Соединительный стакан кристаллизатора установки непрерывного литья заготовок и способ его изготовления
Изобретение относится металлургии, а именно к непрерывному литью заготовок,'\^ Целью изобретения йвляется побышение долговечности стакана, стабильности процесса литья и качества заготовок. Для этого соединительный стакан изготавливают из природного материала - пирофилита, обладающего после термообработки с оптимальными параметрами нагрева, выдержки и последующего охлаждения высокой стойкостью к термическому удару и огнеупорностью. Параметры толщин^>&1 бурта 2 и конусности его внутренней поверхности 5 позволяют повысить стойкость стакана при Достижении высокой стабильности литья из-за облегчения отделения кристаллизующейся корки заготовки от поверхности стакана. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ЬЭ ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (21) 4250768/02 (22) 27.05.87 (46) 23,02.92. Бал. К:-7 (71) Могилевское отделение Физико-технического института АН БССР (72) E.È,Ìàðóêîâè÷, Д,М,Кукуй, С,В.Стрельцов и А.Е,Старостин (53) 621.746.047:621.746.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 772011, кл, В 22 D 11/00, 1975. (54) СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ СТАКАН КРИСТАЛЛИЗАТОРА УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится металлургии, а именно к непрерывному литью заготовок, Изобретение относится к металлургии,в частности к непрерывной разливке металлов. Цель изобретения — повышение долговечности стакана, стабильности процесса литья и качества заготовок. На чертеже изображен стакан в сопряжении со стенкой кристаллизатора и металлоприемником, Стакан 1 содерижт бурт 2 длиной 3 и толщиной 4. Внутренняя поверхность бурта 2 имеет конусность 5, Бурт 2 на глубине длины 3 вставлен в кристаллизатор 6, Полость стакана 1 соединена с полостью металлоприемника 7. Стакан работает следующим образом. Металл 8 заливают в металлоприемник 7, соединенный посредством стакана 1 с кристаллизатором 6. В кристиллизаторе 6 металл 8 затвердевает, образуя корку заготовки 9, Корка заготовки 9 формируется на „„ЯЦ„„1713727 А1 Целью изобретения является повышение долговечности стакана, стабильности процесса литья и качества заготовок. Для этого соединительный стакан изготавливают из природного материала — пирофилита, обла- дающего после термообработки с оптимальными параметрами нагрева, выдержки и последующего охлаждения высокой стойкостью к термическому удару и огнеупорностью. Параметры толщины бурта 2 и конусности его внутренней поверхности 5 позволяют повысить стойкость стакана при достижении высокой стабильности литья из-за облегчения отделения кристаллизующейся корки заготовки от поверхности стакана, 2 с.п.ф-лы, 1 ил. поверхности кристаллизатора 6 и на торцовой поверхности бурта.2 стакана 1. При движении корка заготовки 9 отрывается от бурта 2 и перемещается на длину шага вытягивания. После этого процесс формирования корки на торце бурта повторяется. Если толщина бурта будет меньше его длины, то термические напряжения, возникающие в пирофилите на границе бурта с телом стакана, приводят к снижению прочности и его поломке при монтаже или в начале процесса литья. При толщине бурта больше 10 его длин силы сцепления корки со стаканом возрастает настолько, что происходит его разрыв. Это снижает качество заготовок и стабильность процесса, Если конусность внутренней поверхности бурта будет меньшей 1 ... 20, то произойдет возрастание усилия вытягивания вследствие формирования корки заготовки на внутренней поверхности стакана. При конусности боль1713727 ше 1:2 термические напряжения, возникающие в пирофилите при литье, приводят к растрескиванию бурта и нарушению стабильности процесса, Способ осуществляется следующим образом. Стакан изготавливают из пирофилита механической обработкой с последующей шлифовкой внутренней его части и бурта. Затем стакан устанавливают в печь и нагревают его со скоростью 6 — 10 град/мин до 800 ... 900 С, выдерживают 2 ... 8 ч и охлаждают до температуры охлаждающей среды со скоростью 10 ...12 град/мин, При термообработке твердость пирофилитового стакана повышается с 1 — 2 до 3 ..; 6 по Моосу, из него удаляется основная масса кристаллизационной воды и стакан,уже не растрескивается при попадании в йего металла. Нагревать стакан печи со скоростью меньше 6 град/мин нецелесообразно, так как это орицательно сказывается на производительности способа изготовления стакана. Производить нагрев со скоростью больше 10 град/мин нельзя, так как при этом выход кристаллизационной воды из пирофилита становится настолько интенсивным, что происходит образование трещин, уменьшающих срок службы стакана. Температура нагрева 800 ... 900 С определяется прочностными характеристиками стакана из пирофилита и условиями его работы. При этом стакан не растрескивается от выхода кристаллизационной воды при заливке металла и имеет высокую стойкость к термоудару, Протекание металла через стакан приводит к неравномерному его прогреву. Температура наружной его стенки, контактирующей с кристаллизатором, не превышает 900 С, а внутренней— равна температуре расплава (1200 .„ 1400 С). Внутренний слой стакана обжигается (образуя А120з и Si02) с повышением его твердости и хрупкости. Однако соседство его с необожженным слоем, приводит к тому, что,стойкость к термическому удару стакана остается высокой и он не разрушается при большом перепаде температуры по его толщине. Если температура нагрева меньше 800 С, то при заливке металла происходит растрескивание стакана из-за наличия в пирофилите излишков воды. При температуре нагрева больше 900 С происходит обжиг пирофилита с образованием А!20з и Si02, что приводит к повышению его твердости и хрупкости по всему сечению стакана. Заливка металла в такой стакан приводит к его разрушению вследствие низкой стойкости и перепаду температур по толщине стенки. Для полного удаления кристаллизационной воды стакан выдерживают при 800...900 С 5 2...8ч. Если выдерживают менее 2 ч, стакан не прокаливается и растрескивается при попадании в него металла, Выдержка стакана более 8 ч приводит к повышению хрупкости и разрушению вследствие низкой стойкости 10 к термоудару. Стакан охлаждают до температуры окружающей среды со скоростью 10...12 град/мин. При скорости охлаждения больше 12 град/мин в стакане образуются 15 трещины, а охлаждать со скоростью меньше 10 град/мин нецелесообразно из-за уменьшения производительности при изготовлении стакана, Пример. Изготавливают механиче20 ской обработкой на токарном станке из пирофилита стакан длиной 50 мм и диаметром 30 мм, Бурт выполняют диаметром 25 мм и длиной 1 мм. Толщина бурта 5 мм, конусность его внутренней поверхности— 25 1:10. Затем осуществляют термообработку стакана. Скорость нагрева 8 град/мин, температура нагрева 850 С, время последующей выдержки 5 ч. Скорость охлаждения стакана после выдержки 11 град/мин. Осу30 ществляют непрерывное литье заготовок из чугуна СЧ-20 в стальной кристаллизатор диаметром 25 мм. Изобретение повысит стабильность процесса литья и качество заготовок за счет 35 повышения эксплуатационной стойкости стаканов. Формула изобретения 1. Соединительный стакан кристаллизатора установки непрерывного литья загото40 вок, выполненный с буртом, о т л и ч а юшийся тем, что; с целью повышения долговечности стакана, стабильности процесса литья и качества заготовок, толщина 45 бурта стакана составляет 1 ... 10 его длины, а его рабочая поверхность выполнена с конусностью 1:20 ... 1;20. 2. Способ изготовления стакана кристаллизатора установки непрерывного 50 литья заготовок, отл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью повышения долговечности ста кана, стабильности процесса литья и качества заготовок, стакан, изготавливают из пирофилита, при этом его нагревают со ско55 ростью 6 ... 10 град/мин до 800 „, 900 С, выдерживают 2 ... 8 ч и затем охлаждают со скоростью 10 ... 12 град/мин до температуры окружающей среды. 1713727 Составитель А.Маслов Редактор M.Êóçíåöîâà Техред М.Моргентал Корректор M,Äåì÷èê Заказ 651 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Т ССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
