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

дит к разрушению изложниц. Чем крупнее изложницы, тем значительнее внутренние напряжения и тем больше действуют разрушающие явления ползучести. Вот поче­ му иногда крупные графито­ вые колонии являются свое­ го рода буферами, которые сдерживают, тормозят дей­ ствия ползучести, и в этих изложницах нецелесообраз­ но стремиться к получению мелкого графита. Но графи­ товые колонии не должны быть и слишком крупными, чтобы предотвратить обра­ зование большой сетки раз­ гара.

В крупных изложницах для слитков массой 150— 250 т толщина стенки из­ ложниц иногда превышает 400 мм.

На рис. 26 представлена фотография крупной излож­ ницы после отрезки кольцеі жущем станке.

ОТБОР ПРОБ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАКРО- И МИКРОСТРУКТУРЫ

Существует ряд способов подготовки проб материала изложниц для микро- и макроисследований: предусмат­ ривают специальные приливы, от наружных стенок из­ ложниц полым сверлом отбирают пробы, вырезают дис­ ки из верхней части изложниц, отбирают пробы от раз­ битых под копром изложниц, заливают пробы в формы для получения отливок со стенкой, равной толщине стен­ ки изложницы.

Структура материала стенок изложниц неодинакова по высоте и глубине. Поэтому более точное представ­ ление о структуре дают пробы, высверленные от на­ ружной стенки в разных ее частях. Для разрезки следует использовать изложницы, забракованные по литейным дефектам.

ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА СТРУКТУРУ ЧУГУНА ИЗЛОЖНИЦ

Известно, что качество и свойства шихтовых материа­ лов в значительной мере определяют работоспособность изложниц.

На основе изучения влияния состава шихты при вы­ плавке коксовых чугунов на стойкость изложниц можно сделать следующие выводы:

1. Чугуны одного и того же химического состава, вы­ плавленные из различной по составу шихты и но раз­ личной технологии, отличаются по своим физико-механи­ ческим свойствам и содержат неодинаковое количество растворенных газов (No, Но и др.):

2. Большое влияние на качество чушковых чугунов оказывает дутьевой режим доменной печи, состав и ко­ личество шлаков.

50

3.Большое количество шлаков и повышенное содер­ жание окислов способствуют получению крупных графи­ товых включении и росту эвтектических зерен.

4.Увеличенное содержание глинозема (АІ2О3) в шла­

ках способствует образованию мелких графитовых

Рис. 28. Микроструктура чугуна изложницы при низком содержании крем­ ния (1.2%) в чугуне

включении и получению мелкого эвтектического зерна.

5. Качество чугунного лома и стальной обрези оказы­ вает существенное влияние на размеры эвтектических зерен и стойкость изложниц. Предпочтительнее использо­ вать бой изложниц, так как бракованные детали машин могут иметь различные количества фосфора и серь;. Стальная обрезь должна быть очищена от окислов. На

4*

51

рис. 27 представлены размеры эвтектических зерен в из­ ложницах, отлитых из чугуна различных шихт.

При малом содержании кремния (0,6—1,2%) струк­ тура изложниц состоит из перлита, ледебурита п незна­ чительного количества графита (рис. 28). Мпкрострукту-

Рис. 29. Микроструктура чугуна изложницы при содержании кремния 1,5% (шлифы без травления). Х100:

рис. 29 и 30.

Таким образом, с увеличением процентного содержа­ ния кремния в чугуне количество графита и его размеры увеличиваются. Изменяется и металлическая основа чу­ гуна. Процент связанного углерода снижается, уменьша­ ется в структуре количество перлита и повышается коли­ чество феррита.

52

Рис. 30. Микроструктура того же мпкрошлифа после трав­ ления. ХЗОО. Обозначения те же, что на рис. 29. Уменьшение при печати Vs

СТРУКТУРА ЧУГУНА ИЗЛОЖНИЦ

вагран очн ой плавки

Структура чугуна ваграночной плавки в значительной мере определяется способом отделения шлака. Это и по­ нятно. Действительно, процесс графитизации зависит от наличия взвешенных частиц неметаллических включений, газов.

В табл. 3 приведен состав чугуна, применяемого для изготовления изложниц на зарубежных, а в табл. 4 — на отечественных предприятиях.

По данным Е. Пивоварского, чугун изложниц вагра­ ночной плавки должен иметь плотную смешанную фер­ рито-перлитную структуру с графитом в виде мелких вы­ делений.

По данным советских авторов, в зависимости от мас­ сы изложниц, структура чугуна ваграночной плавки мо­ жет быть перлито-ферритной, феррито-перлитной или

53

Т а б л и ц а 3

ферритной с шаровидным графитом или пластинчатой формы.

Чугун ваграночной плавки применяется иа машино­ строительных заводах и на некоторых металлургических предприятиях. На ряде металлургических предприятий отливка изложниц осуществляется из доменного чугуна первой плавки.

Из табл. 3 и 4 видно, что общее содержание углерода в чугуне для изготовления изложниц на зарубежных'за­ водах колеблется от 3,3 до 4,29%, а на отечественных предприятиях от 3,2 до 4,5%.

54

СТРУКТУРА ЧУГУНА ИЗЛОЖНИЦ ИЗ ДОМЕННОГО ЧУГУНА ПЕРВОЙ ПЛАВКИ

Изготовление изложниц из доменного чугуна первой плавки более экономично, чем из ваграночного. Действи­ тельно, при этом могут быть в отстойнике доведены до требуемых температура чугуна и химический состав.

На заводе «Запорожсталь» в литейном цехе излож-

55

ницы отливают из ваграночного чугуна и из доменного чугуна первой плавки.

Чугун из доменной печи в специальных ковшах по­ ступает в литейный цех с температурой 1240—1280° С, а разливку осуществляют при температуре 1200° С, затем чугун выдерживают и охлаждают в ковше. При длитель­ ной выдержке жидкого чугуна в ковшах-отстойниках с понижением температуры содержание углерода в чу­ гуне резко снижается (до 3,8%). Для того чтобы со­ кратить время охлаждения, в ковш с жидким чугу­ ном загружают твердый чугун, используя при этом остатки чугуна от предыдущих заливок. На Днепропет­ ровском заводе нм. Петровского с 1969 г. все изложницы отливают из доменного чугуна первой плавки. При этом в желоб в процессе выпуска добавляют дробленый до­ менный ферросилиций. Заливаемый в формы чугун со­ держит: 3,9—4,4% С; 0,8—1,4% Мп; 1,4—1,7% Si; 0,0 7 - ОД % Р; 0,02—0,05% S. Структура чугуна перлито-фер­ ритная с мелкими включениями графита.

Изучена работоспособность листовых изложниц, из­ готовленных из смеси доменного первой плавки и вагра­ ночного чугунов трех составов: 70% доменного и 30% ваграночного (I); 50% доменного н 50% ваграночного (II); 30%^доменного и 70% ваграночного (III). Химичес­ кий состав смеси колебался в пределах: 3,6—3,9% С, 1,2—1,6% Si, 0,8—1 % Mn, 0,09—0,15% Р, 0,025—0,65%

S. Показано, что изложницы, отлитые из смеси I и II, по стойкости не отличаются от изложниц, отлитых из вагра­ ночного чугуна.

Микрофотографии образцов, вырезанных из излож­ ниц, отлитых из доменного литейного чугуна первой плавки, ваграночного и смеси ваграночного и доменного передельного первой плавки чугунов представлены на рис. 31. Наиболее крупные включения графита отмеча­ ются в изложницах, отлитых из доменного литейного чу­ гуна первой плавки; несколько мельче — в изложницах из ваграночного чугуна; в изложницах, отлитых из смеси ваграночного и доменного передельного чугуна первой плавки, включения графита наиболее мелкие. Измельче­ ние графита можно объяснить эффектом модифициро­ вания.

Внутренняя поверхность этих изложниц показана на рис. 32. Видно, что при одинаковом числе наливов наибо­ лее крупную сетку разгара имеют изложницы, отлитые

56