Способ получения биметаллической заготовки

(19 . 011 3 К 20 00 504 В 22 МИТЕТ СССИй И ОТКРЫТИИ АРСТВЕННЫ АМ ИЗОБРЕ РЕТЕН ТЕЛЬСТ ова- лургии(56) Патент ВеликобританииВ 1474221, кл. В 22 0 19/08, 1Патент Великобритании У 88кл, В 22 П 19/08, 1962.Патент ПНР У 62206,кл. В 22 С 21/14, 1967,ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕАГОТОВКИ, включающий изготовление пластин из стали, установку их в изложницу и удаление окалины с поверхности пластин при заливке жидкой стали, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью снижения производственных затрат и обеспечения экономии металла, окалину удаляют путем ее восстановления жидкойсталью, содержащей углерода на 0,21,5% выше, чем в стали пластин, иимеющей температуру на 40-80 С вышетемпературы ликвидус стали пластин,а отношение массы жидкой стали кмассе восстанавливаемой окалины нениже, чем 167/%С (где ХС - содержание углерода в жидкой стали),2, Способ по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что окалину удаляюткой сталью, дополнительно содержакремний или никель в количествеИзобретение относится к литьюметаллов, конкретнее к пог.;учениюбиметаллических заготовок,Цель изобретения - снижение производственных затрат и экономия ме.".талла,В процессе заливки пластин жидкойсталью их поверхность с окалиной нагревается до 1400-1500 С, в результа-.те чего возможно взаимодействиеуглерода жидкой стали с окалиной и восстановление последней,В то же время разность химическихпотенциалов углерода в жидкой сталии пластине обеспечивает направленныйдиффузионный поток углерода из жидкой стали, интечсифицирующий восстановление окалины и снижающий структурную неоднородность переходнойзоны после эатвердевания жидкогослоя.Повьшение химического потенциала углерода в жидкой стали достигается путем увеличения содержания углерода в ней на 0,2-1,5 Е выше, чем в стали заливаемых пластин, Кроме того, при увеличении содержания углерода в жидкой стали снижается. ее температура солидуса, причем более круто. чем температура ликвидуса, что способствует более длительному существованию жидкой фазы ыа границе слоев заливаемой пластины и жидкой стали з процессе кристаллизации, интенсифицирует восстановительные процессы и удаление газообразных продуктов реакции, Увеличение содержания углерода в жидкой стали менее чем на 0.,2, не обеспечивает перепада химического потенциала углерода между сталью пластины и жидкой сталью, достаточного для образования диффузионнбго потока углерода необходимого для полного восстановления скважин, и незначительно снижает температуру солицуса. Увеличение содержания углерода в жидкой стали более чем на 1,5 нецелесообразно, так как после кристаллизации в ос-. новном слое в этом случае может быть получен малопластичный чугун.Допопнительное легирование жидкой стали кремнием или никелем такжеприводит к повышению химическогопотенциала углерода, При содержаниикремния или никеля менее чем 0,57повышение химического потенциалауглерода в жидкой стали неэначитель- масса окалины, т; площадь поверхности пластины с окалиной, мтолщина слоя окалины. м;- плотность окалины. где О 8 пл - 5 7 т/мз но, а введение этих элементов более27. нецелесообразно, так как повышается: стоимость заготовки в случаелегирования никелем и существенно.5 изменяется структура и свойстваметалла рсновного слоя при легировании кремнием.Температура заливаемой жидкой стали ограничивается марочным составомстали и технологическими параметрами получения двухслойного слитка ивыбирается на 40-80 С выше температуры ликвидус. При температуре заливаемой стали менее чем на 40 С выше15 температуры ликвидус поверхность заливаемой пластины разогреваетсянедостаточно, что приводит к непродолжительному взаимодействию окалиныс жидкой сталью до кристаллизацииИ последней и, как следствие, к получению недостаточной прочности соединения слоев в биметаллической заготовке. 11 ри температуре заливаемойстали более чем на 80 С выше температуры ликвидус происходит частичныйразмыв поверхностного слоя пластин,привсдящий к нарушению требуемогооотношения толщин слоев в биметаллической заготовке, а также размывЗб стенок изложниц, приваивание к нимслитка и образование больших усадочных раковин, что недопустимо,13 процессе восстановления окалиныза счет взаимодействия ее с углеро,дом жидкой стали происходит снижениесодержания углерода в последней, Необходимое соотношение массы жидкойстали к массе восстанавливаемой окалины, обеспечивающее снижение содержания углерода в жидкой стали не более допустимого марочного (+4-10 Хпо ГОСТ 1050-74 и ГОСТ 1435-4),определяется из условий протеканияреакцииГеО - С = Ге + СОучетом того, что соотношение объемов окислов ГеО, Ге 0 э и Ге О вокалине 100:5:1.Касса восстанавливаемой окалины56на заливаемой пластине сталишо 8 о о Ра = 5,7 Ят ЕоМасса углерода, необходимого для восстановления окалины по приведен ной реакции иэ стехиометрического расчета составляет 1/6 от массы окалины. Поскольку масса углерода для восстановления окалины не должна превышать 102 от массы углерода в жидкой стали по марочному составу, минимальное отношение массы жидкой стали к массе восстанавливаемой окалины определяется как:1000 т,- г - ; ш = (167/7 С):16/Соогде 7 С - содержание углерода в жидкой стали,При отношении массы жидкой сталик массе окалины меньшем,. чем(167/ХС):1, в процессе восстановленияокалины можно снизить содержаниеуглерода в жидкой стали более допустимого. При отношении массы жидкойстали к массе окалины большем, чем(167/7 С):1, снижения содержания углерода в жидкой стали более допустимого не происходит.П р и м е р. Прокаткой иэ листкови порезкой раскатов изготавливалипластины размером 20 х 110 х 220 мм и200 х 700 х 1800 мм из стали марки Ст.3,Пластины не очищали от окалины, уста-.навливали в изложницы и заливалижидкой сталью с содержанием углерода на 0,15-1,55 выше, чем в стализаливаемых пластин. Температура жидкой стали и отношение ее массы к массе заливаемой окалины приведены втаблице.Полученные биметаллические слитки сечением 110 х 110 мм и массой25 кг и сечением 780 х 640 мм и мас.сой7,5 т прокатывали на биметаллические листы толщиной 7 мм. В трехслойных листах оценивали прочность соединения слоев на срез и количество дефектов и включений окислов в зонесоединения,5 Результаты оценки качества биметалла, полученного по данному способу и известной технологии, приведены в таблице,10 Как показало опробование в условиях опытного и промышленного производства, получение биметаллическихзаготовок по данному способу обеспечивает уровень прочности соединения 15 слоев в биметаллическом прокате135-370 МПа, что не ниже, чем прииспользовании известных способов.Количество дефектов и включенийв зоне соединения не превышает 7,5 Е 20 как для данного, так и для известного способов.Вместе с тем, использование предлагаемого способа позволяет значи "тельно снизить производственные за траты на подготовку пластин и экономить металл вследствие исключенияоперации механической обработки поверхностей пластин с окалиной, приступить к производству биметаллалитейным способом на предпрйятиях,где отсутствует оборудование длязачистки поверхности пластин и соответствующие производственные площади, освободить металлорежущие станки, занятые на подготовке поверхности пластин, значительно уменьшитькапитальные вложения при строительстве новых участков по подготовкепластин для биметаллических эагото вок, которые используются для получения двух- и трехслойных биметаллических листов.(4 ФЧ о оо.э Я Я % Я ФФя а а 1 ая мо и о о и 5 О о 66 щФ . 3 ФФ ф, фЯ о о ФФФ ФЧ Фа а о о м о ла р а о о о о с о о о о 46 й РщОО ОЯ Я Ям ФФЯ .У Ф ОФщ, Ф ФФ Ф .Во о о о О О О О Л Ч О сч Ф 4 6 ЧФФ СЧ о а а о л Фа а иа Я4 Ь 0 О О . оЕЧ С СЧ Я Я Я Я р о о о 1 м аВЗЦЦ 5