SU950486A1 - Способ отливки слитков - Google Patents

Description

(54) СПСХ:ОБ ОТЛИВКИ СЛИТКОВ

Изобретение относитс  к металлургии, а конкретнее к способам получени  слитков .

Основной проблемой, возникающей при производстве крупных и сверхкрупных слитков,  гвл етс  развитие значительной зональной химической и структурной неоднородности вследствие развЕгги  ликвадионных и усадочных процессов, обусловленных большой прюдолжительностью затвердевани  таких слитков и оказывающих отрицательное вли ние на качество слитков .

Известны трт основных направлени  в ретиешш указанной проблемы: удаление центральной дефектной зоны с итка с последующим заполнением образующейс  полости жддким металлом, развитие электрсшлаковой технологии и изыскание меропри тий по интенсификации затвердевани  слитка.

В рамках третьего направлени  одним из наиболее перспектавных  вл етс  метод послойной отливки слитков, обеспечи-

ваюншй резкое сокращение продолжительности liX затвердевани  путем разбивки слитка на изолированные слои, параллель-, ные основной поверзшост  теппоотвода, и имеющих минимальную, определ емую их толщиной, продолжительность затвердевани  1} .

Главным условием успешной реализации указанного метода  вл етс  обеспечение надежного сваривани  слоев при их автономном затвердевании, определ емого оптимальным соотнощением ме оду температурно-временным интервалом заливки слоев, их размерами к режимом защиты поверхности свариваемых слоев от окислени .

Однако известные существующие приемы по обеспечению свариванв  слоев св заны, как правило, с введением в цшсп получени  заготовок допогоштельных

Claims (3)

1. 20 дорогосто щих и трудоемвсих технологических процессов (спзпсиальна  длительна  термообработка, прокатка не(, блюминге, гqp чa  прокатка) и могут дать noiKMKifrтелыпые результаты лишь при повышенных степен х высокотемпературной пластачеокой деформации и непригодны. дл  производства крупных слитков и поковок с удовлетворительной литой структурой, подвергающихс  в дальнейшем ковке 2 Наиболее близким к изобретению,  вл етс  способ, в котором заливку очередного сло  при послойной отливке -слитков произзод т в момент частичного з твердевани  предыдущего сло  при толщине кристаллизующейс  оболочки, равной 1/81/1О толщины сло  металла, заливаемого в полость между формирующейс  часть с итка и подвижной стенкой кристаллизатора 3 . , Однако аналитические расчеты свидетельствуют о том, что при рекомендуек:ом интервале заливки слоев возможно полное вторичное расплавление частично затвердевщего слО , при этом неизбежно увеличение продолжительности :пребывани  значительных объемов слитка в двухфазном состо нии, что обуславливает интенсивное развити  химической и физической неоднородности и не обеспечивают требуемого качества слитков. Кроме того указанные услови  могут быть реализованы , в частных случа х при совершенно определенных весьма лимитированных тотщшах свариваемых слоев, ограничивае мых воотложными скорост ми выт гивани  слитка из кристаллизатора. Указанный способ не позвол ет осуществить отливку крупных и сверхкрупных (Д Q.p:5-30OO мм стштков и заготовок при резком сокращении врем ши их затвердевани . Целью изобретени   вл етс  создание условий дл  надежного сваривани  слоев гри послойной отливке слитков практичес ки любого веса, снижени  уровн  химической и структурной неоднородности путем обеспечени  автономного затвердевани  слоев и, тем самым, резкого со1фащени  общей продолжительности затвер девани  слитка при одновременном обеспечении достаточной степени чистоты свариваемых поверхностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, гго согласно способу отливки слитков, сначала отливают центральный слиток (стержень) с размерами поперечного сечени  в пределах 0,15-0,5 от соответствующих размеров суммарного {зада1ШОго ) слитка, отливку последующих слоев 1ФОИЗВОДЯТ с интервалом, равным 2О-70 от продолжительности затвердевани  предыдущего сло , при этом толщина слоев выбираетс  из услови  равенства продол-t жительности их затвердевани . Отливку слоев производ т с разделительным манжетом под шлаком двух разЛЯЧНЬЕХ составов. Указантзте пара метры слоев, в том числе и центрального стержн , а также интервал заливки, реализуютс  практически дл  всего существующего в насто щее врем  сортамента слитков, и прежде всего крупных и сверхкрупных. При этом указанный нижний предел размеров центрального слитка (стержн ) относитс  к слиткам более крупного развеса, а выбор интервала заливки слоев определ етс  их количеством и, соответственно, размерами. при соблюдении указанных параметре отливки многослойных слитков важнейшим условием надежного сваривани  слоев  вл етс  достаточна  чистота свариваемых поверхностей, дос-гаггаема  в предлагаемом способе обработкой поверхностей слоев жидким синтетическим шлаком . Причем заливку слоев, кроме внут-реннего , производ т под слоем шлака двух составов с разделительньгм манжетом (перегородкой). Дл  очистки зоны контакч. та слоев на зеркале металла в пространстве между поверхностью отлитого сло  и манжетом наводитс  спенкальный, агресс тный по отношению к ранее образованному на поверхности отлитого сло  гарнисажу, а между манжетой и стенкой изложницы следующего размера наводитс  обычный (дл  данного состава металла) защитный шлак. При интервале заливки слоев менее 20% от продолжительности затвердевани  предыдущего сло  возможно полное его вторичное расплавление, увеличение продолжительности пребьшани  значительных объемов слитка в двухфазном состо нии и, как следствие, повьпиение химической и структурной неоднородности слитка. При увеличении интервала заливки слоев свыше 70% от продолжительности затвердевани  пр едь1 дущ его сло  возможно отсутствие его частичного поверхностнс го оплавлени , что может повлечь за собой частачную или полную несвариваемость слоев и резкое ухудшение качества слитка в целом. Кроме того, в этом случае возможно возникновение встречного фронта кристаллизации и св занных с этим  влением усадочных дефектов. Следовательно, указанные интервалы заливки слоев (20-7О%) обесчтечивают обособленность затвердевани  слоев, уменьшение общего времени затвердевани  всего слптка, а также минимальное оплаэлекие поверхности отлитого сло  и создание условий дл  надежного сваривани  слоев. При выборе размеров поперечного сечени  центрального слитка (стержн ) вне указанных пределов (0,15-6,5 от размеров поперечного сечени  всего слитка) может произойти его полное вторичное расплавление и, следовательн увеличение общего времени датвердевани  с вытекающими отсюда отрицательными последстви ми, возможно создание условий дл  несваривани  следующего сло  из-за достаточно моишого теплоотвода внутрь этого слитка (стержн ). Способ осуществл ют следующим образом . Приведен технологический процесс от ливки многослойного, отливаемого в четыре приема, кузнечного слитка массой т из стали 35Л, имеющего средний диаметр в пределах 3500 мм (осно ные параметры рассчиташл методом элек тротепловой аналогии).. BHa4a;je отливаетс  внутренний слито ( стержень) диаметром 80О мм, через 1,3 ч, что составл ет 7О% времени его затвердевани , производитс  отливка ето рого сло  толщиной 4ОО мм, затем с ин ерваломв 2,5-2,8 ч oт швaютc  третий ;И четвертый слои (продолжительность за твердевани  каждого сло  находитс  в пределах 4-5 ч). Толщина третьего сло  475 мм, четвертого 50О мм. Таким образом, врем  полного затвердевани  суммарного (заданного) слитка 12-14 ч что в 3,5-4 раза меньше времени затвердевани  такого слитка, отливаемого по обьпшой технологии. При этом обеспечиваетс  автономность затвердевани  каждого сло , ширина зоньп двухфазного I состо ни  не превышает 380 мм, а врем  пребывани  в ней объемов стали не более 5,5 ч, что соответствует приблизительно времени затвердевани  слитка массой 40 т. Отливка второго, третьего и четвертого слоев ведетс  с разделительным манжетом, который конструктиию выполнен подвижным (плавающим), поднимаю щимс  на зеркале между манжетотл и поверхностью отлитого сло , навод тс  шлак, представл ющий собой расплав со4866 лей фторидов и хлоридов, а в пространстве-между манжетом и стенкой изпожнвцы следующего размера - обратный шлак, аалркмер rftna АН-Ш200.Применение изобретени  позвол ет получать слитки и отливки n jaKTiwecKK любой массы с повьш1енными фвзике -механическими свойствами, многослойные слитки с дифференцированными свойствами , а также полые слитки дл  нужд т желого и энергетического машиностроени , основного поставщика валков холодного и гор чего проката, крупных пустотелых и монолитньгх поковок дл  валков судовых двигателей и т.д. Производство биметаллических многослойных валков позвол ет достигнуть увеличени  их ресурса в 1,5-1,8 раза при значзательной экономии дорогосто щих легированных сталей. Ожидаемый технико-экономический эффект составл ет около 0,5 млн. руб. в . Формула изобретени  1. Способ отливки слитков, в том числе под жидким синтетическим шлаком, включающий отливку центрального слитка с последующей заЛивкой металла в вертикальные полости, образованные. бо .ковой поверхностью ранее отлитого слитка и стенкой изложницы следующего размфа , до получени  всего слитка, отличающийс  т&л, что, с целью снижени  :,фовн  химической и структу1 ной неоднородности, сокращени  общей продолжительности затвердевани  слитка, а также обеспечени  надежного сваривани  слоев, заливку слоев производ т с интервалом, равным 2О-7О% продолжительности затвердевани  предыдущего сло , толщину слоев задают из услови  равенства продолжительности их затвердевани , при этом размеры поперечного сечени  центрального слитка выбирают в пределах О,15-О,5О размеров поперечного сечени  всего слитка . 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью обеспечени  надежного удалени  шлакового гарнисажа и окислов с поверхности ранее отлитого сло  и одновременного получеюм защитного покрыти  на наружной тювёрхности отливаемого сло , отливку слоев производ т с разделительным манжетом под щлаком двух различных составов. J Источники информаюш, прин тые во внимание при экспертизе 1. Германн Э. Непрерывное лвггье. Металлургиздат, 1961, с. 324, 325, 345-348. 9504868
2. 2. За вка Японии № 53-72732, кл. 11 ё 083, 1976.
3. 3. ABTqpcKoe свидетельство СССР № 496091, кл. В 22 D 11/00, 1975.