Глуходонна сифонна виливниця

Глуходонная сифонная изложница, выполненная прямоугольной в поперечном сечении с переменной толщиной стенок граней, с утолщениями в нижних частях узких граней и на сопряженных с ними участках и с цапфами на широких гранях, о т л и чающаяся тем, что утолщения выполнены на расстоянии до 0.06 высоты изложницы от ее нижнего торца, при этом высота и толщина утолщения соответственно составляет 0,44...0,98 и 0,28 ..0,64 максимальной толщины стенки изложницы. С > со Изобретение относится к черной металлургии, а именно к конструкциям глуходонных изложниц, применяемых для отливки слитков сифоном на многоместных поддонах. Известно, что глуходонные изложницы отливаются в современных специализированных цехах без верхних опок (в открытую и без выпоров). Донная часть изложницы является верхом при заполнении формы чугуном и, как правило, поражена шлаконеметаллическими включениями, усадочными раковинами и пористостью (в особенности в зоне массивных приливов и грузозахватных устройств), что, естественно, отрицательно влияет на теплопроводность чугуна, теплоаккумулирующую и охлаждающую способность донной части изложницы, ее напряженно-деформированное состояние и развитие дефектов, в т.ч. на поверхности донной части слитков. Не менее отрицательное влияние на неоднородность прогрева и напряженно-деформированного состояния донной части изложниц и возникновение дефектов в ней и на поверхности слитка оказывает сифонная проводка, резко замедляющая теплоотвод от изложницы в поддон, а также всевозможные массивные приливы и грузозахватные устройства, расположенные, как правило, по углам и широким стенкам в месте перехода тела слитка в донную часть. Наиболее близкой по существу и достигаемому эффекту к заявляемой является выбранная в качестве прототипа изложница, у которой наружная поверхность в нижней части корпуса на гранях выполнена по форме донной части слитка, а на углах снабжена округлыми приливами в виде расширяющихся книзу конусов. Благодаря этому изложница, днище которой имеет форму трефа, лучше противостоит короблению из-за разности О 13142 температур в стенке при заливке в изложницу металла. Анализ конструкции и температурных полей в стенках, в т.ч. и донной части глуходонной изложницы показал, что при выборе параметров этой и идентичных изложниц не учтен целый ряд факторов, отрицательно влияющих на ее долговечность и развитие дефектов в донной части и качество поверхности слитков: - площадь поверхности донной части из ложницы, где чугун поражен шлаконеметаллическими включениями, усадочными раковинами и пористостью и контактирую щей с поддоном и сифонной проводкой в нем; - степень влияния формы и конструкции приливов и грузозахватных устройств, а так же качества чугуна в донной части изложни цы и площади, занятой проводкой, на неоднородность прогрева и напряженно-де формированное ее состояние, а также теп лоизолирующую способность донной части, развитие дефектов в дне и поверхности слитка. Возникающие в результате этого неоднородные и знакопеременные температурные напряжения по высоте и диаметру донной части приводят к возникновению в узких стенках и донной части слитков трещин. Потенциальная стойкость изложниц не реализуется, так как часть из них выходит из строя по трещинам на более ранних этапах и при более высоком расходе, при этом увеличивается отбраковка слитков из-за трещин по донной части. В основу изобретения поставлена задача: усовершенствовать конструкцию глуходонной сифонной изложницы путем изменения толщины приливов по узкой стенке и углу изложницы в районе донной части, чтобы выравнять теплоотвод от отдельных частей донной части и уменьшить неоднородность температуры и напряженно-деформированного состояния донной части изложницы и прилегающей к ней части стенок и, таким образом, повысить ее механическую прочность. Согласно изобретению в глуходонной сифонной изложнице, выполненной прямоугольной в поперечном сечении с переменной толщиной стенок граней, с утолщениями в нижних частях узких граней и на сопряженных с ними участках и с цапфами на широких гранях, утолщения выполнены на расстоянии до 0,06 высоты изложницы от ее нижнего торца, п0и этом высота и толщина утолщения соответственно составляют 0,44...0,98 и 0,28...0,64 максимальной толщины стенки изложницы. Преимущество такой конструкции глуходонных изложниц заключается в выборе рациональных толщин приливов по узкой стенке и углу изложницы в районе донной 5 части изложницы. На фиг. 1 изображена глуходонная сталеразливочная изложница квадратного сечения для отливки сифоном слитков на многоместном поддоне - продольный раз10 рез, на фиг. 2 - вид сверху. Изложница содержит широкую 1 и узкую 2 стенки, донную часть 3; грузозахват-4 ное устройство 4 (литая цапфа); и прилив 5 по узкой стенке и прилегающей угловой ча15 сти изложницы. Максимальная толщина стенки - 153,5 мм (широкой - 1); диаметр литой цапфы 4 - 230 мм, длина - 145 мм; максимальная высота прилива 5 у стенок 150 мм, минимальная - 70 мм; ширина при20 лива 5 по всей длине узкой стенки - 98 мм; в конце угловой части - 47 мм. Ввод упрочняющих приливов на узких стенках и прилегающих угловых частях обусловлен необходимостью выравнивания теп25 лоотвода от отдельных частей донной части *и уменьшения неоднородности температуры и напряженно-деформированного состо-яния донной части изложницы и прилегающей к ней части стенок. 30 Максимальная толщина и ширина приливов выбраны, исходя из того, что при установке на многоместных поддонах узкие стенки и угол у дна рядом стоящих вокруг центровой изложниц оказываются как бы в 35 замкнутом пространстве с замедленным отводом тепла с их поверхности. Кроме того, через обе узкие стенки и угловую часть проходит проводка из шамотного кирпича, теплопроводность которого значительно ниже, 40 чем у чугуна. При этом шамотная проводка занимает до 20% площади дна, проходя через узкие стенки и до 10% через угол. В связи с этим теплоотвод от донной части узких стенок и углов резко замедляется, со45 здавая условия для их более резкого и интенсивного прогрева при наполнении изложницы сталью и выдержки слитков. Прогретые до более высоких температур эти части изложницы в процессе подготовки к 50 следующей плавке не успевают остыть до рабочей температуры по сравнению с широкими стенками, под которыми не проходит проводка из шамотного кирпича и от которых идет интенсивный теплоотвод через 55 массивные грузозахватные устройства. Не остывшие при подготовке узкие стенки и углы донной части поступают под очередной налив с более высокой температурой, что приводит к более интенсивному повторному ♦ и многократному разогреву. Замедленный 13142 теплоотвод и более интенсивное снижение теплопроводности чугуна за счет превращений микроструктуры приводит к резкому нарушению теплообмена между различными частями внутренней рабочей поверхности 5 донной части изложницы и слитка, способствуют возникновению и развитию различного рода дефектов. Неравномерность прогрева по диаметру стенок и контактирующей с поддоном поверхностью донной ча- 10 сти приводят к возникновению знакопеременных температурных напряжений, способствующих возникновению и развитию трещин по узким стенкам, более тонким и прогретым и, где идут более интен- 15 сивно структурные превращения. Ввод приливов способствует увеличению площади теплоотвода от донной части узких стенок и углов, а также их упрочнению, компенсируя их недостаток из-за проводки 20 и качества чугуна. Анализ эксплуатационных испытаний показал, что толщина прилива у стенки, рав ная 0,98 максимальной толщины стенки, и его ширина, составляющая 0,64 максималь- 25 ной толщины стенки, обеспечивают доста точные прочность и теплоотвод от стенки, исключая тем самым возникновение и раз витие трещины на наружной поверхности стенок и донной части слитка. Увеличивать 30 толщину у стенки более чем на 0,98 и ширину больше чем на 0,64 толщины стенки нецеле сообразно, т.к. это ведет лишь к увеличению массы изложниц при том же эффекте, что и при заявляемых параметрах. 35 По угловой части при той же толщине, что и по узкой стенке, достаточно иметь ширину прилива, равную 0.28 толщины стенки. Увеличивать ширину нецелесообразно, т.к. и в этом случае при том же эффекте, что 40 с заявляемыми параметрами, имеет место всего лишь увеличение массы изложницы. Минимальная толщина прилива составляет по узкой стенке и углу 0,44 толщины стенки 45 и выбрана, исходя из обеспечения достаточной охлаждающей площади и механической прочности прилива. В связи с этим уменьшать его толщину до размера меньше 0,44 толщины стенки нельзя из-за недостаточной их прочности и охлаждающей способности. Увеличивать толщину до равной у стенки нецелесообразно, т.к. это приводит к тому, что угол сопря жения прилива и стенки приблизится к 90° и станет концентратором и источником трещины. Таким образом применение заявляемых параметров приливов по узким стенкам и угловой части позволяет уменьшить отбраковку изложниц из-за трещин у донной части и слитков из-за дефектов на поверхности донной части изложницы. Эксплуатация изложниц заявляемой конструкции осуществляется в соответствии с действующими технологическими конструкциями следующим образом. После подготовки к заливке изложницы подаются в сталеплавильный цех, где заполняются сталью сифонным способом. Через определенное время из изложниц извлекаются слитки и после охлаждения, чистки и установки на многоместный поддон они опять подаются на составе в сталеплавильных цех под повторное наполнение сталью. Благодаря такому решению конструкции глуходонной изложницы, применяемой для отливки сифоном слитков на многоместных поддонах, повышается ее механическая прочность и улучшаются ее технологические свойства, обеспечивающие получение более качественных слитков и снижение удельного расхода изложниц. Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения за счет снижения удельного расхода изложниц и улучшения качества поверхности слитков составит 550 тыс. руб. в год. 13142 Фмг. Фи г. 2 Упорядник Замовлення 4101 Техред М.Моргентал Коректор М. Куль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна. 101