Слитки и изложницы

Тришевский И.С., Панич Б.И., Николаенко Н.А.

Киев, 1959 г.

Технические условия на отливку изложниц

На каждом металлургическом заводе принят определенный химический состав чугуна, из которого изготовляются изложницы. Этот  химический состав несколько отличается от рекомендуемого Техническими условиями 272, утвержденными Министерством черной металлургии СССР 3.IV 1944 г.

Из данных табл. 18 видно, что имеются случаи, когда изложницы, изготовленные из чугуна одинакового химического состава, на одном заводе относят к 1-му сорту, а па другом—ко 2-му. На заводе им. Петровского изложницы с содержанием серы более 0,1296 бракуются, а на «Запорожстали» и Кузнецком металлургическом комбинате они считаются годными.

Исследованиями, проведенными на заводе им. Кирова, доказано, что изменение химического состава чугуна изложниц в пределах, предусмотренных Техническими условиями 272, не даст существенного повышения стойкости. Поэтому рекомендовать какой-то оптимальный химический состав чугуна для изложниц различных типоразмеров и находящихся в различных условиях эксплуатации нельзя. Однако регламентировать пределы содержания элементов совершенно необходимо, так как многолетний опыт показал, что нарушение этих пределов всегда приводит к резкому снижению стойкости изложниц.

Общеизвестно, что в зависимости от скорости охлаждения чугунные отливки приобретают различную структуру при одинаковом химическом составе.

Крупные изложницы с перлитной структурой чугуна быстро поражаются продольными трещинами. Изложницы со структурно свободным цементитом растрескиваются при первых же наливах. Поэтому не случайно до введения бандажирования наиболее желательной считалась ферритная структура чугуна.

В настоящее время благодаря бандажированию изложниц разрушение их продольными трещинами резко уменьшилось. Основными причинами выхода изложниц из строя стали выгары и разгары. В связи с этим сейчас особое значение приобретает вопрос о выборе структуры, устойчивой против разгаров и выгаров.

Изложницы отливаются в основном из ваграночного чугуна и отчасти из первичного (передельного или литейного).

При отливке изложниц из ваграночного чугуна необходимо стремиться к повышенному содержанию в нем углерода. На основе опытов и статистической обработки материалов о стойкости изложниц [8] установлено, что оптимальное содержание углерода в чугунах для изложниц весом 5- 10 т составляет 3,8% при таком общем химической составе (в проц.):

Содержание серы здесь не оговорено, но многочисленные данные свидетельствуют о необходимости всемерного его снижения.

Исследованиями, выполненными на заводе «Запорож сталь», установлено, что увеличение содержания серы с; 0,05-0,06 до 0,09-0,1% приводит к значительному снижению стойкости изложниц.

Здесь же были поставлены опыты по обессериваник жидкого чугуна для отливки изложниц путем введения сод!. п напучены положительные результаты.

На Магнитогорском металлургическом комбинате при изготовлении изложниц из первичного чугуна принимаю! меры к уменьшению содержания серы до 0,06% |6|.

На зарубежных заводах также строго ограничиваю г верхний предел содержания серы в чугуне для изложниц Так, в Англии этот предел равен 0,08%.

Таким образом, необходимо любыми средствами снижать содержание серы в чугунах. Одним из способов обессеривания является перемешивание жидкого первичного чугуна с тонко помолотой известью в барабанных печах в течение 15-30 мин. Расход извести при этом составляет 1 % от веса чугуна. Емкость барабанных печей достигает 30 т.

Этот способ, получающий сейчас распространение, позволяет снизить содержание серы в чугуне с 0,1 до 0,01 %.

Содержанию фосфора в чугуне для отливки изложниц не уделяют столько внимания, сколько содержанию серы. Техническими условиями предусмотрено содержание фосфора до 0,25%. Следует отметить, что за рубежом регламентированный верхний предел содержания фосфора значительно ниже.

С точки зрения улучшения литейных свойств чугуна содержание фосфора в пределах 0,20- 0,25% полезно, так как фосфор способствует получению чистой внутренней поверхности изложниц и уменьшает изотермический линейный рост чугуна.

Содержание кремния в чугуне для изложниц колеблется и пределах 1,0-2,8% и определяется содержанием углерода и характеристикой литейной формы.

Структура чугуна должны быть феррито-перлитной. Есть основания предполагать, что изложницы с содержанием феррита более 80% должны обладать повышенной стойкостью, так как они лучше переносят односторонний нагрев.

Имеются также данные, что повышенной стойкостью обладают изложницы, внутренние слои которых имеют перлитную основу, а наружные —ферритную [15].

При отливке изложниц в разовые формы образуется сорбитообразный перлит, равномерно распределенный по сечению.

Такая структура устойчива против образования продольных трещин. Однако сейчас, после введения бандажирования, более актуальна задача предотвращения поперечных трещин. Бороться с ними можно путем применения либо феррнтного чугуна с мелким графитом, либо сверхпрочного чугуна с шаровидным графитом.

Большое значение имеет также качество поверхности изложниц. После удаления остатков формовочной смеси пи на внутренней, ни на наружной поверхности не должно быть углублении, ужимин, спаев, раковин, трещин, искривлений и т. п. Даже небольшие ужимины на наружной поверхности изложниц, являющиеся следствием дефектов литейной формы, зачастую приводят к быстрому образованию трещин (рис. 38).

Необходимо избегать исправлений внутренней поверхности изложниц, разрушающих литейную корочку. Исследования, проведенные на заводе «Азовсталь», показали, что разрушение более 20% поверхности литейной корочки снижает стойкость изложниц с 50 наливов до 10-20.

В зарубежной литературе также сообщается, что наличие первичной пленки существенно замедляет разрушение основной массы изложниц . К сожалению, механическая обработка внутренней поверхности изложнице целью удаления наростов и других дефектов применяется па большинстве заводов.

Заводскими техническими условиями предусматривается заварка раковин, которые возникают вследствие нарушения технологии производства изложниц.