SU850304A1

SU850304A1 - Ingot mould producing method

Info

Publication number: SU850304A1
Application number: SU792780448A
Authority: SU
Inventors: Борис Абрамович Кириевский; Владимир Львович Черкасский; Владимир Митрофанович Долгань; Алексей Сергеевич Корниенко
Original assignee: Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср
Priority date: 1979-06-18
Filing date: 1979-06-18
Publication date: 1981-07-30

Description

Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при литье чугунных изложниц для разливки стали. ,The invention relates to metallurgy and foundry and can be used in casting iron molds for casting steel. ,

Известен способ изготовления изложниц для разливки стали, при котором в форму с удельным расходом 1,0-4,5 кг/см^с непрерывно вводят чугунную дробь (1-3% от веса изложницы), a noc-|Q ле заполнения на 1/10-1/4 высоты, дополнительно начинают вводить гранулированный алюминий, причем его дозировку в процессе заливки увеличивают от 0,8 - до 1,5% от веса заливаемого чугуна [1] .A known method of manufacturing molds for steel casting, in which a cast-iron shot is continuously introduced into the mold with a specific flow rate of 1.0-4.5 kg / cm ^ s (1-3% of the mold weight), and noc- | Q le fill per 1 / 10-1 / 4 heights, granular aluminum is additionally introduced, and its dosage during pouring is increased from 0.8 to 1.5% of the weight of cast iron [1].

Вследствие различной плотности легирующих элементов, вводимых в виде гранул, и основного расплава имеет место удельная ликвация элементов. Для уменьшения ликвации стремятся увеличить скорость кристаллизации, для этого в расплав вместе с гранулами легирующих элементов вводят гранулы, тождественные по составу основному расплаву(чугунная дробь).. Тем не менее ликвация при ука- занном способе достаточно высока. Как показывают исследования, это связано с особенностями гидродина15 мики заполнения формы изложниц при суспензионной заливке.Due to the different densities of alloying elements introduced in the form of granules and the main melt, specific segregation of elements takes place. In order to reduce segregation, they try to increase the crystallization rate; for this purpose, granules identical in composition to the main melt (cast iron fraction) are introduced into the melt together with granules of alloying elements. Nevertheless, segregation in this method is quite high. Studies show that this is due to the peculiarities of the hydrodynamics of filling molds of molds in suspension casting.

При вращении расплава в воронке завихрения гранулы,’имеющие большую плотность, чем расплав (сталь и чугун), отрабатываются с периферийной части потока, а гранулы, имеющие меньшую плотность (Fe Si, Al), накапливаются в осевой части потока. При применении этажной литниковой системы нижний питатель отбирает из периферийной части потока, а верхний - из осевой части. В результате расплав из верхнего питателя обогащен легирующими элементами выше нормы, расплав из нижнего питателя обеднен легирующими элементами.When the melt rotates in a swirl funnel, granules ’having a higher density than the melt (steel and cast iron) are processed from the peripheral part of the stream, and granules having a lower density (Fe Si, Al) accumulate in the axial part of the stream. When using the storey gating system, the lower feeder is taken from the peripheral part of the flow, and the upper from the axial part. As a result, the melt from the upper feeder is enriched with alloying elements above the norm; the melt from the lower feeder is depleted in alloying elements.

Однако последние порции металла не успевают равномерно распределиться по объему расплава и являются причиной образования локальных участков с повышенной концентрацией легирующих элементов.However, the last portions of the metal do not have time to evenly distribute over the volume of the melt and are the reason for the formation of local sections with an increased concentration of alloying elements.

Цель изобретения - уменьшение ликвации легирующих элементов при суспензионном лиТБб изложниц и, как следствие, повышение стойкости изложниц.The purpose of the invention is the reduction of segregation of alloying elements with suspension TBT molds and, as a result, increase the resistance of the molds.

Поставленная цель достигается тем, 30 что подачу гранул, содержащих леги20 рующие элементы, например алюминий, кремний, прекращают после заполнения 0,8-0,9 объема формы расплавом.This goal is achieved by the fact that the supply of granules containing alloying elements, for example aluminum, silicon, is stopped after filling 0.8-0.9 of the mold volume with the melt.

При прекращении подачи гранул перераспределение последних порций легирующих элементов в объеме расплава _ происходит не только путем диффузии, ⁵но и за счет конвективного массопереноса. Это обеспечивает значительно более равномерное распределение легирующих элементов в объеме отлив- . ки. Если подача гранул легирующих эле-’ ментов продолжается и после заполнения 0,9 объема формы, то последние порции расплава, обогащенные легирующими элементами выше нормы, не успевают равномерно распределять по *объ-“· 15 ему отливки. При прекращении подачи гранул, содержащих легирующие элементы, до заполнения 0,8 объема формы затрудняется проникновение легирующих элементов в области отливки, 20 привыкающие к питателям. В обоих случаях коэффициент ликвации леги- рующих элементов, например кремния или алюминия, увеличивается.When the supply of granules stops, the redistribution of the last portions of the alloying elements in the melt volume _ occurs not only by diffusion, ⁵ but also due to convective mass transfer. This provides a much more uniform distribution of alloying elements in the tide volume. ki. If the supply of granules of alloying elements continues even after filling in 0.9 volume of the mold, then the last portions of the melt, enriched with alloying elements above the norm, do not have time to evenly distribute the castings to * volume- “· 15. When stopping the supply of granules containing alloying elements, before filling 0.8 volume of the form, the penetration of alloying elements into the casting area is difficult, 20 getting used to feeders. In both cases, the segregation coefficient of alloying elements, for example, silicon or aluminum, increases.

Опытно-промышленная проверка пред- „ лагаемого способа проведена при отливке рельсовых изложниц типа Р10. и опытных заготовок 90x120x400. Технологический процесс литья следующий : смесь металлической дроби и гранулированного 85%-ного ферроси- 30 лиция (алюминия) с размером частиц 0,5-3,0 мм вводили в количестве 3% от веса заливаемого чугуна. Ввод дроби начинали после заполнения от- . ливки на 1/10 ее высоты',' ввод дроби 35 осуществляли через тангенциальное смешивающее устройство; температура заливки равнялась 1280°С. В контрольных отливках ввод дроби прекращали после заполнения всей формы распла- дд вом, а в опытных - после заполнения 0, S’ объема формы.A pilot test of the proposed method was carried out during the casting of rail ingots of type P10. and experienced blanks 90x120x400. The casting process is as follows: a mixture of metal shot and granular 85% ferrosilicon (aluminum) with a particle size of 0.5-3.0 mm was introduced in an amount of 3% of the weight of cast iron. Fraction input began after filling off. pouring at 1/10 of its height ',' the introduction of the fraction 35 was carried out through a tangential mixing device; pouring temperature was 1280 ° C. In the control castings, the introduction of the fraction was stopped after filling the entire form with the filler, and in the experimental castings, after filling the 0, S ’volume of the form.

Проводилось изучение механических и специальных свойств образцов, вырезанных непосредственно из излож- 45 ницы. Исследование распределения легирующих элементов по сечению от ливки показало, что в случае известной технологии коэффициент ликвадгA study was made of the mechanical and special properties of samples cut directly from the mold. A study of the distribution of alloying elements over the cross section from casting showed that in the case of the known technology, the coefficient of liquvig

Ции (Кд- -т-)доходит до 0,13-0,27, <а в предлагаемом способе - до 0,0ΙΟ,09.Tsii (Kd- -t-) reaches 0.13-0.27, <and in the proposed method - up to 0.0ΙΟ, 09.

Механические и специальные свойства опытных и контрольных образцов приведены в таблице.The mechanical and special properties of the experimental and control samples are shown in the table.

Образец Sample кг/мм ^г kg / mm ^g Стрела прогиба мм Deflection arrow mm Термостойкость (количество циклов) Heat resistance (number of cycles) Предлагаемый способ 58-65 The proposed method 58-65 3,5-4,0 3.5-4.0 870-950 870-950 Известный Famous способ the way 45-60 45-60 2,8-3,5 2.8-3.5 620-780 620-780

Использование предлагаемого способа обеспечивает по’сравнению с известными уменьшение ликвации.: кремния в металле отливки, увеличение длительности работы изложницы. Повышение стойкости изложниц на 12-20% позволяет заводу Азовсталь получить экономический эффект около 100 тыс. руб.Using the proposed method provides a comparison with the known reduction of segregation .: silicon in the metal casting, increasing the duration of the mold. Increasing the durability of molds by 12-20% allows the Azovstal plant to obtain an economic effect of about 100 thousand rubles.

Claims

The invention relates to metallurgy and foundry and can be used in casting cast iron molds for steel casting. A known method for the production of izlozh for casting steel, in which iron casting (1-3% of the weight of the mold) is continuously injected into the mold with a specific flow rate of 1.0-4.5 kg / cm, and 1/4 of the height, additionally begin to introduce granulated syzyumin, and its dosage in the process of casting increases from 0.8 to 1.5% by weight of the cast iron Ijl. Due to the different density of alloying elements introduced into the form of granules, and the main melt, specific segregation of elements takes place. In order to reduce segregation, it is desirable to increase the rate of crystallization; Studies show that this is due to the hydrodynamic features of filling mold molds during suspension casting. When the melt rotates in the vortex funnel, the granules having a higher density than the melt (steel and cast iron) are processed from the peripheral part of the flow, and the granules having a lower density (FeSi, Al) accumulate in the axial part of the flow. When using the floor gating system, the lower feeder selects from the peripheral part of the flow, and the upper feeder - from the axial part. As a result, the melt from the upper feeder is enriched with alloying elements above the norm, the melt from the lower feeder is depleted in alloying elements. However, the last portions of the metal do not have time to evenly distribute the volume of the melt and are the cause of the formation of local areas with an increased concentration of alloying elements. The purpose of the invention is to reduce the segregation of the alloying elements in the case of suspension of molds and, as a result, increase the stability of the molds. The goal is achieved by the fact that the supply of granules containing alloying elements, for example aluminum, silicon, is stopped after filling the 0.8-0.9 volume of the mold with the melt. When the supply of granules is stopped, the redistribution of the last portions of alloying elements in the volume of the melt occurs not only by diffusion, but also due to convective mass transfer. This ensures a significantly more even distribution of alloying elements in the volume of the casting. If the supply of alloying element granules continues even after filling the 0.9 volume of the mold, then the last portions of the melt, enriched with the alloying elements above the norm, do not have time to evenly distribute the casting. When the supply of granules containing alloying elements is stopped, before filling the 0.8 volume of the mold, the penetration of alloying elements into the casting area makes it difficult to penetrate to the feeders. In both cases, the segregation rate of the alloying elements, such as silicon or aluminum, increases. An experimental-industrial check of the proposed method was carried out in the casting of rail molds of type P10. and experienced blanks 90x120x400. The process of casting is as follows: a mixture of metal shot and granulated 85% ferrosilicon 1 aluminum) with a particle size of 0.5-3.0 mm was introduced in an amount of 3% by weight of the cast iron. Entering the fraction began after filling the casting to 1/10 of its height; the fraction is introduced through a tangential mixing device; pouring temperature was 1280C. In the control castings, the injection of the fraction was stopped after the filling of the entire mold with the melt, and in the experimental molds after the filling of 0, & volume fors The study of the mechanical and special properties of the samples,. cut out directly from the outlined species. The study of the distribution of alloying elements over the section of the casting showed that in the case of the known technology, the segregation coefficient (Xd - g-) reaches 0.13-0.27, and in the proposed method it reaches 0.030, 09. Mechanical and special properties of experimental and control samples are given in the table. The proposed method 58-65 3.5-4.0 870-950 The known method 45-60 2.8-3.5 620-780 Using the proposed method provides, in comparison with lime, a decrease in segregation.: Silicon in the metal of the casting, an increase in the duration of work of the mold . Increasing the durability of molds by 12-20% allows the Azovstal plant to obtain an economic effect of about 100 thousand rubles. The invention of the method for the manufacture of molds, including the continuous introduction of the additives into the casting mold together with the metal to be poured over the alloying agent, mainly in the form of granules, in order to reduce the segregation of alloying elements in the suspension casting of molds and increase their durability, the introduction of the granules after filling 0.80, 9 volume of the mold is stopped. Sources of information {1ation accepted jBO attention during examination 1. USSR author's certificate 499973, cl. B 22 D 7/06, 1974.