LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості сталевих виливків шляхом удосконалення тепло-газового режиму лиття у сиру форму

викликаний вибуховим випаровуванням вологи форми при її зіткненні з рідкою сталлю, другий – втратою зв'язаної води і термодеструкцією органічних і неорганічних домішок суміші. При цьому значення максимального тиску, у порівнянні з литтям чавуну, вище, що може бути пояснене більш високою температурою відливання сталі.

У вивчених умовах час настання першого максимуму газового тиску становив 3...5 с після зіткнення рідкого металу з формою, а його абсолютне значення коливалося в межах 105...109 КПа. На основі проведених досліджень з'ясували, що основними чинниками, які впливають на величину є: товщина стінки виливка, температура відливання рідкого металу (рис. 3, 4), щільність, вологість, газопроникність і газотвірна здатність формувальної суміші в ливарній формі. Чим вище металу у форму, і газотвірна здатність складових у формувальній суміші, тим швидше утвориться пік газового тиску. Зниження W і Н сприяє зменшенню . При цьому середня газопроникність суміші зменшується через утворення зони конденсації сирої форми в процесі її взаємодії з металом виливка.

Важливим чинником зниження газового тиску в ливарній формі, особливо в її відповідальних частинах, є зниження гідравлічного опору руху фільтрівного газу шляхом створення спеціальних вентиляційних каналів. Для вивчення ефективності такого підходу до організації спрямованого газового потоку сконструйована експериментальна ливарна форма (рис. 5), у якій вимірялось значення газового тиску в процесі відливання. У межах цього підходу було проведено експериментальне і теоретичне вивчення ефективності зниження тиску в ливарній формі при різних умовах відливання. Знайдено, що основним чинником, який впливає на зміну значення , є довжина шляху фільтрації газу, тобто відстань від дна каналу до поверхні розділу "метал-форма" (рис. 6). На основі проведеного вивчення розроблено ефективний спосіб зниження газового тиску в ливарній формі.


Рис. 5. Експериментальна напівформа:

1 – напівформа;

2 – вентиляційний отвір з діаметром ;

3 – отвір для датчика газового тиску;

– відстань між вентиляційним отвором та отвором для датчика газового тиску;

– довжина шляху фільтрації газу

Рис. 6. Вплив довжини шляху фільтрації на значення

максимуму газового тиску:

мм, , %, од., мм

Великий вплив на утворення дефектів газового походження в сталевих виливках мають газонасиченість, температура і час відливання рідкого металу. Для вивчення впливу цих чинників на якість виливків були проведені багаторічні виробничі дослідження технологічного процесу виготовлення сталевих виливків "ланка гусениці" зі сталі 110Г13Л. Для з'ясування можливості зменшення газонасиченості сталі знайдені кількісні залежності газонасиченості сталі на всіх етапах, пов'язаних з її плавленням, доведенням і розкисленням. Встановлено розрахункове значення критичного вмісту водню у виливках, що дорівнює 2,7 см3/100 г металу.

При розробці технології розкислення досліджували шлаковий і температурний режим плавки. У результаті обробки отриманих даних методами математичної статистики за допомогою критерію t-Стьюдента встановлено з ймовірністю більше 0,95, що запропонована технологія розкислення значно впливає на зменшення газонасиченості високомарганцевистої сталі і не знижує рівень механічних її властивостей порівняно з базовою технологією. При цьому розроблена технологія не чинить істотного впливу на основні характеристики шлакового режиму.

Отримані результати експериментальних досліджень використовували наступним образом: по-перше, для безпосереднього визначення раціональних границь параметрів і оптимізації технологічного процесу виготовлення виливка і, по-друге, для ідентифікації математичних моделей і параметричного настроювання алгоритмів розрахунку ТГР сирої ливарної форми.

У п'ятому розділі наведені результати роботи, а також практичні рекомендації з удосконалення технологічного процесу виготовлення сталевих виливків за рахунок стабілізації параметрів приготування формувальної суміші та коректування її складу з метою підвищення їхньої якості на основі попередження утворення дефектів газового походження. При розв'язання цієї задачі як керовані використовувалися три групи чинників, визначених на основі математичного моделювання й експериментальних даних: перша група – чинники, пов'язані з технологічними властивостями форми; друга – пов'язані з організацією в ній за допомогою системи вентиляційних каналів спрямованого потоку газів; а також третя група – чинники, що враховують процеси газонасиченості та дегазації рідкої сталі.

Домінуючу роль у формуванні параметрів ТГР ливарної форми відіграє склад і властивості формувальних сумішей. З погляду утворення газових дефектів вирішальне значення мають газопроникність і газотвірна здатність. На формування процесів ТГР ливарної форми впливає дві групи чинників, пов'язаних з формувальною сумішшю: по-перше, конкретний її склад, по-друге, стабільність її складу.

Звідси випливає, що одним із засобів розв'язання задачі попередження утворення у виливках дефектів газового походження є мінімізація газотвірної здатності формувальної суміші, оптимізація її газопроникності та максимальне зменшення ступеня розсіювання цих параметрів.

На основі викладених передумов розробили і впровадили в умовах СЛЦ ХТЗ систему керування та стабілізації технологічних властивостей формувальних сумішей з використанням: організації і проведення спеціальних виробничих експериментів для одержання максимально достовірної виробничої інформації; підвищення точності дозування газотвірних домішок на змішувачах; визначення кількісних залежностей для керування властивостями сумішей; коректування технологічних параметрів з метою підвищення якості виливків.

Визначили і рекомендували значення і діапазон зміни наступних технологічних параметрів: газопроникності, не менше 120 од.; газотвірної здатності, не більше 26 см3/г; вологості суміші, у межах 4,4...5,2 %; часу перемішування формувальної суміші в змішувачах 4...6 хв.

Впровадження розробленої системи в практику СЛЦ дозволило відкоригувати і стабілізувати технологічний процес і зменшити кількість дефектів газового походження на 8,0 % від загальної кількості забракованих, у тому числі, для виливків "ланка гусениці" відповідального призначення.

Для зменшення значення газового тиску під час відливання у відповідальних місцях ливарних форм розроблена конструктивна система вентиляції, що являє собою своєрідний "тоннель", який складається із системи з'єднаних між собою вертикальних і горизонтальних каналів для евакуації газів. Вибір геометричних розмірів вентиляційних каналів робили на основі врахування технологічних чинників: вони не повинні викликати помітного зменшення загальної міцності ливарної форми як інженерної конструкції; розміри каналів і їх розташування мають забезпечувати створення