Способ подготовки изложницы под разливку

 

Изобретение относится к литейному производству ,в частности, к подготовке металлургических изложниц под разливку стали.Цель изобретения - повышение стойкости изложниц и снижение их расхода. Указанная цель реализуется путем вибрационного воздействия на подготовленную к разливке изложницу в течение времени, равного 1,2...2,0 мин/т массы изложницы, в период эксплуатации, составляющий 45...60% числа наливов до выхода ее в ремонт. Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении эксплуатационной стойкости изложниц в 1,8...2 раза.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4322365/31-02 (22) 02. 11. 87 (46) 23. 06. 89. Бюл. № 23 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.Н.Смирнов, И.В.Петтик, В.З.Болотинский, А.Ф.Сафонов и Л.П.Шильников (53) 621 746.393 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 478876, кл. С 21 D 1/30, 1975. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ИЗЛОМ(НИЦЫ ПОД

РАЗЛИВКУ (57) Изобретение относится к литейИзобретение относится к области литейного производства, в частности к подготовке металлургических изложниц под разливку стали.

Цель изобретения - повышение стойкости изложниц и снижение их расхода.

Сущность изобретения заключается в вибрационном воздействии на изложницу в течение времени, равного 1,22,0 мин/т массы изложницы в период эксплуатации, равный 45-60% числа наливов до выхода ее в ремонт.

Максимальные напряжения в изложницах каждый раз возникают в процессе кристаллизации слитка. В этот период в отливке суммируются напряжения от различных источников: остаточные литейные напряжения, эксплуатационные (связанные с деформацией изложницы и изменением структуры ме.талла при термоциклировании) и тер„„Я()„„ 1488109 (51) 4 В 22 D 7/00. С 21 D IО/00 ному производству, в частности к подготовке металлургических изложниц под разливку стали. Цель и зо бре тения — повышение стойкости изложниц и снижение их расхода. Указанная цель реализуется путем вибрационного воздействия на подготовленную к разливке изложницу в течение времени, равного 1,2-2,0 мин/т массы изложницы, в период эксплуатации, составляющий

45-60% числа наливов до выхода ее в ремонт. Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении эксплуатационной стойкости изложниц в 1,8-2 раза.,мические (обусловлены неравномерной температурой и скоростью нагрева .различных участков стенок изложницы).

Со временем напряжения, суммируясь, достигают критической величины, предела прочности чугуна на растяжение и даже значительно превышают его, поэтому в стенках изложниц появляются трещины и сетки разгара. Это приводит к выходу изложницы из строя.

Так, для изложницы массой 4,6 т для слитка массой 5,5 т среднее число заполнения изложниц металлом до выхода из строя составляег 74 заполнения.

Трещины начинают зарождаться на 33-45 заполнении металлом, что соответствует 45-60% заполнений от среднего числа заполнений до выхода их из строя.

Известно, что трещины, вытянутые сверху вниз, вдоль граней изложницы, 1488109 появляются в результате действия растягивающих напряжений.

Экспериментально установлено, что наложение вибрационной обработки ме5 нее, чем перед 457 числа заполнений от среднего числа заполнений сталью до выхода их из строя нецелесообразно. Сущность вибрационного снятия напряжений заключается в том, что при 1ð вибрации возникают дополнительные знакопеременные напряжения, которые, суммируясь с имеющимися, достигают предела текучести металла и происходят процессы сдвига кристаллической решетки. Таким образом, происходит перераспределение напряжений в объеме твердого металла. При виброобработке менее чем 45 числа заполнений от среднего числа заполнений металлом 20 дополнительные напряжения, возникающие в процессе эксплуатации изложницы, и знакопеременные напряжения, возникающие от вибрации, недостаточны для достижения предела текучести 25 металла. Релаксации напряжений не наблюдается, наоборот, напряжения от вибрации, суммируясь с остаточными литейными и эксплуатационными напряжениями, лышь усиливают напряженное З0 состояние изложниц, приводя к преждевременному выходу из строя.

Наложение вибраций после 607 числа заполнений от среднего числа заполнений сталью до выхода из строя также неэффективно. После этого числа заполнений изложницы металлом различные виды напряжений на этой стадии и эксплуатации при многократном нагреве и охлаждении приводят к началу зарождения 40 трещины и образованию сетки разгара по стенкам и дну изложницы. Проведение вибрационной обработки в этом случае приводит к преждевременному выхОду излОжницы из cTpoH TBK как 45 напряжение, возникающее от вибрации, суммируясь с уже значительными остаточными литейными напряжениями,. приводят к превышению предела прочности йа растяжение. Это ускоряет дальнейшее развитие трещин, приводит к преждевременной отбраковке изложниц.

Изложницу необходимо подвергать вибрационной обработке в течение вре55 мени, равном 1,2-2.0 мин/т массы изложницы. Вибрирование изложницы в течение времени менее 1,2 мин/т массы изложницы нецелесообразно, так как при этом времени на обработку будет недостаточно, процесс эффективного снятия остаточных напряжений не будет осуществлен и эффективность виброобработки значительно снизится.

Это связано с тем, что суммарные напряжения не достигнут величин, близких к пределу текучести материала. Стойкость изложницы снизится.

Значение времени виброобработки более

2,0 мин/т массы изложницы нецелесообразно, так как процесс релаксации напряжений будет завершен, и дальнейшая виброобработка вновь создаст напряженное состояние. Стойкость изложницы резко упадет.

Таким образом, наиболее эффективной является вибрационная обработка в течение времени, равном 1,22,0 мин/т массы изложницы. В этот период времени напряжение от вибрационных нагрузок и остаточные литейные, эксплуатационные напряжения, суммируясь, достигают величины, близкой к пределу текучести материалов, происходят микропластические сдвиги, вызывающие релаксацию напряжений.

Снижение напряженного состояния за счет снятия и перераспределения напряжений не позволяет достичь их критической величины, при которой происходит образование и развитие трещин. Стойкость изложницы возрастает.

Пример. Проводилась обработка изложниц типа 5,5 ДС-111 с основными параметрами: масса отливаемого слиткам 5 50 т, масса изложницы

4,6 т, толщина стенок, мм; широкая грань 125/100. узкая грань 125/100 (в числителе и знаменателе данные соответственно для верхней и нижней частей изложницы). Марка развиваемой стали Ст 3, Сталь 1, Сталь 20.

В комплект виброоборудования входит преобразователь частоты ПЧ-4-200УЧ для плавного, бесступенчатого управления вибратором, строительный вибратор с регулируемым дебалансом для создания механических колебаний,, пульт управления для контроля режимов вибрации, струбцины для крепления вибратора, плиты и резиновых амортизаторов. Плита размещалась на плацу. Сверху плиты укладывали резиновые амортизаторы, на которые устанавливали изложницу в горизонтальном положении таким образом, что1488109

Формула изобретения

Способ подготовки изложницы под разливку, включающий вибрационное воздействие на изложницу, о т л и— чающий с я тем, что, с целью повышения стойкости изложниц и снижения их расхода, вибрационное воздействие осуществляют в течение времени, равного 1,2-2,0 мин/т массы изложницы, в период эксплуатации, равный 45-60 7 числа наливов до выхода ее в ремонт.

Составитель О. Белков

Техред Л. Олийнык Корректор M-Шароши

Редактор В.Бугренкова

Заказ 3493/15 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 бь широкая грань находилась горизонтально.

Вибратор при помощи двух струбцин жестко крепится к боковой стороне иэ,5 ложницы с торца у широкой грани. Частоту вибраций изменяли в диапазоне

10-100 Гц. Резонансную частоту определяли виброметром ПИ-19. Остаточные напряжения контролировали прибором 10

ИОН-4М (иэмеритель остаточных напряжений конструкции НИИПТмаша) до и после виброобработки. Резонансная частота вибрации изложницы составляла

48-50 Гц. Возмущающая сила 14 кН. 15

Среднее значение стойкости изложниц без использования виброобработки определяли по заводским данным за период не менее одного года работы.

Оно составляет 74 заполнения для из- 20 ложницы массой 4,6 т. Виброобработку начинали осуществлять после определенного числа заполнений изложницы меметаллом. Время вибрационной обработки изменяли в диапазоне 0,3-4,5 мин/т 25 массы изложницы. Затем после обработки изложницу устанавливали на наформованный поддон и цикл работы изложницы продолжался.

Распределение остаточных литейных 30 напряжений на поверхности изложницы определяли после очистки поверхности от окалины после заливок. Напряжения измеряли по высоте широких и узких граней изложниц, а также на их углах и торцах. Линию измерения выбирали таким образом, чтобы она проходила посередине граней изложницы в вертикальном направлении. На каждой линии было 12 точек. В каждой точке делали 40

2-3 измерения и определяли среднее значение. Напряжение измеряли перед первой заливкой в нее стали и после (5, 15, 25, 30, 32, 33, 34, 40, 44, 45, 46, 50, 55, 60 и 70 эаливок) каждых последующих 5 эаливок. Напряжения определяли на наружной поверхности, как наиболее напряженной.

Результаты исследований свидетельствуют, что наибольшая эксплуатационная стойкость изложниц достигается при наложении вибрационной обработки от 45Х (33 заполнения) до 607 (45 заполнений) числа заполнениИ сталью до выхода из строя, в течение времени, равном 1,2-2,0 мин/т массы изложницы.

Использование предлагаемого способа подготовки изложниц по сравнению с известными техническими решениями позволяет повысить эсплуатационную стойкость до 140 заполнениИ сталью; снизить расход изложниц до 6,00 кг/т стали.