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

рамические изделия и др.) имеют неодинаковое тепловое сопротивление. Проводимость и тепловое сопротивление литейной формы зависят от теплопроводности и грануло­ метрического состава применяемого материала.

В зависимости от теплового сопротивления наружНой формы и стержня изменяются условия кристаллиза­ ции чугунной изложницы, ее качество и стойкость. Управление кристаллизацией затвердевающей изложни­ цы осуществляют рациональным подбором теплового со­ противления отдельных зон формы и стержня. Для по­ лучения плотных отливок и повышения стойкости из­ ложниц убывание теплового сопротивления формы должно проходить сверху вниз (при этом затвердевание чугуна будет идти снизу вверх), а тепловое сопротивле­ ние стержня должно быть значительно меньше теплово­ го сопротивления формы; при этом кристаллизация чу­ гуна изложницы протекает от стержня к форме.

Необходимо стремиться к получению дисперсных включений графита и мелкого эвтектического зерна на внутренней поверхности изложницы, к наружной поверх­ ности размеры включений и зерна могут постепенно ра­ сти (в 3— 10 раз). Понижение теплопроводности и уве­ личение теплового сопротивления формы способствуют образованию более крупных включений графита. В этом случае эвтектические зерна у наружной стенки изложни­ цы будут больше, чем около внутренней стенки; это ве­ дет к повышению стойкости изложниц.

Опытные изложницы отливались в керамические песчано-глинистые и наливные самотвердеющие формы

На рис. 51 показано изменение температуры чугуна в формах с различной теплопроводностью для-1-т и 10-т

95

изложниц на расстоянии 10 мм от наружной поверхности отливки. Видно, что теплопроводность формы сущест­ венно влияет на скорость охлаждения 1-т изложницы с толщиной стенки 75 мм; в 10-т изложницах с толщиной стенки 150 мм влияние менее существенно.

Решающую роль в формировании структурных зон в стенках изложниц, среднего и крупного развеса, поми­ мо теплового сопротивления формы и стержня, играют масса и температура заливаемого чугуна, состав шихто­ вых материалов, способ подвода чугуна в форму.

Время, ч

Рнс. 51. Изменение температуры чугуна в формах из различных материалов для 1-т (а) и 10-т (б) изложниц:

/ — керамическая форма; 2 — песчаио-глнннстая форма; 3 — форма из ЖСС

Максимальная стойкость 1-т изложниц, отлитых в формы из наливных смесей, отмечается при использо­ вании чугуна I, а отлитых в полупостояиные керамиче­ ские и песчано-глинистые формы при использовании чу­ гуна II; изложницы из чугуна III показали пониженную стойкость. Стойкость изложниц с толщиной стенки 150 и 300 мм при использовании чугунов I и II практически одинакова, а при использовании чугуна III — на 10— 15% ниже.

Средние и крупные изложницы при содержании угле­ рода 3,2—3,3% выходили из строя в результате образо­ вания трещин, а при 3,7—3,8% С в первую очередь появ­ лялась сетка разгара. Более высокая стойкость отмеча­ лась у изложниц из чугуна с 3,35—3,6% С. Изложницы, залитые при 1200—1240° С, имели широкую зону двух­ фазного состояния; при температуре заливки 1190— 1200° С зона двухфазного состояния значительно уже.

Таким образом, при применении керамических, пес-

96

чано-глинистых и наливных смесей теплопроводность формы особенно существенна для изложниц мелкого развеса с толщиной стенки до 75 мм.

Представляет интерес технология литья изложниц из магниевого чугуна в кокили с водоохлаждаемым метал­ лическим стержнем. По этой технологии отлили партию изложниц массой 0,75 т для завода «Днепроспецсталь». Кокиль разъемный литой с толщиной стенок 85 и ребер 40 мм. Плоскости сопряжения половинок кокиля по ниж­ нему торцу и знаковой части подвергались механической обработке. В каждой половине предусмотрено место для установки цапф, транспортировочной скобы и знака с номером изложницы. Половинки кокиля крепили меж­ ду собой при помощи двух рам, вырезанных из листа толщиной 35 мм. Стержень представлял собой полую стальную отливку с приваренным дном и толщиной сте­

Для получения отверстия в дне изложницы применя­ ли песчаный стержень, который фиксировали в стержне­ вых знаках, выполненных в сферической части металли­ ческого стержня и литниковой чаше.

Кокиль собирали в горизонтальном положении, а за­ тем в вертикальном положении устанавливали на под­ дон. Перед заливкой кокиль и стержень подогревали и красили противопригарной краской. Через 7—10 зали­ вов наносили облицовочный слой. Кокиль заливали че­ рез песчано-глинистую чашу дождевым способом. Через 15—20 с после заливки в металлический стержень пода­ вали воду: затем через 4—4,5 мин кокили с залитой из­ ложницей снимали с металлического стержня. Через 18—20 мин после конца заливки половинки кокиля рас­ крывали и удаляли отливку. По данным Г. А. Писаренко и В. С. Радя, литье изложниц из магниевого чугуна в ко­ кили с металлическими стержнями позволяет снизить расход изложниц.

7—878

Г л а в а VI

ИЗГОТОВЛЕНИЕ

ИЗЛОЖНИЦ

ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Стойкость изложниц зависит от состава и качества шихты. Изложницы, изготовленные из шихты, в которую входит 100% чугунного лома или 100% чушкового чугу­ на, имеют относительно невысокую стойкость.

Неодинаковый состав металлической шихты способ­ ствует получению различного по величине зерна. Шихта, состоящая из литейного чугуна и боя изложниц, обеспе­ чивает более крупное зерно, чем шихта, в которую до­ полнительно введена стальная обрезь или в которой

ном чугуне первой плавки._________________________________________

98

часть литейного чугуна заменена передельным чугуном. Литейные чугуны дороже передельных, поэтому замена одних другими экономически выгодна.

Вцелях снижения себестоимости изложниц и улуч­ шения их стойкости на всех предприятиях, где отлива­ ются изложницы, в шихту в обязательном порядке вво­ дят передельный чугун.

Как уже отмечалось, стойкость изложниц зависит от качества применяемых шихтовых материалов. Примене­ ние в составе шихты низкокремнистого литейного чугуна приводит к повышенному содержанию в изложницах се­ ры и фосфора, к пониженному содержанию марганца, что заметно снижает стойкость изложниц. В этом случае необходимо увеличить добавку в шихту ферросилиция.

Вкрупнозернистых чугунах, как правило, меньшее ко­ личество связанного углерода, а следовательно, и перли­ та; количество феррита при этом увеличивается.

Втабл. 12 приведен состав шихты для изложницы,

применяемой на некоторых заводах.

Т а б л и ц а 13

Стойкость изложниц при эксплуатации

В 1965—1969 гг. были проведены исследования 5-т изложниц из чугуна одинакового химического состава (3,4—3,5% С; 0,7—1,8% Si; 0,5—0,7% Mn; до 0,15% Р; до 0,08% S), но выполненных из различных шихт. При эксплуатации эти изложницы показали различную стой­ кость (табл.13).

ПЛАВИЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ

Для выплавки чугуна, идущего для изготовления из­ ложниц, на машиностроительных заводах чаще всего ис­ пользуют вагранку.