Кокили

Кокили для отливки высококачественных проб металлов

Внедрение новых кокилей и проб сокращает длительность плавок и анализа проб, расход дорогостоящих легирующих добавок, повышает точность анализа до требований ГОСТ на данную марку сплава.

Известно, что наибольший экономический эффект металлурги получают при выплавке сплавов, соответствующих требований ГОСТ по химическому составу за минимальное время плавки при содержании дорогостоящий легирующих добавок на нижних допустимых пределах. Согласно литературным данным, зарубежные исследователи разработали для достижения указанных целей ряд технических средств:

• многоканальные оптические эмиссионные и рентгенофлуорисцентные спектрометры для полного анализа проб на все элементы согласно ГОСТ за малое /3-4 мин./ время; спектрометры снабжены компьютерами и программным обеспечением;
• программное обеспечение, выполняющее быстрый расчет добавок легирующих элементом согласно ТЗ на данную марку сплава;
• технические средства для быстрой подачи, взвешивания и ввода в плавильную печь легирующих добавок;
• кокили для отливки проб, типа «грибок» по ходу плавки, постоянных по форме, массе и размерам, за минимальное время охлаждения отливки /без закалки/ с использованием специальных станков для быстрой и стандартной заточки анализируемой поверхности проб.

Отливка проб типа «грибок» в кокиль обеспечивает следующие преимущества

• быстрое охлаждение куста отливки за 2-3 мин. Без закалки сплавов с высоким содержанием углерода с охлаждением пробы обдувом холодным воздухом или в воде (для цветных сплавов);
• постоянство массы, формы и размеров пробы независимо от марки сплава;
• постоянство структурной и химической однородности анализируемых зон пробы;
• отсутствие необходимости в разрезке проб по большим сечениям, что исключает: эксплуатацию мощных абразивных станков, сильный нагрев пробы после разрезки, охлаждение пробы после разрезки (общие потери времени на разрезку и охлаждение проб по ГОСТу 7565 могут составлять 6-8 мин.);
• возможность использования пневмопочты для ускоренной доставки проб в лабораторию;
• полное отсутствие заражения материала пробы материалом кокиля, т.к. поверхность кокиля, соприкасающаяся с расплавом, снабжена плазменным покрытием - веществом, имеющим высокую температуру плавления (2900°С), т.е. проба является представительной;
• удобства маркировки ударным способом;
• высокие эксплуатационные удобства при заточке проб на абразивных, фрезерных и токарных станках фирмы «Герцог» (пробы, СОПы и ГСО рекомендуется затачивать на фрезерных и токарных станках);
• высокие эксплуатационные удобства установки и надежного закрепления пробы в тисках и на столике штатива УШТ-4 с держателем, в патронах рентгеновских спектрометров, на столике вакуумных отечественных и импортных спектрометров с держателем проб (см. чертеж ДП-168.00 СБ);
• удобства отбора стружки на арбитражный химический анализ фрезой, резцом или сверлом;
• возможность отливки в кокиль заготовок стандартных образцов предприятия (СОП) заданного химического состава;
• возможность обработки на автоматах фирмы «Герцог» и спецстанке конструкции ЗАО «Спектральная лаборатория»;
• проба типа «грибок» удовлетворяет требованиям ГОСТ 7565 по массе. Согласно этому ГОСТу проба для спектрального анализа должна иметь массу 0,06 кг. Проба стали типа «грибок» диаметром 40мм. и толщиной 8мм. имеет массу ~0,1 кг.

Перечисленные преимущества пробы типа «грибок» позволяют получить реальный экономический эффект за счет

• сокращения времени плавки на 10-15% за счет отсутствия потерь времени на ожидание результатов анализа, т.к. время на подготовку проб к анализу сокращается на 6-8 мин.
• сокращение времени плавки дает большую экономию электроэнергии;
• повышение точности и надежности анализа обеспечивает экономию расхода легирующих добавок и значительно уменьшает вероятность брака плавок по химическому составу.

Перечисленные преимущества пробы типа «грибок» обеспечили ей широкое распространение в США, Западной Европе и Японии. В практике металлургов РФ и СНГ применение проб типа «грибок» крайне редко. Ни одно предприятие РФ и СНГ не производят серийно и не рекламируют кокили для отливки проб типа «грибок». В 1976 году впервые в Ленинграде на Кировском заводе был внедрен кокиль (используется по настоящее время) для отливки дисковых проб различных сталей, которые анализируются по ходу плавки на спектрометрах ДФС-51 АО «ЛОМО». В начале 80-х годов автор разработал и внедрил на заводе «Техприбор» г. Ленинграда кокиль для отливки дисковых проб из алюминиевых сплавов, который применяется по настоящее время.