Повышение срока службы изложниц для разливки сплавов

Изложницы в металлургии необходимы для получения слитков. К изложницам применяются высокие требования как к литейной металлической форме. Она должна выдерживать высокую температуру, давление, усадочные превращения со стороны слитка и большое количество наливов. В данной работе проведено сравнение двух способов получения изложниц из серого чугуна с дополнительной обработкой в ковше с серийной технологией завода-изготовителя.

В настоящее время большая часть стали в мире  разливается на машинах непрерывного литья заготовок. Однако в машиностроении крупные детали и детали из специальных сталей и сплавов могут быть изготовлены только из слитка. А значит, что вопрос повышения эксплуатационных характеристик изложниц по-прежнему актуален [1–3].

В работе описано совершенствование ваграночного  серого чугуна за счет обработки чугуна в ковше карбонатными материалами L-cast 5.3 и БАРС25, а также микролегирования молибденом и ванадием [4]. Целью, которой является повышение стойкости изложниц. Работу проводили при отливке конических изложницах предназначенных для получения слитков из жаропрочного сплава ЭП648 массой 1,3 т на вакуумной индукционной печи ВИП4,6 в условиях ПАО «Русполимет».  

Было отлито 6 изложниц по трем вариантам:

• первый вариант — чугун обрабатывался карбонатными материалами L-cast 5.3 и БАРС25;
• второй вариант — обработка по первому варианту, а также легирование металла молибденом и ванадием;
• третий вариант — по серийной технологии завода изготовителя, без дополнительной обработки.

Разливку сплавов в изложницы производили через промежуточный ковш, сверху. После каждого налива изложниц проводили оценку состояния внутренней поверхности, а также замеры температур в трех точках изложниц.

Нормативная стойкость (до образования сетки разгара) чугунных изложниц серийно применяемых на предприятии составляет 20 плавок.

В таблице 1 изображено состояние внутренней поверхности изложниц после 10, 20 и 32 наливов.

Таблица 1. Состояние внутренней поверхности изложниц

В процессе эксплуатации отмечено, что на серийно применяемом варианте, изложнице из чугуна СЧ10 сетка разгара появилась уже после 13-го налива (так же как и на остальных изложницах из СЧ10), а на экспериментальных изложницах незначительная сетка разгара появилась после 15 наливов (первый вариант) и 17 наливов (второй вариант).

К 20 наливу состояние внутренней поверхности изложницы из СЧ10 не позволяло продолжать ее эксплуатацию, когда экспериментальные изложницы находились в хорошем состоянии (с незначительной сеткой разгара). 

После 32 наливов экспериментальные изложницы выведены из работы. 

1. Модифицирование и микролегирование расплава чугуна за счет воздействия на микроструктуру повышает механические свойства чугуна;
2. Стойкость изложниц отлитых по экспериментальной технологии превышает стойкость серийно применяемых более чем на 50 %.