок высоколегированных и конструкционных сталей, как показывают опыты со слитками сталей 40Х и 50Х5, охлаждение слитков непосредственно в воде неприемлемо.из-эа образования на них грубых трещин. К тому же это не дает

® существенного выигрыша в скорости эатвердевания по сравнению с воздушным и экранным способами охлаждения, так как термическое сопротивление корочки у извлеченных иэ иэлож15 ниц слитков велико.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ литья металлов в уширенную кверху из29 ложницу или литейную форму, имеющий приемы формирования зазора между верхней частЬю слитка и прибыльной над-. ставкой, которые осуществляются с помощью подвижного элемента надставки.

25 Воздушный зазор вокруг боковой поверхнрсти прибыльной части слитка искусственно создают путем подъема прибыльной надставки на определенное расстояние от верхней части слитЗф ка (23 .

И.С.Шмуклер и A.Ì.Ìèñëàâñêèé, у-. ./

Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промьзаленности "Гипросталь" 789210Однако при использовании этого способа эффективное охлаждение жидкой стали изложницей имеет место только в первые 2-3 мин с момента ее наполнения металлом, а также невозможно увеличение длительности плотного контакта боковой поверхности кри.сталлизующегося слитка с внутренней боковой поверхностью полости изложницы.

Кроме того, в зоне донной части слитка имеет место переохлаждение 30 примыкающей к поддону корочки и об- . разование на ней трещин. К этому наиболее чувствительны слитки из высоколегированных и конструкционных сталей.

3$

Цель изобретения — ускорение производства слитка и увеличение выхода годного металла из него повышением плотности слитка и качества его поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что после образования усадочного зазора вокруг слитка между изложницей и поддоном устанавливают вспомогательную плиту с полостью под донную часть слитка, при этом для 25 слитков массой О, 5-10 т через 2-15 мин после окончания заливки, но не позже 424 общего времени затвердевания слитка, а для слитков массой 10-30 т— через 15-32 мин. 30

Нижний предел минимального параметра времени (через 2 мин) предназначен для слитков массой 0,5 т. Верхний передел минимального параметра времени (через 15 мин) предназна- З5 чен для слитков массой 10 т.

Увеличение укаэанных значений (2-. 15 мин) минимального параметра времени осуществления приемов подвешивания слитка .соответствующей мас- 4 сы своей изложнице и раздевания его донной части снижает эффективность предлагаемого способа, так как с утолщением корочки уменьшается влиянне интенсификации охлаждения слитка на скорость его кристаллизации, 45 и примерно после истечения 42% общего времени затвердевания слитка эффект от интенсификации охлаждения в части ускорения его кристаллизации приближается к нули. Однако, a $Q части понижения усадочных напряжений в донной части слитка и количества трещин в ней новые приемы разде вания этой насти слитка и формирования замкнутой полости вокруг нее эффективно используются до полного затвердевания слитка.

Слитой массой 10-30 т подвешивают боковой поверхностью на внутренней боковой поверхности полости изложницы через 15-32 мин после окон- ® чания заполнения изложницы. Верхний предел массы второй группы слитков

30 т выбран на основании того, что в настоящее время на металлургических заводах масса отливаемых слитков спокойной и полуспокойной стали . не превышает 28 т, а кипящей стали

30 т.

Подвешиванием кристаллизующегося слитка боковой поверхностью на внутренней боковой поверхности уширенной кверху полости изложницы при эластичном состоянии его корочки создают плотное примыкание между укаэанными поверхностями слитка и изложницы на все время его затвердевания. Этим интенсифицируют кристаллизацию слитка, что ускоряет его производство и повышает качество его внутренних зон. Слиток подпрессовывают во время его кристаллизации силой его собственного веса, что повышает его плотность и выход годного металла из него, и создают на все время эатвердевания слитка сплошную опору для его боковой поверхности, испытывающей ферростатическое давление, что предохраняет ее от образования в ией трещин и увеличивает выход годного металла.

Во время кристаллизации слитка раздевают его донную часть и вокруг нее формируют замкнутую полость. Этим предохраняют донную часть слитка от переохлаждения и внутренним теплом слитка производят ее отжиг, чем уменьшают усадочные напряжения в ее корочке и предотвращают образование трещин в ней, что дополнительно увеличивает выход годного металла из слитка.

Вследствие того, что прибыль, как и надставка, имеет уширение книзу, прн подвешивании слитка на внутренней боковой поверхности своей изложницы вокруг боковой поверхности прибыли создается увеличенный воздушный зазор, который дополнительно ее утепляет.

Между нижним торцом уширенной кверху сквозной изложницы и верхней плоскостью поддона устанавливают вспомогательную плиту с отверстием для раздетой донной части слитка, повторяющим форму и размеры полости на верхнем торце изложницы, На фиг. 1 изображено взаимное расположение изложницы и кристаллизующегося в ней слитка, продольный разрез (слева - после образования воздушного усадочного зазора между ними, справа — после его устранения подвешиванием слитка на внутренней боковой поверхности своей изложницы); на фнг. 2 — формирование замкнутой полости вокруг раздетой донной час- . ти слитка.

Взаимное расположение на фиг. 1, слева характеризуется тем, что скозная уширенная кверху изложница 1 с прибыльной надставкой 2 установлены на поддон 3. Кристаллиэущщийся слиток 4 опирается на поддон 3 беэ зазора, а усадочные зазоры 5 обра78921 0 эуются вокруг боковой поверхности слитка и его прибыли.

Взаимное расположение на фиг. 1, справа элементов изложницы и слитка характеризуется тем, что между поддоном 3 и изложницей 1 установлена сквозная вспомогательная плита б, слиток 4 подвешен на внутренней боковой поверхности изложницы 1, а вокруг донной части 7 слитка и его прибыли 8 образованы воздушные зазоры 9 и 10, превышающие усадочные.

Взаимное положение на фиг. 2 элементов изложницы и кристаллиэующегося в ней слитка 4, при котором. между поддоном 3 и нижним торцом собственно изложницы 1 находится глуходонная плита 11 с утеплением 12 для слитков из марок сталей особо склонных к трещинам.

Способ осуществляют следующим образом.

На разливочную площадку по рельсовым путям подаются составы с подготовленными к разливке изложницами. Изложницы заполняют жидкой сталью. После образования зазора между изложницей и слитком, но не позже

42Ъ общего времени его эатвердевания (для слитков массой .0,5-10 т соответственно через 2-15 мин после окончания заполнения изложницы, а для слитков массой 10-30 т — через 1532 мин после окончания заполнения изложницы), изложницу со слитком поднимают краном. На освободившийся поддон- укладывают вспомогательную. плиту и устанавливают на нее удаленную с поддона изложницу с зависшим в ней слитком.

Изложницу с зависшим в ней слитком можно устанавливать на другой поддон со вспомогательной плитой, т.е. использовать для каждой изложницы чужой поддон а с вспомогательной плитой, а также специальный поддон с отверстием, позволяющим слитку находится в изложнице в зависшем положении.

Так как даже минимальный усадочный зазор резко снижает тепловой поток, то наличие в зонах прибыли и эакристаллизовавшейся донной части слитка искусственно созданных воздушных зазоров расчетной величины, которые превышают величину максимальных усадочных в этих зонах, создает в них термическое сопротивление, достаточное для изоляции тепла расплава прибыли на нужное для кристаллизации центральной зоны слитка время и обеспечивает вокруг донной части слитка изоляцию от металла изложницы и поддона, позволяющую внутреннему теплу слитка снять имеющиеся в его донной части напряжения.

Сокращение потерь тепла. прибылью

Способствует уменьшению глубины усадочной раковины и йовышению качества внутренних зон слитка, а также образованию направленной снизу вверх кристаллизации слитка.

Использование в предлагаемом способе относительно большой боковой поверхности оболочки кристаллизующегося слитка в качестве опорной поверхности, позволяет существенно раньше, чем в известных способах, осуществить интенсивное охлаждение

его боковой поверхности и этим ускорить изготовление слитка, повысить его плотность и выход годного металла.

Например, уже к пятой минуте по.сле окончания заполнения изложницы

15 для слитка массой 3,5 т и толщиной

540 мм прочность корочки получается достаточной (c пятикратным запасом), однако попытки вынуть его из изложницы через это время известным

2О способом приводят к обрыву прибыли, поэтому извлечение слитка из изложницы допустимо только через 9 мин и более после заполнения изложницы, а в предлагаемом способе уже к пятой минуте. можно. указанный слиток подвесить в изложнице и этим ускорить производство.

Использование предлагаемого способа изготовления слитка обеспечивает по сравнению с существующими споЗ0 собами следующие преимущества: позволяет в заданное технологическим процессом производства слитка время устранить непосредственный контакт нижнего торца слитка с поддоном, Ý5 сформировать вокруг донной части слитка замкнутую полость, а при необхо димости — утепленную и этим предохранить донную часть слитка от переохлаждения и появления на нее тре4р щин, а также снять напряжения в ней. внутренним избыточным теплом еще не закристаллизовавшейся жидкой стали; ускоряется кристаллизация слитка в изложнице и сокращается цикл его

45 производства на 20-30Ú длительным плотным контактом боковых поверхностей слитка и полости изложницы, т.е. более эффективным использованием изложницы для отвода избыточного тепла кристаллизуюшегося в ней распла50 повышается плотность слитка йодпрессовкой при кристаллизации за счет больших распорных усилий, возникающих от подвешивания слитка на конусной поверхности полости изложницы; увеличивается выход годного металла из слитка на 2% его массы, благодаря уменьшению величины его дефектных зон и соответствующего сокраще&О ния головной и донной обреэи при прокатке; простота внедрения изобретения, состоящая в том, что имеющиеся на заводах сквозные уширенные кверху

65 изложницы можно дооборудовать по789210

Составитель T,Êîðîëåâà

Редактор Г. Кацалан Техред И.Бабурка Корректор В.Бутяга. Заказ 8935 9 Тираж 889 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 дизложничными плитами собственного производства и внедрить предлагаемый эффективный способ изготовления слитков на всех заводах.

Формула изобретения

1. Способ изготовления стальных слитков в уширенной кверху сквозной изложнице с поддоном, включающий,заливку изложницы жидкой сталью и последующее охлаждение слитка, о т,л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения усадочной рыхлости слитка и повышения качества его по» верхности, после образования усадочного зазора вокруг слитка между изложиицей и поддоном устанавливают вспомогательную плиту с полостью под донную часть слитка.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что вспомогательную плиту устанавливают между изложницей и поддоном для слитков массой

0,5-10 т через. 2-15 мин после окончания заливки, но не позже 42% общего времени эатвердевания слитка, а для слитков массой 10-30 т через

15-32 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 341584, кл. В 22 D 7/00, 1967.

15 2. Акцептованная заявка Франции

Р 2106377, кл. В 22 0 7/00, 1972.