Способ получения крупных слитков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЗНРЦТИЙ(56) 1. Патент Японии 9 48-7178,кл. 11 В 091, 1970.2. Авторское свидетельство СССРВ 366923, кл. В 22 0 9/00, 1970.3. Кристаллизация металлов,Труды 1 У совещания по теории литейных процессов, Изд-во АН СССР,И., 1960, с. 112-120,.801026936 А ЭСЮ В 22 0 7/00; В 22 0 11 00(54) 57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНЫХСЛИТКОВ, включающий заливку металлав изложницу с макрохоаодильником,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью сокращения энергозатрати улучшения качества слитка, первоначально иэ разливаемого металлаотливают в изложнице макрохолодильник в виде неполностью затвердевшегослитка с массой затвердевшей ФазыО, 1-0,2 от общей массы отливаемого.слитка, диаметром 0,6-0,8 диаметраслитка и высотой 0,7-1,0 высоты .слит.ка, после чего производят окончательное заполнение изложницы металлом.50 Изобретение относится к металлургии, в частности к отливке слитковв изложницы.Известен способ разливки стали,при котором жидкий металл разливаютв изложницы или кристаллиэатор черезохлаждаемый выпускной канал Ц,Недостатком этого способа явля-ется низкая эФФективность воздействия охлаждающих металл поверхностейна процесс кристаллизации отливаемого слитка вследствие намерзанияслоя гарнисажа на охлаждающей поверхности выпускного канала, что замедляет процесс отбора теплоты перегрева от разливаемого металла. 5Известен также способ полученияслитков, включающий подачу металлав изложницу, в которую устанавливается предварительно отлитый холодильник 2 .20Недостатком этого способа является то, что при отливке крупныхслитков холодильников) необходимодлительное время для его затвердевания.25Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ отливки крупныхслитков с внутренними холодильниками, согласно которому перед заливкойметалла в изложницу в последнейустанавливают заранее изготовленныйиз листа, сетки, прутка холодильник, а затем в нее заливают металл 3.Недостатком данного способа является его нетехнологичность, заключающаяся в том,что для изготовления., З 5кристаллиэаторов необходимо провести полный металлургический циклот выплавки металла до изготовлениякристаллизаторов, Кроме того, приразливке широкой номенклатуры марок 40стали необходимо иметь большое количество кристаллизаторов, изготовленных из соответствующих марокстали. В противном случае появляется воэможность загрязнения литого 45металла химическими элементами кристаллизатОра, не соответствующегохимическому составу развиваемогометалла,Цель изобретения - сокращениеэнергозатрат и улучшение качестваслитка.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получениякрупных слитков, включающему заливку металла в изложницу с макрохолодильником, первоначально из разливаемого металла отливают в изложнице макрохолодильник в виде частично затвердевшего слитка с массой,затвердевшей Фазы 0,1-0,2 от общей 60массы отливаемого слитка, диаметромО,б,1 диаметра слитка и. высотой0,7-1,0 высоты слитка, после чегопроизводят окончательное заполнениеизложницы металлом. 65 Увеличение массы затвердевшейчасти макрохолодильника больше0,2 от массы отливаемого слитка приводит к тому, что при кристаллизации всего слитказатвердевшая частьмакрохолодильника не успевает расплавиться, что вызывает неоднородность макроструктуры слитка.Уменьшение массы затвердевшейчасти макрохолодильника меньше0,1 от массы отливаемого слитка приводит к снижению зэФективности воздействия макрохолодильника на процесс эатвердевания слитка.Уменьшение диаметра макрохолодильника меньше О,б диаметра слиткаприводит к необходимости длительного выдерживания макрохолодильникадо затвердевания необходимой частиметалла макрохолодильника, что влечет за собой увеличение времениразливки, Кроме того, толщина образующейся твердой части макрохоЛодиль.ника настолько велика, что появляется возможность неполного ее расплавления при окОнчательном заполнении изложницы, что влечет за собойухудшение макроструктуры отливаемого слитка,Увеличение диаметра макрохолодильника больше 0,8 диаметра слиткаприводит к тому, что запас теплажидкого металла, находящегося в зазоре между стенкой изложницы и поверхностью макрохолодильника, недостаточен для полного расплавлениятвердой Фазы макрохолодильника,что приводит к ухудшению макроструктури слитка,Уменьшение высоты макрохолодильника меньше 0,7 высоты тела слиткаприводит к тому, что после заполнения изложницы металлом верхние егослои охлаждаются не так интенсивно,как нижние, что вызывает неоднородность макроструктуры по высотеслитка.Увеличение высоты макрохолодильника больше 1,0 высоты тела слиткаприводит к воэможности замерзанияметалла в прибыльной части слитка,что ухудшает условия подпитки жидкимметаллом тела слитка и вызываетобразование в нем усадочных раковин,П р и м е р. Стливка слитка массой 100 т высотой 3700 мм и диаметром 1900 мм для роторного валатурбогенератора из стали марки12 ХМФ, имеющей температуру солидуса1515 фС,Перед заливкой жидкого металлав изложницу с внутренними размерами,соответствующими размерам отливаемого слитка, устанавливается круглыйводоохлаждаемый кристаллиэатор свнутренним диаметром 1400 мм и высотой 2500 мм. В водяную полость1026936 Составитель Э.Шитов Техред О.Неце Корректор А.повх Редактор Н. Швыдкая Тираж 813 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Ф Заказ 4630/14 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 установленного в изложнице кристаллизатора подают воду на охлаждениес расходом 100 м/ч, после чегоначинают разливку,Раэливочный ковш емкостью 120 тс жидкой сталью, имеющей температуру1600 С, устанавливают над изложницейОи начинают заполнение кристаллизатора, установленного в изложнице,со скоростью 7 т/мин. После заполнения кристаллизатора подачу жидкогометалла прекращают и производяткристаллизацию металла, находящегосяв кристаллизаторе до толщины затвердевшего слоя, равного 75 мк, приэтом количество затвердевшей фазы 15макрохолодильника составляет 12 т,что соответствует 0,12 от массы отливаемого слитка. После намерзаниякорки макрохолодильника кристаллиэатор извлекают из полости изложницы,. и разливку возобновляют и продолжают по традиционной технологиисо скоростью 5 т/мин,Охлажденный и частично затвердевший макрохолодильник, нагреваясь 25 и расплавляясь, отбирает от основноймассы горячего металла тепло перегрева, ускоряя процесс кристаллизации слитка и улучшая в конечном итоге макроструктуру Экономический эффект при использовании предлагаемого способа везет быть подсчитан из Увеличения Выхода годногоВыход .годного при отливке роторного вала турбогенератора нэ стали марки 12 ХМФ по обычной техйологии составляет л 50. Использова ние предлагаемого способа позволяет увеличить выход годного. до д 70%. Экономический эффект от использования предлагаемого способа подсчитывается по формуле Э =(200-120) 10 = 16 руб/т70-50) где 200 и 120, соответственно,стоимость стали марки 12 ХМФ и отходов.