Спосіб одержання безперервнолитих заготовок

Винахід відноситься до металургії, зокрема до способів одержання заготовок з безперервно литих злитків переважно з легованих сталей і може бути використаним в сталеплавильних цехах металургійних заводів, а також у ливарних цеха х машинобудівних заводів при виробництві заготовок зі злитків. Відомий спосіб безперервного горизонтального лиття круглих заготовок з легованих сталей і сплавів [1]. Спосіб включає подачу рідкого металу з металоприймача в кристалізатор, обертання заготовки, що формується, навколо подовжньої осі і її витягування з кристалізатора, причому обертання заготовки здійснюють з кутовою швидкістю w, визначеною з співвідношення: w = (3,0 - 200,0) 8pk 2 , d2 де p - постійний коефіцієнт, безрозмірний; К - константа затвердіння металу, м/хв 0,5; d - діаметр заготовки, м; 3,0-200,0 - емпіричний коефіцієнт, безрозмірний. Отримані литі заготовки прохолоджують, потім нагрівають їх до температури пластичної деформації і проковують на пресі на поковки необхідних розмірів. Цей спосіб відрізняється великими енерговитратами і тривалим циклом при виробництві заготовок. Відомий також спосіб одержання безперервнолитих заготовок, що включає подачу металу в кристалізатор, його затвердіння, витягування з кристалізатора злитка, його охолодження, нагрів злитка до температури його поверхні Тпов. рівної: Тпов.=(0,93-1,0)×Т0, де Т0=(1,00-1,07)×Тк , де Т0 - температура металу в осьовій зоні злитка, °С, Тк - верхнє значення температурного інтервалу пластичної деформації металу, °С [2]. При цьому, злиток перед деформацією радіальним куванням витримували в термостаті для вирівнювання температури по його перетині. Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує одержання високої якості заготовок через появу в процесі пластичної деформації радіальним куванням поверхневих і внутрішніх дефектів. Виникнення цих дефектів обумовлено високою температурою металу, що перевищує припустиму для даної марки сталі, через деформаційний розігрів у процесі пластичної деформації. За рахунок великої кількості поверхневих дефектів зменшується ви хід придатного металу, тому що потрібне зняття дефектного шару металу. В основу винаходу поставлена задача, шляхом оптимізації температури металу заготовки в процесі охолодження злитка, забезпечити підвищення якості металу заготовок і збільшення виходу придатного металу. Поставлена задача досягається тим, що в способі одержання безперервно литих заготовок, переважно з легованих сталей, що включає подачу металу в кристалізатор, його затвердіння, витягування з кристалізатора злитка, його охолодження, вирівнювання температури по перетині злитка шляхом витримки в термостаті і наступну пластичну де формацію радіальним куванням, новим є те, що охолодження злитка здійснюють до температури його поверхні Тпов.=(0,9-1,1)Тн, де Тн - нижнє значення температурного інтервалу пластичної деформації металу, °С. На фіг. зображена схема одержання заготовки з безперервнолитого злитка по патентуемому способі. З розливного ковша 1 виплавлений метал 2 виливають у металоприймач 3. Далі метал через перехідну муфту 4 подають у кристалізатор 5, де він поступово закристалізовується в злиток 6, який витягають із кристалізатора за допомогою тягнучого пристрою, 7 і направляють у камеру повторного охолодження 8, де злиток прохолоджують водно-повітряною сумішшю. Після цього, для вирівнювання градієнта температур по поперечному перерізі, злиток пропускають через термостат 9, відкіля він надходить у кувальний блок 10 для пластичної деформації. Охолодження злитка здійснюють до температури його поверхні Тпов.=(0,9-1,1)Тн, де Тн - нижнє значення температурного інтервалу пластичної деформації металу, °С. У цей період між центральною частиною злитка і його поверхнею утвориться градієнт температур до 40000 450 C. Для вирівнювання температури металу по перетині злитка в те хнологічному ланцюжку передбачений термостат, через який пропускають злиток. Наявність термостата дозволяє плавно вирівняти температуру злитка до оптимальної температури перед радіальним куванням. При охолодженні злитка до температури поверхні (Тпов.) менш 0,9 нижнього значення температурного інтервалу пластичної деформації металу (Тн) може не вистачити тепла заготовки до одержання кінцевого виробу. При охолодженні злитка до температури поверхні більш 1,1 нижнього значення температурного інтервалу пластичної деформації металу, можливий перегрів заготовки в процесі її пластичної деформації радіальним куванням, що приведе до появи розривів металу і погіршенню якості поковки, а також до зменшення виходу придатного металу. Приклад Виплавку сталі Р6М5К5 здійснювали в 700кг електропечі. Після виплавки рідку сталь зливали в розливний ківш, проводили в ньому вакуумне рафінування сталі. З ковша метал зливали в металоприймач установки для одержання безперервно литого злитка, з якого далі метал надходив через перехідну муфту в кристалізатор, у якому був установлений запал, поперечний переріз якого був ідентичний поперечному перерізові порожнини кристалізатора. При заповненні кристалізатора металом уключали тягнучий пристрій. З кристалізатора витягали злиток діаметром 180мм. Швидкість витягування була постійна і складала 5мм/с. Після цього безперервнолитий злиток подавали в камеру повторного охолодження, де за допомогою водно-повітряної суміші його прохолоджували. На виході з камери повторного охолодження температура поверхні злитка складала 0,95×Тн, тобто Тпов.=0,95×950 » 900°С, а температура злитка в центральній зоні » 1320°С. Таким чином, перепад температур по перетині злитка складав 420°С. Для його зниження безперервнолитий злиток пропускали через термостат, у якому всі ділянки злитка знаходилися не менш 5,5хв. За цей час температура його поверхні досягала 1080°С, а температура в центральній зоні понизилася до 1160°С, що укладається в температурний інтервал кування Тк=950-1160°С. Після термостатирування безперервнолитий злиток прокували в чотирибойковому радіально-кувальному пристрої на пресі зусиллям 5МН на поковки діаметром 80мм. У процесі радіального кування ступінь деформації складала 30-45%. Для одержання порівняльних даних одночасно були проведені іспити відомого способу (по прототипі). Результати іспитів представлені в таблиці. Таблиця № досліду Тпов/Тн, один. Вихід придатного металу, % 1 0,8 2 3 4 5 6 прототип 0,9 1,0 1,1 1,2 94 95,5 94,2 90,7 Примітка Кування зупинене, тому що безперервно литий злиток охолонув Відсутність тріщин на поковці -//-//Розриви в осьовій зоні поковки, брак Тріщини глибиною до 6мм на поверхні поковки З отриманих даних випливає, що патентуємий спосіб забезпечує поліпшення якості заготовок і підвищення виходу придатного металу на 3,3-4,8%. Джерела інформації 1. Патент СРСР № 1833580, МКІ В22D11/00, 1990р., ДСК. 2. Патент СРСР №1838977, МКІ В22D11/00, 1990р., ДСП.