ИЗЛОЖНИЦА ДЛЯ СТАЛЬНОГО СЛИТКА

Полезная модель относится к области черной металлургии, а именно к производству стальных слитков.
Известна изложница, предназначенная для отливки слитков выполненная с соотношением высоты к среднему диаметру равному 2,9-3,1 и конусностью ее рабочей поверхности равной 6-8% (А.с. №495144, МКП B22D 07/06, опубл. 15.12.75, бюл. №46). Однако данная конструкция не обеспечивает получения слитков с плотной осевой зоной. Дефекты осевой зоны слитка наследуются готовыми изделиями, что приводит к их отбраковке.
2
Наиболее близкой по технической сущности является изложница, выполненная с соотношением высоты корпуса к среднему внутреннему диаметру равным 1,0-1,3 и конусностью его рабочей поверхности 13-16% (А.с. №569373, МКП B22D 07/06, опубл. 25.08.77, бюл. №31). Недостатком известной конструкции является то, что она не обеспечивает равномерного распределения ликвирующих элементов как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, что приводит к анизотропии свойств слитка на различных его участках. Кроме того недостатком данной изложницы является повышенная донная обрезь при деформационной обработке слитков из-за утяжки донной части раскатов, а так же значительный расход поддонов из-за образования трещин в месте их сочленения с изложницей, так в этом месте возникают максимальные термические напряжения.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемой полезной модели, заключается в том, что предлагаемая форма поддона позволяет обеспечить отсутствие утяжки в донной части заготовки, и тем самым, снизить донную обрезь, при этом, выполнение корпуса изложницы за одно целое с поддоном, позволяет снизить термические напряжения в месте их сочленения, что обеспечивает повышение стойкости поддонов, кроме того, предложенное соотношение высоты корпуса изложницы к ее внутреннему диаметру, позволяет получать слитки с плотной осевой зоной и высокой химической однородностью.
Технический результат достигается тем, что изложница для отливки слитков, содержит поддон, корпус с расширением кверху, прибыльную надставку с теплоизоляционным слоем, при этом корпус изложницы выполнен за одноцелое с поддоном имеющим форму сферы, радиус которой составляет 0,48-0,64 от нижнего внутреннего диаметра корпуса, при этом корпус выполнен с соотношением высоты к среднему внутреннему диаметру, равным 1,9-2,2.
Корпус изложницы должен быть выполнен за одно целое с поддоном, так как это позволяет снизить концентрацию термических напряжений на стыке «корпус изложницы - поддон», исключить образование трещин на поддонах, и, тем самым увеличить их стойкость. Поддон должен иметь форму сферы, радиус которой составляет 0,48-0,64 от нижнего внутреннего диаметра корпуса. Сферическая форма способствует равномерному распределению термических напряжений в поддоне, возникающих в процессе его эксплуатации. При значении радиуса поддона менее 0,48 от нижнего внутреннего диаметра корпуса увеличивается металлоемкость углов поддона, что повышает неравномерность нагрева и охлаждения поддона при его экспуатации, что в свою очередь повышает вероятность образования трещин. При значении радиуса поддона более 0,64 от нижнего внутреннего диаметра корпуса уменьшается объем металла донной части слитка, что влечет за собой увеличение донной обрези после деформационной обработки слитка. Для обеспечения плотной осевой зоны слитка в совокупности с его высокой химической однородностью, корпус изложницы должен быть выполнен с соотношением высоты к среднему внутреннему диаметру, равным 1,9-2,2. При значении соотношения высоты к среднему внутренниму диаметру менее 1,9, в процессе формировании структуры слитка преобладает горизонтальнная кристаллизация, что приводит к образованию большого количества пор и несплошностей в осевых объемах слитка. Эти дефекты, как правило, наследуются готовыми изделиями, что приводит к их отбраковке. При значении соотношения высоты к среднему внутренниму диаметру более 2,2, наблюдается замедленная кристаллизация металла осевых объемов слитка, это способствует наиболее полному перераспределению ликвирующих элементов, что в значительной мере ухудшает качество получаемых слитков, а следовательно и готовой продукции.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена конструкция изложницы.
1
1
2
Изложница имеет поддон 1, корпус 2, прибыльную надставку 3 и теплоизоляционный слой 4. Корпус изложницы 2 выполнен за одноцелое с поддоном 1 имеющим форму сферы, радиус (R) которой составляет 0,48 -0,64 от нижнего внутреннего диаметра корпуса (D), а корпус 2 выполнен с соотношением высоты (Н) к среднему внутреннему диаметру ((D+D)/2) равным 1,9-2,2.
1
2
Конструкция изложницы исследована на слитках массой 7,0 т. Изложница имеет следующие геометрические параметры: Н=1658 мм, D=770 мм, D=850 мм, R=400 мм. С помощью предлагаемой изложницы было получено 32 слитка, разливку слитков производили сифонным способом, сверху.
После кристаллизации металла в изложнице слитки извлекали и прокатывали на сортовой прокат ⌀310-340 мм, донная обрезь при этом составила 0,7-0,8%. Исследования качества сортового проката производили с помощью ультрозвукового контроля, который проводили с целью выявления внутренних дефектов и несплошностей заготовки, а для изучения распределения наиболее ликвирующих элементов, с обоих торцов полученного проката отбирались образцы для определения химического состава металла. Анализ химического состава образцов производили на фотоэлектрической установке ARL 3460 Metals Analyzer.
В результате исследований было установлено, что:
- во всех заготовках (64 штуки), полученных из слитков, отлитых в предлагаемую изложницу отсутствуют дефекты осевой зоны, что свидетельствует о высокой плотности осевой зоны слитков из которых они изготовлены;
- все заготовки обладают высокой химической однородностью по основным ликвирующим элементам, в частности степень ликвации углерода составила 12%, серы - 15%, фосфора - 13%.
Приведенные результаты показывают, что предлагаемая полезная модель применима и может быть использована в сталеплавильном производстве для отливки слитков.