Прибуткові надставки для розливання стали у виливниці
При розливанні спокійної сталі верхня частина зливка утеплюється для більш тривалого збереження тут рідкого металу, який під власною вагою надходить у нижні ділянки злитка, компенсуючи зменшення об'єму при затвердінні і забезпечуючи локалізацію усадкової раковини в прибутковій частині зливка. Найбільшого поширення набули футеровані чавунні надставки стаціонарного типу (рис.8.19а). Чавунний кожух надставки для щільного прилягання до виливниці прострагивают по нижній площині, а для зручності транспортування його виконують із залитими у спеціальні припливи цапфами. Для правильної центральної установки прибутку щодо осі виливниці в нижній частині каркасу надставки для великих зливків роблять направляючі припливи, вони ж запобігають зміщенню надставок під час пересування потягів з підготовленими виливницями.
Конструюється прибуткова надставка таким чином, щоб скоротити кількість у ній металу та теплосприймаючі поверхні. Бічна поверхня прибутку і дзеркало металу в ній після виливка зливка зменшуються, якщо їй надають пірамідальну із закругленими кутами, а ще краще конічну форму. Перехід від прямокутного прибутку до прибутку круглого чи овального перерізу знижує головний обріз на 1,5-2,0 %. При цьому внутрішню порожнину надставки конструюють таким чином, щоб її нижній переріз у світлі дещо перекривав перетин виливниці.
Малюнок 8.19– Основні форми прибуткових надставок: а – чавунна надставка з вогнетривкою футеровкою; б – плаваюча надставка
Конусність внутрішніх граней утеплювачів вибирається з умови забезпечення необхідної стійкості футерування та можливості стрипперування зливка. Вона не повинна перевищувати 25% на бік, тому що в цьому випадку утруднюється захоплення зливкакліщовим або стриперним краном. Відносний обсяг рідкого металу в прибутковій частині зливка визначається параметрами злитків, типом сталей, що розливаються, а також властивостями футеровки і матеріалів, що застосовуються для ізоляції дзеркала металу у виливниці та утеплення прибутку. Він змінюється від 8 до 20% і тим нижче, чим цілком конструктивне оформлення прибутку і чим ефективніша теплоізоляція, що забезпечують зменшення глибини поширення дефектів усадкового походження і зон з підвищеною ліквацією домішок. Для легованих сталей обсяг прибутку збільшують.
Футеруються прибуткові надставки звичайною або легковагою шамотною цеглою, теплоізоляційними або екзотермічними вкладишами, набивкою з вогнетривкої або екзотермічної маси, використовується також наливна футеровка з сумішей, що самотвердіють. Шви в цегляному футеруванні не повинні перевищувати 3мм, футерована поверхня повинна бути гладкою і рівною, щоб зливки не підвисали інакше футерування швидко руйнується, а на зливках збільшується небезпека ураження поперечними тріщинами. Утримують футерування в каркасі його нижні та верхні полиці.
Набивна футеровка дозволяє точно відтворювати оптимальну конфігурацію внутрішньої порожнини надставки. При цьому каркас виготовляється без верхньої полиці. Набивку роблять за шаблоном з обрисами прибуткової частини зливка, суворо центруючи надставку. Основними компонентами вогнетривких мас є шамотний порошок, пластична вогнетривка глина, бетон та ін Ущільнюють масу пневматичними трамбуваннями або спеціальними механізованими засобами.
Нову цегляну та набивну футеровку прожарюють до повного видалення вологи. Для захисту її від руйнування та полегшення зняття надставок, наноситься тонкий (10-15мм) рівномірний шар обмазки,що складається з шамотного порошку, вогнетривкої глини та графіту. Прагнуть сушіння шару обмазки забезпечити за рахунок тепла, акумульованого футеровкою, температура якої перед обмазкою повинна бути 80-120 o С. Просушену обмазку зверху фарбують графітовою фарбою. Набивні надставки можна не обмазувати, а лише фарбувати графітовою фарбою або розчином сульфітно-дрожжевої бражки.
На сталях відповідальних і легованих марок економічно виправдано застосування дорогих матеріалів, що володіють високою теплоізолюючою здатністю або виготовлених з них вставок, плиток і вкладишів. Вставки кріпляться у звичайних каркасах за допомогою вогнетривких клинів. Для встановлення теплоізоляційних та екзотермічних вкладишів завтовшки від 20 до 65мм використовуються спеціальні каркаси без нижньої полиці. Застосовуються вони і при розливанні сталі в поширені донизу виливниці без утеплювачів. Вкладиш кріплять до каркаса або у верхній частині виширниці донизу за допомогою клинів, гачків, скоб, цвяхів, що проходять через спеціальні отвори в корпусі, а також пристрілюванням металевими дюбелями або приклеюванням. Уламки вкладишів слід ретельно видаляти з порожнини виливниць пилососом або стисненим повітрям, піднімаючи виливниці.
Екзотермічні вставки та плити служать одну плавку. Стійкість футерування стаціонарних утеплювачів при підмазуванні та фарбуванні після кожної плавки досягає до 150 плавок. Для запобігання утворенню поперечних тріщин у прибутковій частині зливка необхідно запобігти його зависанню через проникнення металу в зазор між утеплювачем та виливницею. Практикують ущільнення зазору вогнетривкою глиною або азбестом. Іноді вважають за краще замінити місцеве зависання загальним, виконуючи виливниці з фаскою по всьому периметру або тільки вузькими гранями на изложницахпрямокутного перерізу. У цьому випадку відсутня концентрація напруг в окремих ділянках кірки твердіючого зливка, і запобігає утворенню тріщин. При сифонному розливанні в цьому випадку підривається литник і полегшується подальше вилучення злитків.
На великих ковальських зливках застосовують плаваючі надставки (рис.8.19б). Нижня основа плаваючої надставки входить до виливниці. До наповнення виливниці металом надставка утримується за допомогою дерев'яних клинів, які потім згоряють або видаляють. Гідність плаваючих надставок полягає в можливості їх переміщення у виливниці разом із злитком при його усадці, що виключає підвисання зливка та утворення підприбуткових поперечних тріщин. У цьому випадку можна зміною рівня установки надставки регулювати масу зливків, що відливаються. Іноді використовують разові керамічні плаваючі надставки, що підвішуються гачками за борти верху виливниці, які після наповнення виливниці вибивають металом. Зазор між нижньою кромкою надставки та виливницею ущільнюють шнуровим азбестом. Усі підготовлені до встановлення прибуткові надставки контролюють за допомогою лінійки, а періодично – за шаблонами.