Способ непрерывного литья чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХРЕСПУБЛИН Я 08 249 А 9 В 2 Р 11/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЮОЬСТВУ И АВТ 2-02 Бюл.9 1 И.Г.РаГ.П,Подопроблем добариньскийитья АН 47(088.8кое свид В 22 0 1 О,А, и д М., 1968 тельство СССР(54)(57 СПОСОЧУГУНА, включарасплава чугунвалентом 4,15 НЕПРЕРЬВ ий микро с углеро 25 сурьм ОГО ЛИТЬЯ егированиеным эквий и его пов коого ичес- метал(21) 3539577/2(56) 1. АвторсР 536007, кл.2. Барановлитье чугуна. дачу вювишениябилизаи повышплав вв течетенсив кристаллизатор, о с я тем, что, с лубины дефектной ии процесса непре ения производител щерживают в крист ие= в(0,2-0,4) ости теплоотвода где Б - глубина дефектн в - приведенный раз сурьму вводят в расплве 0,2-0,7 кГ на 1 та. тлича целью уменьоны, стаывного литья ности, расллизаторе с при инИзобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью чугуна на горизонтальных машинах.Известен способ управления режимом эатвердевания непрерывнолитой заготовки, в котором слиток вытягивают со скоростью 0,2-2 мм/с, охлаждая его в кристаллизаторе с интенсивностью 1000-2000 Вт/мград С 13.Недостатком способа является весьма ограниченная область его использования, так как управлять режимом затвердевания заготовки с помощью одного параметра - интенсивности теплоотвода - весьма затрудни тельно. При этом невозможно обеспечить необходимую толщину твердой корочки и минимальную глубину дефектной зоны, а следовательно, обеспечить стабильность протекания процесса непрерывного литья и заданную структуру литого материала.Указанные пределы интенсивности теплоотвода пригодны лишь при формировании узкой номенклатуры заготовок. Например, если для заготовок приведенного размера от 5 до 50 мм установить указанную интенсивность теплоотвода, то для мелких профилей (В = 5-25 мм) это вызывает повышенную скорость охлаждения и приведет к увеличению дефектной зоны, что в свою очередь повлечет эа собой увеличение припуска на механическую обработку. И наоборот, для крупных профилей такая интенсивность тепло обмена будет недостаточна и не Позволит создать толщину поверхностной корочки, необходимую для обеспечения безаварийности процесса.В способе также не оговаривается 40 время выдержки заготовки - параметр, совершенно необходимь 1 й для управления процессом образования и роста твердой корочки.Одинаковая интенсивность теплоотво- да при различных выдержках заготовки вызовет совершенно разную толщину кэрочки и ее структуру. воздействие на структурообраэование литого материала, а более 0,7 кгсущественно снижает его пластические свойства. Затем, зная назначение той или иной заготовки (станкоинструментальные, детали гидроаппаратуры и т.п.) задаются глубиной дефектной зоны (8) . Зная Е и приведенный размер заготовки (Р) , которыйопределяется как частное от деленияплощади сечения заготовки на ее периметр, по приведенной формуле рассчитывается необходимый коэффициенттеплообмена между заготовкой и кристаллиэатором. Исходя иэ величины й,рассчитывается также и время вьдержки ( 7 ), При этом для Р до 25 мм берется коэффициент, равный 0,2 от 25до 35 мм - 0,3, а свыше 35 мм - 0,4. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ непрерывного литья чугуна, включающий микролегирование расплава чугуна с углеродным эквивалентом 4,15-4,25 сурьмой и его подачу в кристаллиэаторНедостатком известного способа является то, что в нем не оговаривается время выдержки заготовки.Целью изобретения является уменьшение глубины дефектной эоны, стаби лиэация процесса непрерывного литья и повю 1 ение производительности,Пель достигается тем, что согласно способу непрерывного литья чугуна, включающему микролегирование. 65 расплава чугуна с углеродным зквива лентом 4,15-4,25 сурьмой и его подачу в кристалпиэатор, расплав выдерживают в кристаллизаторе в течение=В(0,2-0,4) с, при интенсивности теплоотвода о(,= (В+4,5)10 Б Вт/мград,где 8 - глубина дефектной зоны,мм; В - приведенный размер заготовки,мм, а сурьму вводят в расплав в количестве 0,2-0,7 кг на 1 т жидкого металла.Известно, что поверхностная зона непрерывнолитой чугунной заготовки имеет в структуре междендритный граФит и содержит значительное количество феррита. Эта часть поверхностной зоны носит название дефектной. Уменьшение глубины дефектной эоны только за счет регулирования теплоотвода и изменения режимов вытяжки ограничено технологическими и конструктивными возможностями установок непрерывного литья чугуна. Поэтому необходимо испольэовать наряду с теплофизическими воздействиями на затвердевшую заготовку металлургические факторы, в частности микролегирование.В предлагаемом способе поставленная цель решается путем комплексного воздействия на жидкий и кристаллиэующийся металл металлургических и физических средств воздействия. При этом организация процесса Формирования заготовки производится следующим образом.В зависимости от глубины отбела на клиновой пробе в расплав чугуна вводится определенное количество сурьмы. Например, гри глубине отбела 7-8 мм вводится 0,2 кг сурьмы на 1 т расплава; при глубине отбела 4- 5 мм - 0,35-0,4 кг; при глубине отбела 2-3 мм - 0,7 кг.Сурьма стабилизирует перлитную составляющую в металлической матрице заготовки и тем самым уменьшает глубину дефектной зоны.Введение в расплав менее 0,2 кг сурьмы на 1 т металла оказывает слабоеЭакаэ 2540/8 Тираж 775 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 Применение в предлагаемом способе указанных формул, в которые вхо.дит приведенный размер отливки,позволяет охватить всю номенклатуруотливаемых заготовок, дифференцировать теплообмен в зависимости размеров отливок и глубины дефектнойзоны, При этом толщина твердой корочки обеспечивает стабильность ибезаварийнрсть процесса протяжки,что в свою очередь дает высокую про,изводительность процесса литья,1Предложенный способ реализованна примере организации теплового режима формирования заготовок ф 20 мм(Н =5 мм), ф 280 мм (В= 50) мм инаправляннщей металлорежущих станков(черт. 9 ЗД 722075-010/3)-В = 17 мм,В металлоприемник заливали чугунхимического состава, кг: С 3,4-3,6Б 1 1,8-2,1, Мп 0,6-0,7; Р 0,08;Я 0,04. Температуру расплава поддерживали соответственно заготовкам впределах 1350, 1250 и 1300 С,Предварительно, исходя иэ глубиныотбела на клиновой пробе, в расплавчугуна ввели сурьму в количестве0,2 и 0,4 кг на 1 т металла.В зависимости от назначения заготовок задавались глубиной дефектной зоны, которая для заготовкиФ 20 мм должна быть равной 2 мм,ф 280 мм - 4 мм; для направляющейметаллорежущих станков 1 мм. Эатем по указанным формулам рассчитали коэффициент теплообмена (о)и время выдержки (Ф), Соответственнодля опытных эаготовок они составляют: 325 Вт/м град и 1 с, 4250 Вт/мйград и 20 с; 935 Вт/м град и 4 с.Полученные тепловые условия Формирования заготовок в кристаллизаторе были реализованы в практике работы линий непрерывного литья чугуна 10 на Липецком литейном заводе "Центролит".Использование предложенного способа непрерывного чугунного литья позволяет при оптимальной глубине де Фектной эоны добиться стабильноститехнологического процесса, свести кминимуму прорывы твердой корочкинавыходе заготовки из кристаллизатораи тем самым повысить на 15-20 производительность установки непрерывного литья чугуна,Экономический эффект от применения предлагаемого способа по сравнению с базовым вариантом (технологическая инструкция по ведению техно логического процесса на установкенепрерывного литья чугуна В 06-01-77Липецкого завода "Центролит" ) за счетстабилизации повышения производительности процесса при одновременном 30 уменьшении глубины дефектной эонысоставляет около 30 тыс.руб. в годпри производительности линии 7 тыс.тзаготовок.