книги из ГПНТБ / Мерло О.Э. Качество чугунных прокатных валков

Шихту для пламенных печей заготовляют по наряду в последовательности и количествах, определенных расчетом в шихтовом журнале, причем каждую состав­ ную часть шихты взвешивают отдельно.

Загрузку шихтовых материалов через открытый съемный свод начинают с завалки на подину печи чуш­ ковых чугунов и заканчивают укладкой кусков лома валков с зазорами между ними, обеспечивающими рав­ номерное омывание шихты горячими газами в процессе плавления. Плавить следует быстро во избежание лиш­ них потерь тепла и угара. Рекомендуется изучать ка­ чественные характеристики, позволяющие различать входящие в состав шихты материалы по внешнему виду.

После установки съемных сводов на место и пуска печи в работу плавку ведут по графику, контролируя ход теплового режима по показаниям контрольно-изме­ рительной аппаратуры.

после расплавления шихты и до отбора первой техно­ логической пробы расплава для экспресс-анализа. Пе­

Пригодность расплава для заливки форм валков оп­ ределяют по данным экспресс-анализов и осмотром из­ лома технологической пробы на отбел.

Основным критерием пригодности расплава для за­ ливки форм валков служит вид излома плоской или круглой пробы, заливаемой в просушенную песчано­ глинистую форму, установленную на чугунную отбели­ вающую плитку. Практически глубина отбела на пробе должна быть приблизительно вдвое больше, чем на валке при условии соблюдения технологии изготовле­

ния форм для проб и стандартности отбора, заливки и охлаждения технологических проб. По получении от ла­ боратории данных экспресс-анализа производят до­

типа.

Общая длительность плавки, приблизительно рав­ ная 6 ч, делится на два этапа: расплавление в течение 4 ч и доводка с отбором проб, присадкой корректирую­ щих добавок и раскислением в течение 2 ч.

Проведение первого этапа заключается в быстром плавлении шихты с минимальным расходом топлива в результате рационального использования факела пла­ мени в плавильной зоне печи при минимальном угаре химических элементов. Для успешного проведения вто­ рого этапа необходимо иметь подготовленные ферро­ сплавы и раскислитель, содержащий 0,1% 75%-ного ферросилиция, 0,2% плавикового шпата и 0,3% ферро­ марганца.

На формирование рабочего слоя валков, его чистоту, глубину и твердость, наибольшее влияние оказывает суммарное содержание кремния и углерода в расплаве. При низком содержании кремния и повышенном отбеле увеличивают содержание кремния присадкой в рас­ плав по расчету 45%- или 75%-ного ферросилиция. Когда необходимо снизить содержание кремния в рас­ плаве, то на каждые 0,1% кремния присаживают 50 кг известняка или 25 кг плавикового шпата или продува­ ют расплав кислородом (320 л).

том, что расплав отвечает требуемой отбеливаемое™ по пробе, заданному химическому составу и имеет темпе­ ратуру 1400—1430° С. Расплав в ковше подают к пло­

68

щадке для очистки шлака, замера температуры и по­ следнего отбора ковшовой пробы. Если отливают валки из чугуна с пластинчатым графитом, то ковш на­ правляют к кессонам для заливки форм.

Рис. 7. К о в ш с ж и д к и м р а с п л а в о м в кессоне д л я о б р а ­ ботки магнием

Если отливают валки из чугуна с шаровидным гра­ фитом, то жидкий расплав подвергают обработке магни­ ем. Для этого из основного ковша, в котором находится вся плавка, отливают 10—15 т расплава в промежуточ­ ный ковш, нагретый тоже до 400° С, и засыпают кальци­ нированной содой (15 кг).

Обрабатывают чугун магнием ь специальной камере (рис. 7). Устойчивые результаты обеспечиваются в том случае, если процесс обработки магнием происходит быстро в интервале 1360—1380° С, нагрев оснастки длит--

69

ся 5—10 мин и время обработки расплава не превышает 3—5 мин. По окончании обработки чугун переливают из промежуточного ковша в основной, счищают шлак, заливают окончательную пробу и подают ковш к

месту заливки форм.

К моменту выпуска плавки для заливки вал­ ков в кессонах собирают формы, состоящие из не­ скольких элементов: форм нижних шеек в опоках, форм верхних шеек в ко­ килях, форм прибыльной части в опоках-кольцах, форм литников в короб­ чатых или круглых лит­ никовых опоках и футе­ рованных литниковых во­ ронок.

Элементы форм изго­ товляют по графикам с таким расчетом, чтобы к началу периода доводки расплава в печи закон­ чить сборку форм, пред­ назначенных для заливки.

Подготовку формовки начинают с очистки элемен­ тов оснастки, их обработанных поверхностей и замко­ вых частей, протирки моделей смесью керосина с гра­ фитом и смачивания перед формовкой раствором огнеупорной глины поверхностей оснастки, соприкасаю­ щихся с формовочным составом.

70

Наиболее сложным в изготовлении элементом фор­ мы считается форма нижней шейки с подводом литни­ кового питателя по касательной к нижней части трефа, выполненная в опоке на подмодельной плите с замко­ выми выточками, центрирующими модель. Формовоч­ ную смесь уплотняют пневматическими трамбовками до плотности 90 ед. по стандартному твердомеру. Опоку накрывают поддоном, прикрепляют к опоке скобами и переворачивают (рис. 8).

Вбольшинстве случаев верхнюю шейку формуют в верхней части кокиля. Для этого кокиль устанавливают по замковым выточкам на подмодельную плиту, в ко­ торой укреплен шпиндель с моделью верхней шейки. Одновременно в кольце-опоке, установленной на ко­ киль, формируют прибыльную часть формы.

Влитниковых коробчатых опоках, уложенных в горизонтальном положении на стеллажах формовочного плаца для формовки по моделям, или в литниковых

трубах, установленных вертикально, формуют литнико­

Внутреннюю поверхность кокиля очищают вращаю­ щейся стальной щеткой до металлического блеска, ок­ рашивают с помощью распылителя и сушат.

Выходные отверстия литниковых воронок для не­ больших форм формуют по модели на подмодельной плите. Внутреннюю поверхность кожухов воронок для крупных форм футеруют шамотной лещадкой, выло­ женной на огнеупорном растворе (см. рис. 5).

Чугунные прокатные валки отливают только в сухих формах. Сушат все элементы формы в камерных суши­

71

лах по строгому температурному режиму, отклонения от которого приводят к снижению качества отливки или

браку.

Высушенные элементы формы, охладившиеся до температуры не ниже 70° С, поступают в кессоны для сборки. Собираемые элементы форм должны точно центрироваться по замковым выточкам и плотно приле­ гать по плоскостям соединения.

Перед сборкой элементы формы осматривают, про­ веряют их размеры и качество просушки.

Опоку нижней шейки устанавливают в кессоне по уровню. На нее по замковой выточке устанавливают ко­ киль. Дальше следует установка кольца-опоки верхней шейки и прибыльной надставки, если это предусмотрено технологией. После очистки фланцев устанавливают литниковую трубу и воронку, которые скрепляют скоба­ ми так, что они образуют общий литниковый канал. Литниковый канал проверяют опусканием в него низ­ ковольтной лампочки. При этом фланец установленной воронки должен быть выше собранной формы (рис. 9). На рис. 9 показаны разрезы собранных форм для не­ которых видов отбеленных валков с буквенными обо­ значениями размеров отдельных элементов валков и форм.

После сборки все формы обязательно очищают инжекционным пылесосом.

Жидкий чугун для отливки валков с пластинчатым графитом выдерживают в ковше до температуры 1300° С и подают к площадке для счистки шлака, отбора последней технологической пробы и окончательного за­ мера температуры.

Если из одного ковша заливают несколько валков, то начинают заливку с форм, имеющих при наибольшей длине валка наименьший диаметр бочки.

П

Рис. 9. Формы для заливки валков:

а — трубопрокатного; б — правильного; в — листопро­ катного; г — сортопрокатного

Разливочный кран с жидким расплавом подают к форме и по команде мастера направляют струю через носок ковша в литниковую воронку, поддерживая по­ стоянный напор, обеспечивающий вращение чугуна в форме.

После заполнения формы бочки валка скорость за­ ливки снижают, а после заполнения формы верхней шейки валка заливку прекращают и засыпают на по­ верхность залитого чугуна экзотермическую смесь. При­ быльную часть валка заливают через верх ваграночным чугуном, имеющим температуру выше 1320° С. В даль­ нейшем прибыль питают жидким чугуном через 20— 30 мин после заливки или подогревают газовой горел­ кой в течение 3—4 ч.

Время остывания валков в форме от заливки до раз­ борки установлено: для I—VII, VIII групп — 70 ч\ II— IX групп — 50 ч; III, IV, V групп—40 ч и V, VI групп—

24 ч; до 3 т— 18 ч и до 1 т— 8 ч. Технология заливки листопрокатных валков с невыраженным отбелом отли­ чается присадкой в процессе заливки на струю металла молотого 75%-ного ферросилиция для создания рабо­ чего слоя с равномерным распределением графитных включений и твердостью, предусмотренной требования­ ми технологии прокатного производства.

Из расплавов, обработанных магнием, отливают валки с отбеленным рабочим слоем без переходной зо­ ны или с переходной зоной (рис. 10, а).

При отливке отбеленных валков с шаровидным гра­ фитом без переходной зоны способом полупромывки, после заполнения формы валка до верхней шейки для формирования рабочего слоя, заливку прекращают и делают выдержку, длительность которой изменяют в

74

ют тем же жидким чугуном, но в струю подают моло­ тый 75%-иый ферросилиций в количестве 15 кг на тонну. Это количество изменяют в зависимости от содер­ жания кремния в расплаве с расчетом получения в серд­ цевине валка 1,6—1,8% Si.

Рис. 10. Технологические приемы отливки валков:

а — полупромывка; б — промывка

Отливка листопрокатных валков с шаровидным гра­ фитом с переходной зоной способом промывки отлича­ ется тем, что после перерыва заливают в сердцевину валка высококремнистый магниевый чугун, содержа­ щий 5—6% кремния вследствие добавления в его рас­ плав 75%-ного ферросилиция. В этом случае, в резуль­ тате остановок заливки, выдержек, толчков и промывки

осуществляют формирование переходной зоны от чисто­ го отбеленного слоя к серой сердцевине валка.

Листопрокатные валки с рабочим слоем высокой твердости отливают двухслойными с отбеленным рабо­ чим слоем из высоколегированного чугуна. Процесс из­ готовления таких валков очень сложен, а технология за­ ливки требует особого внимания при приготовлении расплавов в двух плавильных агрегатах.

Высоколегированный расплав, предназначенный для формирования рабочего слоя, приготовляют в плавиль­ ной печи. Химический состав этого расплава, кроме пе­ речисленных ранее элементов, содержит 3,5—4,5% ни­ келя, 0,5—0,7% хрома и 0,3—0,4% молибдена. Рабочий

форм наплавить достаточное количество чугуна с повы­ шенным содержанием кремния для промывки сердцеви­ ны валка, обеспечивающей прочность валка, мягкость сердцевины бочки, шеек и трефов (см. рис. 10,6).

После заливки формы высоколегированным распла­ вом до уровня промывной летки делают выдержку, не­ обходимую для кристаллизации отбеленного слоя из расчета 15 сек на каждую тонну залитого металла. Промывку ваграночным расплавом начинают малой струей и заканчивают с таким расчетом, чтобы на каж­ дую тонну отлитого валка приходилось 30 сек из общей продолжительности промывки. Летку закрывают и даль­ ше производят операции, предусмотренные обычной технологией заливки валков.

Период остывания валков этого типа играет особо важную роль, так как весьма различны объемные из­

76