4. Напряжения в изложницах
В последние годы все шире применяют чугун, модифицированный магнием. Модифицирование чугуна приводит к образованию структуры с глобулярным графитом, что заметно улучшает физико-химические свойства чугуна, повышает его прочность и пластичность, ростоустойчивость и окалиностойкость и, в конечном счете, изложницы изготовленные из такого чугуна имеют повышенную (в 1,5-2 раза) стойкость по сравнению с изложницами из серого чугуна.
Изложницы выходят из строя в результате образования в них трещин из-за высоких термических напряжений и ударов при небрежном обращении, а также из-за появления на внутренней поверхности изложницы вымоин, раковин и сетки разгара. Срок службы изложниц при незначительных затратах может быть повышен, если их ремонтировать, например, заваркой трещин с использованием стальных электродов, что обеспечивает возможность проводить дополнительно до 15 наливов. На рисунке 1 представлена наиболее распространенная конструкция изложницы с прибыльной надставкой для отливки квадратных слитков. Внутренние размеры изложниц примерно соответствуют параметрам слитка. Средняя толщина стенки (мм) по данным отечественных заводов равна: для изложниц квадратного и прямоугольного сечения 25 + 0,2D; круглого сечения 65 + 0,1 Ш и кузнечных 90 + 0,11D, где D - средний диаметр слитка, мм.
Толщина стенки изложницы внизу обычно на 20-60 мм больше, чем вверху. При сифонной разливке толщина дна квадратных и прямоугольных изложниц составляет 100-145 мм, а круглых изложниц обычно меньше (100-110 мм). В дне при сифонной разливке предусматривается отверстие диаметром 200-300 мм с конусностью для установки шамотного стаканчика. При разливке сверху для предотвращения размывания дна изложницы и приваривания слитка в дно вставляют стальную пробку диаметром 150-200 мм. На удельный расход изложниц оказывает влияние отношение ее массы Mи к массе слитка Мс, т. е. Mи/Мс которое уменьшается с увеличением массы слитка: Mи/Мс = 1,2 + 0,25 (1/Мс). Важным фактором, влияющим на стойкость изложницы, является правильная эксплуатация и, прежде всего, продолжительность нахождения в ней горячего металла и способ ее охлаждения. С уменьшением продолжительности пребывания слитков в изложницах они меньше прогреваются и, следовательно, уменьшается время их охлаждения. Минимальная продолжительность выдержки оговорена в соответствующих технологических инструкциях и определяется условиями затвердевания слитка. Охлаждение изложниц осуществляется на воздухе, душированием водой и реже в бассейнах с водой, поскольку этот способ нельзя признать рациональным.
Душирование изложницы необходимо осуществлять после ее охлаждения на воздухе до температуры 200-300° С. После охлаждения приступают к подготовке изложниц к следующей плавке, выполняя их чистку, установку стаканчиков (при сифонной разливке) или пробок (при разливке сверху) и смазку. Изложницы чистят "струей воды высокого давления или металлическими щетками механизированным способом, реже вручную. После чистки изложницы продувают воздухом, и при необходимости проводят отбраковку негодных изложниц , - (с грубой сеткой разгара, выбоинами, неровными торцами и другими дефектами). Очищенные изложницы устанавливают на поддоны. Перед или во время установки изложницы на поддон при сифонной разливке в дно устанавливают стаканчик, изготавливаемый из массы, состоящей из 25% огнеупорной глины и 75% шамотного порошка, затворенной на водном растворе жидкого стекла до консистенции густой сметаны. В этот же момент при разливке сверху в изложнице устанавливают стальную пробку. Для уменьшения приваривания слитка к стенке и улучшения поверхности слитка изложницы смазывают, применяя обычно в качестве смазки кузбасский лак или обезвоженную смолу. Изложницы смазывают при температуре ее поверхности, составляющей 100-160° С, поскольку это обеспечивает равномерное распределение по поверхности лака или смолы. Для сокращения до минимума подтеков смазки на дно на выходе смазки из подводящей трубы устанавливают специальные мелкодисперсные фильтры; подачу смазки прекращают до того, как форсунка доходит до дна изложницы.