Изложницы служат для получения стальных слитков из жидкого металла. Параметры изложниц и слитков взаимосвязаны. Определяется конструкция изложницы массой слитка, способом разливки (сифоном или сверху), типом стали (спокойная, кипящая, полуспокойная), видом и параметрами горячей обработки (прокатка, ковка), номенклатурой получаемых заготовок (квадратных, прямоугольных, круглых, многогранных) и экономической целесообразностью. В связи с этим при проектировании изложниц одновременно учитывают комплекс следующих требований:

• обеспечение требуемого качества металла по макроструктуре и поверхностным дефектам;
• минимизация отходов с донной и головной обрезью;
• масса слитка и форма поперечного сечения должны обеспечивать повышение производительности нагревательных колодцев и прокатного оборудования;
• изложница должна иметь высокую стойкость при оптимальной её массе и удобном обслуживании;
• конструкция изложниц должна учитывать специфику конкретных производственных условий.

На металлургических предприятиях, как правило, серийно отливают слитки массой 5-32т, а на машиностроительных заводах она может достигать 500т. Более экономична разливка стали в крупные слитки. С увеличением массы слитка снижается количество операций и продолжительность по подготовке и транспортировке сталеразливочного состава, а также по разливке стали, занятости кранового оборудования и локомотива. Кроме того, достигается увеличение производительности прокатного оборудования сокращаются затраты труда, расход огнеупоров и материала для смазки изложниц, потери металла в виде скрапа и литников. Однако увеличение массы слитка ограничивается мощностью прокатного оборудования, повышением продолжительности затвердевания и неоднородности металла, а также более высокими отходами металла в головную и донную обрезь. Поэтому для обеспечения требуемого качества металла масса слитков некоторых легированных и высококачественных сталей не превышает 6.5т, а в отдельных случаях из высоколегированных сталей отливают слитки массой в несколько сот килограммов.

Чтобы сократить отходы металла в обрезь, массу слитка выбирают кратной массе заготовки, с учётом потерь и отходов металла

М_сл = n*a*b*l*g / [1-(k_r+k_д+k_у)] - (8.5)

где n - количество заготовок; a,b, l - размеры заготовки, м; g - плотность твёрдого металла, т/м³ (для кипящей стали 6,67, спокойной углеродистой 7,0, легированной 7,3); К_г и К_д - отходы металла с головной и донной обрезью, доли.ед.; К_у- потери металла на окалинообразование, доли ед.

Исходя из установленной массы слитка и выбранного материала для изготовления изложницы, разрабатывается конструкция изложницы для конкретных условий производства, которая определяет форму слитка, процессы теплопередачи и кристаллизации, конечную однородность состава металла и структуру слитка, а также способ изготовления изложниц. Чаще изложницы отливают из ваграночного чугуна, реже из доменного. Применение чугуна для изготовления крупных отливок, каковыми являются изложницы, оправдывается его относительно небольшой стоимостью, комплексом хороших литейных свойств и практическим отсутствием коробления в условиях многократного термического воздействия в процессе эксплуатации. На основании статистической обработки данных по стойкости изложниц в зависимости от их химического состава установлено, что при отливке изложниц массой 5-10т из ваграночного чугуна оптимальное содержание элементов в нём составляет, %: 3,8С; 1,8Si; 0,9Mn до 0,2P и 0,12S. В зависимости от условий эксплуатации изложниц на отдельных заводах этот состав уточняется по своим показателям.

Изложницы из природнолегированных чугунов, содержащих хром и никель, имеют более высокую стойкость, чем из обычных чугунов. Поэтому для повышения стойкости изложниц в состав обычных чугунов вводят до 0,5% хрома и до 0,2% титана. Отлитые из чугуна изложницы должны иметь перлито-ферритную структуру без структурно свободного цементита с мелкими пластинками графита. Для мелких изложниц предпочтительнее серый чугун с 10-15% феррита, а для крупных изложниц содержание его в перлитоферритной структуре необходимо увеличивать до 20-60%. На отечественных заводах хорошо зарекомендовали себя изложницы, изготовленные из модифицированного магнием чугуна, обладающего более высокими физическими и механическими свойствами, а также большей термической стойкостью, чем обычный чугун. Путём обработки жидкого чугуна небольшим количеством магния (или церия, кальция, лития и некоторых других элементов) достигается видоизменение формы графита с пластинчатого на шаровидный, что и обеспечивает значительное (в 1,5-2 раза) повышение стойкости изложниц. Однако проблема получения равномерного распределения шаровидной формы графита по всей толщине крупных изложниц ещё полностью не решена.

Стойкость изложниц значительно возрастает при изменении структуры в поверхностном слое за счёт насыщения его упрочняющими элементами. Хромирование поверхности увеличивает стойкость изложницы в 3-4 раза, а при насыщении внутреннего поверхностного слоя изложницы алюминием наблюдается двух кратное возрастание стойкости.

В отдельных случаях оправдывается изготовление изложниц из литой стали, но они больше чугунных склонны к короблению. Стойкость мелких стальных изложниц может быть в три раза выше, чем чугунных. Для крупных кузнечных слитков изложницы отливают из малоуглеродистой качественной стали, предварительно подвергнутой вакуумированию. Имеется положительный опыт применения для кузнечных слитков лёгких сварных изложниц с толщиной стенок 2-10мм. Весьма высокая стойкость обеспечивается при сборке изложниц из графитовых не смазываемых панелей, скреплённых металлическим каркасом.

Значительный интерес представляет использование жидкого доменного чугуна непосредственно для отливки изложниц. Не смотря на организационные трудности, изготовление изложниц из жидкого доменного чугуна позволяет экономить до 25% затрат на производство и на 50% увеличить производительность чугунолитейных цехов. Если для этой цели используют низкомарганцовистый чугун, то содержание марганца в нём необходимо увеличивать до 0,5% добавками ферромарганца. Более высокие показатели качества изложниц из жидкого доменного чугуна по сравнению с таковыми при использовании ваграночного чугуна связаны с дополнительным насыщением его серой из низкосортного кокса при переплавке в вагранках. Десульфурация же чугуна в малотоннажных литейных ковшах проблематична.

Большинство марок спокойной стали, в том числе всю качественную и легированную сталь, разливают в глуходонные изложницы, уширяющиеся кверху (рис.8.11). Такая форма изложниц обеспечивает более благоприятное расположение усадочной раковины, так как в процессе усадки верхняя часть слитка с большим поперечным сечением заканчивает кристаллизоваться в последнюю очередь и обеспечивается питание тела слитка жидким металлом. Конусность изложниц для спокойной стали прокатываемых слитков составляет 2,5-3,5% на сторону, а для слитков идущих на ковку, конусность несколько выше и может достигать 13% на одну сторону. Для узких граней прямоугольных изложниц допускается снижение конусности до 1,5%. С повышением отношения Н/D слитка конусность следует брать ближе к верхнему из указанных пределов. Особенно важно повысить конусность слитка в средней части, так как здесь наименьшая плотность металла в осевой зоне. С этой целью в нижней и в подприбыльной части слитка конусность назначают меньше, чем в средней его части. При этом уменьшение усадочных явлений в слитках сопровождается и меньшим развитием осевой ликвации. Следует отметить, что для успешного извлечения слитков достаточно иметь конусность 0,7-0,9% на сторону. Большая конусность нужна исключительно для обеспечения качественной структуры слитков спокойной стали.

Рисунок 8.11 – Глуходонная изложница уширенная кверху

Отрицательной стороной повышенной конусности прокатываемых слитков является неравномерный нагрев их в колодцах, сопровождаемый повышенным угаром металла и перегревом тонкой части слитка. Кроме того, прокатка таких слитков связана с плохим использованием мощности прокатного оборудования, неравномерностью обжатий и различием механических свойств по длине раската.

Изложницы, уширённые кверху, изготовляют обычно глуходонными. Это позволяет придать донной части слитка форму близкую к полусферической, обеспечивающую равномерное застывание низа слитка без появления донных трещин, существенное сокращение величины донной обрези при прокатке, облегчение захвата слитка валками и уменьшение разбрызгивания первых порций металла при разливке сверху. При прокатке слитков с плоским дном вследствие неравномерной высотной деформации с преимущественным перемещением более нагретых поверхностных слоёв в донном торце заготовки образуются закат и рогообразные выступы (рис.8.12). Протяжённость заката зависит от исходной толщины слитка, конечной толщины заготовки, величины температурного перепада между поверхностью и центральной частью слитка в начальный период прокатки, а также от величины частных обжатий за проход.

Рисунок 8.12 – Вид донной части слябовых раскатов: а - закат, б - рогообразные выступы

Сокращение величины донной обрези в результате правильного выбора формы донной части крупного слитка может достигать трёх и более процентов.

В центре дна изложницы имеется отверстие, в которое при разливке сифоном устанавливают огнеупорный стаканчик, а при разливке сверху - стальную пробку, предохраняющую дно изложницы от размывания струёй металла и от разрушения в случае приваривания к нему слитка. В это же отверстие удаляется мусор при чистке и стекает вода при охлаждении изложницы. Отверстие в дне изложницы облегчает извлечение слитка при использовании напольного стрипперного механизма.

Теги: изложница, изложницы, производство изложниц, чугунная изложница, Тигель шлаковый, шлаковня изложница, тигель ванна, металлургичесая посуда, Изложница чугунная, отливка стальных изложниц, изложница чугунная, изложницы из  чугуна, литье стальных и чугунных изложниц,
отливка чугунная, отливка стальная, шлаковни, изложница, Металлургическая посуда, шлаковня,
 стоимость изложниц, Изложницы для слитков, слиток, отливка, чугунное литье,
изложница для литья свинца, изложницы под свинец, изложницы для литья меди, изложница цена,
производство изложниц, стоимость изложницы, завод изготовитель изложниц, изложницы для золота,
изложницы под литье алюминия, изложница под слитки, форма литейная, литейная оснастка, посуда литейная, тигеля, чертеж тигля, дно тигля, днище, днища, тигель чугунный, изложницы, проектирование тигелей, изложница для литья алюминия, тигель сварной, изложни, ковш, ковши литейные от проектирования, изготовления до установки и монтажа, ковши литейные
Шлаковая чаша, Металлургическая посуда, шлаковозная чаша, литейная посуда, изложница: шлаковня, шлаковые чаши, шлаковни, литые ковши, изложницы для ферросплавного производства, Тигель сварной