Файл: Николайчик Н.П. Повышение стойкости изложниц на машиностроительных заводах.pdf

ценный жидкой смесью. На рис. 47 представлены такие пробы. О подвижности смеси судят по диаметру расплыва конуса после быстрого его снятия с ЖСС. При диа­ метре расплыва конуса 380—400 мм считают, что смесь обладает хорошей подвижностью.

Затвердевание смеси начинается вскоре после залив­ ки в формы; одновременно происходит интенсивное по­ вышение прочности на сжатие. Подвижность смеси, а также время затвердевания можно регулировать в широ­ ких пределах. Обычно извлечение моделей из форм про­

установку их в формы рекомендуют осуществ­ лять при достижении прочности на сжатие 150кН/м2 (1,5 кгс/см2) .

Формы и стержни, изготовленные из ЖСС,

характеризуются высокой пористостью и газопроницае­ мостью. Это создает благоприятные условия для вывода газов и устраняет опасность образования газовых рако­ вин и других дефектов. В то же время высокая газопро­ ницаемость форм и стержней, изготовленных из ЖСС, определяет необходимость тщательной их покраски для получения изложниц с необходимой чистотой поверхно­ сти. При изготовлении форм и стержней из ЖСС реко­ мендуют применять металлические модели и стержневые ящики.

Внедрение этого способа производства изложниц на отдельных заводах не дало положительных результатов, и прежде всего из-за неполного решения вопроса: стерж­ ни изготовляли из ЖСС, а формы — из самых различных материалов. При выбивке изложниц происходит переме­ шивание смесей и их больше нельзя использовать. В этом случае увеличивается расход материалов, а зна­ чит и себестоимость изложниц.

Между тем практикой передовых заводов установле­ но, что отработанные ЖСС могут быть регенерированы

87

мокрым или сухим способом. Для мокрой регенерации используют существующие в практике литейного произ­ водства регенерационные установки, для сухой — разра­ ботана и создана специальная несложная установка. После регенерации отработанную ЖСС можно вводить в

состав смесей в количестве 70—80%.

Недостаточная механизация, отсутствие на ряде пред­ приятий гидрокамер и других механических устройств повышают трудоемкость работы обрубщиков и не спо­ собствуют успеху при внедрении этого способа литья из­ ложниц.

Успешно применяются из ЖСС на металлургическом заводе «Запорожсталь» и на Орско-Халиловском метал­ лургическом комбинате, но и на этих предприятиях ис­ пользуют не все резервы. На них еще много применяют ручного труда, а этот способ изготовления изложниц позволяет не только механизировать, но и автоматизи­ ровать процесс производства изложниц.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ФОРМЫ

Использование комбинированных форм при произ­ водстве изложниц весьма целесообразно, так как снижа­ ет трудоемкость изготовления форм и стержней. При этом способе из смесей изготовляют только кожухи и стержни, а поддоны и верх опок делают постоянными из чугуна (см. рис. 42). Применение кокилей для поддонов и верхов устраняет трудоемкую операцию их набивки.

Применение комбинированных форм позволяет значи­ тельно упростить технологию изготовления изложниц, экономить формовочные материалы, повысить производи­ тельность труда и снизить себестоимость изложниц.

ОСОБЕННОСТИ ОТЛИВКИ КРУПНЫХ изложниц

Крупные изложницы для ковочных слитков массой 60—-200 т часто выходят из строя преждевременно, вслед­ ствие образования продольных трещин. На наружной поверхности таких изложниц имеются литые чугунные по­ яса в виде буртиков. Подвод чугуна в форму осуществля­ ют по четырем стоякам и 12 горизонтальным каналампитателям. Диаметр стояка 75 мм. Цапфы—литые чугун­ ные диаметром 340 мм. Для упрочнения в них вставлены железные стержни диаметром 100 мм, имеющие со сто­

88

роны стенки зазубрины, обеспечивающие лучший контакт с общей массой чугуна.

Кладку формы осуществляют в опоках размером ЗХ

150 мм. Чугун для за­ ливки форм получают в мартеновских печах, для питания

изложниц после заливки — в переносной вагранке про­ изводительностью 0,7 т/ч. Температура выпуска чугуна из вагранки 1350— 1400° С. Заливку форм изложниц осу­

89

ществляют из двух стопорных сТалёразливочнЫх ковШей с некоторой выдержкой в них чугуна, так что температу­ ра заливки форм примерно равна 1200—1250° С. Заливку проводят в течение 8— 10 мин. Питание осуществляют из ручных ковшей при 1280—1300° С. Продолжительность питания 1—3 ч (в зависимости от размеров изложницы и прибыли, а также от температуры заливки). При этом дополнительный расход чугуна составляет 1—3 т.

В виде опыта были отлиты крупные изложницы тако­ го же развеса из доменного чугуна первой плавки, кото­ рые дали положительные результаты.

Установка бандажей на крупных изложницах повы­ шает их стойкость, так как в значительной мере устраня­ ет брак по продольным трещинам.

Проводились и такие опыты — крупные изложницы с небольшими трещинами стягивались цельными кованы­ ми кольцами или разборными стальными хомутами, скрепленными с помощью болтов. Но это не дало поло­ жительных результатов. После каждого налива трещина увеличивалась и через два — три налива изложница вы­ ходила из строя.

В целях облегчения механической обработки на мел­ ких средних и крупных изложницах нижние бандажи не­ обходимо устанавливать на чугунные подкладки высотой 30—40 мм или их соответственно укреплять. Между под­ доном и бандажом образуется зазор 40 мм, который и заполняется чугуном.

ПРОИЗВОДСТВО СРЕДНИХ И КРУПНЫХ ИЗЛОЖНИЦ НА нкмз

На Ново-Краматорском машиностроительном заводе им. Ленина изготовляют самые разнообразные по конст­ рукции и назначению изложницы: кузнечные и листовые. Листовые изложницы для крупных слитков имеют конус­ ность внутреннего и наружного контура по 25 мм на сто­ рону, причем размеры со стороны поддона больше, чем со стороны прибыльной надставки.

Так как изложницы формовали в почве, то по ранее существовавшей технологии за основу принимали наруж­ ную конусность изложницы и формовку осуществляли широкой частью вверх. При этом способе отливки стер­ жень, выполняющий внутреннюю полость изложницы, имел уширение кверху по 25 мм на сторону.

90

При заливке изложницы металл, поднимающийся вверх, прижимал шлак к стенкам стержня, так как каж­ дое верхнее сечение было меньше нижнего. При этом способе отливки большинство изложниц имело много дефектов на внутренней (рабочей) поверхности.

Для улучшения качества изложниц коллективом ин­ женерно-технических работников НКМЗ была разрабо­ тана технология, по которой верхом отливки служил то­ рец изложницы со стороны прибыльной надставки. Такой способ формовки значительно повысил качество отливае­ мых изложниц. В процессе заполнения формы шлак сво­ бодно поднимался, а конусность стержня устранила при­ чину прилипания шлака к его стенкам. Однако при этом способе формовки снизилась производительность. Для увеличения производительности была применена разъем­ ная модель изложницы, которая дала возможность заме­ нить кирпичную кладку набивкой формы формовочной смесью, что позволило быстро и свободно удалять мо­ дель из формы.

Верхом отливки при формовке по разъемной модели остался торец изложницы со стороны прибыльной над­ ставки.

На рис. 49 представлена схема разъемной модели из­ ложницы, которая состоит из семи основных частей и отъемно-разрезной нижней «юбки». Отъемные части кре­ пятся вытяжными стальными штырями (Ст. 3) диамет­ ром 25 мм и металлическими поясами на болтовом сое­ динении, которые снимаются в процессе набивки формы.

По окончании набивки всей формы сначала удаля­ ют «пробку» — часть модели 1, затем в свободное прост­ ранство выводят и удаляют поочередно отъемные части модели 2—7. После этого таким же образом извлекают цапфы и нижнюю «юбку», состоящую из семи частей.

Применение разъемной модели, кроме увеличения производительности труда, дало возможность сэконо­ мить 1000 шт. кирпича на одной отлитой изложнице и 400 кг чугуна, необходимого на отливку арматуры под кирпичную кладку.

их малая высота при сравнительно больших поперечных сечениях и толщине стенки, Конусность стенки 100 мм.

91

Это позволило выполнить формовку по чистой модели. Модельный комплект состоит из одной модели и трех стержневых ящиков, выполняющих цапфы и маркировку изложницы.

Формовку осуществляют в бронированном кессоне в следующем порядке: на подготовленную постель уста-

Рис. 49. Схема разъемной модели изложницы

навливают модель и забивают ее формовочной смесью по наружному контуру с толщиной облицовочного слоя 80— 100 мм на высоту 800— 1000 мм. Уплотнение формо­ вочной смеси производится при помощи пневматической трамбовки. Затем на дно формы в знаковую часть уста­ навливают обмотанную соломенным жгутом трубу диа­ метром 1500 мм с отверстиями и набивают внутреннюю полость модели. По мере забивки внутренней части мо­ дели по высоте прокладывают литые кольца. Кольца раскрепляются стойками из труб. Первую забивку внут­

92

ренней части модели осуществляют также иа высоту 800—1000 мм, после чего снова набивают наружную, часть формы и так поочередно продолжают формовку до полной высоты формы.

Модель извлекают из формы при помощи четырех подъемников, прикрепленных в модели к раме, состоя­ щей из дубовых брусьев и расположенной в нижней ча-

Рис. 50. Собранная форма изложницы:

■/ — легкоотделяемая лепешка; 2 — экзотермические прибыли; 3 — стояк

сти модели. Большая толщина стенки создает простран­ ство в форме, позволяющее формовщику осуществлять отделку, шпиловку и окраску формы.

Сушат форму два раза переносными сушилами, ра­ ботающими на генераторном газе. Режим первой сушки: подъем температуры до 360-—380° С со скоростью 40 град/ч. Вторая сушка:, подъем температуры до 180— 200° С со скоростью 60 град/ч. Общая продолжитель­ ность сушки 58 ч. Степень просушки проверяют влагоме­ ром. Глубина просушки должна составлять не менее 70 мм.

Изложницы отливают из чугуна следующего состава, %: 3,2—3,8 С; 1,0— 1,7 Si; 0,6— 1,0 Mn; 0,15 Р; 0ѴШ S.

93

Состав шихты: бой изложниц 30% и чушковый чу­ гун гематитовый ЛК 3 и ЛК 4 70% •

Температура выпуска из вагранки 1360— 1340° С, температура заливки 1250—1230° С. Заливку осущест­ вляют из двух ковшей емкостью 40 и 70 т через литнико­ вую систему, подведенную по касательной, питатели расположены в два яруса.

Для сокращения срока остывания изложницы в фор­ ме применяют принудительное охлаждение, которое осу­ ществляется путем заливки воды в патрон. Вода, прони­ кая через отверстия в трубе в формовочную смесь, до­ стигает зоны высоких температур и превращается в пар, что и способствует быстрому охлаждению отливки.

Вышеописанная технология позволила сократить цикл изготовления изложниц более чем в два раза.

Изложницы, изготовленные по такой технологии, со­ ответствуют чертежным размерам, имеют чистую по­ верхность и хорошее качество.

На НКМЗ питание крупных изложниц осуществляет­ ся кольцевыми прибылями — легкоудаляемыми. Для об­ разования легкоудаляемой прибыли предусмотрены вер­ тикальные стержни — лепешки, разделяющие кольцевую прибыль на восемь частей. По основанию прибыль отде­ ляется от отливки горизонтальными лепешками, кото­ рые устанавливают в знаки, выполненные в форме и стержне. Удаление прибылей осуществляют в цехе при обрубке. Легкоудаляемая прибыль составляет 1/6—1/7 часть общей высоты изложницы.

На некоторых заводах, изготовляющих крупные из­ ложницы, до настоящего времени для питания отливок применяют кольцевые прибыли, которые затем отрезают на металлорежущих станках.

Следует также отметить, что на НКМЗ для целого ряда изложниц принят и другой технологический про­ цесс изготовления форм для изложниц. Наружные кожу­ хи изложниц изготовляют из песчано-глинистых, а стерж­ ни—из быстротвердеющих смесей. Как показали резуль­ таты эксплуатации этих изложниц, качество их хорошее.

ФОРМЫ И СТЕРЖНИ С РАЗЛИЧНЫМ ТЕПЛОВЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

Применяемые для изготовления форм изложниц ма­ териалы (кварцевый песок, доменный гранулированный шлак, шамотный порошок, магнезит, хромомагнезит, ке­

94