Спосіб лиття двошарових чавунних прокатних валків

Спосіб лиття двошарових чавунних прокатних валків, який включає заливання металу робочого шару валка, модифікованого телуром, в кокіль з піщаним теплоізолюючим покриттям на робочій поверхні, витримку для кристалізації робочого шару валка, наступне заливання у форму металу серцевини, який відрізняється тим, що як метал робочого шару валка використовують чавун з коефіцієнтом графітизації К г = 1 – 5, який перед Винахід відноситься до ливарного виробництва, зокрема до виробництва чавунних прокатних валків. Відомий спосіб лиття чавунних прокатних валків у форми [1], що містять кокіль із покриттям на робочій поверхні з застосуванням присадок телуру для збільшення глибини вибілу, у якому витрата телуру Ρ складає Ρ=(0,0015…0,03)СПМ, де С - необхідна глибина вибіленого шару, мм; Π - збільшення вибіленого робочого шару, мм; Μ - маса прокатного валка, т. Проте відсутність урахування товщини покриття на робочій поверхні кокіля і схильності чавуну до графітизації роблять цей спосіб непридатним до використання. Усунення цього недоліку досягається способом одержання чавунних двошарових прокатних валків [2], у якому витрата телуру складає: Te=FRtK, де F - коефіцієнт пропорційності, г/тмм; F=1,15...1...1,35г/т·мм; Rt - товщина піщаного покриття на робочій поверхні кокіля, мм; К - коефіцієнт графітизації, Kг   r  E , де Е - вміст в чавуні елемента, %, r - коефіцієнт відносного впливу елемента; К=С+Si+0,4Ni-0,3Mn-1,2Cr-0,4Mo. Недоліком цього способу є те, що він діє для хімічного складу чавуну і товщини піщаного покриття, змінюваних у вузьких межах і забезпечує одержання винятково чистого вибілу, схильного до тріщиноутворення, у той час як є необхідність в одержанні високоякісних валків із неясним вибілом, відомих як indefinite chill. Крім того, відсутність регламентації тимчасового інтервалу між модифікуванням, що карбідостабілізує, і заливанням може призвести як до демодифікування, так і модифікуванням телуром модифікують феросиліцієм з часовим інтервалом між ними 5 – 10 хвилин, і через 2 – 5 хвилин після модифікування телуром чавун заливають в кокіль із товщиною піщаного теплоізолюючого покриття 1 – 5 мм, при цьому витрати телуру і феросиліцію визначають з наступних співвідношень: QTe  168(Кг  1)  (2,087  1575    0,746  2  0,08  3 ) , , QТе : QFeSi  0,0015  0,002 , де QTe - витрата телуру, г на тонну чавуну; (19) UA (11) 62257 (13)  - товщина шару піщаного теплоізоляційного покриття на робочій поверхні кокілю, мм. C2 QFeSi - витрата феросиліцію, г на тонну чавуну; 3 62257 до перемодифікування, у результаті чого велика можливість одержання або значної кількості вільного графіту в робочому шару або холодних тріщинах відповідно. Модифікування чавуна телуром впливає на процес кристалізації чавуну. При литті валків уведенням телуру в метал домагаються підвищення кількості карбідної фази до необхідного рівня. Крім того, на процес кристалізації істотно впливають швидкість відводу тепла і схильність чавуну до вибілювання. Швидкість відводу тепла у формі визначається, в основному, товщиною теплоізоляційного покриття на робочій поверхні кокіля. Схильність чавуну до вибілювання залежить від хімічного складу і виражається коефіцієнтом графітизації. При малій товщині покриття (від 0,5 до 5мм) і низькому коефіцієнті графітизації (Кг=1...2) кількість одержуваних карбідів практично не відрізняється від необхідного і модифікування телуром є незначним і практично незмінним по всьому протягу даних інтервалів. При покритті від 4мм зміна товщини теплоізоляції практично перестає впливати на швидкість тепловідводу. У той же час чавуни з коефіцієнтом графітизації понад 5 одиниць не застосовуються для лиття валків із вибіленим робочим шаром. Тому для технологічного процесу з підвищеними значеннями теплоізоляції і коефіцієнта графітизації кількість телуру залишається практично постійною. Кількість телуру, що додається, помітно лінійно змінюється тільки для середніх значень товщини покриття і коефіцієнта графітизації (2...4мм і 2...3 одиниць відповідно). Відсутність урахування змінного (в залежності від розміру) впливу цих чинників знижує ефективність дії прототипу, а в ряді випадків робить його застосування неможливим. Присадки телуру без урахування згаданих вище чинників є кількісно завищеними і призводять до утворення надлишку карбідної фази в металі робочого шару. Це сприяє збільшенню усадки й утворенню холодних тріщин на бочках валків, що веде до одержання браку в литті. Технічною задачею цього винаходу є підвищення ефективності модифікування і якості валків. Поставлена технічна задача досягається за рахунок того, що при литті двошарових чавунних прокатних валків у форми, що містять кокіль із піщаним покриттям на робочій поверхні, здійснюють заливання у форму металу робочого шару, модифікованого феросиліцієм і телуром із тимчасовою витримкою між присадкою модифікаторів, що складає 5...10 хвилин, витримку для кристалізації робочого шару, наступне заповнення форми металом серцевини, причому витрату модифікаторів витримують по таких співвідношеннях QTe  168Kг  1  2,087  1575    0,746  2  0,08  3 , , , QTe:QFeSi=0,0015...0,002 де QTe - витрата телуру, г на тонну рідкого металу; QFeSi - витрата феросиліцію, г на тонну рідкого металу; Кг - коефіцієнт графітизації;  - товщина теплоізоляційного покриття на робочій поверхні кокіля, мм, а час від запровадження   4 телуру до заливання металу у форму повинно складати 2...5 хвилин. Витрата модифікаторів по зазначених залежностях дозволяє оброблювати метал робочого шару при будь-яких умовах, використовуваних для лиття двошарових чавунних валків із робочим шаром із хромонікелевого чавуну, тобто при Кг=1...5 і при піщаному покритті товщиною =1…5мм. Згадані значення параметрів є істотно важливими для одержання якісних валків. Феросиліцій, що є графітізатором, розчиняючись у чавуні, створює додаткові центри кристалізації для графітної фази, що виключає утворення великих і призводить до утворення дрібних і рівномірно розподілених графітних включень. Телур, уведений слідом за феросиліцієм через 5...10 хвилин є поверхово активним елементом і карбідизатором. Адсорбуючись на поверхні включень графіту, телур зупиняє їхній ріст, а також впливає як стабілізатор карбідної фази. Встановлено, що при витраті телуру менше розрахункового QTe, його буде недостатньо для пригнічення кристалізації вуглецю у виді графіту при конкретних значеннях товщини покриття на робочій поверхні кокіля і коефіцієнта графітизації металу. Якщо ж витрата телуру перевищить QTe, то може наступити перемодифікування, що веде до утворення надлишкової кількості карбідної фази й одержанню холодних тріщин на бочках прокатних валків. Перевищення феросиліція щодо розрахункового значення QFeSi веде до пригнічення ефекту від модифікування телуром і появі графітних включень у робочому шарі валків. Внесення феросиліцію в кількості меншій QFeSi веде до перемодифікування телуром і одержання тріщин на бочці валка. Значення часового інтервалу від введення телуру до заливки отримане емпірично. При часовому інтервалі менше 2хв. модифікатор не встигає усереднитися по всьому об'єму металу, що може призвести до появи структурних неоднорідностей у вигляді плям з підвищеною кількістю карбідів в структурі. При часовому інтервалі більше 5хв. велика вірогідність демодифікування і отримання структурновільного графіту в робочому шарі. Приклад здійснення способу У форму, що містить кокіль з покриттям завтовшки 3мм на робочій поверхні, заливали чавун із змістом елементів С=2,8%; Si=0,8%; Мn=0,6%; Сr=1,3%; Ni=4,0%; Mo=0,3%; Кг=2,19. Витрата телуру складе: . QTe=1,68(2,19-1)+(2,087-1,575-3)+0,746 32. 0,08 33)=3,915г/т. Витрата феросиліцію буде в межах: QFeSi=3,915/(0,0015...0,002)=2610...1960г/т. Феросиліцій вводився в ківш у дробленому виді і провадилася витримка протягом 5...10 хвилин. Потім телур у виді брикетів вводили на пруті, занурюючи на дно ковша. Заливку метала у форму проводили через 2...5хв. після модифікування його теллуром. Спосіб лиття застосовується при відцентровому і стаціонарному литті двошарових чавунних прокатних валків із робочим шаром із хромонікелевого чавуну на Лутугинському державному нау 5 62257 ково-виробничому валковому комбінаті. Джерела інформації: 1. Гольдштейн Л.Б., Балаклієць І.А. та ін. Авторське свідоцтво СРСР №1337191, кл. В22D25/06, 27/20, 1987, Бюл. №4. Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 2. Будаг'янц Н.А., Гольдштейн Л.Б. та ін. Авторське свідоцтво Російської Федерації №2173234, кл. В22D25/06, 27/20, 2001, Бюл. №25. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601