Способ отливки чугунных прокатных валков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧВИИХРЕСПУБЛИН ТВЕННЫЙ НМ ИЗОБРЕТЕНИИ ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ГОСУД ПО ДЕ ОПИС ЗОБРЕТЕ ЬСТ СКОМУ СВИ(56) 1. Кривошеев А,Е, Литые валки.И.; Иеталлургиздат, 1957, с 319.2. Рудницкий Л.С. и др. Путиснижения брака при отливке чугунныхпрокатных валков. Материалы республиканской научно-технической конференции "Прогрессивные решения технологических проблем в литейном производствеф. Днепропетровск, 1972,с. 47-48. 801072990 д 3(51) В 22 Р 25/06; В 22 С 9/28( В 22 В 15/ОО.(54)(57) СПОСОБ ОТЛИВКИ ЧУГУННЫХ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, включающий перегрев жидкого доэвтектического чугуна и заливку его вподогретый кокиль с покрытием на рабочей поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества валков, перегрев чугуна ведут на 275-280 С выше температуры, превышающей солидус на 0,2-0,4 температурного интервала затвердевания, с уменьшением ее на 2-.4 Сна каждые 110 4 мК/Вт изменения термического сопротивления покрытия кокиля и на 0,4-0,6 изменения температуры подогрева кокиля.еИзобретение относится к металлургии, а именно к производству чугунных прокатных валков.В процессе производства литых чугунных прокатных валков, жидкий чу" гун преимущественно доэвтектическо-. го состава, заливают в комбинирован. ную форму, включающую песчано-глинистые элементы и кокиль дпя формирования рабочЬго слоя, Для получения.качественных отливок большое значение имеют параметры, определяющие интенсивность затвердеваниятемпература перегрева жидкого чугуна, заливаемого в форму, температура кокиля, термическое сопротивление покрытия на рабочей поверхности кокиля. Интенсивность затвердевания должна быть достаточной для формирования отбеленного чугуна с заданной твердостью, однако при этом необходимо предупредить увеличение градиента температур в сечении затвердевающего слоя, термических напряжений и склонности к образованию горячих трещин.Известен способ отливки чугунных прокатных валков, при котором температуру чугуна выдерживают 1260- 1290 ОС при температуре коки" лей 80-120 С 13. Чугунные прокатные валки отливают из чугуна с различным содержанием химических элементов и разнойтемпературой затвердевания. Поэтомузаливка чугуна с постоянной температурой приводит к различной величине фактического перегрева и разным условиям затвердевания.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ отливки чугунных прокатных валков,включающий перегрев чугуна на60-70 ОС над температурой ликвидус изаливку его в подогретый кокиль спокрытием на рабочей поверхности 21Однако данный способ не учитывает одной из важнейших характеристик технологического процеСса - термического сопротивления покрытия кокиля, а также возможных колебаний температуры кокиля. Кроме того, температура ликвидус определяет только ,начало кристаллизации сплава, поэтому заливка с постоянным перегревом . над этой температурой учитывает не весь период кристаллизации, а только его начало, что недостаточно соответствует особенностям кристаллизации сплава.Поэтому при постоянном перегреве над температурой ликвидус, но при изменениях химического состава чугуна, температуры кокилей, термического сопротивления покрытия для разных отливок не обеспечивают одинаковых условий затвердевания и стабильно высоких качеств.Цель. изобретения, - повышение качества чугунных прокатных валков,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно спОсобу отливкичугунных прокатных валков, включающему перегрев жидкого доэвтектического чугуна и заливку его в подогретый кокиль с покрытием на рабочей10 поверхности, перегрев чугуна ведутна 275-280 С выше температуры, пре.- вышающей солидус на 0,2-0,4 температурного интервала затвердевания, сбуменьшением ее на 2-4 С на каждые15 1 10 4 мК/Вт изменения терМическогосопротивления покрытия кокиля ина 0,4-0,6 изменения температурыподогрева кокиля.,Способ реализуется следующим20 обРазом.Перед заливКой форм измеряюттемпературу кокиля Т, толщинуи теплопроводность покрытия а итермическое сопротивление к25 р: К/аПо данным экспресс-анализа содержания элементов в чугуне по известным зависимостям определяют температуру солидус Тси температурный30 интервал затвердевания ТзатвТемпературу перегрева выдерживают в зависимости от этих параметров,П р и м е р 1. В выплавляемом чу 35 гуне содержание С = 2,7; Н = 0,6;Р . 0,15; температура подогревакркиля 80 С; толщина покрытия ,Х1,5 10 4 м, теплопроводность покрытия Л = 0,2 Вт/мград;термическоесопротивление покрытия Й = Х /а1,5 10-4:0,2 7,5,10-4 мград/ВтДля данного чугуна температурасолидус составляет Т,5 = 1134 С,отемпературный интервал кристаллиза 45 ции д 1 Р = 172 ОС. Перегрев чугунаперед заливкой над температурой,превышающей солидус на 0,4 температурного.интервала кристаллизации1 т,е 1134 +, 0,4 .172 = 1205 фС) вы 50 держивают на уровне 280 С, уменьшенном на 3 С на каждЫе 10 4 мград/Вттермического сопротивления покрытия( 3 7,5 = 23 С ) и 0,6 температурыкокилей (0,6 80 = 48 С), т.е. тем 55 пература пердгръа 280-23-48 = 209 С,температуру заливки необходимо выдерживать 1205+209 = 1414 ОС.П Р и м е р 2. В чугуне содержание , = 3,6; 51 = 1,2 Р = 0460 Температура подогрева кокиля 110 С,толщина .покрытия Х = 4,5 10 м; теп лопроводность покрытия, Ь,. /0,2 Вт/м град, термическое сопротивление покрытия:65 Й = - =4,5 10 :0,2=22,5 10 м .град/Вт.Составитель Т. КоролеваРедактор Н, Воловик Техредл,мартяшова Корректор В. Гирняк Заказ 257/9 Тираж 779 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4Для данного чугуна температурасолидус С 5 = 1120 С, температурныйинтервал кристаллизации д Ф Р = 54 С.оПерегрев чугуна перед заливкойнад температурой, превышающей солидус на 0,3 температурного интервала 5кристаллизации 1 т,е. 1120+0,3541136 С ) выдерживают на уровне280 С уменьшенном на 3 С на каждые1 10 м град/Вт 3 22,5 = 68 ОС )и 0,5 температуры кбкиля 0,5 110 = )О55 ОС ), температура перегрева280 - 68. - 55 = 157 ОС, Температуру заливки выдерживают 1136+157 щ 1293 С,йП р и м е р 3. В чугуне содержа"ние С = 3,0; 5 = 0,8; .Р = 0,2оТемпература подогрева кокиля90 С, толщина покрытия 3. 10 4 м,теплопроводность покрытия0,2 Вт/м . град; термичеекое сопротивленйе покрытия: к = - =3 10 :0,2=15 10 м град/Вт. Х -4-4 Я Л Для данного чугуна температурасолидус составляет 15 = 1131 С,температурный интервал кристаляиэации М136 С, перегрев чугунаперед заливкой над температурой,превышающей солидус на 0,3 температурного интервала кристаллизациит.е. 1131+0,3136 = 1172 С) выдер- ЗОживают на уровне 280 С, уменьшенномна 4 С на каждые 1.164 м,град/Вт15;4 = 60 фС) и 045 температуры кокиля 0,5 90 = 45 С), т,е. температура перегрева 280-60-45 = 175 С. З 5Температуру заливки выдерживают:1172+175 = 1347 С.Соблюдение указанных параметровявляется необходимым условием новышения качества отливаемых валков. 4 ОТемпература, превышающая сОлидусна 0,2-0,4 интервала затвердевания(или ниже ликвидус на 0,8-0,6 интервала затвердевания ), как следуетиз анализа диаграммы состояния,соответствует затвердеванию 10-30твердой фазы, т.е. такому состоянию,когда наступает существенное изменение свойств затвердевающего .чугуна, Поэтому заливка различных по хи-;мическому составу чугунов с одина-50В ковым перегревом над .этой температурой обеспечивает одинаковые условия затвердевания различных чугунов.При отклонениях от этой температуры в ту или иную сторону сравнимость условий затвердевания различных чугунов не обеспечивается.После заливки перегретого расплава в кокиль происходит отвод теплоты перегрева, повышается температура рабочей. поверхности кокиля,уменьшается перепад температур между чугуном и кокилем в период затвердевания отливки, Это приводит куменьшению интенсивности охлажденияи перепада температур в сеченииэатвердевающего слоя., снижаются температурные напряжений. К такомуже результату приводит увеличениетермического сопротивления покрытияи температуры кокилей.Перегрев 275-280 С, уменьшенныйна 04"0,6 температуры подогревакокилей и 2-4 С на каждые1 10 4 м 2 оград/Вт термическогосопротивления покрытия, создаетуровень интенсивности эатвердевания, обеспечивающий формированиеструктуры белого чугуна и одновременно приемлемые температурные напряжения,При значениях параметров и соотношений больших, чем указано,интенсивность затвердевания будетуменьшена до пределов, затрудняющихполучение белого чугуна и заданногоуровня твердости. В случаях, еслизначение параметров и соотношенийменьше указанных, то возросшаяинтенсивность затвердевания приводит к увеличению напряжений и возникновению горячих трещин. Соблюдение указанных парамЕтров и соотношений обеспечивает в переменных условиях литья (химический состав, покрытие, температура кокиля) стабильные условия затвердевания, получение заданных структур, предупреждение образования, что подтверждается проведенными испытаниями.