Слиток

ОПИСАНИЕИЗОБЕЕтЕНИЯ 749"48 Союз Советскик СоциалистическихРеспублик Фф К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, сеид-ву3 (22) Заявлено 261277 (21) 2560816/22-02 (51) М Кл с присоединением заявки Йо(23) Приоритет В 22 0 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 230730(54) СЛитОк Изобретение относится к областичерной металлургии и может быть использовано при разливке металлови сплавов для производства прокатных 5слитков.В черной металлургии для прокаткина блюминге широко применяются слитки, имеющие в поперечном сечении повсей длине форму квадрата и одинаковую конусность по всем граням 111 .Однако слитку с одинаковым уклоном по граням невозможно придатьвысокую направленность эатвердеванияс одновременным обеспечением равной 15деформации, равномерного нагревадонной и головных частей иэ-эа большого перепада толщин, достижения максимального веса в единице его высоты. 20Известен четырехгранный слиток,уширенный кверху с поперечным сечением у нижнего торца в виде прямоугольника, имеющий две грани с сум-.марной конусностью 6-12 и две другие - 0,1. в . 3,0 21,Недостатком такого слитка является то, что увеличенная конусностьпо двум граням, определяющим направленность эатвердевания отливки, име ет один уклон по всей высоте тела слитка и не учитывает его строение, которое у большинства слитков конструкционной стали и ряда сплавов имеет три зоны в осевой области: подприбыльная зона плотного металла, не зависящая от конусности, зона осевой рыхлости и Н-образной ликвидации,зависящая от конусности, и нижняя часть - нижний конус, не зависящая от конусности. Недифференцированное придание конусности, по граням определяющим направленность затвердевания, приводит к значительной разности толщин слитка в нижней и верхней его частях. ьольшой перепад в толщинах затрудняет равномерность нагрева слитка по высоте и создает значительные трудности при обработке давлением, обеспечении равной деформации по всей его высоте и концентрации направленности затвердевания в тех зонах, где ее влияние наиболее, эффективно.Цель изобретения - улучшение качества слитка конструкционных сталей и других сплавов в осевой части, улучшение плотности металла, снижейие Н-образной ликвации, увеличение15 пластичности при деформации осевых объемов и увеличение выхода годного при достижении максимального веса в единице его высоты.Это достигается тем, что в слитке, уширенном кверху, имеющем прибыль и тело, две противоположные грани которого выполнены с одинаковой по высоте суммарной конусностью, равной 0,1-3,0, две другие его грани, определяющие направленность 10 эатвердевания, имеют по высоте тела слитка три разные суммарные конус- ности, равные 0,1-3,0 в донной части слитка на высоте, равной 1,0-2,0 его толщины в донной части, 4,0- 25,0 в средней части, 0,1-3,0 в подприбыльной части слитка на высоте, равной 0,1-1,5 его толщины под прибылью.Целесообразно тело слитка в местах перехода от одной конусности к другой 20 выполнить по радиусу.На фиг. 1 представлен слиток, вид прямо; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.Слиток имеет прибыль 1 и тело 2, у которого две противоположные грани 25 3 выполнены с постоянной по высоте конусностью, равной 0,1-3,0, а две другие грани 4 выполнены спеременной по высоте конусностью, делящей их на три части - верхнюю 5 с конусностью, равной 0,1-3,0 на высоте, равной 0,1-1,5 от толщины (а), среднюю б с конусностью., равной 4,0- 25,0 и нижнюю 7 с конусностью,равной 0,1-3,0 на высоте, равной 1,0- 2,0 от толщины (в).Боковые грани с постоянной по высоте конусностью, равной 0,1-3,0, обеспечивают набор веса слитка и возможность транспортировки его в методических нагревательных печах40 блюминга.Нижний предел конусности 0,1 выполйяется для слитков с большим поперечным сечением, обеспечивающим за счет естественной усадки свободный 45 выход слитка из изложницы, верхний 3,0 - для слитков с малым поперечным сечением, где изменение линейных размеров по абсолютной величине незначительное. дальнейшее повышение 50 конусности неэффективно и приводит к снижению веса слитка, По двум другим граням, определяющим направленность затвердевания слитка нижний предел высоты, равный 1,0 от толщины слитка в его донной части, при малой конусности обусловлен тем, что в зоне формирования нижнего конуса его высота равна толщине слитка и качество металла в этой зоне не зависит от конусности. Снижение высоты ниже ЬО 1,0 не эффективно, так. как в этой зоне качество металла не зависит от конусности слитка и уменьшение приводит к снижению конусности средней части. Верхний предел обусловлен 65 сохранением высокого качества осевой зоны для слитков с неразвитойдвухфазной областью при эатвердевании металла, Увеличение высоты свыше 20 приводит к возникновению осевой рыхлости прн низкой конусности,так как в этой части величина конусности уже влияет на формирование осевой области слитка,Учитывая, что направленность затвердевания в донной части слитказависит от конусности, нижний егопредел, равный 0,1, выполняется дляслитков с большим поперечным сечением, обеспечивающим за счет естественной усадки свободный выход слитка из изложницы, верхний 3,0 - дляслитков с малым поперечным сечением,где изменение линейных размеров поабсолютной величине при усадке незначительное. Дальнейшее повышениеконусности не эффективно и приводитк снижению веса слитка,В средней части слитка где направленность затвердевания оказывает решающее влияние, нижний предел конусности 4,0 распространяются на слитки, имеющие высокое Н/Д и не склонные к развитию значительной осевой рыхлости, Снижение конусности ниже 4,0 уменьшает направленность затвердевания. Верхее значение конус- ности, равное 25, - для сталей, склонных к развитию Ч-образной ликвации и рыхлости. Дальнейшее повышение конусности приводит к резкому перепаду толщин слитка в верхней и нижней его частях, что вызывает перегрев металла в донной и недогрев в головной частях слитка.В подприбыльной части, в области моста плотного металла, конусность не влияет на направленность затвердевания. У сталей, имеющих развитую двухфазную зону и высокую вязкость, мост плотного металла распространяется на глубину 0,1 толщины слитка, у жидкоподвижных сталей с неразвитой двухфазной зоной - на глубину, равную 1,5 толщинам. Увеличение выше 0,1 для первой группы сталей и высоты свыше 1,5 толщины слитка для второй группы Приводит к развитию осевой рыхлости.Учитывая, что направленность затвердевания в области подприбыльного моста плотного металла в укаэанных пределах не зависит от конусности, нижний ее предел, равный 0,1,выполняется для слитков с большим поперечным сечением, обеспечивающим за счет естественной усадки свободный выход слитка из изложницы, верхний 3 - для слитков с малым поперечным сечением, где изменение линейных размеров по абсолютной величине при усадке незначительное. ДальнейшееКонусностьпо двумграням,2,0 на длине,равной 2,0 еготолщины в донной части 2,0 4,0 2,0 на длине,равной 1,5 еготолщины подприбылью 2,0 25,0 2,0 на длине,равной 0,1его толщиныпод прибылью 2,0 на длине,равной 1,0 еготолщины в донной части 15 повышение конусности не эффективно и приводит к снижению веса слитка.Выполнение тела слитка по радиусу в местах перехода от одной конус- ности к другой позволяет избежать трещин н этих местах. Слитки отлиты в графитоные изложницы иэ стали 10 и стали У 13, Слитки, отлитые из стали 10, имеющей небольшой интервал затнердевания, имеют практически равноценную макроструктуру осевой части. При отливке из стали У 13, имеющей температурный интервал затнерденания, слиток 92 имеет плотную макроструктуру осевой части, 30 в то время как слиток Р 1 - развитую У-образную ликнацию, Опыты показывают, что при выборе параметров, слитки нужно делать дифференцировано с учетом химического состава стали. 35Дифференцированный подход к выбору параметрон имеет и другую практическую сторону. Расчеты, выполненные для слитков весом 3,5 т, имеющих указанные в таблице параметры, пока- ,щ .зывают, что при прочих равных условиях слиток с параметрами 1 имеет на 20 меньше толщину под прибылью чем слиток с параметрами 2. Слиток описываемой конструкции засчет применения по двум граням двухконусностей, уменьшенной в нижНейи в подприбыльной частях и увеличенной в промежуточной зоне, обеспечива-ет концентрацию направленности эатвердевания н зоне осевой рыхлости,зоне развития Ч-образной ликвациии позволяет в донной части (в зоненижнего конуса) и в подприбыльноммосте плотного металла, где конусность не влияет на направленностьзатвердевания, достичь увеличениявеса этих частей слитка,По двум другим граням, не участвующим в формировании осевой облас"ти слитка, для обеспечения получениямаксимального веса конусность минимальна и определяется из условия Слиток может быть получен в чугунной изложнице путем отливки сифонным или верховым сПбсобами.Были разработаны дна Слитка весом 400 кг с граничными пределами параметров, которые приведены н таблице. Конусность н Коиусность вверхней части, нижней части,свободного выхода отливки иэ иэложницыеКроме того, устранение осевой рыхлости позволяет при отливке слитков повышать в них отношение высоты к среднему диаметру (Н/Д), что снижает относительный объем прибыльной части, т.е. снижается расход металла на прибыль,Формула изобретения 1. Слиток, уширенный кверху,состоящий из прибыли и тела слитка,двепротивоположные грани которого выполнены с одинаковой по нысоте суммарной конусностью, равной 0,13,0, о т л и ч.а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения качестваслитка н осевой части и увеличениявыхода годного, дне другие гранислитка выполнены по высоте тела слит"ка с разной суммарной конусностью,соответственной равной 0,1-3,0 ндонной части слитка на нысоте, равной 1,0-2,0 толщиныслитка в доннойчасти 4,0-25,0 в средней частислитка 0,1-3,0 н подприбыльной части слитка на высоте, равной 0,11,5 толщины слитка под прибылью.2, Слиток по и. 1, о т л и ч а ющ и й с.я тем, что его тело в местах перехода от одной конусности кдругой выполнено по радиусу.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Трубин Г,Я Ойкс Г.Н. Металлургия стали, мартеновский процесс.Часть технологическая. М "Метал"лургия", 1970, с. 621.2. Авторское овидетельстно СССРпо заявке 9 2309806/02,кл. В 22 0 7/ОО, 1975./5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 4399/3 Тираж 88 ЦНИИПИ Государстненног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, комитета СССоткрытийушская наб