Способ охлаждения чугунных заготовок фасонного профиля при непрерывном литье

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихреспублик и 969435(22) Заявлено 18.06.80 (21) 2974576/22-02 В 22 О 11/04 с присоединением заявки РйВкударствеииый комитет СС.С Р ао делен изобретений и открытийВ.А. Ефимов, В.К. Ханин, И.И; Быков, В.С. Шум хин,В,И. Московка, В.Н. Бабич, И.Г. Раздобарин и .,И,. Грищенко" А":рф1"а,Институт проблем литья АН Украинской ССР и зйвед-.,(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЧУГУННЫХ ЗАГОТОВОК фАСОННОГО ПРОФИЛЯ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕИзобретение относится к метал- лургии, конкретнее - к управлению процессом разливки металла в горизон тальных машинах непрерывного литья чугуна.Известен способ управления режи 5 мом затвердевания непрерывнолитой заготовки, в котором слиток вытягивают со скоростью 0,2-2 мм/с, охлаждаяего в кристаллизаторе с интенсивностью 1000-2000. Вт/м,градЩИзвестен также способ получения полых чугунных заготовок, в котором охлаждение наружной поверхности отливки в кристаллизаторе производится с интенсивностью 3500-4000 Вт/м.град, а внутренней - 2500-3000 Вт/м град 1 2Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического управ ления режимом работы кристаллизатора20 установки непрерывной разливки металлов, заключающийся в тож, что изменяют конусность в зависимости от скорости разливки и температуры разливки, по которому дополнительно измеряют температуру поверхности слитка и при отклонении этой температуры от заданного значения соответствующей скорости устойчивой разливки изменяют конусность кристаллизатора в направлении восстановления заданной температуры поверхностного слоя на выходе из кристаллизатора ( 3.Существенным недостатком известного способа является невозможность обеспечения теплового режима кристаллизатора при получении слитка фа" сонного профиля, особенно при непрерывном литье заготовок с развитой разностенной поверхностью. При поддержании температуры на заданном уровне для всей разностенной поверхности одинаковой и равной Т 3 в участках профиля с утоньшенным сечением, например ребра, получают отливку с отбелом чугуна недопустимой969435 3величины. При этом качество отливаемой заготовки ухудшается вследствие получения неоднородной структуры металла вдоль профиля с развитой поверхностью. Таким образом, известный способ управления тепловым режимом кристаллизатора изменением конусности пригоден только для литья слитков и заготовок одного профиля без развитой поверхности. При этом номенкла О тура отливаемых изделий существенно сужается.Цель изобретения - расширение номенклатуры литых заготовок, получаемых непрерывным способом, за счет 15 включения изделий с развитой разностенностью и повышение качества отливок. Поставленная цель достигается тем,20что в способе, включающем различныйтеплоотвод от различных участков заготовки, изменяет интенсивность тепло.отвода по периметру заготовки в пределах 250-1000 Вт/м град от тонкостенных частей и 1500-2500 Вт/м град2. 25от толстостенных.На Фиг. 1 показан графитовый крис.таллизатор для отливки станочной направляющей, сечение; на фиг. 2 - тоже, для отливки заготовки со сложным39профилем,Кристаллизатор 1 содержит охлаждающие секции 2 для охлаждения заготовки 3 с развитой разностенностью,В этом случае скорость затвердевания тонких частей заготовки уменьшаютдо,0,4-0,5 мм/с за счет снижения интенсивности теплообмена до 400500 Вт/м град путем уменьшения потока охладителя через охлаждающую. фОсекцию 2. Контроль интенсивности охлаждения в заданных пределах производят по показаниям термопар, горячие спаи которых установлены в характерных зонах графитового кристалолизатора. При этом, в зонах, соответствующих тонкостенным участкам заготовки, температуру увеличивают с450-550 до 650-750 С, а толстостенным - снижают с 950-1050 до 750- 50850 фс.Таким образом, изменяя интенсивность теплоотвода путем дифференцированного охлаждения, достигают изменения интенсивности теплоотвода в з 5пределах от 2500 до 250 Вт/м градв зависимости от профиля и величиныраэностенности заготовки,4При управлении тепловым режимом по известному способу температура частей графитового кристаллизатора, соответствующих толстостенным и тонкостенным участкам заготовки, практически не регулируется, так как теплоотвод производится с одинаковой интенсивностью от всей поверхности заготовки. В результате тонкие части переохлаждаются с образованием отбеленного" слоя, В то же время толстостенные части профильной заготовки затвердевают значительно медленнее, сфобразованием ферритоперлитной структу" ры. чугуна.Таким образом, получается неоднородное строение литого материала различных частей заготовки, цто существенно снижает ее качество.Предлагаемый способ реализуется на примере управления тепловым режи. мом кристаллизатора с графитовой втулкой для вытягивания заготовки КС 0451-430 В со сложным профилем. Габариты заготовки:й = 100 мм; : 20-22 мм; С = 270 мм (фиг. 2),В процессе вытягивания температуру чугуна в металлоприемнике поддер"оживают на уровне 1350 С, Скорость вы. тягивания заготовки - 0,30 м/мин. При этом интенсивность охлаждения графитовой втулки в местах, соответствующих тонкостенным частям заготов"2 ки, составляет не более 300 Вт/м град, а в толстостенных частях -1500 Вт/мфград, В результате применения такой интенсивности охлаждения средняя скорость затвердевания металла в кристаллизаторе составляет около 0,45 мм/с.Анализ полученного литого материала заготовки показывает, что толщина дефектной зоны составляет всего 2- 3 мм, в то время как ранее она достигала 6-7 мм. Практически устранен отбел и получена однородная структу" ра чугуна по сечению отливки. При этом количество перлита в поверхност-, ной зоне 95-96. Форма включений графита - ГФ 2 Гф 4. Твердость литого материала составляет 190-200 НВ. формула изобретенияСпособ охлаждения чугунных заготовок фасонного профиля при непрерыв-. ном литье, включающий различный теплоотвод от различных участков заготовки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения номенклатуры5 969435 блитых заготовок и повышения их ка" .1. Авторское свидетельство СССРчества, изменяют интенсивность тепло- У 536007, кл. В 22 О 11/00, 1976.отвода по периметру заготовки в пре. Баранов О.А. и др. Непрерывноеделах 250- 1000 Вт/м, град от тонко- литье чугуна. М., "Металлургиздат",стенных частей и 1500-2500 Вт/мград з 1968, с. 89-90от толстостенных.Источники информации 3. Авторское свидетельство СССРпринятые во внимание при экспертизе Ю 628991, кл. В 22 О 11/16, 1978.969435 Корректор В. Бутяг Составитель А. ПоповКинив Техред Т, Иаточка о Заказ 8261 П "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,фили Тираж 852 8 НИИПИ Государс по делам иэоб113035, Москва,Подписное комитета ССС открытий шская наб., венногоетений35 Ра