SU749548A1

SU749548A1 - Ingot

Info

Publication number: SU749548A1
Application number: SU772560816A
Authority: SU
Inventors: Сергей Пантелеевич Бакуменко; Валерий Михайлович Шатов; Геннадий Иванович Морозов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5481
Priority date: 1977-12-26
Filing date: 1977-12-26
Publication date: 1980-07-23

Description

54) СЛИТОК54) BULK

Изобретение относитс к области черной металлургии и может быть использовано при разливке металлов и сплавов дл производства прокатных 5 слитков.The invention relates to the field of ferrous metallurgy and can be used in the casting of metals and alloys for the production of rolled 5 ingots.

В черной металлургии дл прокатки на блюминге широко примен ютс слитки , имеющие в поперечном сечении по всей длине форму квадрата и одинако- 10 вую конусность по всем гран м 13 .In ferrous metallurgy, ingots are widely used for rolling on blooming, having a square shape in cross section along the entire length and the same taper across all faces 13.

Однако слитку с одинаковым уклоном по гран м невозможно придать высокую направленность затвердевани с одновременным обеспечением равной 5 деформации, равномерного нагрева донной и головных частей из-за большого перепада толщин, достижени максимального веса в единице его высоты .20However, an ingot with the same gradient along the edges cannot be given a high direction of solidification while ensuring equal deformation, uniform heating of the bottom and head parts due to the large difference in thickness, reaching the maximum weight in a unit of its height .20

Известен четырехгранный слиток, уширенный кверху с поперечным сечением у нижнего торца в виде пр моугольника , имеющий две грани с сумтмарной , конусностью 6-12% и две дру- 25 гие ,0% 2 .A four-sided ingot, broadened upwards with a cross-section at the lower end in the form of a rectangle, has two faces with a total taper of 6-12% and two others, 0% 2, is known.

Недостатком такого слитка вл етс то, что увеличенна конусность по двум гран м, определ ющим направленность затвердевани отливки, име- 30The disadvantage of such an ingot is that the increased taper along the two edges, which determines the direction of solidification of the casting, has

ет один уклон по всей высоте тела слитка и не учитывает его строение, которое у большинства слитков конструкционной стали и р да сплавов имеет три зоны в осевой области: подприбыльна зона плотного металла, не завис ща от конусности, зона осевой рыхлости и V-образной ликвидации,завис ща от конусност-и, и нижн часть - нижний конус, не завис ща от конусности. Недифференцироранное придание конусности, по гран м определ ющим направленность затвердевани , приводит к значительной разности толщин слитка в нижней и верхней его част х. Большой перепад в толщинах затрудн ет равномерность нагрева слитка по высоте и создает значительные трудности при обработке давлением , обеспечении равной деформации по всей его высоте и концентрации направленности затвердевани в тех зонах, где ее вли ние наиболее, эффективно .There is one slope over the entire height of the ingot body and does not take into account its structure, which for most ingots of structural steel and a number of alloys has three zones in the axial region: the sub-profit zone of dense metal, independent of the taper, the zone of axial friability and V-shaped elimination depending on the conicity, and the lower part is the lower cone, independent of the conicity. The non-differential tapering, which determines the direction of solidification according to the edges, leads to a significant difference in the thickness of the ingot in its lower and upper parts. The large difference in thickness makes it difficult for the ingot to heat up evenly and creates considerable difficulties in pressure treatment, ensuring equal deformation over its entire height and concentration of solidification directions in those areas where its effect is most effective.

Цель изобретени - улучшение качества слитка конструкционных сталей и других сплавов в осевой части, улучшение плотности металла, снижейие /-образной ликвации, увеличениеThe purpose of the invention is to improve the quality of the ingot of structural steels and other alloys in the axial part, to improve the density of the metal, to reduce / segregation, to increase

пластичности при деформации осевых объемов и увеличение выхода годного при достижении максимального веса в единице efro высоты.ductility in the deformation of axial volumes and an increase in yield when the maximum weight is reached in a unit of efro height.

Это достигаетс тем, что в слитке , уширенном кверху, имеющем прибыль и тело, две противоположные грани которого выполнены с одинаковой по высоте суммарной конусностью, равной 0,1-3,0%, две другие его грани , определ ющие направленность затвердевани , имеют по высоте тела слитка три суммарные конусности , равные 0,1-3,0% в донной части слитка на высоте, равной 1,0-2,0 его толщины в донной части/ 4,025 ,0% в средней части , 0,1-3,0% в подприбыльной части слитка на высоте равной 0,1-1,5 его толщины под прибылью This is achieved by the fact that in an ingot broadened upward, having a profit and a body, the two opposite faces of which are made with the same height of a total taper of 0.1-3.0%, its two other edges that determine the direction of solidification have the height of the ingot body is three total tapers equal to 0.1–3.0% in the bottom part of the ingot at a height equal to 1.0–2.0 of its thickness in the bottom part / 4.025, 0% in the middle part, 0.1–3 , 0% in the sub-profit part of the ingot at a height equal to 0.1-1.5 of its thickness at a profit

Целесообразно тело слитка в места перехода от одной конусности к друго выполнить по радиусу.It is advisable to perform the ingot body at the points of transition from one taper to the other along the radius.

На фиг. 1 представлен слиток, вид пр мо на фиг. 2 - то же, вид сбоку.FIG. 1 shows an ingot, view directly in FIG. 2 - the same, side view.

Слиток имеет прибыль 1 и. тело 2, у которого две противоположные грани 3 выполнены с посто нной по высоте конусностью, равной 0,1-3,0%, а две другие грани 4 выполнены спеременной по высоте конусностью, дел щей их на три части - верхнюю 5 с конусностью , равной 0,1-3,0% на высоте, равной 0,1-1,5 от толщины (а), среднюю б с конусностью, равной 4,025 ,0%f и нижнюю 7 с конусностью,равной 0,1-3,0% на высоте, равной 1,02/0 от толщины (в).An ingot has a profit of 1 and. body 2, in which two opposite faces 3 are made with a constant height of taper equal to 0.1-3.0%, and the other two faces 4 are made with variable height taper, dividing them into three parts - the top 5 with tapering, equal to 0.1-3.0% at a height equal to 0.1-1.5 of thickness (a), average b with a taper of 4.025, 0% f and lower 7 with a taper of 0.1-3, 0% at a height equal to 1.02 / 0 of the thickness (in).

Боковые грани с посто нной по высоте конусностью, равной 0,1-3,0%, обеспечивают набор веса слитка и возможность транспортировки его в методических нагревательных печах блюминга.The lateral faces with a constant taper of 0.1–3.0% provide for the weight gain of the ingot and the possibility of transporting it in the blooming methodical heating furnaces.

Нижний предел конусности 0,1% выполн етс дл слитков с большим поперечным сечением, обеспечивающим за счет естественной усадки свободный выход слитка из изложницы, верхний 3,0% - дл слитков с малым поперечным сечением, где изменение линейных размеров по абсолютной величине незначительное . Дальнейшее повышение конусности неэффективно и приводит к снижению веса слитка. По двум гран м, определ ющим направленность затвердевани слитка нижний предел высоты, равный 1,0 от толщины слитка в его донной части, при малой конусности обусловлен тем, что в зоне формировани нижнего конуса его высота равна толщине слитка и качество металла в этой зоне не зависит от конусности. Снижение высоты ниже 1,0 не эффективно, так.как в этой зоне качество металла не зависит от конусности слитка и уменьшение приводит к снижению конусности средней части. Верхний предел обусловленThe lower taper limit of 0.1% is performed for ingots with a large cross section, which ensures free release of the ingot from the mold due to natural shrinkage, the upper 3.0% for ingots with a small cross section, where the linear dimensions are insignificant in absolute value. A further increase in the taper is inefficient and leads to a reduction in the weight of the ingot. According to two facets that determine the direction of solidification of the ingot, the lower limit of the height equal to 1.0 of the thickness of the ingot in its bottom part, with a small taper, is due to the fact that its height in the zone of formation of the lower cone is equal to the thickness of the ingot and the quality of the metal in this zone does not depends on taper. Reducing the height below 1.0 is not effective, since in this zone the quality of the metal does not depend on the taper of the ingot and the decrease leads to a decrease in the taper of the middle part. The upper limit is due to

сохранением высокого качества осевой зоны дл слитков с неразвитой двухфазной областью при затвердевании металла. Увеличение высоты свыше 2„0% приводит к возникновению осевой рыхлости при низкой конусности, так как в этой части величина конусности уже вли ет на формирование осевой области слитка.maintaining the high quality of the axial zone for ingots with an undeveloped two-phase area during solidification of the metal. An increase in height above 2 to 0% leads to the emergence of axial friability with low taper, since in this part the value of taper already affects the formation of the axial area of the ingot.

Учитыва , что направленность затQ вердевани в донной части слитка зависит от конусности, нижний его предел, равный 0,1%, выполн етс дл слитков с большим поперечным сечением , обеспечивающим-за счет естественной усадки свободный выход слитка из изложницы, верхний 3,0% - дл слитков с малым поперечным сечением, где изменение линейных размеров по абсолютной величине при усадке незначительное . Дальнейшее повышениеTaking into account that the direction of the curvature in the bottom part of the ingot depends on the taper, its lower limit, equal to 0.1%, is performed for ingots with a large cross section, which ensures, due to natural shrinkage, free ingot out of the mold, the upper 3.0% - for ingots with a small cross section, where the change in linear dimensions in absolute value during shrinkage is insignificant. Further increase

0 конусности не эффективно и приводит к снижению веса слитка.0 taper is not effective and leads to a reduction in the weight of the ingot.

В средней части слитка где направленность затвердевани оказываетIn the middle part of the ingot where the direction of solidification has

5 решающее вли ние, нижний предел конусности 4,0% распростран ютс на слитки, имеющие высокое Н/Д и не склонные к развитию значительной осевой рыхлости. Снижение конусности5, the decisive effect, a lower taper limit of 4.0%, is applied to ingots having high N / A and not prone to developing significant axial friability. Reduced taper

0 ниже 4,0% уменьшает направленность затвердевани . Верхее значение конусности , равное 25%, - дл сталей, склонных к развитию У-образнгой ликвации и рыхлости. Дальнейшее повыc шение конусности приводит к резкому перепаду толщин слитка в верхней и нижней его част х, что вызывает перегрев металла в донной и недогрев в головной част х слитка.0 below 4.0% reduces the direction of solidification. The upper value of the taper, equal to 25%, is for steels that are prone to developing Y-formation segregation and friability. A further increase in the taper leads to a sharp drop in the thickness of the ingot in its upper and lower parts, which causes overheating of the metal in the bottom and underheating in the head part of the ingot.

В подприбыльной части, в областиIn the sub-profit area

моста плотного металла, конусность не вли ет на направленность затвердевани . У сталей, имеющих развитую двухфазную зону и высокую в зкость, мост плотного металла распростран етс на глубину 0,1 толщины слитка, a dense metal bridge, the taper does not affect the direction of solidification. In steels having a developed two-phase zone and high viscosity, the dense metal bridge extends to a depth of 0.1 the thickness of the ingot,

у жидкоподвижных сталей с неразвитой двухфазной зоной - на глубину,равную 1,5 толщинам. Увеличение выше 0,1 дл первой группы сталей и высотыin liquid-mobile steels with undeveloped two-phase zone - to a depth equal to 1.5 thicknesses. Increase above 0.1 for the first steel group and height

0 свыше 1,5 толщины слитка дл второй группы Приводит к развитию осевой рыхлости.0 more than 1.5 ingot thicknesses for the second group Leads to the development of axial friability.

Учитыва , что направленность зате вердевани в области подприбыльного моста плотного металла в указанных пределах не зависит от конусности нижний ее предел, равный 0,1%,выполн етс дл слитков с большим поперечным сечением, обеспечивающим за 0 счет естественной усадки свободный выход слитка из изложницы, верхний 3% - дл слитков с малым поперечным сечением, где изменение линейных размеров по абсолютной величине при 5 усадке незначительное. ДальнейшееTaking into account that the direction of the hardening in the area of a subprofitable bridge of dense metal within the specified limits does not depend on the taper, its lower limit of 0.1% is performed for ingots with a large cross section, providing for 0 due to natural shrinkage free ingot ingot from the mold, the top 3% is for ingots with a small cross section, where the change in linear dimensions in absolute value with 5 shrinkage is insignificant. Further

повышение конусности не эффективно и приводит к снижению веса слитка.increasing the taper is not effective and leads to a reduction in the weight of the ingot.

Выполнение тела слитка по радиусу в местах перехода от одной конусности к другой позвол ет избежать трещин в этих местах.Making the ingot body radially at the points of transition from one taper to another makes it possible to avoid cracks in these places.

25,0 2,0 на длине, Слитки отлиты в графитовые изложницы из стали 10 и стали У13. Слитки отлитые из стали 10, имеющей небольшой интервал затвердевани , имеют практически равноценную макрострукту ру осевой части. При отливке из стали У13, имеющей температурный интервал затвердевани , слиток №2 имеет плотную макроструктуру осевой части, в то врем как слиток № 1 - развитую У-образную ликвацию. Опыты показывают , что при выборе параметров,слитки нужно делать дифференцировано с учетом химического состава стали. Дифференцированный подход к выбору параметров имеет и другую практическую сторону. Расчеты, выполненные дл слитков весом 3,5 т, имеющих указанные в таблице параметры, показывают , что при прочих равньах услови х слиток с параметрами 1 имеет на 20% меньше толщину под прибылью чем слиток с параметрами 2. Слиток описываемой конструкции за счет применени по двум гран м двух конусностей, уменьшенной в нижней и в подприбыльной част х и увеличенной в промежуточной зоне, обеспечива ет концентрацию направленности затвердевани в зоне осевой рыхлости, зоне развити V-образной ликвации и позвол ет в донной части (в зоне нижнего конуса) и в подприбыльном мосте плотного металла, где конусность не вли ет на направленность затвердевани , достичь увеличени веса этих частей слитка. По двум другим гран м, не участвующим в формировании осевой области слитка, дл обеспечени получени максимального веса конусность минимальна и определ етс из услови 25.0 2.0 on the length, Ingots are cast in graphite molds of steel 10 and steel U13. The ingots cast from steel 10, which has a small interval of solidification, have an axial part that is almost equivalent to the macrostructure of py. When casting from steel U13, which has a temperature range of solidification, ingot No. 2 has a dense macrostructure of the axial part, while ingot No. 1 has a developed U-shaped segregation. Experiments show that when choosing parameters, ingots must be made differentiated according to the chemical composition of the steel. A differentiated approach to the choice of parameters has another practical side. Calculations made for ingots weighing 3.5 tons and having the parameters indicated in the table show that, all other things being equal, the ingot with parameters 1 has 20% less thickness under the profit than the ingot with parameters 2. The ingot of the described construction due to the use of The two faces of the two tapers, reduced in the lower and sub-profit parts and increased in the intermediate zone, ensure the concentration of solidification in the zone of axial looseness, the zone of development of the V-shaped segregation and allow in the bottom part (in the zone of the lower end) Sa) and in the near-profitable bridge of dense metal, where the taper does not affect the direction of solidification, to achieve an increase in the weight of these parts of the ingot. For the two other faces that are not involved in the formation of the axial region of the ingot, to ensure that the maximum weight is obtained, the taper is minimal and is determined from the condition

Слиток может быть получен в чугунной изложнице путем отливки сифонным или верховым спсЗсобами.An ingot can be obtained in a cast-iron mold by casting with siphon or upper castings.

Были разработаны два слитка весом 400 кг с граничными пределами параметров , которые приведены в таблице.Were developed two ingots weighing 400 kg with the limits of the parameters that are listed in the table.

4,0 2,0 на длине, 4.0 2.0 on length,

2,0 на длине, равной 1,5 его равной 2,0 его толщины под толщины в донной части прибылью2.0 at a length equal to 1.5 of its equal to 2.0 of its thickness under the thickness at the bottom of the profit

Claims

2.0 at a length equal to 0.1 equal to 1.0 of its thickness at the bottom of the profitable part of the free exit of the casting from the mold, In addition, the elimination of axial bluntness allows for the casting of ingots to increase in them the ratio of height to average diameter / D), which reduces the relative volume of the profitable part, i.e. reduced metal consumption for profit. Invention 1. An ingot broadened upwards, consisting of a profit and an ingot body, two opposite faces of which are made with the same height of a total taper equal to 0.13, 0%, differing in the fact that, in order to improve the quality of the ingot the axial part and the increase in yield, the other two faces of the ingot are made along the height of the ingot body with different total taper, respectively, equal to 0.1-3.0% in the bottom part of the ingot at a height equal to 1.0-2.0 THICKNESSES in the bottom part 4.0-25.0% in the middle part of the ingot 0.1-3.0% in the sub-profit part of the ingot n and a height equal to 0.11, 5 thickness of the ingot at a profit. 2. An ingot according to claim 1, distinguishing with. the fact that his body in places of transition from one taper to another is made along the radius. Sources of information taken into account in the examination 1. Trubim G.Ya., Oyks G.N. Metals of Stsshi, open-hearth process. Part of the technological. M., Metaipplurgi, 1970, p. 621.

2. USSR author's certificate according to application code 2309806/02, cl. B 22 O 7/00, 1975.