Слиток

(19) (1 2 Ь 7/06 ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ НОМИТЕТ СССРТЕНИЙ И ОТНРЫТ 3 ЮГ 1 Я;,ц О ТЕН СА вская, В.МокАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Поволоцкий Д.Я, Петров А,КПроизводство легированных сталей.М., "Металлургия", 1967, с. 61-67.2. Авторское свидетельство СССРР 747611, кл. В 22 0 7/00, 1977,(54) (57) СЛИТОК, уширенный кверху,четырехгранный, содержащий прибыльи тело, две противоположные граникоторого в верхней части выполнены спеременной конусностью, равной 2,012,57 на сторону, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшениякачества слитка, массой 3,5-5,0 т,путем уменьшения химической неоднородности и загрязненности металла неметаллическими включениями, дведругие его грани в верхней части имеют такую же конусность, а конусностьвсех граней в нижней части на высоте10-307. составляет 1,6-3,07.Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к разливкестали и сплавов на слитки для прокатки.На заводах качественной металлургии для производства шарикоподшипни-ковых и других легированных конструкционных и инструментальных сталейи сплавов ответственного назначенияобычно используют слитки небольшой 10массы 0,2-2,7 т с конусностью 3-5 и.Применение слитков такой массызначительно снижает технико-экономические показатели производства отделений подготовки составов,разливочных пролетов, стрипперных отделений,нагревательных печей и обжимных станов.Попытки разливать указанные сталина более крупные слитки аналогичной 20конструкции успеха не имели, вследствие того, что в таких слитках получили повышенное развитие осевая пористость, химическая неоднородность, неметаллические включения и другие дефекты, которые в процессе горячейпластической деформации полностью неустранялись и приводили к забракованию готового проката,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является слиток, уширенный кверху, состоящий из прибылии тела. две противоположные грани которого выполнены с одинаковой по всейвысоте конусностью, равной 0,05-1,5%на сторону, а две другие его гранивыполнены с переменной конусностью;равной 0,05-1,5% на сторону в даннойчасти на высоте, равной 1,0-2,0 его40толщины в данной части, и 2,0-12,5%на сторону на остальной высоте слитка 2,Такое соотношение параметров слитка, особенно для высокоуглеродистых45сталей не обеспечивает достаточновысокую направленность затвердеваниянижней части слитка и удовлетворительное качество металла в его осевой зоне,Проведенные опыты показали,чторазливка сталей с большим температурным интервалом кристаллизации (90300 С), таких как,шарикоподшипниковые, легированные конструкционные,особенно с повышенным содержаниемуглерода, на слитки по прототипунецелесообразна, так как в осевой зоне средней части слитков образуется грубая пористость и химическая неоднородность, которые прокаткой не устраняются и являются причиной забракования металла.Цель изобретения - улучшение качества слитка, массой 3,5-5,0 т, путем уменьшения химической неоднородности и загрязненности металла неметаллическими включениями.Поставленная цель достигается тем,что в слитке, уширенном кверху, че"тырехгранном, содержащем прибыль итело, две противоположные грани которого в верхней части выполнены спеременной конусностью, равной 212,5 , на сторону, две другие егограни в верхней части имеют такую жеконусность, а конусность всех гранейв нижней части на высоте 10-30 составляет 1,6-3,0%.На чертеже представлена конструкция слитка,Слиток имеет прибыль 1 и тело 2,все четыре боковые, грани котороговыполнены с двойной конусностью 212,5% на сторону в верхней части и1,б,0 внизу слитка.Плотность металла в донной частислитка при малой ее протяженностипрактически не зависит от ее конусности, так как обеспечивается высокойнаправленностью кристаллизации, протекающей в условиях повышенного теплоотвода и большой линейной конусности в начальный период затвердеванияслитка. Поэтому конусность К 2 выполняется минимально допустимой длясвободного извлечения.Уменьшение конусности меньше 1,б%нецелесообразно, так как ухудшаетстрипперование слитков, особенномалого развеса, а увеличение ее более3,0 не оказывает существенного влияния на кристаллизацию и на качествометалла донной части слитка, если еепротяженность не превышает 30 высоты. Увеличение высоты (Ь 2) донной час. ти слитка с малой конусностью на величину более 30% от низа слитка недопустимо, так как может привести к образованию вторичной усадочной ра-. ковины. Уменьшение ниже 10 . нецелесообразно, так как при этом снижает" ся конусность верхней части слитка и, следовательно, направленность затвердевания и ухудшается качество металла, что особенно сильно сказы1082549 Слиток 60 7,0 3,0 565 х 390 715 х 5804,5в шш565 х 410 1 60 про". отип 4,1 4,1 4,1 7,0 мьппл ный слиток) вается на сталях, склонных к образованию грубой осевой рыхлости и Ч-образной ликвации.Низкая конусность донной частислитка позволяет при заданных массе Зи сечении слитка, а также отношенииН/Р получить максимально возможнуюконусность К 1 в верхней части слитка,что обеспечивает улучшение качествамакроструктуры осевой зоны слитка, 10располагающейся между подприбыльныммостом плотного металла и доннойчастью.Увеличение конусности К 1 более12,5 Ж нецелесообразно из-за снижения 15производительности обжимных станов ичрезмерного увеличения верхнего сечения тела слитка, а снижение ее ме.нее 2 Ж уменьшает направленность затвердевания и, учитывая относительно большую протяженность этого участка тела слитка, приводит к снижениюкачества (плотности) металла осевой.,зоны,Сравнительные данные по конструкции и ф иэ слитков сталиСС,7 2;73 550 х 55 (про х 45 Переменная по высоте конусностт всех граней создает условия для наиболее эффективного питания осевой роны слитка жидким металлом в процес" се затвердевания, и улучшения его микроструктуры.Предлагаемая конструкция слитка позволяет разливать стали широкого марочного сортамента от низкоуглеродистых до высокауглеродистых и легированных марок с получением удовлетворительного качества металла. П р и м е р. На подшипниковых, и легированных конструкционных сталях .ответственного назначения проведено испьфание качества металла опытных удлиненных слитков массой 4,5 т П,5 и ДП,5, разработанных для замены применяемого слитка, массой 2.73 т (СС).Параметры слитков и результаты исследования металла приведены в таблице.качеству макроструктуры заготовок ШХ 15 СГ Макроструктура прока-.1032549 Составитель Н.ШепитькоРедактор Н.Руднева Техред М,Тепер Корректор Ю.Макаренко Заказ 1629/11 . Тираж 775 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-)5, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент" г.ужгород, ул.Проектная, 4 Исследование макроструктуры, химической неоднородности и загрязненности неметаллическими вклЮчениями показало непригодность слиткаП,5 для внедрения из"за повышен ной пористости металла в осевой зоне, наличия в нижней части (на уровне 60 Ж) ликвационных участков и " сопутствующих им крупных неметаллических включений, проявляющихся в ви де темных точек в осевой части макротемплетов. Слиток ДП,5 с перемен- ной по высоте конусностью всех граней имел хорошее качество металла - мак-Роструктура прокатанных из него заготовок значительно плотнее, количество проб, оцененных баллом 2 и 1,5 по точечной неоднородности и осевой пористости, в 1,5-2 раза меньше, чем у металла из слитка П,5. Кроме того, осевая пористость в части проб (6) иэ слитка П,5 оценена баллом 3,0,который для качественного металла является браковочным,Загрязненность металла иэ слитка П,5 крупными оксидами и глобулями выше чем у ДП,5Качество металла из слитка ДП,5 и промышленного слитка СС,7 примерно одинаковое.Испытания показали, что изменение параметров слитка, в частности применение переменной конусности всех граней, способствовало получению плотной макроструктуры, удовлетворяющей требованиям ГОСТ и ТУ для авиа- ционного и подшипникового металла. Это позволяет заменить существующие слитки массой 2,73 т слитком ДП,5 и получить существенный эффект.Таким образом, за счет улучшения качества металла экономический эффект при разливке в слитки массой 4,5 т составит 1,42 руб/т стали.