Спосіб отримання крупних заготовок на машинах неперервного лиття заготовок

Реферат: Спосіб отримання крупної заготовки на машині безперервного лиття заготовок включає безперервну подачу і охолоджування рідкої сталі в кристалізаторі. Одночасно з рідкою сталлю в кристалізатор вводять металевий стержень з довільною формою поперечного перерізу (круг, квадрат). UA 82866 U (12) UA 82866 U UA 82866 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сталеплавильного виробництва, зокрема до отримання заготовок на машинах безперервного лиття заготовок (МБЛЗ). Однією з проблем отримання заготовок на МБЛЗ є виникнення в кінцевому продукті після рекристалізації внутрішніх осьових дефектів (пористості, рихлості, тріщин). Як причини утворення цих дефектів вказують на не раціональний режим розливання сталі і виникнення внутрішніх напружень внаслідок цього. Відомий спосіб виробництва крупних заготовок (блюмів, слябів) із злитків, що отримуються шляхом розливання рідкого металу у виливниці (Ф.А. Ксензук и др… Прокатка автолистовой стали.- М.: Металлургия, 1969. - С. 33-35, рис. 5). Недоліком цього способу виробництва крупних заготовок є велика витрата металу в обріз і великі витрати на переділ в системі рідка сталь-заготовка. Найбільш близьким по сукупності ознак, які заявляються, є спосіб отримання крупних заготовок на поєднаному агрегаті лиття заготовок (МБЛЗ), що включає безперервне інтенсивне охолоджування рідкої сталі в кристалізаторі, формування твердої кірочки заготовки і подачу заготовки, що виходить з кристалізатора, на прокатні стани (А.Н. Смирнов и др. Процессы непрерывного литья.- Донецк, ДонНТУ, 2002. - С. 226, рис.3.19). Недоліком цього способу виробництва є виникнення в процесі охолоджування заготовки в кристалізаторі внутрішніх дефектів у вигляді осьових пористості, рихлості, тріщин, які не усуваються при подальшій прокатці (А.Н. Смирнов и др.Процессы непрерывного лиття – Донецьк: ДонНТУ, 2002. - С. 367, 375, 382, рис. 6.2). В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу безперервного лиття заготовки на МБЛЗ, який дозволяє зменшити (усунути) осьові пористість, рихлість, тріщини в центральної області заготовки, призначеної для подальшої прокатки. Поставлена задача вирішується тим, що включає безперервну подачу і охолоджування рідкої сталі в кристалізаторі, одночасно з рідкою сталлю в кристалізатор вводять металевий стержень з довільною формою поперечного перерізу (круг, квадрат). Суть корисної моделі пояснює креслення (фіг. 1-3). На фіг.1 показано проміжний ківш 1 (промковш), в який через захисну трубу 2 подають рідку сталь 3 (з відомого розливального ковша); рідка сталь 3 через дозатор 4 і заглибний стакан 5 переливається в охолоджуваний кристалізатор 6, в якому формується заготовка (починається процес утворення кірочки); одночасно з рідким металом 3 в кристалізатор 6, за допомогою відомого роликозгинального пристрою 8, подають металевий стержень 9, який проходить усередині стопорного пристрою10. На фіг. 2 показано фрагмент кристалізатора 6 із сталлю, що твердіє, по прототипу, де затверділа кірочка 11, рідка центральна частина злитка-заготовки 12 і осьовий (центральний) елемент розплаву13, на який діють розтягуючі напруження ς (14). На фіг. 3 показано фрагмент кристалізатора 6 за пропонованим способом із кірочкою, що твердіє, 11, з рідкою центральною частиною злитка - заготовки 12, елементом 15 розплаву, який розташовано на поверхні стержня 9, на який діють розтягуючі напруження ς і стискуючі напруження ς1 (16 і 17 відповідно). Таким чином, металевий стержень 9 (з хімскладом рідкої сталі або іншим хімскладом), з температурою істотно меншої температури рідкої сталі (наприклад, з температурою довкілля зовні промковша) переміщається разом з металом по висоті кристалізатора і далі, у взаємодії з рідким металом і робить відповідний вплив на формування макроструктури заготовки на завершальній стадії твердіння серцевини металу. При твердінні металу заготівки 7 за способом прототипу (фіг.2) на елемент 13 рідкої сталі 12 діють розтягуючі напруження ς (14). Виникнення цих напружень обумовлене твердінням кірочки і зменшенням при цьому об'єму даної ділянки заготівки. При цьому метал, що твердіє, "затягує" в свій шар частки металу з нестабільного рідкого шару металу "відриваючи" їх від сусідніх, гарячіших шарів. Руйнування цих зв'язків відбувається в результаті дії поперечних розтягуючих напружень ς (14). У міру твердіння металу, нарощування товщини кірочки і зменшення товщини шару рідкої серцевини, величина розтягуючих напружень ς зростає. Досягши значень границі плину ςт металу відбувається руйнування металу з виникненням осьових пористості, рихлості, тріщин. Отже, наявність нестабільної системи і перехід металу з одного стану (рідкого) в інший стан (твердий) призводить до виникнення поперечних розтягуючих напружень ς (14), що призводять, в певних умовах, до утворення дефектів різного типу. У пропонованому способі отримання крупних заготовок на МБЛЗ, при введенні в кристалізатор стержня 9 (фіг. 3) створюються нові, не відомі раніше, умови твердіння металу в процесі руху заготівки 7, унаслідок появи нової твердої фази (поверхні) стержня 9 з температурою істотно меншою, ніж температура рідкої сталі, відносно якого також відбувається 1 UA 82866 U 5 10 15 20 кристалізація рідкого металу. За наявності стержня 9, окрім поперечних розтягуючих напружень ς (16), виникає протилежно направлені напруження стискування ς1 (17) (у напрямі до стержня), які зменшують напруження розтягування ς (16) і, разом з цим, зменшують вірогідність руйнування металу (тобто досягнення границі плину ςт). Пропонований спосіб здійснюють таким чином. З відомого сталерозливального ковша (на фіг. 1 не показаний) рідку сталь 3 через захисну трубу 2 подають в промковш 1, з якого рідка сталь 3 через дозатор 4 і заглибний стакан 5 переміщується в кристалізатор 6, де формується крупна заготовка 7, що йде на прокатні стани різного типу. Одночасно з рідкою сталлю в кристалізатор, за допомогою роликозгинального пристрою 8 подають стержень 9 довільної форми поперечного перерізу (круг, квадрат і т.п.). Стержень 9 транспортують в рідку сталь кристалізатора 6 через стопор 10, якщо такий є в конструкції МБЛЗ, або через захисну трубу. Унаслідок молекулярної і хімічної взаємодії стержень 9 переміщується разом із заготовкою 7 з однаковою швидкістю, впливаючи на макроструктуру зливка-заготовки відповідно до схеми, розглянутої вище (фіг. 3). Використання стержня 9 в пропонованому способі отримання заготовки на МБЛЗ дозволяє зменшити шкідливу дію поперечних розтягуючих напружень ς на макроструктуру заготовки. Розмір стержня 9 в поперечному перерізі може бути прийнятий в межах d (a)=(0,04…0,25)H, де d - діаметр стержня; а - сторона квадрата; Н - сторона заготовки 7. Числовий коефіцієнт (0,04…0,25) залежатиме від марки сталі, швидкості розливання металу, способу подачі стержня і тому подібне. Таким чином, в порівнянні з прототипом, отримання заготовок на МБЛЗ способом, який запропоновано, забезпечує підвищення якості макроструктури заготовок за рахунок зменшення (усунення) осьової пористості, рихлості, тріщин, зменшує витрату металу, підвищує вихід придатного металу по всьому циклу виробництва прокату. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб отримання крупної заготовки на машині безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), що включає безперервну подачу і охолоджування рідкої сталі в кристалізаторі, який відрізняється тим, що одночасно з рідкою сталлю в кристалізатор вводять металевий стержень з довільною формою поперечного перерізу (круг, квадрат). 2 UA 82866 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3