SU944756A1

SU944756A1 - Ingot

Info

Publication number: SU944756A1
Application number: SU802994326A
Authority: SU
Inventors: Валерий Андреевич Федоров; Евгений Александрович Казачков; Георгий Гаврилович Житник; Борис Петрович Крикунов; Геннадий Семенович Легостаев; Светлана Моисеевна Грищенкова
Original assignee: Ждановский металлургический институт; Донецкий металлургический завод
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1980-09-17
Publication date: 1982-07-23

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при разливке жидкого металла и получении стальных слитков.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the casting of liquid metal and the production of steel ingots.

Основной проблемой при производстве слитков является получение метал- ⁵ла с однородной структурой и химическим составом без дефектов усадочного происхождения.The main problem in the manufacture of ingots ⁵ is to obtain metal- la with a homogeneous structure and chemical composition without shrinkage defects Origin.

Известен слиток, расширенный кверху, у которого две противоположные грани выполнены с конусностью 6-12?, а две другие противоположные грани с конусностью 0,1-2? по всей высоте [’]·A bullion is known, expanded upwards, in which two opposite faces are made with a taper of 6-12?, And two other opposite faces with a taper of 0.1-2? full height [’] ·

Недостатком известного слитка является наличие осевой рыхлости, вызванной ухудшением питания усадки прибылью при затвердевании металла.A disadvantage of the known ingot is the presence of axial friability, caused by the deterioration of the shrinkage supply by profit when the metal solidifies.

Наиболее близким техническим ре- го шением к изобретению является слиток, выполненный в виде тела, расширенного кверХу, переходящего в среднюю часть постоянного поперечного сечения Е2J.The closest technical solution to the invention is the ingot, made in the form of a body, expanded Quer, passing into the middle part of a constant cross-section E2J.

Недостатком указанных слитков яв-г ляется то, что величина конусности их граней определяется вне зависимости от величины отношения Н/Д, выбираемого исходя из мощности прокатного оборудования, массы и назначения отливаемых слитков (Н - высота слитка, Д - приведенный диаметр). Вследствие этого слитки с различным отношением Н/Д и с примерно равной конусностью имеют при больших значениях Н/Д неудовлетворительную макроструктуру и малую химическую неоднородность, а при малых значениях Н/Д высокую химическую неоднородность и удовлетворительную макроструктуру, которая обеспечивается в данном случае направленной кристаллизацией. Кроме того, если в слитках, уширенных кверху, выполнить верхнюю часть бесконусной с протяженностью 40~70?, то в таких слитках получает существенное развитие вторичная усадочная раковина в осевой зоне почти по всей высоте слитка, вследствие чего такой слиток становится непригодным для дальнейшего использования.The disadvantage of these ingots is that the conicity of their faces is determined regardless of the value of the N / A ratio, selected based on the power of the rolling equipment, the mass and purpose of the ingots being cast (N - ingot height, D - reduced diameter). As a result of this, ingots with different N / A ratios and with approximately equal taper have unsatisfactory macrostructure and small chemical heterogeneity at high N / D values, and high chemical heterogeneity and satisfactory macrostructure, which is provided in this case by directed crystallization, at high N / D values. In addition, if the top part of the ingot is broadened upwards and has a length of 40 ~ 70 °, then in such ingots the secondary shrinkage shell develops substantially in the axial zone along almost the entire height of the ingot, as a result of which such an ingot becomes unsuitable for further use.

Цель изобретёния - снижение химической неоднородности слитка и , обеспечение направленной кристаллизации, способствующей устранению осевой рыхлости и улучшению макроструктуры.The purpose of the invention is to reduce the chemical heterogeneity of the ingot and to provide directional crystallization that helps to eliminate axial friability and improve the macrostructure.

Для достижения поставленной цели ι в слитке, выполненном в виде тела, расширенного кверху, переходящего в среднюю часть постоянного поперечного сечения, согласно изобретению слиток выполнен четырехгранным, вы- ; сота средней части составляет 0,05“ 0,2% всей высоты слитка, а конусность расширенной кверху части по всем граням равна 4-7 величинам отношения высоты Н слитка к приведенному 'диаметру Д.To achieve the goal ι in the ingot, made in the form of a body, expanded upward, passing into the middle part of a constant cross section, according to the invention, the ingot is made of tetrahedral, high-; the honeycomb of the middle part is 0.05 “0.2% of the entire height of the ingot, and the taper of the upwardly extended part along all faces is 4-7 values of the ratio of the height H of the ingot to the reduced diameter D.

Предлагаемое конструктивное решение обусловлено закономерностью процесса затвердевания слитков. Многочисленными экспериментальными исследованиями установлено, что процесс затвердевания слитков представляет сочетание исследовательного в горизонтальном направлении от стенок изломницы и объемноосадочного в вертикальном направлении от дна роста твердой фазы.The proposed constructive solution is due to the regularity of the process of solidification of the ingots. Numerous experimental studies have established that the solidification process of the ingots is a combination of the research in the horizontal direction from the walls of the fracture and the bulk sediment in the vertical direction from the bottom of the growth of the solid phase.

Изменение конусности нижней части тела слитка в зависимости от отношения Н/Д позволяет при затвердевании различных типов слитков регулировать скорость объемно-осадочной кристаллизации в период ее наибольшего развития, начиная с начала затвердевания вплоть до 0,80-0,95 времени полного затвердевания.Changing the taper of the lower body of the ingot depending on the N / A ratio allows for the hardening of various types of ingots to control the volume-sedimentary crystallization rate during the period of its greatest development, starting from the beginning of solidification up to 0.80-0.95 time of complete solidification.

Для укороченных слитков (Н/'Д«1) малая конусность их граней (4-7%) способствует увеличению скорости вертикального затвердевания, подавляя тем самым развитие ликвационных процессов, характерных для данного типа слитков и приводящих к повышенной химической неоднородности.For shortened ingots (N / A «1), the small taper of their faces (4–7%) increases the rate of vertical solidification, thereby inhibiting the development of segregation processes characteristic of this type of ingots and leading to increased chemical heterogeneity.

Для слитков удлиненного типа, например для ЭШП (Н/Д=8) высокая конусность (30-60%) граней, менее способствует обламыванию и сносу в данную часть дендритов, тем самым снижая скорость объемного затвердевания и способствуя более полному питанию усадки жидким металлом из прибыли и образованию плотной сердцевины слит ка.For ingots of an elongated type, for example, for ESR (N / A = 8), the high conicity (30-60%) of the faces less favors the breaking and demolition of dendrites into this part, thereby reducing the rate of volumetric solidification and contributing to a more complete feeding of shrinkage by liquid metal from profit and the formation of a dense core of the ingot.

Утепляющее действие прибыли резко замедляет скорость вертикального затвердевания в верхней части слитка, вследствие чего ее регулирование изменением конусности прдприбыльной части не имеет смысла. Напротив, увеличение размера поперечного сечения к верхнему тела слитка способствует увеличению длительности затвердевания и, вследствие этого, повышению степени химической неоднородности. Утепляющее действие прибыли в зависимости от вида футеровки и состава теплоизолирующей смеси распространяется вниз от верхнего торца слитка на 5-20% от общей высоты, поэтому слиток на 5^_20%, начиная от верхнего торца,выполнен с неизменной площадью и формой поперечного сечения.The insulating effect of profit drastically slows down the rate of vertical solidification in the upper part of the ingot, as a result of which its regulation by changing the taper of the profitable part does not make sense. On the contrary, an increase in the size of the cross section to the upper body of the ingot contributes to an increase in the solidification time and, as a result, an increase in the degree of chemical heterogeneity. The insulating effect of profit, depending on the type of lining and the composition of the heat-insulating mixture, extends downward from the upper end of the ingot by 5-20% of the total height, therefore, the ingot by ^5_20 %, starting from the upper end, is made with the same area and cross-sectional shape.

Анализ макроструктуры и исследование химической неоднородности блюминговых слитков с различным отношением Н/Д от 1 до 8 показал, что плотная осевая зона, низкая химическая неоднородность достигается в том случае, если соотношение между конусностью (нижней части слитка и величиной Н/Д составляет 4-7.The analysis of the macrostructure and the study of the chemical heterogeneity of blooming ingots with different N / A ratios from 1 to 8 showed that a dense axial zone, low chemical heterogeneity is achieved if the ratio between the taper (lower part of the ingot and the N / D value is 4-7 .

На чертеже изображен предлагаемый блюминговый слиток.The drawing shows the proposed blooming ingot.

Конусность граней нижней части 1 тела слитка определяется в зависимости от величины Н/Д и колеблется в широких пределах от 4-7% при Н/Д=1 до (30-60%) при Н/Д=8. Верхняя часть 2 тела слитка на расстоянии 5“20% общей высоты выполнена с постоянной площадью и формой поперечного сечения .The taper of the faces of the lower part 1 of the ingot body is determined depending on the value of N / D and varies widely from 4-7% at N / D = 1 to (30-60%) at N / D = 8. The upper part 2 of the body of the ingot at a distance of 5 “20% of the total height is made with a constant area and cross-sectional shape.

Применение слитков массой 5,5 т предлагаемой конструкции, например при производстве шарикоподшипниковых сталей, позволяет снизить отходы металла по сравнению с базовым, в качестве которого принят слиток массой ⁴⁵ 4,5 т, на 3'5%, повысить производительность обжимного стана за счет прокатки слитков более крупной массы на 10%. Экономический эффект составляет 3,3 руб/т стали.The use of ingots with a mass of 5.5 tons of the proposed design, for example, in the production of ball-bearing steels, allows reducing metal waste compared to the base one, which is an ingot weighing ⁴⁵ 4.5 tons, by 3'5%, and increasing the productivity of a crimping mill due to rolling larger bars by 10%. The economic effect is 3.3 rubles / ton of steel.

soso

Claims

The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the casting of liquid metal and the production of steel ingots. The main problem in the production of ingots is to obtain a metal with a uniform structure and chemical composition without defects of shrinkage origin. A well-known ingot, extended upwards, in which two opposite faces are made with a taper of 6-12, and two other opposite faces with a taper of 0, along the entire height. A disadvantage of the known ingot is the presence of axial friability caused by the deterioration of the nutritional efficiency of the metal during solidification. The closest technical solution to the invention is an ingot made in the form of a body expanded with timber, passing into the middle part of a constant cross section G2}. The disadvantage of these ingots is that the amount of taper of their faces is determined regardless of the ratio N / D chosen based on the power of the rolling equipment, the mass and purpose of the ingots being cast (H is the height of the ingot, D is the reduced diameter). As a result, ingots with different N / D ratios and with approximately equal taper have unsatisfactory macrostructure and small chemical heterogeneity at large N / D values, and at small N / D values, high chemical heterogeneity and satisfactory macrostructure, which is ensured in this case crystallization. In addition, if the upper part of the tube is bent upward with an extent of 0-70%, then in such ingots the secondary shrinkage shell in the axial zone gets substantially developed over almost the entire 3E height of the ingot, as a result of which the ingot becomes non-sticky for further use The purpose of the invention is to reduce the chemical heterogeneity of the ingot and to provide directional crystallization, which helps to eliminate axial friability and improve the macrostructure. According to the invention, the ingot is made to be tetrahedral, the height of the middle part is 0.050.2 of the entire height of the ingot, and the conicity of the expanded part is over the whole of the ingot to achieve the goal of the ingot, made in the form of a body expanded upwards, passing into the middle part of a constant cross section. gn m equals 4–7 magnitudes of the ratio of the height of the ingot to the reduced diameter. The proposed constructive solution is due to the regularity of the process of solidification of the ingots. Numerous experimental studies have established that the process of solidification of ingots is a combination of research in the horizontal direction from the walls of the fracture and volume-sedimenting in the vertical direction from the bottom of the growth of the solid phase. A change in the taper of the lower part of the ingot body as a function of the N / D ratio allows for the hardening of various types of ingots to regulate the rate of volume-sedimentary crystallization in the period of its greatest development, starting from the beginning of solidification up to 0.80-0.95 times the complete solidification. For shortened ingots (N / D "; 1), the conicity of their Ct-y faces is small; it increases the speed of vertical solidification, thus suppressing the development of segregation processes characteristic of this type of ingots and leading to increased chemical heterogeneity. For ingots of the elongated type, for example, for ESR (), the tapering (30–60%) of the faces is less conducive to dendrites breaking off and demolishing this suit, thereby reducing the rate of bulk solidification and contributing to more complete supply of liquid metal shrinkage from the profit and formation dense core fused ka. The warming effect of profit dramatically slows down the rate of vertical solidification in the upper part of the ingot, as a result of which its regulation by changing the taper of the profitable part does not make sense. On the contrary, increasing the size of the cross section to the upper body of the ingot contributes to an increase in the solidification time and, consequently, an increase in the degree of chemical heterogeneity. Depending on the type of lining and the composition of the heat-insulating mixture, the heat-insulating effect spreads down from the upper end of the ingot by 5–20% of the total height, therefore the ingot is 5–20, starting from the upper end, with the same area and cross-sectional shape. Analysis of the macrostructure and the study of chemical heterogeneity of blooming ingots with different N / D ratios from 1 to 8 showed that the axial zone is tight, low chemical heterogeneity is achieved if the ratio between the taper of the lower part of the ingot and the N / D value is 4-7 . The drawing shows the proposed blooming ingot. The taper of the edges of the lower part of the ingot body is determined depending on the value of H / D and varies widely from k-J% at up to (30-60) at H / DgV. The upper part 2 of the ingot body at a distance of 3-20% of the total height is made with a constant area and cross-sectional shape. The use of ingots with a mass of 5.5 tons of the proposed design, for example, in the production of ball bearing steels, reduces the metal waste compared to the base metal, which is taken as an ingot with a mass of 4.5 tons, by 3-5%, increasing the productivity of the blooming mill due to rolling ingots of a larger mass by 10%. The economic effect is 3.3 rubles / T of steel. Invention An ingot, made in the form of a body, extended upwards, passing into the middle part of a constant cross section, characterized in that, in order to reduce chemical