книги из ГПНТБ / Николайчик Н.П. Повышение стойкости изложниц на машиностроительных заводах

более неравномерной будет наружная корочка. Эта ко­ рочка стремится сжаться, а ей препятствует ферроста­ тическое давление столба жидкой стали, находящейся внутри слитка. Поэтому она расширяется, т. е. пласти­ чески деформируется и уходит со стенкой изложницы, расширение которой начинается непосредственно после попадания в нее первых порций стали.

В круглых слитках через 1—2 мин после разливки происходит образование зазора между слитком и излож­ ницей. К этому времени корочка имеет небольшую тол­ щину и ферростатическое давление жидкой стали соз­ дает напряжения, превосходящие предел прочности при высоких температурах, в результате чего на слитках образуются трещины. Внутренние трещины возникают в круглых слитках после извлечения их из изложниц вследствие неравномерного охлаждения различных сло­ ев слитка по сечению; в значительной мере возникнове­ нию трещины способствует наличие внутренних дефек­ тов. С увеличением диаметра слитка растет склонность К' образованию трещин; это ограничивает размеры круг­ лых слитков.

В настоящее время круглые изложницы применяют для получения слитков диаметром, не превышающим 360 мм. Попытки использовать их для слитков больше­ го размера не дали положительных результатов вслед­ ствие повышенной склонности этих слитков к образова­ нию трещин.

восьмигранные изложницы (рис. 2). С увеличением кри­ визны внутренних граней растет скорость охлаждения слитка, а угол между двумя смежными гранями умень­ шается. Вершина угла между соседними выпуклыми гранями является наиболее опасным местом: здесь сталь затвердевает с большей скоростью, вследствие че­ го в металле задерживаются шлаковые и другие неме­ таллические включения. Это часто приводит к возникно­ вению на углах слитков продольных трещин, распростра­ няющихся вдоль ребер.

Кроме неметаллических включений, причиной обра­

11

зования трещин может быть несовершенство конструк­ ции изложницы. Слишком острые углы без необходимых

имели большое число продольных трещин. Однако при­ менение на углах изложниц закруглений в виде галтелий резко сократило возникновение продольных трещин.

Использование многогранных изложниц для отлив­ ки слитков большого диаметра представляет несомнен­ ный прогресс по сравнению с круглыми изложницами. Правильная конструкция многогранной изложницы с выпуклыми гранями и закругленными углами позво­ ляет отливать высококачественные слитки больших раз­ меров без трещин.

12

Многогранные изложницы применяют для получения слитков массой 1—250 т и выше.

Квадратные и прямоугольные изложницы. По своей внутренней конфигурации квадратные изложницы мно­ гообразны— с выпуклыми, прямыми и вогнутыми гра­ нями, волнистые с разлииными закруглениями.

Неудачный выбор сече­ ния квадратных слитков различной массы может привести к образованию трещин.

Многие исследователи занимались изучением причин возникновения го­ рячих трещин в квадрат­ ных слитках. Оказалось, что лучшими в этом смы­ сле, являются изложни­ цы с волнистыми вогну­ тыми гранями и вогнуты­ ми углами.

На рис. 3 представле­ ны основные виды дефор­ мации корочки квадрат­ ных слитков. Наилучшей формой поперечного се­ чения квадратного слитка является контур с волни­ стыми вогнутыми гра­ нями.

Волнистый контур из­ ложницы нельзя выби­ рать произвольно, так как это может вызвать неравномерную кристал­ лизацию стали по пери­

метру слитка. При неравномерной кристаллизации воз­ можно образование корочки различной толщины и воз­ никновение в утолщенных местах больших напряжений. - В результате на слитках появляются продольные трещи­ ны. Влияние неравномерной кристаллизации стали на образование трещин особо четко проявляется при исполь­ зовании изложниц с волнистыми гранями.

13

На рис. 4 показаны отдельные виды квадратных из­ ложниц.

Прямоугольные изложницы применяют для получе­ ния листовых слитков. Отношение большей стороны прямоугольника к меньшей обычно составляет 1,5—3. Чем больше это отношение, тем удобней слиток при про­ катке. Однако срок службы изложниц при этом мень­

ше. Плоские изложни­ цы более склонны к де­ формации и коробле­ нию, что затрудняет раздевание слитков. Для получения качест­ венных стальных слит­ ков и увеличения стой­ кости изложниц отно­ шение большей сторо­ ны прямоугольника к меньшей принимают 1,5—2. Узкие грани ча­ ще всего выполняют выпуклыми, а широкие вогнутыми.

Если отношение сто­ рон более двух, исполь­ зуют изложницы стре­ мя или пятью волнами на широких гранях. На

рис. 5 приведена сквозная изложница прямоугольного сечения.

Сквозные и глуходонные изложницы. Сквозные из­ ложницы бывают уширенными кверху или книзу. Если применяют изложницы, уширенные книзу, то они могут быть сняты со слитка, когда его середина находится еще в жидком состоянии. Раннее раздевание слитков значи­ тельно увеличивает стойкость изложниц.

Изложницы, уширенные кверху, не могут быть сня­ ты до тех пор, пока слиток полностью не затвердеет. После затвердевания слитка изложницу поднимают, пе­ реворачивают, а затем извлекают слиток.

Глуходонные изложницы могут применяться как при сифонной разливке, так и при разливке сверху. При плоском дне отмечалось сильное разбрызгивание пер­ вых порций стали; капли стали окислялись и, попадая

14

на стенки изложниц, образовывали дефекты на поверх­ ности слитка. Поэтому в настоящее время дно излож­ ницы делают вогнутой или - полусферической формы. При разливке сверху первые порции стали образуют

135 1171

небольшое озеро, которое предохраняет сталь от раз­ брызгивания. Сферическое дно при разливке сверху и сифонной разливке изменяет условия кристаллизации донной части слитка и, кроме того, способствует умень­ шению отходов. Для малолегированных сталей это не имеет решающего значения; для легированных, особен-

15

/

но быстрорежущих и инструментальных сталей, сфери­ ческое дно способствует значительному улучшению ка­ чества слитка. Общий вид изложницы с дном представ­ лен на рис. 6. Изготовление таких изложниц трудоемко; они быстро выходят из строя, и, как правило, их при­ меняют при изготовлении высококачественных слитков.

Рнс. 7. Изменение конструкции слитка спокойной стали па заводе «Крас­ ный Октябрь»

Рациональную конструкцию изложницы разрабаты­ вают на основе многолетних и производственных иссле­ дований. В качестве примера на рис. 7 представлена эволюция шеститонного слитка на заводе «Красный Ок­ тябрь». Характеристика этого слитка приведена в табл. 1.

Изложницы с индивидуальным поддоном. Изложни­ цы с таким поддоном изготовляют уширенными кверху и книзу и ■применяют для отливки крупных слитков. Как правило, в такие изложницы разливают металл сверху.

Индивидуальный поддон представляет собой съем­ ное дно, которое для упрощения технологии изготовле­ ния изложницы выполняют отдельно. Вследствие раз­ рушающего действия первых порций стали, заливаемых с большой высоты, поддон выходит из строя значитель­ но быстрее, чем изложницы. В. средней части поддона

16