Изложница

Что же такое изложница? Изложница, это металлическая форма, для получения слитков металла большой массы.

Классификация изложниц, условия их работы и требования к металлу

Чугунные изложницы, применяемые в металлургии, насчитывают более 300 типоразмеров и массой от 0,1 т до 27 т., их потребление превышает 2млн. т. год. Кроме того, они применяются еще для кузнечных слитков массой до 250 т. По ТУ изложницы делятся по развесу, назначен6ию, конструкции, форме внутреннего сечения и наружной поверхности, характеру усиления бандажами, способу выплавки чугуна и его составу, типам заливаемых сталей, способу утепления верха слитка, обработке торцевых поверхностей и качеству (1 и 2 сорт). Техническими условиями регламентированы частота и наличие дефектов на внутренней, наружной, торцевых поверхностях и на дне изложниц, размеры дефектов подлежащих заварке, а также допускаемые отклонения от номинальных размеров по чертежу. На рисунке показаны изложницы : сквозная (массой 13,5т) и глуходонная (массой 14,8 т).

Расход изложниц в большой степени зависит от свойств материала, конструкции и условий эксплуатации. При наполнении сталью внутренняя поверхность изложницы нагревается до температуры 900 – 1000 ᴼ С температура наружной поверхности может составлять 400 – 700 ᴼ С. Наиболее резкий перепад температур в стенке появляется сразу после заливки. Сразу нагреваются длинные стороны в середине, короткие стороны и особенно углы остаются холодными. В результате этого между различными частями и внутри стенок возникают напряжения. В процессе разогрева металл внутренней поверхности изложницы испытывает сжатие, а в наружных слоях — растяжение. После раздевания слитков знак напряжений меняется на противоположный. Кроме того, при нагреве изложниц, возникают напряжения, связанные с изменением структуры и объема чугуна. В результате этого, бывает, образуются трещины, которые классифицируются как первого рода, возникающие в результате одностороннего нагревания в период разливки стали в изложницы, образующиеся на первых наливах, как правило, на наружной, менее нагретой стороне, обычно проходящие на всю толщину стенки. Трещины второго рода, возникают постепенно с внутренней стороны и проходящие через всю стенку. Трещины третьего рода, которые называют разгарной сеткой, возникают в результате многократного цикла –нагрева-охлаждения, имеющие разную глубину и ширину, в зависимости от свойств металла, длительности и условий эксплуатации.

Состав изложниц первого сорта

ГруппаМассовая доля элементов, %
      СSiMnPSCrMgTi  *
Не более
Из доменного чугуна первой плавки4,00,7-1,20,6-1,30,150,040,10
Из модифицированного Mg доменного чугуна первой плавки3,61,3-2,6До 1,20,150,0150,100,04-0,07
Из ваграночного чугуна3,61,6-2,30,5-0,90,150,100,100,05-0,10
Из ваграночного чугуна для сортовых и блюминговых изложниц массой до 5 т3,61,5-2,20,5-0,90,150,100,10
Из модифицированного Mg ваграночного чугуна3,51,3-2,6До 0,80,150,0150,100,04-0,07
·         Модифицирование Ti производится не на всех заводах

 

В результате развития напряжений наблюдается коробление изложниц из ВЧШГ и стали. Кроме того, они испытывают также непосредственное воздействие жидкой стали, причем происходит размыв стенки или дна, а также приваривание слитка. В процессе эксплуатации также бывают случаи механических повреждений: обрыв ушей и цапф при стрипперовании.

Требования к изложницам

В соответствии с типовой инструкцией по учету стойкости изложниц различают : продольные трещины, поперечные трещины, выгар и вылом стенки, размыв стенки, сетка разгара, механические повреждения и застревание слитка.
С учетом специфических условий работы материала изложниц должен иметь высокие значения ƛ и δ, низкий Е и малый α. На работоспособность изложниц большое влияние оказывает также циклическая вязкость, теплопроводность, ростоустойчивость и окалиностойкость металла. При этом, учитывая масштабы производства изложниц, материал для их изготовления должен быть недорогим. Изложницы из обычного и низколегированного СЧ должны иметь серый или темно-серый однородный зернистый излом без усадочных раковин и пористости. Металлическая основа должна быть Фе-П (ферритно-перлитной) или П (перлитной). Наличие структурно свободного Ц (цементита) не допускается.

 

Изображения взяты из открытого источника Яндекс. картинки

В изложницах из СЧ (серого чугуна), выходящих из строя по трещинам, рекомендуется иметь больше крупного графита. Однако следует иметь ввиду, что оптимальный состав чугуна в значительной степени зависит не только от массы и способа производства изложниц, но и от способа плавки и наследственных факторов.
Изложницы из ВЧШГ ( высокопрочный чугун с шаровидным графитом) должны иметь светлый мелкозернистый однородный излом без усадочных рыхлот и пористости. Графит должен быть шаровидный, допускается компактный. Для мелких изложниц металлическая основа должна быть П-фе (перлитно-ферритная) с содержанием П (перлита) до 50 %. Такие изложницы характеризуются повышенной стойкостью благодаря большей прочности, пластичности, росто- и окалиностойкостью металла по сравнению с СЧ(серым чугуном).