Способ получения полых слитков

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ СЛИТКОЦ, преимуществеино биметалличёских, включаняфий установку в изложницу полого металлического стержня и отливку слитка, о. тличающ и и с я тем, что, с целью повышения |1иквационнш и структурной однородности металла, стержень устанавливают в верхней части на уровне, равном 0,85-0,95 его высоты, при этом в период от начала заливки до истечения 0,5-0,9 времени, полного затвердевания в металле через стержень подают инертный газ, а .перед окончанием подачи газа стер жень перемещают вдоль оси слитка . :до соприкосновения с вертикальным Афронтом кристаллизации и, вмораживают его в тело слитка.

1191 (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ %СПУБЛИН

ЗАД) В 22 0 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

КЫОНЯЬЧ

NA Ю1ЩР. .„13

ЙИВДЩЗ Р1Д 1 ОСУДАРОТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ММ ВСЮ ПВЭЯ Ю (21) 3375172/22-02 (22) 31.12.81 (46) 07.02.84. Бюл. В 5 (72) С;И.йульев, A.Â.Ïàêàëî, В.Д.Арефьев и Б.Г,Восходов . (53) 621.746.047(088 ° 8) .(56) 1. Авторское свйдетельство СССР

Р 89562, кл. В 22 0 7/00, 1949, 2. Авторское свидетельство СССР

В 722659, кл. В 22. 0 7/04,. 1977, 3, Скобло С.Я., Казачков g.A.

Слитки для крупных паковок. И., "Металлургия", 1973, с. 187-1.88. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛЫХ

СЛИТКОВ., преимущественно биметалли-ческих, включающий.установку в излож ницу полого металлического стержня и отливку слитка, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыше-. ния риквационйой н структурной однородности металла, стержень устанавливают в верхней части слитка на уровне, равном 0,85-0,95 его высоты, при этом в период от начала заливки до истечения 0,5-0,9 времени. полно; го затвердеванйя в металле через стержень подают инертный газ, а .перед окончанием подачи газа стер-. жень перемещают вдоль оси слитка .до соприкосновения с вертикальным

1фронтом кристаллизации и вмораживают его в тело слитка.

1071350

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при получении полых слитков и отливок, преимущественно большой массы.

Известен способ получения стальных заготовок для буровой стали И труб, включающий установку по оси отливки прессованного из неметаллических материалов стержня и отливку с последующей прокаткой-. Cil .

Недостатками известного способа являются возможное загрязнение металла слитка частицами огнеупорного материала стержня, а также необходимость его последующего удаления иэ тела отливки.

Известен также способ изготовления полых заготовок, включающий уста новку сплошного стержня, отливку слитка сифоном, удаление стержня и последующую ковку полой заготовки (23.

Недостатки известного способа значительные потери металла при сифонном способе отливки, трудности при извлечении стержня и существен- ное развитие ликвационной неоднородности в слитках большой массы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полых слитков, включающий установку в изложницу полого металлического стержня и отливку слитка. После затвердевания стержейь,остается в слитке t3).

К недостаткам данного способа 35 дроизводства полых слитков следует отнести значительное развитие ликвационной неоднородности в металле .при большой массе слитка. Кроме

1 того, известный способ довольно сложен в исполнении, так как стерженьхолодильник, вводимый внутрь трубы, состоит из четырех долевых секторов, извлекается после разливки и заменяется водоохлаждаемым холодильником.

При значительных размерах стержней 45 их замена и обслуживание представляет определенную сложность ° .Ликвационная и структурная неоднородности, образующиеся при длительном затвердевании больших масс рас- 50 плава,являются причиной ухудшения качества и служебных характеристик металла изделия.

Цель изобретения — повышение ликва ционной и структурной однородности металла .

Поставленная цель достигается тем, что согласно .способу получения полых слитков, преимущественно биметаллических, включающему установку в излож ницу полого мвталлического стержня 60 и отливку слитка, стержень устанавЛивают в верхней части слитка на уров не, равном 0,85-0,95 его высоты, при этом в период от начала заливки до истечения 0,5-0,9 времени полного затвердевания в металле через стержень подают инертный газ, а перед окончанием подачи газа стержень перемещают вдоль оси слитка до соприкосновения с вертикальным фронтом кристаллизации и вмораживают его в тело слитка.

Предлагаемый способ обеспечивает получение качественного стального слитка с измельченной кристаллической структурой беэ развитой области внеосевой ликвации

Заглубление полого стержня ниже, чем 0,95 от высоты слитка, может привести к его преждевременному привариванию к нарастающему вертикальному фронту кристаллизации. Уменьшение- заглубления стержня ниже 0,85 нежелательно в связи с неполной обработкой металла слитка аргоном, поступающим через полый стержень. Сниже ние времени продувки расплава ниже

0,5 от времени полного затвердевания не позволяет достаточно эффективно воздействовать на область внеосевой ликвации, а увеличение продувки свыше 0,95 может привести к эапутыванию газовых пузырьков в теле слитка.

Перед окончанием продувки стержень перемещают под действием груза вниз до упора. Нижний открытый торец стерж ня при этом входит в соприкосновение с вертикальным фронтом кристаллизации, и при прекращении подачи газа жидкий. металл во внутреннюю полость стержня не поступает.:

Перемещение жидкого металла, вызванное всплывающими газовыми пуэырями вызывает некоторое подплавление наружного поверхностного слоя стержня и обеспечивает в дальнейшем плотное вмораживание стержня в основной металл слитка. Соотношение параметров внутреннего диаметра отверстия в стержне к .его наружному диаметру и к среднему диаметру слитка может меняться в широких пределах напри-, мер 1:(1,01-3):(3-50).

Полученнный слиток имеет внутреннюю полость, соответствующую отверстию в стержне. Стержень может быть выполнен, как иэ металла того же химического состава, что и основной металл слитка, так и из другого, что позволяет получать биметаллические слитки °

В дальнейшем слиток после нагрева подвергают окончательной прошивке его нижней части и протяжке на оправке. При этом исключается такая трудоемкая операция ковки, как осадка слитка.

Следует также отметить, что полые слитки, получаемые предлагаемым способом, можно испольэовать для получения трубных поковок, проталкивая их на оправке через ряд последовательно уменьшающихся в диаметре колец, 1071350

Пример. Отливка полых слитков производится сверху из разливочного ковша через промежуточное устройство.

Внутренняя полость в слитке формируется с помощью металлической трубы.

Сравнительные полые слитки отливаются $ со стационарно установленной по оси изложницы металлической трубой При отливке опытных слитков труба подвешивается по осИ изложницы в ее верхней части на различной высоте, 10 в пределах 0,85-0,95 от общей высоты внутренней полости изложницы. Одновременно с начал .м отливки в трубу сверху подается инертный газ аргон, с расходом 0,5-0,8 м /т, в течение времени, составляющего для разных слитков 0,45-0,95 от времени полной

Материал внутреннего стержня

Дисперсно-кристаллической структуры

Основной металл слитка уровень установки стержня в изложницу

Время полно"

ro затвердевания слитка ч-мин

Степень ликвации углерода да

Время подачи инертного газа

Примечание

ОХ18НОТ 16ГС

1-20 0,45 (36 мин) 0,10

1,5

Единичные шнуры внецентренной ликвации

Дефектов нет

1-20 0,5(40 мин) 0,10

1-17 0,7(54 мин) 0,05

1-15 0,9(68 мин) 0,05

1-15 0,95(71 мин) 0,05

1-20 0,45 (36 мин), 0,10

1,3

0,85

1,08

0,95

0,91

Газовые пузыри

1,4

Единичные шнуры внецентренной ликвации

Дефектов нет

1 20 Ос5(40 мин) Ою05

0,90

1,3

0,7(54 мин) 0,05

0,9(68 мин) 0,05

1-17

1-15

1,2

1i0

1-15 0,95(71 мин) 0,05

0,95 1-20 0,5(40 0,05

0,78

Газовые пузыри

Дефектов нет

1,2

1-17

0,7(54 мин) 0,05.

0,9

1-15 0,9(68 мин) 0,05 . 4-10 0,90(225 мин) 0,2

0,87

1,9

Вез продув- 0,25 ки аргоном

ОХ18Н10Т 16ГС (известный способ).

1,0

1-30

1,8

Развитая вне: центренная ликвация

4-30

Без продув- 0,54 ки аргоном

2,17

34ХН1МА 34XH1MA 0,8

34ХН1ИА 34ХН121А 1,0 (известный способ) кристаллизации. Отливают как обычные полые слитки, когда металл центральной трубы соответствует по химическому составу заливаемому расплаву, так и биметаллические слитки: трубасталь ОХ18Н10Т, заливаемый металлсталь 16ГС.

В опытных слитках, отлитых по : предлагаемому способу примерно эа

2 мин до окончания подачи газа металлическая труба подается вниз до упора под действием груза, При этом труба после небольшого смещения вниз достигает нижнего фронта кристаллизации, после чего подачу газа прекращают °

В таблице приведены результаты испытаний.

1071350

Составитель Н. Шепитько

Редактор х. Парфенова Техред М.Тепер Корректор С. Мекка заказ 13/б . Тираж 775 ..

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные слитки,,используют для производства полых поковок. Концевая обреэь с поковок удаляется газовой резкой и исследуется на наличие дефектов ° Исследование поковок и слитков по предлагаемому и известному варианту показывает, что в опутных слитках менее развита ликвационная .неоднородность, что выражается в уменьшении коэффициента ликвации и отсутствии. шнуров..внецентренной лик-, 1Î вации (таблица) . При этом также измельчается:кристаллическая структура слитка, о чем можио судить по умень,шению величины дисперсности кристап-. лической структуры, характеризующейся расстоянием между осями 1 порядка (таблица .

Металл опытных слитков имеет менее развитую ликвационную неоднородность и более мелкую кристаллическую струк- туру. Кроме того, предлагаемый способ менее трудоейок, так как не требует дополнительных стержней холодильников. Годовой зкономический: эф-. фект от использования предлагаемого технического решения составляет около 50 тыс. руб.