Слиток

 

СЛИТОК, уширенный кверху, четьфехгранный, содержащий прибыль и тело, две противоположные 1:,рани которого в верхней части выполнены с переменной конусностью, равной 2,012 ,5% на сторону, отличающийс я тем, что, с целью улучшения качества слитка, массой 3,5-5,От, путем уменьшения химической неоднородности и загрязненности металла неметаллическими включениями, две другие его грани в верхней части имеют такую же конусность, а конусность всех граней в нижней части на высоте 10-305 составляет 1,6-3,0%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) д(1) В 22 D 7/06

ВМ(!)Я iq, О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3358179/22-02 (22) 03. 12. 81 (46) 30.03.84. Бюл. Ф 12(72) Б.П.Охримович, Т.С.Браславская, В.П.Афанасьев, О.И.Тищенко, Е.В.Мокров, А.С.Гниненко, В.Г.Пегов, Б.Г.Вайнштейн и Л.И.Борисова (71) Научно-исследовательский институт металлургии (53) 621.746.393:62 ° 412(088.8) (56) 1. Поволоцкий Д.Я, Петров А.К.

Производство легированных сталей.

М., "Металлургия", 1967, с. 61-67.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 747611, кл. В 22 D 7/00, 1977. (54) (57) СЛИТОК уширенный кверху четырехгранный, содержащий прибыль и тело, две противоположные грани которого в верхней части выполнены с переменной конусностью, равной 2,012,5Х на сторону, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества слитка, массой 3,5-5,0т, путем уменьшения химической неоднородности и загрязненности металла неметаллическими включениями, две другие его грани в верхней части имеют такую же конусность, а конусность всех граней в нижней части на высоте

10-307. составляет 1,6-3,0Х.

1082549 а грубая пористость и химическая неоднородность, которые прокаткой не устраняются и являются причиной забрако вания металла.

Цель изобретения — улучшение качества слитка, массой 3,5-5,0 т, путем уменьшения химической неоднородности и загрязненности металла неметаллическими включениями.

f0 Поставленная цель достигается тем, что в слитке, уширенном кверху, че" тырехгранном, содержащем прибыль и тело, две противоположные грани которого в верхней части выполнены с — 15 переменной конусностью, равной 212 5% на сторону, две другие его грани в верхней части имеют такую же конусность, а конусность всех граней в нижней части на высоте 10-ЗОХ сос2р тавляет 1,6-3,0Х.

На чертеже представлена конструкция слитка.

Слиток имеет прибыль 1 и тело 2, все четыре боковые, грани которого

25 выполнены с двойной конусностью 212,5Х на сторону в верхней части и

1,6-3,ОХ внизу слитка.

Плотность металла в донной части слитка при малой ее протяженности практически не зависит от ее конусности, так как обеспечивается высокой направленностью кристаллизации, протекающей в условиях повышенного теплоотвода и большой линейной конусности в начальный период затвердевания слитка. Поэтому конусность К> выполняется минимально допустимой для свободного извлечения.

Уменьшение конусности меньше 1,6Х нецелесообразно, так как ухудшает стрипперование слитков, особенно малого развеса, а увеличение ее более

З,О не оказывает существенного влияния на кристаллизацию и на качество

45 металла донной части слитка, если ее протяженность не превышает ЗОХ высоты.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разливке стали и сплавов на слитки для прокат ки.

На заводах качественной металлургии для производства шарикоподшипни-. ковых и других легированных конструк ционных и инструментальных сталей и сплавов ответственного назначения обычно используют слитки небольшой массы 0,2-2,7 т с конусностью 3-5 flj

Применение слитков такой массы значительно снижает технико-экономические показатели производства отделений подготовки составов,разливоч ных пролетов, стрипперных отделений, нагревательных печей и обжимных станов.

Попытки разливать указанные стали на более крупные слитки аналогичной конструкции успеха не имели, вследст вие того, что в таких слитках получи ли повышенное развитие осевая пористость, химическая неоднородность, не металлические включения и другие дефекты, которые в процессе горячей пластической деформации полностью не устранялись и приводили к забракованию готового проката.

Наиболее близким к предлагаем6му по технической сущности и достигаемому результату является слиток, уши ренный кверху, состоящий из прибыли и тела. две противоположные грани ко торого выполнены с одинаковой по все высоте конусностью, равной 0 05-1 5Х на сторону, а две другие его грани выполнены с переменной конусностью, равной 0,05-1,5Х на сторону в данной части на высоте, равной 1,0-2,0 его толщины в данной части, и 2,0-12,5Х на сторону на остальной высоте слитка )ZJ .

Такое соотношение параметров слит ка, особенно для высокоуглеродистых сталей не обеспечивает достаточно высокую направленность затвердевания нижней части слитка и удовлетворительное качество металла в его осевой зоне.

Проведенные опыты показали,что

50 разливка сталей с большим температурным интервалом кристаллизации (90300 С), таких как,шарикоподшипниковые, легированные конструкционные, особенно с повышенным содержанием углерода, на слитки по прототипу нецелесообразна, так как в осевой зоне средней части слитков образуется

Увеличение высоты (h2) донной части слитка с малой конусностью на величину более ЗОХ от низа слитка недопустимо, так как может привести к образованию вторичной усадочной ра-. ковины. Уменьшение ниже 10 . нецелесообразно, так как при этом снижается конусность верхней части слитка и, следовательно, направленность затвердевания и ухудшается качество металла, что особенно сильно сказы1082549

Пример На подшипниковых и легированных конструкционных сталях .ответственного назначения проведено испытание качества металла опытных удлиненных слитков массой 4,5т П-4,5 и ДП-4,5, разработанных для замены применяемого слитка, массой 2.73 т (СС-207).

Параметры слитков и результаты исследования металла приведены в таблице. качеству макроструктуры заготовок

ШХ15СГ

Сравнительные данные по конструкции и из слитков стали

Макроструктура прока-.

Слиток

6,0

12,0 3,0 7,0 3,0 20

565х390.П45 45 — — — - 70 15 15 15 30

715х580

565х410 э э в э (про". тотип) 21 60 11 0

СС-2,7 2;73 (промышлен ный слиток) 550х550

452х452

41 41 41 41 31

7,0 вается на сталях, склонных к образованию грубой осевой рыхлости и Ч-образной ликвации.

Низкая конусность донной части слитка позволяет при заданных массе и сечении слитка, а также отношении

Н/D< получить максимально возможную конусность К1 в верхней части слитка, что обеспечивает улучшение качества макроструктуры осевой зоны слитка, 1О располагающейся между подприбыльным мостом плотного металла и донной частью.

Увеличение конусности К1 более

12,52 нецелесообразно из-за снижения 15 производительности обжимных станов и черезмерного увеличения верхнего се-. чения тела слитка, а снижение ее ме.нее 2Х уменьшает направленность затвердевания и, учитывая относитель- 20 но большую протяженность этого участка тела слитка, приводит к снижению качества (плотности) металла осевой ..зоны.

Переменная по высоте конусностт

Всех граней создает условия для наиболее эффективного питания осевой доны слитка жидким металлом в процес" се затвердевания, и улучшения его микроструктуры.

Предлагаемая конструкция слитка позволяет разливать стали широкого марочного сортамента от низкоуглеродистых до высокауглеродистых и легированных марок с получением удовлетворительного качества металла.

1032549

Составитель Н.Шепитько

Редактор Н.Руднева Техред M.Tenep Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1629/11 . Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-)5, Раушская наб ., д.4/5

Филиал ППП " Патент",, r.Óæroðoä, ул.Проектная, 4

Исследование макроструктуры, химической неоднородности и загрязненности неметаллическими включениями показало непригодность слитка

П-4,5 для внедрения из-sa повышен- 5 ной пористости металла в осевой зоне, наличия в нижней части (на уровне 60X) ликвационных участков и " сопутствующих им крупных неметаллических включений, проявляющихся в ви- 1б де темных точек в осевой части макротемплетов. Слиток ДП-4,5 с перемен- ной по высоте конусностью всех граней имел хорошее качество металла — мак- роструктура прокатанных из него saготовок значительно плотнее, количество проб, оцененных баллом 2 и 1,5 по точечной неоднородности и осевой пористости, в 1 5-2 раза меньше, чем у металла из слитка П-4,5. Кроме того, осевая пористость в части проб (6й) иэ слитка П-4,5 оценена баллом 3,0, который для качественного металла является браковочным, Загрязненность металла иэ слитка

П-4,5 крупными оксидами и глобулями выше чем у ДП-4,5.

Качество металла из слитка ДП-4,5 и промышленного слитка СС-2,7 примерно одинаковое.

Испытания показали, что изменение параметров слитка, в частности применение переменной конусности всех граней,. способствовало получению плотной макроструктуры, удовлетворяющей требованиям ГОСТ и ТУ для авиа- ционного и подшипникового металла.

Это позволяет заменить существующие слитки массой 2,73 т слитком ДП-4,5 и получить существенный эффект.

Таким образом, за счет улучшения качества металла экономический эффект при разливке в слитки массой

4,5 т составит 1,42 руб/т стали.