SU536007A1

SU536007A1 - Gray cast iron continuous casting method

Info

Publication number: SU536007A1
Application number: SU2157863A
Authority: SU
Inventors: Вадим Иванович Тутов; Виталий Семенович Скотаренко; Михаил Федорович Федотов; Отари Валерьянович Чигогидзе; Евгений Викторович Пустовалов; Валентин Аронович Гринберг; Галина Ивановна Столярова
Original assignee: Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1975-07-16
Filing date: 1975-07-16
Publication date: 1976-11-25

Description

(54) СПОСОБ НЕПРЕРБ1ВНОГО ЛИТЬЯ СЕРОГО ЧУГУНА(54) METHOD FOR CONTINUOUS CASTING OF GRAY IRON

Изобретение касаетс металлургии и литейного производства и может быть использовано дл получени чугунных заготовок различного профил .The invention relates to metallurgy and foundry production and can be used to produce cast iron billets of various profiles.

Известен способ горнзонталыюго непрерывного лить чугуна, по которому, расплавленный -металл периодически подают в металлоприемник машины горизонтального непрерывното лить , из которого он поступает в графитовый водоохлаждаемый кристаллизатор , и ПО iMepe фор:мировани заготовки .выт гивают ее .из кристаллизатора т нущей клетью. В этом способе ийтенсивиое охлаждение заготовки в кристаллизаторе до 80.0- 900° С и последующее охлаждение на воздухе при 720° С способствует образованию перлита и равнамерному распределению твердости в массивных отлиЕках.The known method of horizontal casting of cast iron, according to which, molten metal is periodically fed into the metal reservoir of a horizontal continuous casting machine, from which it enters a graphite water cooled mold, and iMepe form the workpiece extracts it from the crystallizer with a thick stand. In this method, intensive cooling of the workpiece in the crystallizer to 80.0–900 ° C and subsequent cooling in air at 720 ° C promotes the formation of pearlite and is equal to the measured distribution of hardness in massive castings.

Однако приведенные параметры пе вл ютс определ ющими дл получени заданной структуры. И свойств, так как формирование загото9,ки зависит от начальных условий кристаллизации и только в зависимости от них |Можпо определить режим дальнейщей тепловой .обработки. Не указаны пре(делы интенсивности теплоотвода в кристаллизаторе, хот , как известно, дл получени .перлитовой структуры важна не столько температура -поверхности заготовки, сколько скорость достижени ее, котора определ етс именно интенсивиостью охлаждени и очень чувствительна к изменению последней. Кро-ме того, понижение температуры заготовки в кристаллизаторе ниже 900° С неизбежно приводит кHowever, the above parameters are not critical for obtaining a given structure. And the properties, since the formation of a slag, ki depends on the initial conditions of crystallization and only depending on them can we determine the mode of further thermal processing. No limits are specified (the intensity of heat removal in the mold, although, as is known, to obtain a perlite structure, it is not so much the temperature of the surface of the workpiece that is important as the rate at which it is reached, which is determined by the cooling intensity and is very sensitive to changes in the latter. In addition , lowering the temperature of the workpiece in the mold below 900 ° C inevitably leads to

по влению цементита и междепдритного графита в поверхностных сло х, независимо от режима дальнейшего охлаждени . Охлаждение же на воздухе (низка интенсивность охлаждени ) до 720° С всегда приводит к образованию ферритной основы, т. е. к снижению твердости и износостойкости.the appearance of cementite and interdegraded graphite in the surface layers, regardless of the mode of further cooling. Cooling in air (low cooling intensity) to 720 ° C always leads to the formation of a ferritic base, i.e., a decrease in hardness and wear resistance.

Целью изобретени вл етс обеспечение стабильности режима перлитной структурыThe aim of the invention is to ensure the stability of the regime pearlite structure

чугунных заготовок с твердостью 180-220 ед. НВ и высокой -износостойкостью из чугуна состава , %: С 3,2-3,6; Si 1,7-2,0; Мп 0,6-1,0. Это достигаетс тем, что температуру расплава в металлоприемнике поддерживает в интервале 1240-il320°C, слиток выт гивают со скоростью 0,2-2 мм/сек, охлажда его в кристаллизаторе с интенсивностью 1000- 2000 вт/м так, что после выхода из кристаллизатора температура поверхности слитка со; ставл ет 900-1000° С, а толщина затвердевщей корочки - 8-20 мм, в этой зоне слиток охлаждают с интенсивностью 100-200 вт/м до температуры поверхности 950-1050° С и поддерживают эту температуру в течение I - 2 мин при интенсивности охлаждени 50-cast iron billets with a hardness of 180-220 units. HB and high wear resistance of cast iron composition,%: C 3.2-3.6; Si 1.7-2.0; Mp 0.6-1.0. This is achieved by maintaining the temperature of the melt in the metal receiver in the range of 1240-il320 ° C, the ingot is drawn at a speed of 0.2-2 mm / s, cooling it in the crystallizer with an intensity of 1000-2000 W / m so that after leaving mold temperature surface ingot with; puts 900-1000 ° С, and the thickness of the hardened crust is 8-20 mm, in this zone the ingot is cooled with an intensity of 100-200 W / m to a surface temperature of 950-1050 ° С and maintain this temperature for I - 2 min at cooling intensity 50-

100 вт/м. Затем дл фиксировани перлитНОИ структуры интенсивность охлаждени повышают до 800-2000 вт/м, обеспечива скорость охлаждени 5-8 град/сек, до тех пор, пока температура поверх:ностл слитка не станет рав.ной 650° С, а последующее охлаждение провод т с интенсивностью 200-300 вт/м. Указа ный режим охлаждени вл етс оптимальным дл слитков типа пластин толщиHofi 40-100 мм; цилиндров 0 50-250 мм, квадратов 50 х 50 мм 180 х 180 льи.100 W / m. Then, to fix the pearlite structure, the cooling intensity is increased to 800–2000 W / m, providing a cooling rate of 5–8 degrees / sec, until the temperature above: the bottom of the ingot equals 650 ° C, and the subsequent cooling is carried out with an intensity of 200-300 W / m. This cooling mode is optimal for ingots of the plate type Hofi 40-100 mm; cylinders 0 50-250 mm, squares 50 x 50 mm 180 x 180 li.

При тем иературе ниже 1240° С наблюдаетс намерзание металла или даже .полное замораживание входной части кристаллизатора. При температуре выше 1320° С возможен прорыв металла при выходе отливки из кристаллизатора . Интенсивность охлаждени в кристаллизаторе ниже 1000 втДиЗ и линейна скорость ниже 0,2 мм1сек нецелесообразны с точки зрени необходимой нроизводительности процесса; интенсивность выше 2000 вт/м ,и линейна скорость затвердевани выше 2 мм/сек -вызывают по вление отбела на поверхно сти ОТЛИВ.КИ. При температуре поверхности слит.ка на выходе из кристаллизатора ниже 900° С .не успевает произойти самоотжиг и возможно по вление отбела; лри температуре слитка ,в этой зоне выше 1000° С вследствие резкого снижени интенсивности его охлаждени н разо1грева поверхности за счет тепла жидкой СердцевЕны .воз1можен прорыв металла. При этом оптимальной вл етс толш;ина корочкИ слитка равна 8-20 мм.With a temperature lower than 1240 ° C, a freezing of the metal or even a complete freezing of the inlet part of the crystallizer is observed. At temperatures above 1320 ° C, metal may break through when the casting leaves the crystallizer. The cooling intensity in the crystallizer is below 1000 VDC and the linear speed below 0.2 mm1 sec is impractical from the point of view of the required process efficiency; intensity is higher than 2000 W / m, and linear speed of hardening is higher than 2 mm / s — cause the appearance of chill on the surface of the CUTLING fabric. When the surface temperature of the fuse. As it leaves the mold below 900 ° C, self-annealing fails to occur and chilling is possible; The temperature of the ingot in this zone is above 1000 ° C due to a sharp decrease in the intensity of its cooling and heating of the surface due to the heat of the liquid Heart Element. Metal breakthrough is possible. In this case, the optimum is the thickness; otherwise, the ingot is equal to 8-20 mm.

Поддержание температуры поверхности отлизаси на уровне 950-1050° С в течение 1 - 2 мин с интенсивностью охлаждени 50- 100 вт/м необходилто дл выравнивани температуры по сечению отливки и сохранени условий дл самоотжига. Дальнейшее охлаждение слитка с интенсивностью ниже 800 вт/м не обеспечивает необходимой твердости, выше 2000 вт/м - р изодит к повышен:ной скорости охлаждени м зоз люжиости образовани мартенситной структуры, наличие которой затрудн ет механическую обработку.Maintaining the surface temperature of the mucous at the level of 950-1050 ° C for 1 to 2 minutes with a cooling intensity of 50-100 W / m is necessary to equalize the temperature over the cross section of the casting and to preserve the conditions for self-firing. Further cooling of the ingot with an intensity below 800 W / m does not provide the necessary hardness, above 2000 W / m - p makes it possible for an increased: cooling rate to reduce the formation of a martensitic structure, the presence of which makes machining difficult.

Скорость охлаждени 5-8 град/сек до температуры 650°С необходима дл получени перлитной структуры и быстрого прохождени зоны структурных превращений. Температура 650° С гарантирует прохождение зоиы структурных п.ревраще1;ий при последующем охлаждении со средней интонсн.вностью 200- 300 вт/м дл сохранени этой температуры и предупреждони возможного разогрева новерхностных слоев и возникновени термических напр жений.A cooling rate of 5-8 degrees / second to a temperature of 650 ° C is necessary to obtain the pearlite structure and the rapid passage of the zone of structural transformations. The temperature of 650 ° C guarantees the passage of the structural zone of the turn 1; it is during subsequent cooling with an average intone temperature of 200-300 W / m to maintain this temperature and prevent possible heating of the surface layers and the occurrence of thermal stresses.

При м е р. На установке .непрерывного горизонтального лить был получен слиток сечением 70X180 мм из чугуна СЧ 21-40. В метпллопрнемннк з ливалм жидкий чугун температурой 1320-1350° С и поддерживали темнературу в пределах 1240-1260°С. Соотношение параметров кристаллизатора обеспечило иптепсивпость охлаждени 1200 вг/л н л:п;11ейиую скорость фор.мировани отлпзки 1,5 мм/сек. На выходе из кристаллизатора отливка имела температуру -поверхности 920° С и толщину затвердевшей стенки (определ лась предварительными опытами с выливанием жидкой сердцевины) 12 мм.;An example. On the installation of continuous horizontal casting was obtained an ingot with a cross section of 70X180 mm from cast iron SC 21-40. In metplopprnemnk z livalm, liquid iron with a temperature of 1320-1350 ° С and maintained the temperature in the range of 1240-1260 ° С. The ratio of the parameters of the crystallizer provided cooling iptepsivability of 1200 vg / l n l: n; 11yyuyu speed of shaping of 1.5 mm / sec. At the exit from the mold, the casting had a temperature-surface of 920 ° C and a thickness of the hardened wall (determined by preliminary experiments with pouring the liquid core) 12 mm;

За врем прохождени участка воздушногоDuring the passage of the air

охлаждени при интенсивности теплоотвода вт/м поверхность отливки достигала температуры 1000° С. Обеопеч.ива интенсивность теплоотвода 80-100 вт/м, поддерживали температуру поверхиости отливки в пределах 1000-950° С в течение 1,5 мин. Последующее охлаждение осуществл ли нелосредст .венным воздействием воздущ«овод ной смеси на поверхность отливки через приспособление , состо щее из р да форсунок, расположенных по периметру сечеии отливки, из расчета на иптенсивлость теплоотвода 1200 вт/м. Скорость охлаждени отливки составила 7,0 град/сек. Отливку в этой зонеcooling at the intensity of the heat sink w / m, the surface of the casting reached a temperature of 1000 ° C. On the other hand, the intensity of the heat sink 80-100 w / m, maintained the temperature of the surface of the casting in the range of 1000-950 ° C for 1.5 minutes. Subsequent cooling was carried out by direct exposure to blowing an aqueous mixture onto the surface of the casting through a device consisting of a row of nozzles located along the perimeter of the casting section based on the heat sink intensity of 1200 W / m. The cooling rate of the casting was 7.0 degrees / second. Casting in this zone

охлаждали до 650° С, а затем пропускали через зону охлаждени с иитенсив остью теплоотвода 150 вт/м. Дальнейшее охлаждение Вели в естественных услови х при температуре цеха.cooled to 650 ° C and then passed through the cooling zone with an intensive heat sink of 150 W / m. Further cooling Veli in natural conditions at the temperature of the workshop.

Предлагаемый режим обеспечивает скорость лить 0,73 M/MUHj стабильное -получение Пе|рл т.ной структуры (см. чертеж) и твердость 200-230 ед. НВ. Использование предлагаемого способа получени чугуашых затотовок с перлитной структурой и твердостью 1180- 240 ед. НВ способствует получению стабильных и однородных свойств по сечению и длине ОТЛИ.ВКИ, предупреждает стихийность иротекани техиологического процесса, обеспечива услови дл пол-ной его автоматизации . Это .значительно повышает качество чугунных ОТЛ1ИВОК и тем самым способствует широкому использованию .метода непрерывного лить не только в металлургии дл получени стальных заготовок, .ио и в машиностроении дл получени чугунных заготовок с гаралтиро-вапной перлитной структурой и высокой твердостью.The proposed mode provides a casting speed of 0.73 M / MUHj stable — obtaining Perl of the so-called structure (see drawing) and a hardness of 200-230 units. HB The use of the proposed method for producing iron grouting with pearlitic structure and hardness of 1180-240 u. HB contributes to obtaining stable and uniform properties over the cross section and length of the OTLI.VCI, prevents the spontaneity of the flow of the technological process, providing conditions for its complete automation. This greatly improves the quality of cast-iron OTL1IVOK and thus contributes to the widespread use of continuous casting methods not only in metallurgy for producing steel billets, but also in mechanical engineering for producing cast iron with a garlity-wap pearlitic structure and high hardness.

Формула зобретени Formula of the invention

Способ непрерывного лить серого чугуна, включающий подачу чугуна в мета.ллоприемник , непрерывное выт гивание слитка из кристаллизатора и его охлаждение сначала в кристаллизаторе, а затем в зоне вне кристаллизатора , отличающийс тем, что, с целью .обеспечени стабильного режима .нолучени перлитной структуры н повышени The method of continuous casting of gray iron, which involves supplying the iron to a meta receiver, continuously drawing the ingot from the mold and cooling it first in the mold and then in the zone outside the mold, characterized in that in order to ensure a stable regime of obtaining pearlite structure increase

твердости и износостойкости слитка, температуру расплава в .металлаирием.нике поддерживают ,в интервале 1240-1320° С, слиток выт гивают со скоростью 0,2-2 .им/сек, охлажда его в кристаллизаторе с интенсивностьюthe hardness and wear resistance of the ingot, the temperature of the melt in the metal oxide and metal is maintained in the range of 1240-1320 ° C, the ingot is drawn at a speed of 0.2-2.im / sec, cooling it in the crystallizer with the intensity

1000-2000 вт/М, а по выходе из кристаллизатора слиток охлаждают с нитенсивностью 100-200 вт/м до температуры позерхност 950-1050° С и поддерживают эту температуру в течение 1-2 мин при интенсивности охлаждеин 50-100 вг/м, затем илтенсивность охлаждени обеспечива 56 повышают до 800-2000 вт/м, сек, последующее охлаждение провод т с инскорость охлаждени 5-8 град тенсивностью 200-300 вт/ж. 536007 1000-2000 W / M, and after leaving the mold, the ingot is cooled with a nitrate of 100-200 W / m to a surface temperature of 950-1050 ° C and maintain this temperature for 1-2 minutes at an intensity of 50-100 Vg / m, then the cooling intensity by providing 56 is increased to 800-2000 W / m, sec, the subsequent cooling is carried out with a cooling rate of 5-8 degrees with a intensity of 200-300 W / W. 536007