ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Производство изложниц из "Технология литья жаропрочных сплавов " В металлургическом производстве выплавляемую в сталеплавильных агрегатах (конвертерах, мартеновских и электрических печах) сталь выпускают в сталеразливочные ковши и затем разливают в металлические формы-изложницы. Основная масса выплавляемой стали (95 - 97%) поступает в разливочное отделение сталеплавильных цехов, где из нее получают слитки. Несмотря на все увеличивающееся внедрение непрерывных способов разливки, все же значительное количество стали будет разливаться в изложницы, например, при получении крупнотоннажных слитков. Качество изложниц, продолжительность их службы определяют качество слитка и стоимость конечной продукции. Разнообразие конструкций и типоразмеров изложниц предъявляет существенные (иногда определяющие) требования к выбору материала и технологии их изготовления. [c.337] Изложницы отливают обычно из чугуна (из вагранки или из i y-гуна непосредственно из доменной печи), так как он относительно дешевый, обладает хорошими литейными свойствами и отливки из чугуна при нагреве практически не коробятся (рис. 161, а). В отдельных случаях, например для отливки крупных кузнечных слитков, изложницы отливают из малоуглеродистой качественной стали, предварительно подвергнутой ваку-умированию. [c.337] Конструкция изложницы должна быть удобна в эксплуатации и иметь возможно более высокую стойкость. Стойкость изложниц зависит от состава и качества чугуна, из которого изложница изготовлена, состава и температуры разливаемой стали, от условий работы изложниц в данном цехе и от конструкции изложницы (при данном развесе слитка). Разновидность и формы поперечного сечения изложниц показаны на рис. 161, б. [c.338] Анализ работы изложниц показывает, что основной причиной их выхода из строя является образование и развитие различных трещин. По этой причине выходит из строя 90% изложниц. А.А. Горшков предложил подразделить трещины на три рода. [c.338] ТРЕЩИНЫ ВТОРОГО РОДА, возникающие и развивающиеся с внутренней поверхности, постепенно увеличиваются (по глубине и протяженности) с увеличением числа теплосмен. Причиной их появления и роста являются также растягивающие напряжения, возникающие от торможения усадки чугуна во время быстрой) охлаждения внутренней поверхности после извлечения слитка из изложницы. [c.339] Причиной образования ТРЕЩИН ТРЕТЬЕГО РОДА считают циклически повторяющийся нагрев и охлаждение чугуна с внутренней стороны стенки, что обусловливает неравномерную пластическую деформацию отдельных зерен. [c.339] Совершенно очевидно, что описанные выше процессы осложняются физико-химическими процессами, и прежде всего окислением поверхности трещин. [c.339] Возможность появления i всех указанных трещин предопределяет условия ра- иоо боты изложницы. Распределение температуры по толщине ее стенки и различные периоды формирования слитка показано на рис. 163. Неравномерность и цикличность нагрева и охлаждения отдельных участков изложницы являются причиной развития термических напряжений, которые и вызывают появление трещин. Все другие факторы влияют только на скорость их развития. К числу таких факторов следует отнести наличие несплош-ностей, изменение фазового и химического составов при циклических нагревах, механичсхкое воздействие заливаемой стали и т.д. [c.339] Заданные характеристики материала следует учитывать именно в той температурной области, которая соответствует реальным условиям службы изложницы. Оценка стойкости материгхлов на основе сопоставления их характеристик при нормальной температуре часто приводит к ошибочным выводам. [c.340] Определенные погрешности вносит также недоучет степени и полноты фазовых превращений, а также изменения структуры при циклическом нагреве и охлаждении. [c.340] Следует отмстить, что уделять особое внимание какой-либо одной или группе перечисленных выше характеристик необходимо с учетом усювий эксплуатации и конструкции изложницы. [c.340] Главными показателями, определяющими стойкость материала изложницы, являются структура чугуна и его фазовый состав. Именно они оказывают вляние на такие характеристики, как Е, Ств, 3, Д, а. Наиболее доступные способы регулирования структуры - изменение химического состава и скорости охлаждения чугуна в форме. Для изготовления изложниц обычно используют чугун примерно следующего состава 3,8% С 1,8% Si 0,9% Мп 0,2% Р и минимальное количество серы. Некоторое количество хрома в составе чугуна повышает стойкость изложниц. [c.340] По данным многочисленных исследований, степень эвтектично-сти чугуна для изложниц рекомендуется принимать близкой к единице (0,97 - 1,05). Для этого увеличивают содержание углерода, не повышая концентрацию кремния более 2%, так как кремний, растворяясь в феррите, снижает теплопроводность чугуна и повышает его хрупкость. Концентрацию углерода и кремния в чугуне рекомендуется поддерживать соответственно в пределах 3,4 - 4,2 и 1,4 - 2,2%. В чугунах для изложниц массой более 3 т содержание углерода целесообразно поддерживать на верхнем, а кремния - на нижнем пределах. [c.340] Влияние других легирующих элементов (Сг, Ni, Мо, V и др.) следует оценивать по их воздействию на структуру, степень гра-фитизации и форму графита. [c.341] Выбирая состав и структуру чугуна, не следует забывать, что необходимо стремиться к оптимальному сочетанию теплопроводности, пластических и прочностных свойств сплава. Изложницы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом характеризуются более высокой по сравнению с серым чугуном (в 1,5-2 раза) стойкостью при производстве мелких и средних слитков. Однако стойкость изложниц из чугуна с пластинчатым графитом для крупных слитков (массой более 50 т) мало отличается от стойк(Зсти таких же изложниц из чугуна с шаровидным графитом. [c.341] Более перспективным материалом для изложниц, очеви.цно, является чугун с вермикулярным графитом. Особенностью этого материала является его более высокая (в 1,5 раза) теплопроводность по сравнению с чугуном, имеющим шаровидный графит. В то же время модуль упругости его значительно ниже. [c.341] Макро- и микроструктура чугуна, кроме состава сплава, определяется еще и условиями охлаждения. [c.341] В настоящее время на практике регулирование режима охлаждения ограничено применением кокилей, полупостоянных и разовых песчаных форм. Наибольшую стойкость имеют изложницы, полученные в разовых песчаных формах, поскольку в них формируется отливка с наибольшей степенью графитизации чугуна (фер-ритно-перлитная матрица) и минимальными остаточными напряжениями. [c.341] Особенности технологии изготовлении изложниц. Условия службы изложниц, в отличие от различных чугунных отливок, определяют особенности технологии их производства. [c.341] Прежде всего следует отметить, что наиболее целесообразным в технико-экономическом отношении является использование чугуна первой плавки, т.е. без последующего переплава в вагранках или других печах. Это, как правило, расплав с низким содержанием серы и фосфора, однако в нем повышено содержание углерода (до 4,7%), который выделяется в виде крупного графита, его температура чрезмерно высока и состав непостоянен. Все это вызывает необходимость дополнительной обработки расплава в ковшах (чугуновозах) или в специальных печах-отстойниках. Основным недостатком такого способа является большая продолжительность отстоя (3,5 - 4 ч) и, следовательно, потребность в большом количестве промежуточных агрегатов. [c.341] Вернуться к основной статье