Слиток

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень26Дата опубликования описания 25.07.80 ло делам изооретеиий и открытий(54) СЛИТОК Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при разливке металлов и сплавов для производства прокатных слитков.В черной металлургии для прокатки на блюминге широко применяют слитки, имеющие в поперечном сечении по всей длине форму квадрата и одинаковую конусность по всем граням 1.Слиткам с одинаковым уклоном по граням невозможно придать высокую направленность затвердевания (большую конус- ность) с одновременным обеспечением: равной деформации, равномерного нагрева донной и головных частей из-за большого перепада тол щин, достижения максимального веса в единице его высоты. Известен четырехгранный слиток, уширенный кверху, с поперечным сечением у нижнего торца в виде прямоугольника, имеющий две грани с суммарной конусностью 6 - 12%, а две другие - 0,1 - -2,0% 2.Недостатком такого, слитка является невозможность использования больших конусностей без создания значительной разности толщин слитка в нижней и верхней его частях. Большой перепад в толщинах затруд- няет равномерность нагрева слитка по высоте, создаются значительные трудности при обработке давлением.Указанные недостатки устраняются приприменении по двум граням, определяющим направленность затвердевания, переменной конусности по высоте, а по двум другим -- постоянной минимальной конусности, обеспечивающей нормальный выход слитка из изложницы при его раздевании в процессе разО борки канавы.Целью изобретения является улучшениекачества слитка в осевой части, увеличение выхода годного за счет улучшения пластичности, плотности металла и снижение развития зональной осевой ликвации при достиженин максимального веса в единице его высоты, особенно в слитках, отливаемых из быстрорежущих сталей.Это достигается тем, что в слитке, уширечном кверху, имеющим прибыль и тело,2 В две противоположные грани которого выполнены с одинаковой по всей высоте конусностью, равной 0,1 - 3,0/о, две другие его грани выполнены с переменной по высоте конусностью, равной: 0,1 - 3,0% в донной час 747611ти слитка ня высоте, равной 1,0 - 2,0 его голгцццы в донной части 4,0- 25,0",о - ца остальной части высоты тела слитка.11 я фиг. 1 изображен слиток, вид спереди; ца фиг. 2 - то же, вид сбоку.Слиток имеет прибыльц тело 2, у которого две противоположные грани 3 выполнены с постоянной по высоте конусностью равной 0,13,0 о/о, а две другие грани 4 выполнецы с переменной по высоте конусцостью, деляпей их на две части донную 5 с конусцостью, равной 0,13,0% ца длине, О равной 1,0.2,0 от толщины а, и верхнюю 6 с конусцостыо, равной 4,0 - -25,0/, на длине, равной оставшейся части высоты тела слитка.Целесообразно тело слитка в месте переходя от одной коцусности к другой выполнить по радиусу.Боковые грани с постоянным уклоном по высоте слитка с конусностыо 0,1 -3,0% обеспечивают набор веса слитка и возможность транспортировки его в методических нагре вательных печах блюминга.Нижний предел конусности 0,1",о выполняется для слитков с болыпим поперечным сечением, обеспечиваюцим за счет естественной усадки свободный выход слитка из изложницы, верхнии 3 /о - для слитков сд25 малым поперечным сечением, где изменение линейных размеров по абсолютной величине прц усадке незначительное. Дальнейшее повышение конусности неэффективно и приводит к снижению веса слитка. ЗОПо двум другим граням, определяющим цаправлеццость затвердевания слитка, нижний предел высоты, равный 1,0 от толщины слитка в его донной части при малой коцусностц, обусловлен тем, что в зоне формирования нижнего конуса его высота равна толгццце слитка и качество металла в этой зоне це зависит от конусности. Снижение высоты нике 1,0 неэффективно, так как не используется независимость качества металла от конусности слитка. Верхний предел обусловлен сохранением высокого качества осевой зоны для слитков с неразвитой двухфазной областью при затвердевании металла. Увеличение высоты свыше 2,0 приводит к возникновению осевой рыхлости при низкой конусцости, так как в этой части вели- ф чина коцусности уже влияет на формирование осевой области слитка. Учитывая, что направленцость затвердевания донной части слитка не зависит от конусности, нижний ее предел, равный 0,1 о/о, выполняют для слитков с большим поперечным сечением, обеспечивающим за счет естественной усадки свободный выход слитка из изложницы, верхний 3"/о - для слитков с малым поперечным сечением, где изменение линейных размеров по абсолютной величине при усадке незна- и чительное. Дальнейшее повышение конус- ности неэффективно и приводит к снижению веса слитка. На остальной части слитка по этим граням нижний предел конусности 4% распространяется на слитки, имеющие высокое Н/Л и не склонные к развитию осевой рыхлости. Снижение конусности ниже 4% уменьшает направленность затвердевания. Верхнее значение коцусности, равное 25%, для сталей, склонных. к развитию Ч-образной ликвации и рыхлости. Дальнейшее повышение конус ности приводит к резкому перепаду толщин слитка в верхней и нижних его частях, что вызывает перегрев металла в донной и недогрев в головной частях слитка.Выполнение тела слитка по радиусу в месте перехода от одной конусности к другой позволяет избежать трещин в этом месте.Слиток может быть получен в чугунной изложнице при отливке металла сифонным или верховым способами.Пример. Опробованы два слитка весом 400 кг. Слиток1 имел по двум граням постоянную по высоте конусность, равную 2,5%, а по двум другим - переменную по высоте конусность, равную 2,5% в донной части, а на остальной длине тела слитка - 4,0/ .Слиток2 имел по двум граням постоянную по высоте конусность, равную 2,5%, а по двум другим - переменную по высоте конусность, равную 2,5% в донной части на длине, равной 1,0 его толщины в донной части, а на остальной длине тела слитка 25 Оо/оОба типа слитка получали в графитовых изложницах. В первом случае слитки отливали из стали 10, имеющей узкий интервал затвердевания, во втором - из стали У 13, имеющей широкий интервал затвердевания. Слитки, отлитые из стали 10, имели практически одинаковую макроструктуру. При отливке из стали У 3 слиток2 имел плотную осевую часть, а слиток1 - развитую Ъ-образную ликвацикь Эти опыты показали, что к выбору параметров слитка следует подходить дифференцированно с учетом химического состава слитка.Слиток предлагаемой конструкции обеспечивает концентрацию направленности затвердевания в зоне осевой рыхлости, зоне развития Ч-образной ликвации и позволяет в донной части (в зоне нижнего конуса), где конусность не влияет на направленность затвердевания, достичь увеличения веса этой части слитка. По дгум другим граням, не участвующим в формировании осевой области слитка, для получения максимального веса конусность минимальна и определяется из условия свободного выхода отливки из изложницы.В предлагаемой конструкции достигается увеличение направленности затвердевания за счет увеличения конусности в той части слитка, где осевая рыхлость и Ъ-образная ликвация развиты при обеспечении максимального его веса, 74761Устранение указанных дефектных зон слитка повышает плотность макроструктуры, уменьшает развитие ликвации, повышает отбраковку металла при прокатке слитка, увеличивает выход годного после его деформации и повышает срок службы изделий, изготовленных из металла, содержащего осевые объемы слитка. Кроме того, устранение осевой рыхлости позволяет при отливке слитков повышать в них отношение высоты к среднему диаметру Н/Р, что снижает относительный объем прибыльной части, т. е. снижается расход металла на прибыль.Формула изобретения1. Слиток, уширенный кверху, состоящий из прибыли и тела, две противоположные грани которого выполнены с одинаковой по всей высоте суммарной конусностью, рав 1ьной 0,1 - 3,0 О/о, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества осевой области слитка и увеличения выхода годного, две другие его грани выполнены с переменной по высоте суммарной конусностью, равной:0,1 - 3,0 О/о в донной части слитка на высоте, равной 1,0 - 2,0 его толщины в донной части,4,0 - 25,0/О - на остальной высоте тела слитка.2. Слиток по п. 1, отличающийся тем, что тело слитка в местах перехода от одной конусности к другой выполнено по радиусу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Трубки Г. Я., Ойкс Г. Н. Металлургия стали. Мартеновский процесс. Часть технологическая. М., Металлургия,970, с. 621.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Мо 2309806/02, кл. В 22 Р 7/00, 1975.чеваК П едактор Е. Хоринааказ 4133/6ЦНИИПИпо дел113035, МосФилиал ППП Составитель Т. Кехред К. Шуфричираж 889 осударственного комитета м изобретений и откры а, Ж - 35, Раушская на атент, г. Ужгород, ул. П ректор М. Вигуладписное СССР ийд. 4/ роектная