Способ изготовления охладительныхплит металлургических агрегатов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ

Союз Соаетскнк

Социалмстическик

Республик (61) Дополимтельиое к авт. саид-ау (22) Заявлено 060979 (21) 2814886/22-02 (53) М. КЛ. с присоединением заявки ¹

В 22 0 19/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений

N . открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300781. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 300781 (53) УДК 621 74 046 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Ф.Абрамовский, Н.Н.Александров, Л

А;Г.Каменский, Е.В.Ковалевич, A.М. р

Я.П.Куликов, В.И.Куликов, В.Т.Лиси 1

P A.Nåñòåöêèé, М.Е.Рябчий и В.И.Си !

1 f

Днепропетровский завод металлургического:-.оборудования j (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОХЛАДИТЕЛЬНЫХ

ПЛИТ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к изготовлению армированных отливок типа доменных холодильников.

При свариванни чугуна и стали в чугунных отливках, армированных стальными вставками, трещины, ооразующиеся в чугуне, распространяются на стальные вставки. Вследствие этого некоторые типы таких отливок, например доменные холодильники, преждевременно выходят из строя при экспулатааии.

Свариванию чугуна и стали способ- 15 ствует науглероживание поверхностных слоев арматуры в расплаве.чугуна, ведущее к оплавлению этих слоев и совместному затвердеванию чугуна и оплавившейся стали с образованием меж- .20 ду ними кристаллического единства.

Известны способы изготовления охладительных плит металлургических агрегатов, включающие очистку и пассивирование стальной арматуры, укреп- 25 ление ее в литейной форме и заливку ее чугуном. Для предотвращения на.углероживания и исключения сваривания арматуры заливаемым чугуном при-, меняют различйые покрытия (1Г 30

Наиболее эффективным и распространенным из них является нанесение покрытия на основе маршалита.

Эти способы предотвращают сваривание чугуна и стали, однако имеют существенные недостатки, заключающиеся в том, что отсутствует надежная технология нанесения равномерного по толщине слоя и контроль толщины по- всей поверхности, под действием расплава чугуна и вследствие термического расщирения труб покрытие локально отслаивается и смывается с поверхности (в этих местах становится возможно сваривание чугуна и стали), кроме того, слой краски является тепловым сопротивлением, снижающим теплопередачу к теплоносителю.

Наиболее близок к предложенному способ изготовления охладительных плит металлургических агрегатов, включающий очистку и пассивирование стальной арматуры, укрепление ее s литейной форме и заливку ее чугуном с принудительным охлаждением арматуры в период заполнения формы металлом до кристаллизации и полного эетвердевания отливки. При этом понижается теплота кристаллизации чугуна в зонах, 850300 прилегающих к трубам, и сваривание предотвращается f2 ).

Недостатками этого способа явля= ются HHBKGH эффективность процесса изготовления доменных холодильников, обусловленная низкой эксплуатационной стойкостью и долговечностью, так как в случае продувки труб воздухом происходит образование окалины на внут- ренней поверхности труб, ухудшающее условия- теплообмена при эксплуатации.

При интенсивном охлаждении трубок IG водой в процессе заливки предотвращается сваривание чугуна и стали, однако это приводит к ухудшению структуры отливки, способствующему отбелу чугуна и снижению его механических свойств в районах, прилегающих к трубам.

Кроме того, технология интенсивного охлажденчя создает опасные условия обслуживающему персоналу. 20

Цель изобретения — повышение эф. фективности изготовления охладительных плит путем исключения трещин в стальной арматуре при эксплуатации, связанных со свариванием стальной арматуры и тела отливки, повышение эксплуатационной стойкости и срока службы охладительных плит.

Поставленная цель достигается тем, что чугун перед заливкой в литейную форму модифицируют магнийсодержащим Зц модификатором в количестве 45-55 кг/т жидкого чугуна, а при заливке форм обрабатывают в литниковой системе

1,и-1,2 кг/т черного веса отливки церийсодержащим модификатором. 3$

Предложенный способ может быть реализован следующим образом.

Стальные армирующие вставки подвергают очистке от гидроокислов железа, после чего травят в течение 5-10 мин при 20-25 С в 20%-м растворе соляной кислоты, промывают и пассивируют в 25%-м растворе нитрида натрия при 20-25 С в течение 3-5 мин. После сушки стальные вставки укрепляют в

-литейной форме, форму собирают под

3 аливку .

Чугун для заливки форм выплавляют в вагранке или электросталеплавильной печи, причем содержание серы должно находиться в пределах до 0,03%.

При более высоком содержании серы. (например, при выплаве в вагранке) чугун дополнительно обессеривают

3-5 кг/т кальцинированной соды.

Выплавленный чугун должен иметь 55 следующий химический состав., С 3,23,8; S i 1,0-1,4," Ип О„б-О, ; Р— до

0,15;S 0,03-0,1 при выплаве в вагранке.

bG

Перед выпуском из плавильного агрегата на дно ковша укладывают железокремниймагниевую лигатуру ЖКМ-3 в количестве 45-55 кг/т жидкого чугуна. 65

Заливку литейных форм производят через специальную литниковую систему, в углублении литниковой чаши которой уложен мелкодробленный цериевый модификатор ИЦ-40 в количестве 1,0-1,2 кг/т черного веса отливки °

При такой обработке чугуна теплота его кристаллизации понижается и сваривания чугуна со стальной армату- . ,рой не происходит.

Оптимальность выбранных параметров технологии подтверждается тем, что при опробовании введение магниевого модификатора в количестве менее

45 кг/т и заливке литейных форм без обработки в литниковой "èñòåìå церийсодержащим модификатором или с обработкой церийсодержащим модификатором в количестве менее 1,0 кг/т черного веса отливки эффект предотвращения сваривания не наблюдался или наблюдался частично на небольших участках зон контакта, несмотря на получение структуры чугуна с шаровидным графитом, т.е. цели, преследуемой обычно при модифицировании магний- и церий содержащими модификаторами.

Введение магниевого модификатора более 55 кг/т жидкого чугуна и цериевого модификатора более 1,2 кг/т черного веса отливки приводят к ухудшению качества отливки в целом, появлению отбела, затруднением при заливке форм и неоправданному перерасходу дорогостоящих .модификаторов.

Введение только цериевого модификатора в литниковую систему также не предотвращает сваривания.

Пример 1. Стальные змеевики доменных холодильников очищают от гидроокислов железа в пескоструйной камере, травят в 20Ъ-м растворе соляной кислоты в течение 7 мин при

20 С, промывают и пассивируют в 25%-м растворе нитрида натрия в течение

5 мин при 20 С Прсле сушки змеевики укрепляют в литейной форме.

Чугун, выплавленный в индукционной печи (хймический состав, Ъ: С 3,42, Si 1,25, йп 0,63, Р 0,09, 5 0,022), модифицируют при выпуске 45 кг/т жидкого .чугуна модификатором EKM-Ç.

Заливку производят при 1240 C по платиноплатинородиевой термопаре погружения через литниковую систему, в углублении .чаши которой укладывают

1 кг/т черного веса отливки мелкодробленного цериевого модификатора МЦ-40.

Исследование зон контакта чугуна отливки со сталью труб змеевиков показывает стабильное отсутствие сваривания чугуна и стали.

Пример 2. Стальные змеевики готовят так же, как и в примере 1.

Чугун (химический состав: С 3,65

1,35, Мп 0,72; Р 0,12, S О 028) модифицируют при выпуске в ковш 55

850300

Формула изобретения

Составитель Т.Королева

Редактор Н.БУшаева Техред N.Kîøòóð@ Корректор H. Вабинец

Заказ 6194/14 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 кг/т жидкого чугуна модификатором жКИ-3.

В литниковой системе при заливке формы чугун обрабатывают 1,2 кг/r цериевого модификатора. Исследование зон контакта чугуна отливки со сталью труб змеевиков так же, как и в примере 1, показывает стабильное отсутствие сваривания чугуна и стали или сваривание наблюдается частично на небольших участках зон контакта.!

О

Отсутствие сваривания армированных вставок с телом отливки обеспечивает повышение стойкости и долго-. вечности доменных холодильников на

60-100% (опытные данные получены на 15

Днепропетровском заводе металлургического оборудования), так как при растрескивании тела отливки в процессе эксплуатации не разрушаются, охлаждающие змеевики и холодильник Щ могут еще очень долго эксплуатировать-. ся, В настоящее время кампания домЬнной печи полезным объектом 1750 м> составляет в среднем по стране 42 мес. При повышении стойкости холодильников на 60-100% кампания печи продлится до 84 мес.

Способ изготовления охладительных плит металлургических агрегатов, включающий очистку и пассивирование стальной арматуры, укрепление ее в литейной форме и заливку в нее расплавленного чугуна, о т л и ч а ю —, шийся тем, что, с целью уменьшения сплавления стальной арматуры с заливаемым металлом и увеличения срока службы охладительных плит, чугун перед заливкой в литейную форму модифицируют магнийсодержащим модифи-. катором в количестве 45-55 кг/т жидкого чугуна и при заливке в литниковой сисТеме обрабатывают церийсодержащим модификатором в количестве 1,01,2 кг/т чернового веса отливки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 222412, кл. В 22 0 19/02, 1967. 2. Отчет ЦНИИТМАШ В 72-61/12, М., 1962, с. 55.