Спосіб виготовлення шлаковозних чаш

Спосіб виготовлення шлаковозних чаш, який включає підготовку ливарної форми з ливниковою системою та додатком, заливання рідкої сталі в форму через ливникову систему, а останніх порцій сталі через додаток, який відрізняється тим, що через додаток заливають 5-10% від усієї маси сталі, і в процесі заливання сталі через додаток додають порошкоподібні силікокальцій та матеріал, який містить бор, в такій кількості, щоб ввести в сталь 0,03-0,05% кальцію та 0,005-0,007% бору. (19) (21) 2000010286 (22) 18.01.2000 (24) 16.04.2001 (33) UA (46) 16.04.2001, Бюл. № 3, 2001 р. (72) Дворянінов Віктор Олександрович, Краузе Людмила Олександрівна, Курганов Віктор Олександрович, Романов Павло Аркадійович, Гоч Микола Григорович, Чеботарьов Анатолій Петрович, Похілов Юрій Борисович, Нікітін Генадій Миколайович (73) Дворянінов Віктор Олександрович, Краузе Людмила Олександрівна, Курганов Віктор Олекса 36639 цього збільшується небезпека утворення на днищі сітки розпалу, що прискорює руйнування та передчасне відбраковування чаші. Суттєво впливає на зниження міцнісних властивостей металу днища чаші схильність сталі до транскристалізації, що призводить до виникнення значної області стовпчастих кристалів і, як наслідок, до утворення гарячих тріщин. Таким чином, у зв'язку з негативними процесами, які відбуваються в металі днища, якість його нижча ніж усього іншого литва, а показники механічних та пластичних властивостей не відповідають вимогам, внаслідок чого службові властивості чаш знижуються. Ці недоліки відомого способу знижують ефективність його використання. В основу винаходу поставлена технічна задача: удосконалити спосіб виготовлення шлаковозних чаш шляхом зміни структури металу днища, що призведе до поліпшення якості металу, підвищення та стабільності механічних властивостей днища за рахунок чого підвищиться стійкість чаш та зменшаться витрати на їх виготовлення. Суть винаходу полягає в тому, що у способі виготовлення шлаковозних чаш, який включає підготовку ливарної форми з литниковою системою та додатком, заливання рідкої сталі у форму через литникову систему, а останніх порцій сталі через додаток, через який заливають 5-10% від усієї маси сталі і в процесі заливання сталі через додаток у неї додають порошкоподібні силікокальцій та матеріал, який містить бор в такій кількості, щоб ввести у сталь 0,03-0,05% кальцію та 0,0050,007% бору. Нові суттєві ознаки винаходу: 1) через додаток заливають 5-10% від усієї маси сталі; 2) в процесі заливання сталі у додаток одночасно додають порошкоподібні силікокальцій та матеріал, який містить бор; 3) силікокальцію додають стільки, щоб в метал було введено 0,03-0,05% кальцію; 4) матеріалу, який містить бор, додають стільки, щоб в метал було введено 0,005-0,007% бору. Поліпшення якості металу днища чаші, забезпечення стабільних та більш високих механічних якостей, підвищення стійкості чаш та зменшення витрат на їх виготовлення досягається за рахунок "пізнього" модифікування останніх порцій металу, з яких формується днище чаші, тонкодисперсними реагентами (силікокальцієм та матеріалом, що містить бор), що сприяє розкисленню та десульфурації металу і зменшенню зони стовпчастих кристалів в стр уктурі металу днища ча ші. Для модифікування металу може бути використай силікокальцій марок СК10-СК30, в якому міститься 10-30% кальцію згідно з ГОСТ 4762-81. Як матеріал, що містить бор, може бути використано феробор, фероборал, датоліт (концентрат, який містить бор) та збезводнена технічна бура, в якій кристалізаційної вологи не більше 20%. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю усі х суттєви х ознак винаходу і технічним результатом полягає в тому, що тільки використання усіх без винятку ознак в заявлених інтервалах значень дозволяє поліпшити якість металу та механічні властивості днища шлаковозних чаш, а також зме ншити витрати на їх виготовлення, що підтверджують наведені нижче досліди. Для опрацювання оптимальних параметрів способу проводили експерименти при виготовленні шлакових чаш масою 23,5 т. У підготовлену форму з литниковою системою та додатком заливали сталь марки 25Л з температурою 1550°C. Основну масу металу 89-96% або 20,90-22,6 т заливали знизу через литникову систему, а останні порції металу, з яких формується днище чаші, в кількості 4-11% від усієї маси, або 0,90-2,6 т заливали зверху через додаток. В процесі заливання сталі через додаток в неї одночасно вводили тонкодисперсну суміш модифікаторів - силікокальцій марки СК25, який містить 25% кальцію та збезводнену технічн у буру, в якій 20% бора - в вигляді порошкового дроту за допомогою трайб-апарату. Витрати силікокальцію та технічної бури, які додавали в сталь через додаток, змінювали в межах, що забезпечували введення в сталь 0,0250,060% кальцію і 0,004-0,008% бору, це відповідало питомим витратам силікокальцію 1,0-2,4 кг та бури 0,8-1,6 кг на тонну сталі, введеної через додаток, якщо її засвоєння складає 25%. Інші параметри лиття, охолодження і обробку чаш проводили згідно з діючою технологічною інструкцією. Щоб оцінити вплив параметрів технології виробництва чаш на показники якості литва, відбирали проби металу для механічних випробувань та дослідження структури по периметру сферичної частини і з центру днища чаш. Результати експериментів наведені в таблиці. Найкращі результати - однорідність структури, висока ударна в'язкість металу і щонайбільша стійкість чаш при найменших витрата х модифікаторів - забезпечується тільки при реалізації способу в межах параметрів заявленого винаходу (досліди 1-6). Якщо в додаток заливати менш ніж 5% від усієї маси сталі, якість металу днища чаші, погіршується і стійкість чаш значно знижується (дослід 7). Якщо в додаток заливати більш ніж 10% від усієї маси сталі (дослід 8), показники якості металу та стійкість чаш не покращуються. В той же час витрати модифікаторів збільшуються, що негативно впливає на економічні показники даного способу. Якщо вводити в сталь, яку заливають через додаток, кальцію менш ніж 0,030% або бора менш ніж 0,005% (досліди 9, 11, 12, 14, 15), показники якості металу погіршуються, стійкість чаш знижується, що пояснюється низькою ступінню модифікування металу. Якщо вводити в сталь, яку заливають через додаток, кальцію більш ніж 0,05% та бору більш ніж 0,007% (досліди 10, 13, 16), показники якості металу і стійкості чаш не погіршуються, але додаткового технологічного ефекту нема, а економічні показники погіршуються в зв'язку з тим, що витрати модифікатору збільшуються. Впровадження способу виготовлення шлаковозних чаш при інших рівних умовах дозволить при найменших матеріальних і фінансових витратах підвищити стійкість шлаковозних чаш порівняно з відомими способами виготовлення в 1,4-1,6 раз і отримати значний економічний ефект. 2 36639 Таблиця № досліду 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Відомий спосіб Маса металу, який заливали в додаток, % 5 7,5 10 5 7 10 4 11 7,5 7,5 7,5 10 5 10 7,5 7,5 Кількість введеного в метал кальцію, % Кількість введеного в метал бору, % 0,03 0,04 0,05 0,05 0,03 0,04 0,03 0,05 0,05 0,03 0,025 0,060 0,060 0,025 0,025 0,060 0,007 0,005 0,006 0,006 0,007 0,005 0,005 0,005 0,004 0,008 0,007 0,004 0,008 0,005 0,004 0,005 0,021 0,019 0,017 0,020 0,019 0,018 0,032 0,020 0,021 0,021 0,029 0,019 0,018 0,028 0,032 0,020 3,5 0,032 Вміст сірки, % Показники якості металу Величина Площа, яку зони, стовзаймає пчастих газова покристалів, ристість, % % 0,5 0 0 0,5 о 0 о 0 о 10 о 0 15,7 7,6 0,5 0 16,4 1,0 0 1,5 2,0 6,5 9,7 0 0 0 1,5 4,5 18,6 7,4 0,5 0 27,8 9,6 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 Ударна в’язкість, Дж/см 2 Стійкість чаш, нали вів 42,6 44,7 42,4 38,7 40,2 45,6 29,8 41,4 30,3 36,4 32,2 32,9 40,1 32,1 27,8 42,6 262 275 264 260 258 272 185 248 194 256 203 210 262 198 176 263 26,5 165