CC BY
177
внедрения разработки на базовом предприятии составляет более 900 тыс. руб. на одну прокалочную печь.
Разработка успешно прошла промышленное опробование в условиях действующего производства и может быть использована на предприятиях, практикующих изготовление стальных отливок методом литья по выплавляемым моделям.
УДК 621.74
Ю.П. Никитин, А.Ф. Гайнутдинова, В.И. Чичков, А.В. Генералов
ООО «Новые технологии - Инжиниринг Центр», г.Магнитогорск А.Ф. Миляев
ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ «ФОСЕКО» ПРИ ОТЛИВКЕ КУЗНЕЧНЫХ СЛИТКОВ
При производстве кузнечных слитков снижение головной об-рези является актуальной задачей. Это достигается утеплением прибыли, что способствует повышению выхода годного и конкурентоспособности производства. В работе ставилась задача провести на ряде заводов, отливающих кузнечные слитки, провести эксперименты по утеплению головной части слитка с использованием в качестве футеровки прибылей теплоизоляционных плит «Profax» или «Pror» и засыпки из теплоизоляционных (Slax) и экзотермических (Ferrux) смесей фирмы «Фосеко». Изоляционный материал «Profax» является легким (плотность 1,15-1,35 г/см3) и достаточно прочным (прочность на сжатие 100 Н/см2 ) и термостойким материалом. Он поставляется в виде плит для футеровки прямоугольных и в виде ригелей для футеровки конусных надставок (рис.1). При использовании плит для их крепления по углам вставляются клинья.
© Никитин Ю.П., Гайнутдинова А.Ф., Чичков В.И. Генералов А.В., Миляев А.Ф., 2010
Рис. 1. Футеровка прибыли плитами и клиньями и вид ригелей
Смесь <^1ах» представляет из себя легкий теплоизоляционный материал на основе рисовой шелухи плотностью 0,25 г/см3, состоящий из 88,5% ЭЮ2 и 6,5% углерода, при влажности ниже 1,5%. Экзотермическая смесь <^еггих» имеет плотность 0,6 г/см3, в ней содержится не менее 27% алюминия при ограниченном содержании хлора менее 1,9% и влажности смеси менее 3,5%.
Исследования были проведены в ОАО «Уралмашспецсталь», ОАО «Уральский металлургический завод», РМЗ ОАО «ЗСМК» и др. На них были изготовлены прибыльные надставки по чертежам фирмы ООО «Новые технологии - ИЦ» (г. Магнитогорск), а фирмой «Фосеко» на заводы поставлены необходимые материалы.
Надставки футеровали плитами или ригелями и без подогрева устанавливали на изложницы. Заливка металла производилась сверху или сифоном по технологии, принятой на соответствующем предприятии. Корректировку по температуре заливки при этом не производили.
На поверхность прибыльной части слитка после его наполнения засыпали один из видов смесей в количестве от 1,8 до 2,4 кг/т. Поведение засыпки на поверхности прибыли было различным. Оно было аналогично поведению, описанному при проведении опытов на заводе ОАО «Камасталь» [1]. Теплоизоляционная смесь «^1ах» ложилась на поверхность плотным слоем и практически не прогревалась в процессе затвердевания слитка (максимальная температура на поверхности не превышала 1000С), в то время как экзотермическая смесь ^еггих) после нагрева в течение
10-15 минут загоралась и смесь нагревалась до температуры более 9000С. При этом происходило увеличение объема смеси почти в два раза. Длительность затвердевания, охлаждения и раздевания слитка устанавливалась по технологическим инструкциям заводов в зависимости от массы слитков. Усадочная раковина в прибыли формировалась плоской без моста, металл в прибыли был плотным.
Результаты применения смесей в ОАО «Уралмашспецсталь» при отливке 5 слитков валковой и низколегированной стали массой 6,5 т приведены в табл. 1.
Таблица 1
Параметры разливки кузнечных слитков в ОАО «Уралмашспецсталь»
Номер плавки и марка стали Температура, 0С Способ разливки слитков Продолжительность заливки, мин-с Результаты УЗК* Материал засыпки и температуры поверхности прибыли и изложницы
выпуска разливки тела прибыли общая
63217 9Х1 1610 1558 сверху 3-40 2-00 5-40 Несплошно-стей нет Slax Надставка 2000С Изложница 3900С
сверху 3-30 2-10 5-40 Несплошно-стей нет Ferrux Надставка 2200С Изложница 2200С
63219 9Х1 1610 1570 сифон 4-40 2-20 7-10 Несплошно-стей нет Ferrux
сифон 4-50 2-20 7-10 Несплошно-стей нет Slax
63030 34ХН1М 1620 1580 сифон 4-50 1-55 7-35 Контроль проводился со стороны прибыли, на длине лыски L=640 мм обнаружена единичная несплошность экв. 4 мм Ferrux Надставка 1430С
Место просвечивания слитка - подприбыльная шейка по обработанной поверхности
Качество металла было проверено по ГОСТ 10243, по которому была оценена макроструктура слитков на сульфиды, оксиды, силикаты и карбидные сетку и ликвацию. Результаты получены хорошие: серный балл и карбидная сетка составили 1, а баллы по силикатам, оксидам и карбидной ликвации не превысили 2 (табл. 2).
Таблица 2
Макроструктура слитков, отлитых по технологии фирмы «Foseco»
Номер плавки, способ заливки Материал засыпки Место оценки темплета Оценка в баллах
Силикаты Сульфиды Оксиды Карбидная сетка Карбидная ликвация
Сверху 63217 Slax Поверхность 1 1 2 1 2
Середина радиуса 1 1 2 1 2
Центр 1 1 2 1 2
Сифон 63219 Ferrux Поверхность 2 1 2 1 2
Середина радиуса 1 1 2 1 2
Центр 2 1 2 1 2
Из табл. 2 видно, что макроструктура оценивается низкими баллами, независимо от типа применяемой засыпки. Серный балл составил 1, баллы по силикатам, оксидам, сульфидам, карбидной сетки и карбидной ликвации не превышали 2. Неоднородности по сечению слитка не наблюдаются. Более углубленное исследование микроструктуры и ликвации элементов по сечению слитка, отлитого с применением материалов Фосеко, было приведено в работе [2].
При этом получено снижение массы металла в прибыли на 600-700 кг, а увеличение выхода годного на опытной партии слитков в среднем составило 8% независимо от способа заливки.
Аналогичные опыты были проведены в ООО РМЗ ОАО «ЗСМЗ». Опытная партия состояла из 4 слитков развесом 7,2 т стали марки 40 (ГОСТ 1050-88), залитых с одной плавки - два сравнительных, залитых с применением обычной прибыльной надставки (рис.2, а) и два опытных (рис.2, б).
Для утепления зеркала металла на сравнительных слитках использовали коксовую мелочь в количестве 1,2-1,5 кг/т стали, на опытных - экзотермическую смесь FERRUX 1608А в количестве 1,2 кг/т. Ультразвуковой контроль и механические свойства поковок, полученных как из опытных, так и из сравнительных слитков, позволяют отнести изделия к 5 группе поковок с категорией прочности КП315, в соответствии с требованиями ГОСТ-8479. Исполь-
зование новых материалов не сказалось на механических свойствах металла.
Рис. 2. Вид типовой и опытной надставок на ООО «РМЗ»
Изменение геометрических размеров прибыльной части слитка позволило снизить общую массу слитка в среднем на 500 кг или 6,94%.
На Уральском металлургическом заводе проведено испытание материалов и технологии фирмы «Foseco» для отливки кузнечных слитков массой 9,5 т. Всего было отлито 28 слитков углеродистых (марок 20, 35 и 45 - 13 шт.) и низколегированных марок стали (40Х, 34 Х1М, 38Н2МА, 40ХН, 09Г2С и др. - 15 шт.). Слитки имели значительно меньшее заполнение прибыльных частей, и масса металла после их отливки колебалась от 8100 до 8400 кг. Средняя масса всех 28 слитков составила 8384,6 кг. Произошло снижение массы металла в слитке на 1100-1200 кг, или 11,74%. Изменения качественных показателей в худшую сторону не наблюдались. Брак по УЗК не выявлен.
Список литературы
1. Фукс Э. и др. Применение теплоизоляционных экзотермических материалов фирмы «Foseco Steel» в ОАО «МЗ Камасталь» // Сталь. 2006. №11. С46-50.
2. Штеклейн В.А. и др. Качество стали при сифонной разливке в ОАО «МЗ «Камасталь» // Сталь. №11. 2008.
