SU589067A1 - Смесь дл теплоизол ции мениска металла при получении слитков колесной стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к o6;iacTH черкойГ металлургии и касаетс  составов дл  теплоизол ции мениска металла при получении слитков из кодесной стали. Жесткие требовани , предъ вл емые по структурн1 -механической и химической однородности слитков колесной стали согласно ГОСТ 10791-64, обусловливают ограничени  по развесу (не более 4,15 т) и конфигурации слитков. Существенным недостатком удлиненного слитка малого развеса при существующей технологии разливки колесной стали с открытым зеркалом в смазанные изложницы с по ледующим; утеплением прибыли люнкеритом  вл етс  развита  как по высоте, так и по ширине слитка усадочна  раковина и рыхлост дл  выведени  которых в прибыль требуетс  высокий уровень налива металла. В св зи с этим больша  часть металла уходит в голоБную обрезь, т.е. не используетс  по назн чению. Наиболее технологичным способом улучше ни  тепловой работы ппибыли  вл етс  способ разливки стали под теплсмнаопирующимр мате риалами, рационально выбранный состав которых Способствует в р де случаев одновременно ; му снижению содержани  неметаллических включений в стали, газов, устранению заворотов корок и других дефектов стального 1 . Дл  заищты мениска металла от охлаждени  целесообразно применение теплоизолируюишх материалов с невысоким объемным ве|Срм , с низкими теплопроводностью и тепло-, аккумулирующей способностью, малой плотноотью . Известна в частности теплоизолирующа  смесь дл  зашиты зеркала металла ка основе обоженного вермикулита и графита . Однако вермикулит по сравнению с другим теплоизол ционным материалOJvf- перпиток менеё доступен и имеет нед9статочно высо )Ц1Й выход при вспучивании (ЗСМЮ% против 95% у перлита). Наиболее близкой к предложенной по технической сущности  вл етс  смесь дл  теплее изол ции мениска металла при получении слит (СОВ стали, содержаща , об.% : Аморфный графит 8U-9O гз: Вспучерный перлит Однако повышенное содерноние графита в этой теплоизолирующей смеси делает ее непригодной дл  разливки колесной стали, Охлаждающее воздействие на жидкую стал стенок изложницы и поддона при невысоком общем: теплосодержании металла с учетом небольшого веса слитка приводит к тому, что при отливке слитков колесной стали под слоем известной перлито-графитовой смеси с содержанием графита более 10% затормаживаютс  процессы ее плавлени  и шлакообрагзовани . Это ухудшает ассимил цию шлаком всплывающих неметаллических включений, в св зи с чем имеет место развитие .повышенной ликвации серы, фосфора и углерода, загр знение металла неметаллическими включени ми как по радиусу колеса (обод-дискступица ), тик и по высоте слитка. Происход щее в результате ликвации ло . кальное и неконтролируемое снижение механических свойств (твердости, пластичности, прочности, в зкости термообрабфтанного металла ) резко снижает эксплуатационную стой кость и надежность цельнокатанных облегчен ных железнодорожных колес. Целью изобретени  - вл етс ; снижение-з гр зненности слитков колесной стали немета лическими включени ми и повышение их однородности . Дл  этого предложенна  смесь дл  тепло изол ции мениска металла приполучении слитков колесной стали, включающа  вспученный перлит и графит, содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, об,% Графит4-7 Вспученный перлит93-96. Дл  повышени  скорости шлакообразовани  на мениске металла и ассимил ции шлаком неметаллических включений предложенна  смесь содержит в качестве графита аморфный графит с содержанием зшш 3,0-30,0 вес.% Применение предложенной теплоизолирующей смеси дл  сифонной слитков ко лесной стали обеспечивает формирование на мениске металла жидкого шлакового покрыти , которое частично в виде гарнисажа схо дит по поверхности слитка, в то врем  как мениск непрерывно на прот жении всего пер ода отливки слитка добавл ютс  от расплавлени  вышележащего сло  теплоизолирующей смеси новые порции цшака. Наличие аморфного графита указанного состава также существенно улучшает состо ние мениска металла , так как зола, содержаща с  в графите , при переходе в перлитнь й шлак повышает жидкотекучесть и ассимилирующую способность перлита к всплывающим из жидкой 58 7 стали продуктам реакций раскислени  и iiv вторного окислени  металла, а также - к продуктам химического и механического раэрущени  сифонной керамики и огнеупорных обмазок. Зт.о снижает загр зненность наружных зон колесного слитка оксидными и силикатными включени ми. Полностью устран етс  необходимость применени  дополнительных защитных металлических диафрагм дл  снижени  загр знени  металла неметаллическими включени ми.Кроме того,аморфный графит при контакте с нижележащим слоем шлакового покрыти  способствует разрушению пленок на мениске металла и тем самым предотвращает образование в слитке колесной стали расслоений, плен, заворотов корок. и т.п. Смазка стенок изложниц графитом обусловливает высокое качество наружных зон слитков, устран   при разливке под теплоизолирующей: смесью выделение включений перлита в поверхностном слое колесных заготовок . Высока  рафинирующа  и ассимилирующа  способность шлака и наличие на мениске металла защитного жидкого шлакового покрыти  предотвращают переход в металл углерода из верхнего нерасплавившегос  сло  теплоизол ции, способствуют снижению ликвации примесей (серы, фосфора) и углерода в слитке, ободе,.диске и ступице колес, а также и в колесах одной партии, 34)фективна  теплоизол ци  жид1сого металла в прибьвднспособствует формированию в слитке сосредоточенной усадочной раковины, что позвол ет нар ду с улучшением качест ва поверхности и ма1{роструктуры слитков снизить на 80-100 мм уровень налива металла в прибыли и тем самымувеличить число отливаемых слитков из одной плавки и, сле-г довательно, число колесных заготовок при одновременном повышении однородности металла и качества колес. Предпочтительно использование вспученного перлита вес, 60-120 кг/м, например, марки М-100 (ГОСТ 10832-74), При содержании графита менее 4% не обео печиваетс  необходима  смазка изложниц, что приводит к повышенной отбраковке колесных заготовок по загр зненности их поверхностных слоев (обода колес) неметаллическими включени ми и частиц,ми нерасплавившегос  перлита,. Загр зненность поверхностных слоев перлитом резко увеличиваетс  при применении т желых сортов перлитовых песков об.вес, более 120 кг/м , Содержание графита выще 7% затормаживает процессы плавлени  шлакообразующей смеси и шлакообразовани  на мениске металла , что в конечном итоге также приводит к повыщенной загр зненности металла, особекIHO поверхностных зон слитка j примес ми н неметаллическими включени ми и к повышеинйй отбраковке колес по ликвации углерода.

Наличие золы в составе аморфного графита менее 3% не оказывает положительного вли ни  на свойства перлитного шлака.Однако, j содержание золы свыше ЗО% резко повьплает интенсивность плавлени  и спекани  перлитографитовой смеси и способствует снижению эффективности теплоизол ции мениска металла при.разливке колесной стали, Предложенную теплоизолирующую смесь приготавливают из порошкообразных компонентов фракционным составом 0,О1-1,5 мм и примен ют в виде порошка, присажива  в бумажных пакетах на дно изложниц перед разливкой 5 стали. Разливку колесной стали производ т через стакан диаметром 50 мм сифоном без применени  дополнительных металлических

диафрагм в несмазанные изложницы (расход смеси 3-7 л на 1т стали). Дополнительное утепление прибыльной части слитка люнке- ритом не производ т. Сталь первоначально в течение 1,5-2 мин , разливают медленно, ,не, допуска  бурлени  и оголени  мениска металла в центре изложницы. Оставшуюс  часть слитка запивают полной струей по обычному режиму с линейной скоростью 0,3-0,35 м/мин до уровн  подъема металла в прибыли на 27О-290мм (от поверхности разъема изложницы с прибыльной надставкой).

Теплоизолирующие смеси приготавливают и примен ют описанным способом при получении слитков колесной стали.

Результаты испытаний представлены в -таблице.

Без теплоизолирующей смеси

С предложенной

95-96 смесью

93-94

С предложенной смесью

С известной

90 . CAiecbio Состо ние поверхности слитков и колесных заготовок из дониой части слитка при всех типах разливки удовлетворительное. Если уровень заливки металла в прибыли бее применени  теплоизолирующей смеси составл ет ЗвО мм, при разливке колесной стали под теилоизолирующей .смесью, содержащей аморфный графит указанного состава jc

Усадочна 

Менее +0,02 О%

раковина ( норма)

диаметром

более

50 мм

(брак)

Нет

-20

Менее .0,020% (норма)

Нет

О-30

Менее

+0,025%

(норма)

Нет

более

+О,030%

(брак) вспученнь1Й перлит, об.вес. 6О-120 кг/м оптимальный, уровень налива металла в прибыли 280 мм. Отпадает необходимость в смазке изложниц, а также в изготовиении и установке дополнительных защитных металлических . Одновременно примерно на 1 балл снижаетс  загр зненность колес сульфидными и силикатными включени ми.

КрЪме того, раапиБка стали под ишаком, образующимс  из предложенной смеси, повышает плотность макроструктуры слитков и устран ет

остатки осевоЁ химической неоднородности в ступице колес.5

Талим образом фнменение предложенной теплоизолирующей смеси дл  отливки слитков колесной стали позвол ет на 1,5-2% снизить расход стали за счет снижени  уровн  налива металла в прибыли и уве1 ичить бла- ю годар  этому число . отливаемых слитков и, следовательно, количество годных колес из каждой плавки. На уменьшаетс  содержание водорода в металле, что способствует снижению 4н1океночувствительности ста- is

Claims (3)

1. Смесь дл  теплоизол ции мениска при получении слитков колесной стали вкшочаю .ша  перлит и графит, от.л ичающа с   тем, что, с целью снижени  загр зненности слитков каменной стали неметалличес кими включени ми и повышени  ах однородности , она содержит указанные ингредиенты при следующем соотношении, об.%:

Графит4-7

Вспученный перлит9S-96..

2. Смесь по п. 1, Ч) т л и ч а ю щ а   с   тем, что, с целью повышени  скорости шлакообразовани  ка мениске металла и аосимип иии шлакамнеметалических включений. она содержит в качестве графита аморфный: графит с содержанием золы 3,0-3р,0 .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Сб. Проблема стального слитка М., Металлурги , 1974, вып. 5, с. 464-470.

2.Авторское свидетельство № 381472, М. Кл В 22D 27/00, 1965.

3.Авторское свидетельство Msi 348288, М. 22 D 27/06, 1970.