Способ литья двухслойных чугунных прокатных валков

 

Способ относится к области литейного производства, в частности к производству чугунных валков. Центробежное литье прокатных валков осуществляют в формы, содержащие кокиль с покрытием на рабочей поверхности. Заполнение формы металлом рабочего слоя производят модифицированным теллуром, затем осуществляют выдержку для кристаллизации рабочего слоя и последующее заполнение формы металлом сердцевины. Расход модификатора выдерживают по следующему соотношению Те = F • R_t • К, где Те - расход теллура, г на тонну жидкого металла, F - коэффициент пропорциональности, равный 1,15 - 1,35 г/т • мм, К - коэффициент графитизации, равный С + Si + 0,4Ni - 0,3Mn - 1,2Cr - 0,4Мо, R_t - толщина песчаного покрытия на рабочей поверхности кокиля, мм. Обеспечение расхода теллура с учетом параметров литья повышает качество валков.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству чугунных прокатных валков.

Известно литье чугунных прокатных валков в формы, содержащие кокиль с покрытием на рабочей поверхности с применением присадок теллура для увеличения глубины отбела. Расход теллура составляет до 4 г на 1 т жидкого металла [1], и не регламентируется в зависимости от требуемой глубины отбеленного слоя и его приращения.

Устранение этого недостатка достигается способом получения чугунных двухслойных прокатных валков [2], в котором расход теллура P составляет P = (0,015...0,03)•С•П•М, где С - требуемая глубина отбеленного слоя, мм; П - приращение отбеленного рабочего слоя, мм, М - масса прокатного валка, т.

Недостатком этого способа является отсутствие учета толщины покрытия на рабочей поверхности кокиля и склонности чугуна к графитизации. Косвенный учет склонности чугуна к графитизации по отбелу специальной пробы недостаточен, т.к. даже при полностью отбеленной пробе не удается получить практически чистый отбел на отлитом валке.

Модифицирование чугуна теллуром оказывает влияние на процесс кристаллизации чугуна. На этот процесс также оказывают весьма существенное влияние скорость кристаллизации и склонность чугуна к графитообразованию. Скорость кристаллизации при литье валков определяется главным образом толщиной покрытия на рабочей поверхности кокиля. Склонность чугуна к графитизации зависит от химического состава чугуна, определяемого как коэффициент графитизации. Отсутствие учета этих факторов существенно снижает эффективность применения прототипа. Присадки теллура без учета вышеперечисленных факторов не обеспечивают стабильного получения отбела практически без графитных включений, что снижает качество валков, т.к. включения графита служат концентраторами напряжений и центрами разгара, что ухудшает качество прокатки.

Цель настоящего изобретения - повышение эффективности модифицирования и качества валков.

Поставленная цель достигается за счет того, что при литье двухслойных чугунных прокатных валков в формы, содержащие кокиль с песчаным покрытием на рабочей поверхности, включающий заполнение формы металлом рабочего слоя, модифицированным теллуром, выдержку для кристаллизации рабочего слоя, последующее заполнение формы металлом сердцевины, расход модификатора выдерживают по следующему соотношению Te=F•R_t•K, где Te - расход теллура, г на тонну жидкого металла; F = коэффициент пропорциональности, г/т•мм; F = 1,15...1,35 г/т•мм; К = коэффициент графитизации, K = Σ rЭ, где Э - содержание в чугуне элемента, в %; r - коэффициент относительного влияния элемента; К = C + Si + 0,4Ni - 0,3Mn - 1,2Cr - 0,4Mo R_t - толщина песчаного покрытия на рабочей поверхности кокиля, мм.

Такое техническое решение в известных источниках отсутствует и является новым. Указанный расход теллура является необходимым условием повышения качества валков при модифицировании теллуром. Если расход теллура будет меньше чем 1,15R_t • К, то присадок теллура будет недостаточно для подавления кристаллизации углерода в виде графита при конкретных значениях толщины покрытия на рабочей поверхности кокиля и коэффициента графитизации заливаемого металла. Если же расход теллура превысит 1,35R_t • К, то может наступить перемодифицирование, замедление кристаллизации, скопление модификатора на границах кристаллов, снижение механических свойств и эксплуатационных характеристик.

Пример осуществления способа. В форму, содержащую кокиль с покрытием толщиной 2 мм на рабочей поверхности, заливали чугун с содержанием элементов C = 2,9%, Si = 0,8%, Ni = 4,3%, Mn = 0,9%, Cr = 1,0%, Mo = 0,5%.

К = C + Si + 0,4 Ni - 0,3Mn - 1,2Cr - 0,4 Mo = 2,9 + 0,8 + 0,4 • 4,3 - 0,3 • 0,9 - 1,2 • 1 - 0,4 • 0,5 = 3,75.

Теллур в виде брикетов присаживали на пруте, погружая на расстояние 100-200 мм от дна ковша, расход теллура выдерживали Te = 1,25 • 3,75 • 2 = 9 г/т.

Способ литья применяется при стационарном и центробежном литье двухслойных чугунных прокатных валков с рабочим слоем из хромоникелевого чугуна на Лутугинском объединении по производству валков.

Источники информации:
1. Будагьянц Н.А., Карсский В.Е., Литые валки. Металлургия, М., 1983, с. 104.

2. Гольдштейн Л.Б., Балаклеец И.А. и др. Авторское свидетельство СССР N 1337191, кл. В 22 D 25/06, 27/20, 1987, Бюл. N 4.

Формула изобретения

Способ литья двухслойных чугунных прокатных валков, включающий заливку в форму металла рабочего слоя валка модифицированного теллуром, выдержку для кристаллизации рабочего слоя, последующую заливку в форму металла сердцевины, отличающийся тем, что заливку ведут в кокиль с песчаным покрытием на рабочей поверхности, а расход теллура определяют по следующей зависимости
Te = F • R_t • K,
где Те - расход теллура, г на тонну жидкого металла; F - коэффициент пропорциональности, равный 1,15 - 1,35 г/т • мм; К - коэффициент графитизации, равный С + Si + 0,4Ni - 0,3Мn - 1,2Cr - 0,4Мо; R_t - толщина песчаного покрытия на рабочей поверхности кокиля, мм.