SU789210A1 - Способ изготовлени стальных слитков - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ СЛИТКОВ

Изобретение относитс  к производству стальных прокатных икузнечных слитков, преимущественно из спокойно стали, в уширенных кверху изложницах и молет быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах . Известен способ охлаждени  слитт ка, заключгиощийс  в том, что, с целью получени  плотного и однородного слитка, после затвердевани  короч ки в изложнице слиток извлекают из изложницы вместе с прибыльной надставкой и охлаждают водой, сохран   прибыльную часть слитка теплой в течение всего процесса охлаждени  1. Однако в известном способе прием извлечени  слитка из изложницы требует наличи  подприбыльной плиты В конструкции изложницы и опорного бур та у слитка в зоне указанной плиты, поэтому извлечение слитка из изложни цы можно производить только после образовани  в зоне его прибыли прочного бурта, который, как правило, за твердевает и приобретает достаточную прочность только тогда, когда термическое сопротивление корочки слитка уже велико и интенсивное охлаждение слитка водой, предусмотрен ое отличительными приемами способа, же малоэффективно. Креме того, дл  многих марок высоколегированных и конструкционных сталей, как показывают опыты со слитками сталей 40Х и 50X5, охлаждение слитков непосредственно в воде неприемлемо -из-за образовани  на них грубых трещин. К тому же это не дает существенного выигрыша в скорости затвердевани  по сравнению с воздушным и экранным способами охлаждени , так как термическое сопротивление корочки у извлеченных из изложниц слитков велико. Наиболее близким к предлагаемому по -технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ лить  металлов в уширенную кверху изложницу или литейную форму, имеющий приемы формировани  зазора между верхней частью слитка и прибыльной над-. ставкой, которые осуществл ютс  с помощью подвижного элемента надставки, воздушный зазор вокруг боковой поверхнрсти прибьшьной части слитка искусственно создают путем подъема прибыльной надставки на определенное рассто ние от верхней части слитка 23 .

Однако при использовании этого спосЬоа эффективное охлаждение жидкой стали изложницей имеет место толко в первые 2-3 мин с момента ее наполнени  металлом, а также невозможно увеличение длительности плотного контакта боковой поверхности кри .сталлиэунхдегос  слитка с внутренней

боковой поверхностью полости изложницы .

Кроме того, в зоне донной части слитка имеет место переохлаждение примыкающей к поддону корочки и образование на ней трещин. К этому нгшболее чувствительны слиТки из высоколегированных л конструкционных сталей .

Цель изобретени  - ускорение производства слитка и увеличение выхода годного металла из него повышение плотности слитка и качества его поверхности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что после образовани  усадочного зазора вокруг слитка мезкду изложницей и поддоном устанавливают вспомогательную плиту с полостью под донную часть слитка, при этом дл  слитков массой 0,5-10 т через 2-15 ми после окончани  заливки, но не позже 42 общего времени затвердевани  слитка, а дл  слитков массой 10-30 тчерез 15-32 мин.

Нижний предел мини 4aльнoгo параметра времени (через 2 мин) предназначен дл  слитков массой 0,5 т. Верхний передел минимального параметра времени (через 15 мин) предназначен дл  слитков г/гассой 10 т.

Увеличение указанных значений (2-15 мин) минимального параметра времени осу1чествлени  приемов подвешивани  слитка .соответствующей массы своей изложнице и раздевани  его донной части снижает эффективность предлагаемого способа, так как с утолщением корочки уменьшаетс  вли ние интенсификации охлаждени  слитка на скорость его кристаллизации, и примерно после истечени  42% общего времени затвердевани  слитка эффект от интенсификации охлаждени  в части ускорени  его кристаллизации приближаетс  к нулю. Однако, в части понижени  усадочных напр жений в дойной части слитка и количества трещин в ней новые приемы раздевани  этой части слитка и формирЬва и  замкнутой полос ти вокруг нее эффективно используютс  до полного затвердевани  слитка.

Слитой массой 10-30 т подвешивают Соковой поверхностью на внутренней боковой поверхности полости изложницы через 15-32 мин после окончани  заполнени  изложницы. Верхний предел массы второй группы слитков 30,т выбран на основании того, что в насто щее врем  на металлургических заводах масса отливаемых слитков спокойной и полуспокойной стали ; не превышает 28 т, а кип щей стали 30 т.

Подвешиванием кристаллизующегос  слитка боковой поверхностью на внутренней боковой поверхности уширенной кверху полости изложницы при эластичном состо нии его корочки создают плотное примыкание между указанными поверхност ми слитка и изложницы на все врем  его затвердевани . Этим интенсифицируют кристаллизацию слитка , что ускор ет его производство и повышает качество его внутренних зон. Слиток подпрессовывают во врем  его кристаллизации силой его собственного веса, что повышает его плотность и выход годного металла из него, и создают на все врем  затвердевани  слитка сплошную опору дл  его боковой поверхности, испытывающей ферростатическое давление , что предохран ет ее от образовани  в ней трещин и увеличивает выход годного металла.

Во врем  кристаллизации слитка раздевают его донную часть и вокруг нее формируют замкнутую полость. Эти предохран ют донную часть слитка от переохлаждени  и внутренним теплом слитка производ т ее отжиг, чем уменьшают усадочные напр жени  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, при подвешивании слитка на внутренней боковой поверхности своей изложницы вокруг боковой поверхности прибыли создаетс  увеличенный воздушный зазор, который дополнительно ее утепл ет.

Между нижним торцом уширенной квеху сквозной изложницы и верхней плоскостью поддона устанавливают вспомогательную плиту с отверстием дл  раздетой донной части слитка, повтор ющим форму и размеры полости на верхнем торце изложницы.

На фиг. 1 изображено взаимное расположение изложницы и кристаллизующегос  в ней слитка, продольный разрез (слева - после образовани  воздушного усадочного зазора между ними , справа - после его устранени  подвешиванием слитка на внутренней боковой поверхности своей изложницы) на фнг. 2 - формирование замкнутой полости вокруг раздетой донной части слитка.

Взаимное расположение на фиг. 1, слева характеризуетс  тем, что скозна  уширенна  кверху изложница 1 с прибыльной надставкой 2 установлены на подцон 3. Кристаллизуквдийс  1,слиток 4 опираетс  на поддон 3 без зазора, а усадочные зазоры 5 образуютсэ вокруг боковой поверхности слитка и его прибыли.

Взаимное расположение на-фиг. 1, справа элементов изложницы и слитка характеризуетс  тем, что между поддоном 3 и изложницей 1 установлена сквозна  вспомогательна  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, превышакнцие усадочные.

Взаимное положение на фиг. 2 элементов изложницы и кристаллизующегос  в ней слитка 4, при котором между поддоном 3 и нижним торцом соственно изложницы 1 находитс  гл уходонна  плита 11 с утеплением 12 дл  слитков из марок сталей особо склонных к трещинам.

Способ осуществл ют следующим образом .

На разливочную площадку по рельсовым пут м подаютс  составы с подготовленными к разливке изложницами . Изложницы заполн ют жидкой сталью . После образовани  зазора между изложницей и слитком, но не позже 42% общего времени его затвердевани ( дл  слитков массой 0,5-10 т соотвественно через 2-15 мин после окончани  заполнени  изложницы, а дл  слитков массой 10-30 т - через 1532 мин после окончани  заполнени  изложницы), изложницу со слитком поднимают краном. На освободившийс  поддои укладывают вспомогательную плиту и устанавливают на нее удаленную с поддона изложницу с зависшим в ней с.литком.

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

Так как даже минимальный усадочный зазор резко снижает тепловой поток , то наличие в зонах, прибыли и закристаллизовавшейс  донной части слитка искусственно созданных воздуных зазоров расчетной величины, которые превышают величину максимальных усгщочных в этих зонах, создает в них термическое сопротивление, достаточное дл  изол ции тепла расплава прибыли на нужное дл  кристе1Ллизации центральной зоны слитка врем  и обеспечивает вокруг донной части слитка изол цию от металла изложницы и поддона, позвол ющую внутренн му теплу слитка сн ть имеющиес  в его донной части напр жени .

Сокргицение потерь тепла прибылью способствует уменьшению глубины усадочной раковины и повышению качества внутренних зон слитка, а также образованию направленной снизу вверх кристаллизации слитка.

Использование в предлагаемом способе относительно большой боковой поверхности оболочки кристаллизующегос  слитка в качестве опорной поверхности , позвол ет существенно раньше, чем в известных способах, осуществить интенсивное охлаждение его боковой поверхности и этим усo корить изготовление слитка, повысить его плотность и выход годного металла.

Например, уже к п той минуте после окончани  заполнени  изложницы

5 дл  слитка массой 3,5 т и толщиной 540 мм прочность корочки получаетс  достаточной (с п тикратным запасом ) , однако попытки вынуть его из изложницы через это врем  известным способом привод т к обрыву прибыли,

0 поэтому извлечение слитка из изложницы допустимо только через 9 мин и более после заполнени  изложницы, а в предлагаемом способе уже к п той минуте можно указанный слиток под5 весить в изложнице и этим ускорить производство.

Использование предлагаемого способа изготовлени  слитка обеспечивает по сравнению с существук цими спо0 собами следующие преимущества:.

позвол ет в заданное технологи- ческим процессом производства слитка врем  устранить непосредственный контакт нижнего торца слитка с поддоном,

5 сформировать вокруг донной части слитка замкнутую полость, а при необходимости - утепленную и этим предохранить донную часть слитка от переохлахэдени  и по влени  на нее трещин , а также сн ть напр жени  в ней.

0 внутренним избыточным теплом еще не закристаллизовавшейс  жидкой стали;

ускор етс  кристаллизаци  слитка в изложнице и сокращаетс  цикл его производства на 20-30% длительным

5 плотным контактом боковых поверхностей слитка и полости изложницы, т.е. более эффективным использованием изложницы дл  отвода избыточного тепла кристаллизующегос  в ней распла0 ва;

повышаетс  плотность слитка Ьодпрессовкой при кристаллизации за счет больших распорных усилий, возникающих от подвешивани  слитка на конус5 ной поверхности полости изложницы;

увеличиваетс  выход годного металла из слитка на 2% его массы, благо дар  уменьшению величины его дефектных зон и соответствующего сокраще0 ни  головной и донной обрези при про .катке;

Claims (2)

1. простота внедрени  изобретени , состо ща  в том, что имеющиес  на заводах сквозные уширенные к вересу изложницы можно дооборудовать по5 дизложничными плитами собственного производства и внедрить предлагаемый эффективный способ изготовлени  слит ков на всех заводах. Формула изобретени  1. Способ изготовлени  стальных слитков в уширенной кверху сквозной изложнице с поддоном, включающий.заливку изложницы жидкой сталью и последуюцее охлаждение слитка, о т .личаюцийс  тем, что, с целью уменьшени  усадочной рыхлости слитка и повышени  качества его по верхности, после образовани  усадочного зазора вокруг слитка между изложницей и поддоном устанавливают вспомогательную плиту с полостью под донную часть слитка. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что вспомогательную плиту устанавливгиот между изложницей и поддоном дл  слитков массой 0,5-10 т через. 2-15 мин после окончани  заливки, но не позже 42% общего времени затвердевани  слитка, а дл  слитков массой 10-30 т через 15-32 мин. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 341584, кл. В 22 D 7/00, 1967.
2. 2.Акцептованна  за вка Франции 2106377, кл. В 22 D 7/00, 1972.