CS251609B1 - Production method of the steel ingots and castings - Google Patents
Production method of the steel ingots and castings Download PDFInfo
- Publication number
- CS251609B1 CS251609B1 CS839459A CS945983A CS251609B1 CS 251609 B1 CS251609 B1 CS 251609B1 CS 839459 A CS839459 A CS 839459A CS 945983 A CS945983 A CS 945983A CS 251609 B1 CS251609 B1 CS 251609B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- castings
- steel ingots
- ingot
- casting
- ingots
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N [O].[Ar] Chemical compound [O].[Ar] VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Způsob výroby ocelových ingotů s odlitků, při němž se působí na ocelový ingot nebo odlitek tlakem média v rozmezí 10 až ,15 MPs při teplotě ocelového ingotu nebo odlitku rovné teplotě solidu až 500 °C.Method of manufacturing steel ingots with castings in which a steel ingot is applied or casting by a media pressure in the range of 10 to , 15 MPs at a steel ingot temperature or casting equal to solidus temperature up to 500 ° C.
Description
Vynález se týká způsobu výroby ocelových ingotů a odlitků, při němž se využívá příznivých účinků tlakového působení ha všestranné zlepšení jakosti vyrobeného poloto- . varu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the production of steel ingots and castings, which utilizes the beneficial effects of a pressure action and a general improvement in the quality of the semi-finished product. boiling.
Výrobci strojírenských zařízení požadují stále vyšší vnitřní čistotu, chemickou a strukturní homogenitu a mechanické vlastnosti kovových materiálů, zejména pak ocelových ingotů a odlitků pro náročné strojírenské výrobky, jako jsou turbiny, elektrické generátory, jaderné reaktory, válcovenské zařízení a pod.Machinery manufacturers demand increasingly higher internal cleanliness, chemical and structural homogeneity and mechanical properties of metallic materials, especially steel ingots and castings for demanding engineering products such as turbines, power generators, nuclear reactors, rolling equipment and the like.
V současné dobč se vysoká jakost kovových materiálů a zejména ocelových ingotů a odlitků dociluje zavádSním nových tavících a rafinačních technologických postupů a ovlivňováním fyzikálně-metelurgického procesu krystelizace odlévaného kovu.Nowadays, the high quality of metallic materials and especially steel ingots and castings is achieved by introducing new melting and refining processes and by influencing the physical-metelurgical process of crystallization of the cast metal.
Ve fázi tavících procesů se zpravidla jedná o takové technologická postupy, jako je tavení, případně i odlévání ve vakuu, odlévání pod tlakem, hermentování, přechod na elektrotavicí procesy, rafinace taveniny pomocí kyslíku argonu a dalších speciálních přísad nebo ve zvláší uzpůsobených rafinančních pánvích s vlastním ohřevem a mícháním.In the process of melting processes, these are usually technological processes such as melting and possibly also casting in vacuum, casting under pressure, hermenting, transition to electro-melting processes, melt refining with argon oxygen and other special additives or in specially adapted refining pans with their own heating and stirring.
Ve fázi krystalizace kovu je v poslední době vypracována a z části i provozně realizována celá řada postupů řízené krystalizace, odvozených většinou od technoldgie elektrostruskového přetavování, využívání mněny rychlosti ochlazování, dodatečného ohřevu taveniny při odlévání nebo zónové rafinace tuhnoucí taveniny.Recently, a number of controlled crystallization processes have been developed and partially implemented in the metal crystallization phase, derived mostly from electroslag remelting technology, utilizing a cooling rate change, additional melt heating during casting, or zone refining of the solidifying melt.
Nevýhody dosavadních způsobů výroby hutních polotovarů a zejména velkých ocelových ingotů, případně i odlitků spočívají v tom že zdokonalení tavícího procesu a sebelepší rafinace v tekuté fázi neřeěí v plném rozsahu průvodní jevy a nedostatky procesu tuhnutí kovu. jako jsou segregace, odmížení, strukturní i chemická heterogenita, staženiny pórovitost, zóna kolumnární dentritické krystalizace apod., a to zejména ve velkých blocích.The disadvantages of the prior art processes for the production of metallurgical blanks and especially of large steel ingots or even castings are that the improvement of the melting process and the best liquid phase refining do not fully address the side effects and shortcomings of the metal solidification process. such as segregation, demarcation, structural and chemical heterogeneity, shrinkage porosity, a zone of columbar dentritic crystallization, etc., especially in large blocks.
Naproti tomu technologie řízené krystalizace nejsou v současné době z provozního hlediska propracovány v takovém rozsahu, aby byly běžně použitelné u kteréhokoliv výrobce a navíc společným znakem věech uvedených technologií, které zásadním způsobem mění jakost kovu, jsou vysoké náklady na jejich provozní zavedení a podstatně vyěěí cena vyrobeného kovu.By contrast, controlled crystallization technologies are currently not operationally sophisticated to the extent that they are commercially applicable to any manufacturer, and moreover, a common feature of all these technologies that fundamentally change the quality of metal is the high cost of their operational implementation and significantly higher cost metal.
Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby ocelových ingotů a odlitků podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na hutní polotovar se působí při teplotě solidu až 500 °C všestranně médiem o tlaku 10 MPa ež 115 MPa.The above-mentioned disadvantages are overcome by the process for the production of the steel ingots and castings according to the invention, characterized in that the metallurgical semi-finished product is treated at a solidus temperature of up to 500 [deg.] C. with a pressure of 10 MPa to 115 MPa.
Výhoda způsobu výroby ocelových ingotů a odlitků podle vynálezu spočívá v tom, že usměrňuje krystelizaci kovu ve vnitřních partiích ingotů a odlitků, odstraňuje nebo zmenSuje velikost vnitřních defektů , příznivě ovlivňuje morfologii vměstků a intermetalických fází, zlepSuje Čistotu po hranicích zrn, zjemňuje a homogenizuje strukturu, zlepšuje orientaci dendritické struktury v kolumnární zóně ingotů, odstreňuje mikrosteženiny a pórovitost, potlačuje vznik segregací, likvací a umožňuje větší využití kovu,, než tomu bylo dosud u běžně vyráběných ingotů a odlitků.The advantage of the inventive steel ingots and castings process is that it directs the crystallization of the metal in the ingot and cast parts, removes or reduces the size of the internal defects, positively affects the morphology of inclusions and intermetallic phases, improves grain boundary purity, softens and homogenises the structure, improves the orientation of the dendritic structure in the columnary zone of ingots, removes microstructures and porosity, suppresses the formation of segregation, liquidation, and allows greater metal utilization than has been the case with conventional ingots and castings.
Z fyzikálních vlastností hutních polotovarů uvedený způsob výroby zvyšuje jeho plasticitu, tj. tažnost a zejména vrubovou 8 lomovou houževnatost, snižuje tranzitní teplotu při zachování nebo jen nepatrném snížení pevnostních vlastností, zlepšuje creepové vlastnosti a mechanické vlastnosti za tepla i za studená.Among the physical properties of the metallurgical blanks, said method of manufacture increases its plasticity, i.e., ductility and in particular notched 8 fracture toughness, decreases the transit temperature while maintaining or only slightly decreasing the strength properties, improves creep properties and mechanical properties both hot and cold.
Vlivem vyšší chemické a strukturní homogenity zlepšuje i korozní odolnost kovu.Due to the higher chemical and structural homogeneity, it also improves the corrosion resistance of the metal.
Přínos vynálezu spočívá rovněž v tom, že nahrazuje současná finančně nákladná technologická přeatevovací zařízení a ve výrobním procesu uzavírá cyklus moderní výroby vysoce jakostních metalurgických výrobků, tj. ingotů nebo odlitků přímo v ocelárně a současně vytváří podmínky pro zjednodušení a zvýšení jakosti výroby výkovků. Způsob výroby podle vynálezu otvírá rovněž novou cestu rozvoje metalurgické výroby, a to zejména velmi hmotných ocelových ingotů a odlitků.The benefit of the invention is also that it replaces the current costly technological re-quenching equipment and closes the cycle of modern production of high-quality metallurgical products, ie ingots or castings directly in the steel mill, while creating conditions for simplifying and improving the quality of forging production. The process according to the invention also opens a new path for the development of metallurgical production, in particular of very massive steel ingots and castings.
V příkladném provedení způsobu výroby podle vynálezu, aplikovaného na výrobu ingotu, se běžně vyrobená tavenina oceli odlévá do kokily ve vakuovém kesonu, upraveném současně pro tlakování. Bezprostředně po odlití ingotu a zrušení vakua se ingot ochladí až na teplotu solidu a poté se postupně v kesonu zvyšuje tlak, v daném případě až na hodnotu 95 MPa. Tímto tlakem se na ingot působí po dobu 25 minut.In an exemplary production method of the invention applied to the ingot production, a conventionally produced melt of steel is cast into a ingot mold in a vacuum chamber adapted simultaneously for pressurization. Immediately after casting the ingot and depressurizing the vacuum, the ingot is cooled down to the solidus temperature and then the pressure in the caisson is gradually increased, in this case up to 95 MPa. This pressure is applied to the ingot for 25 minutes.
Dolní mez teploty, při níž je působení tlaku ještě účinné, je 500 °C. Potom se tlek zruší a ingot se dále zpracovává opět běžným způsobem. Výkovek, vyrobený z takto zpracovaného ingotu, dosahuje vyšší tažnost o 10 - 20 %, vyšší vrubovou houževnatost o 20 - 30%, přičemž pevnostní vlastnosti dosahují srovnatelné hodnoty, ojediněle jsou nižší max. o 5 %, přičemž vnitřní struktura vykazuje nižší velikost zrna a je zcela bez defektů, přestože využití ingotu je o 15 % vyšší než při běžné výrobě.The lower temperature limit at which pressure is still effective is 500 ° C. Then, the slice is removed and the ingot is further processed in the conventional manner. The forging made from the ingot thus processed has a higher ductility of 10 - 20%, a higher notch toughness of 20 - 30%, while the strength properties reach comparable values, sporadically lower by max. 5%, while the internal structure shows lower grain size and is completely defect-free, although the ingot utilization is 15% higher than in conventional production.
Způsob výroby podle vynálezu lze v příkladném provedení zajistit rovněž působením tlaku bez předchozího vakuování nebo střídavě působícím vyšším a nižším tlakem v rozmezí 10 až 115 MPa v závislosti na průběhu teploty ingotu nebo odlitku při jejich ochlazování v rozmezí teploty solidu až 500 °C.The process according to the invention can also be carried out in the exemplary embodiment by applying pressure without prior vacuum or alternating higher and lower pressures in the range from 10 to 115 MPa depending on the temperature of the ingot or casting while cooling them in the solid temperature range up to 500 ° C.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS839459A CS251609B1 (en) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | Production method of the steel ingots and castings |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS839459A CS251609B1 (en) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | Production method of the steel ingots and castings |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS945983A1 CS945983A1 (en) | 1986-12-18 |
CS251609B1 true CS251609B1 (en) | 1987-07-16 |
Family
ID=5444791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS839459A CS251609B1 (en) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | Production method of the steel ingots and castings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS251609B1 (en) |
-
1983
- 1983-12-15 CS CS839459A patent/CS251609B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS945983A1 (en) | 1986-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104259415B (en) | A kind of continuous cast method of continuous cast round billets | |
US20020005233A1 (en) | Die cast nickel base superalloy articles | |
EP2059359B1 (en) | Solidification microstructure of aggregate molded shaped castings | |
Nan et al. | Microstructure and mechanical properties of A356 aluminum alloy wheels prepared by thixo-forging combined with a low superheat casting process | |
CN107405681B (en) | Method for manufacturing a turbomachine component, a blank and a final component | |
CN110129626A (en) | Aerial blade die-casting process | |
CN111957924A (en) | Casting device and low-pressure antigravity casting method for wrought magnesium alloy ingot blank | |
CN104878252A (en) | Method for casting thin-walled aluminum alloy castings | |
US3532561A (en) | Ferrous metal die casting process and products | |
CN106636794A (en) | Auto spare part die-casting technique | |
CN212371158U (en) | A casting device for wrought magnesium alloy ingot billet | |
CN101941064A (en) | Method for manufacturing metal-base compound bimetallic article by centrifugation | |
CN104476128A (en) | Method of manufacturing high-temperature alloy pipe blanks | |
CS251609B1 (en) | Production method of the steel ingots and castings | |
CN113600795B (en) | Casting method for refining investment casting structure | |
AU2016211088B2 (en) | Process for obtaining a low silicon aluminium alloy part | |
CN107866548B (en) | Aluminum alloy die casting blank precise forming process | |
CN116083779B (en) | Control method for separating carbide from H13 hot working die steel | |
CN104399939B (en) | A kind of nearly solid state pressure manufacturing process of large-sized annular steel billet | |
EP1141427A2 (en) | Die casttitanium alloy articles | |
Larsen et al. | Vacuum-Die casting titanium for aerospace and commercial components | |
EP1561830B1 (en) | Method of producing die cast titanium alloy articles | |
EP1153151B1 (en) | Die cast superalloy articles | |
CN108311654A (en) | The production method of thick-walled metal mold is prepared using centrifugal method | |
CN109207748B (en) | Preparation method of aluminum alloy casting blank for forging and forging process of casting blank |