RU2002560C1

RU2002560C1 - Method for protecting melt of aluminum lithium alloys during continuous cast process

Info

Publication number: RU2002560C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Борисович Комаров; Виктор Александрович Черемисинов; Сергей Михайлович Можаровский; Валентин Еремеевич Анферов; нников Борис Владимирович Овс
Original assignee: Сергей Борисович Комаров
Priority date: 1991-06-10
Filing date: 1991-06-10
Publication date: 1993-11-15

Abstract

Способ включает нанесение на поверхность расплава в кристаллизаторе флюса, содержащего галогениды металлов. Поверхность расплава в кристаллизаторе на рассто нии от стенок, равном 020. 0,01 ширины или диаметра, раздел ют перегородкой на центральную и периферийную части. В центральной части на поверхность расплава нанос т флюс, содержащий не менее 90% галогенидов лити . 2 табл, 1 ип.The method includes applying a flux containing metal halides to the surface of the melt in the mold. The surface of the melt in the mold at a distance from the walls, equal to 020. 0.01 width or diameter, is divided by a partition into the central and peripheral parts. In the central part, a flux containing at least 90% lithium halides is applied to the surface of the melt. 2 tablets, 1 ip.

Description

Изобретение относитс к металлургии, более конкретно к способам защиты от окислени алюминиево-литиевых сплавов при литье слитков в кристаллизаторы непрерывного лить ,The invention relates to metallurgy, and more particularly to methods of protection against oxidation of aluminum-lithium alloys when casting ingots into continuous casting molds,

Известен способ отливки слитков алюминиевых сплавов с литьем без защиты поверхности расплава в кристаллизаторе флюсом.A known method of casting ingots of aluminum alloys with casting without protecting the surface of the melt in the mold flux.

Недостатком способа вл етс то, что поверхностный слой расплава в теплоизол ционной насадке интенсивно окисл етс . Образующа с окисна пленка попадает в расплав и снижает качество металла.The disadvantage of this method is that the surface layer of the melt in the heat insulating nozzle is intensively oxidized. An oxide film forms in the melt and reduces the quality of the metal.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ защиты расплава алюминиево-литиевых сплавов при литье слитков в кристаллизаторы непрерывного лить , включающий нанесение на поверхность рарплава в кристаллизаторе флюса, содержащего галогениды металлов.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a method of protecting molten aluminum-lithium alloys by casting ingots into continuous casting molds, comprising applying a flux containing metal halides to the mold surface in the mold.

К флюсам, защищающим периферийную и центральную части поверхности расплава в кристаллизаторе, предъ вл ютс разные требовани .The fluxes protecting the peripheral and central parts of the surface of the melt in the mold have different requirements.

Флюс, защищающий центральную часть поверхности расплава в кристаллизаторе , должен обладать хорошими защитными и рафинирующими свойствами, иметь температуру плавлени ниже, чем минимальна температура расплава на поверхности кристаллизатора и не должен содержать примесей, загр зн ющих сплав.The flux protecting the central part of the surface of the melt in the mold should have good protective and refining properties, have a melting point lower than the minimum melt temperature on the mold surface and should not contain impurities contaminating the alloy.

Флюс, защищающий периферийную часть поверхности расплава в кристаллизаторе , кроме защитных и рафинирующих свойств, должен обладать дл получени хорошей поверхности слитка свойствами смазки.The flux protecting the peripheral part of the surface of the melt in the mold, in addition to the protective and refining properties, must have lubricating properties to obtain a good surface of the ingot.

Особенностью отливки слитков алюминиевых сплавов, содержащих литий, вл етс то, что покровный флюс, защища расплав от окислени в процессе лить , служит одновременно смазкой рабочей поверхности кристаллизатора, контактирующей с отливаемым слитком. Если флюс обладает недостаточными смазывающими свойствами , то на поверхности отлитых с их использованием слитков наблюдаютс кольцевые неслишны, с сопутствующими им ликваци- онными зонами (следами неслитин), а также надрывы, вызванные комкованием флюса на поверхности расплава в кристаллизаторе и подпаданием комков между поверхностью слитка и кристаллизатором.A feature of casting ingots of aluminum alloys containing lithium is that the coating flux, protecting the melt from oxidation during the casting process, serves as a lubricant to the working surface of the mold in contact with the cast ingot. If the flux has insufficient lubricating properties, then on the surface of the ingots cast using them, annular nonsense is observed, with accompanying segregation zones (traces of neslitin), as well as tears caused by clumping of the flux on the melt surface in the mold and lumps falling between the surface of the ingot and mold.

Флюс может служить смазкой во врем лить -при непременном условии, если в зоне полного затвердевани слитка, т.е. приThe flux can serve as a lubricant during pouring - under the indispensable condition if in the zone of complete solidification of the ingot, i.e. at

солидусе сплава, флюс будет оставатьс в жидком состо нии.solidus alloy, the flux will remain in a liquid state.

Используемые дл защиты расплава от окислени и рафинировани галогениды вл ютс тугоплавкими, Например, температура плавлени хлорида кали составл ет 776°С, хлорида магни - 714°С, хлорида лити - 610°С, фторида лити - 849°С.The halides used to protect the melt from oxidation and refining are refractory. For example, the melting point of potassium chloride is 776 ° C, magnesium chloride is 714 ° C, lithium chloride is 610 ° C, and lithium fluoride is 849 ° C.

Чтобы флюс в кристаллизаторе не затвердевал до полной кристаллизации сплава , используют композиции солей из не менее двух галогенидов, наход щихс в процентном отношении с другими сол ми, содержащимис во флюсе, обеспечивающем температуру плавлени флюса не выше солидуса сплава (дл сплава марки 1420- 515°С, дл сплава марки 1450-560°С).So that the flux in the crystallizer does not solidify before the alloy is completely crystallized, salt compositions of at least two halides are used, which are in percentage terms with other salts contained in the flux, providing the melting temperature of the flux not higher than the solidus of the alloy (for alloy grade 1420-515 ° C, for alloy grade 1450-560 ° C).

Недостатком известного способа-прототипа изобретени вл етс то, что сопу тетвующие карналлиту и хлориду калил, а также образующиес в результате взаимодействи его составл ющих с примес ми соли кальци , бари и др. полностью не вывод тс из расплава и обнаруживаютс вA disadvantage of the known prototype method of the invention is that the copolymer of carnallite and potassium chloride, as well as those formed as a result of the interaction of its components with impurities of calcium salt, barium, etc. are not completely removed from the melt and are found in

сплаве в виде включений размерами от 0,01 до 0,1 мм, снижающих механическое свойство сплава.alloy in the form of inclusions with sizes from 0.01 to 0.1 mm, reducing the mechanical property of the alloy.

Цель изобретени - повышение механических свойств путем снижени содержани The purpose of the invention is to increase the mechanical properties by reducing the content

примесей в сплавах и выхода годного лить . Поставленна цель достигаетс тем, что в способе защиты расплава алюминиево-литиевых сплавов при литье слитков, включающем нанесение на поверхность расплаваimpurities in alloys and suitable casting yield. The goal is achieved in that in a method for protecting molten aluminum-lithium alloys during casting of ingots, including applying to the surface of the melt

в кристаллизаторе флюса, содержащего галогениды , поверхность расплава в кристаллизаторе на рассто нии от стенок, равном 0,2...0,01 ширины или диаметра, его раздел ют перегородкой на центральную и периферийную части, в центральной части на поверхность расплава нанос т флюс, содержащий не менее 90% галогенидов лити .in a crystallizer of a flux containing halides, the surface of the melt in the mold at a distance from the walls, equal to 0.2 ... 0.01 width or diameter, it is divided by a partition into the central and peripheral parts, in the central part the flux is applied to the melt surface containing at least 90% lithium halides.

Использование флюса, содержащего не менее 90% галогенидов лити (фториды иUsing flux containing at least 90% lithium halides (fluorides and

хлориды лити ), обеспечивает надежную защиту и эффективное рафинирование расплава . При этом наиболее предпочтительным вл етс использование флюса, содержащего 90...95% хлоридаlithium chlorides), provides reliable protection and effective refining of the melt. The most preferred is the use of flux containing 90 ... 95% chloride

и фторида лити при соотношении LiCI/LlF 4/1 и рафинирующей добавки, например фторида алюмини 5...10%.and lithium fluoride at a ratio of LiCI / LlF 4/1 and a refining additive, for example, aluminum fluoride 5 ... 10%.

Расположение перегородки, раздел ю- щей центральную и периферийную части, на рассто нии от стенок кристаллизатора менее 0,01 ширины или диаметра его преп тствует нормальному питанию периферийной зоны затвердевающего слитка и способствует возникновению неслитины , что резко уменьшает выход годного при литье слитков.The location of the septum, dividing the central and peripheral parts, at a distance from the crystallizer walls of less than 0.01 width or diameter prevents the normal nutrition of the peripheral zone of the solidified ingot and contributes to the formation of non-slit, which sharply reduces the yield of ingots.

При расположении перегородки, раздел ющей центральную и периферийную части на рассто нии от стенок кристаллизатора более 0,2 ширины или диаметра его имеет место загр знение металла примес ми из флюса, защищающего периферийную часть слитка, что приводит к ухудшению механических свойств сплавов, полуфабрикатов их, If the partition dividing the central and peripheral parts at a distance from the crystallizer walls is more than 0.2 width or diameter, the metal is contaminated with impurities from the flux protecting the peripheral part of the ingot, which leads to a deterioration in the mechanical properties of alloys and their semi-finished products.

Сравнение предлагаемого способа с известным показывает, что предлагаемый способ защиты расплава алюминиево-лити- евых сплавов при литье слитков отличаетс от известного тем, что поверхность расплава в кристаллизаторе на рассто нии от стенок равным 0,2...0,01 ширины или диаметра его раздел ют перегородкой на центральную и периферийную части. В центральной части на поверхность нанос т флюс, содержащий не менее 90% галогенидрв лити .Comparison of the proposed method with the known one shows that the proposed method for protecting molten aluminum-lithium alloys during casting of ingots differs from the known one in that the surface of the melt in the mold at a distance from the walls is 0.2 ... 0.01 of its width or diameter divided by a partition into the central and peripheral parts. In the central part, a flux containing at least 90% lithium halides is applied to the surface.

Таким образом, за вл емый способ соответствует критерию новизна.Thus, the claimed method meets the criterion of novelty.

При изучении других известных техни- ческих решений в данной области техники признаки, отличающие за вл емое изобретение от прототипа не были вы влены, и потому они обеспечивают за вл емому техническому решению соответствие крите- рию существенные отличи .When studying other known technical solutions in the art, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified, and therefore they provide significant technical differences to the claimed technical solution.

На чертеже показан схематично пример устройства, с помощью которого может быть осуществлен способ.The drawing shows schematically an example of a device with which the method can be implemented.

Способ осуществл етс следующим об- разом. Слиток 1 отливают в кристаллизатор 2. Поверхность расплава в кристаллизаторе 2 на рассто нии от стенок, равном 0,2...0,01 ширины или диаметра кристаллизатора, раздел ют перегородкой 3 на центральную А и периферийную 5 части. В центральной части4 кристаллизатора расплав защищают флюсом, содержащим не менее 90% галоге- нидов лити , а в периферийной части 5 на поверхность расплава нанос т флюс на ос- нове галогенидов известного состава, примен емого при литье слитков алюминиево-литиевых сплавов. Перегородка 3, раздел юща поверхность расплава, выполнена из теплоизол ционного материала , например маренита или футерованного асбестом стального кольца.The method is carried out as follows. The ingot 1 is cast into the mold 2. The surface of the melt in the mold 2 at a distance from the walls, equal to 0.2 ... 0.01 of the width or diameter of the mold, is divided by a partition 3 into central A and peripheral 5 parts. In the central part 4 of the mold, the melt is protected by a flux containing not less than 90% lithium halides, and in the peripheral part 5, a flux is applied to the surface of the melt based on halides of known composition used in casting ingots of aluminum-lithium alloys. The partition 3 separating the surface of the melt is made of a heat insulating material, for example, marenite or an asbestos-lined steel ring.

Способ может быть использован как при отливке круглых так и плоских слитков.The method can be used both for casting round and flat ingots.

Приме р. Предлагаемый способ опробован при отливке круглых слитков диаметром 450 мм сплава марки 1420. Поверхность расплава в кристаллизаторе раздел ют перегородкой на центральную и периферийную части на рассто нии от стенок кристаллизатора, равном 5 мм, 24 мм и 90 мм, что составл ет 0,1, 0,05 и 0,2 диаметра кристаллизатора. В центральной части кристаллизатора на поверхность расплава нанос т флюсы, содержащие хлорид лити и хлорид лити с добавками фторидов лити и алюмини . В периферийной части на поверхность расплава нанос т флюсы, содержащие только карналлит, карналлит, хлорид лити и фторид алюмини , карналлит и хлорид лити , хлориды кали и лити . При этом в центральной части кристаллизатора на поверхность расплава флюс нанос т в виде порошка или мелких гранул, а в периферийной части - в жидком виде.Example p. The proposed method was tested when casting round ingots with a diameter of 450 mm of alloy grade 1420. The surface of the melt in the mold is divided by a partition into the central and peripheral parts at a distance from the mold walls of 5 mm, 24 mm, and 90 mm, which is 0.1, 0.05 and 0.2 times the diameter of the mold. In the central part of the mold, fluxes containing lithium chloride and lithium chloride with the addition of lithium and aluminum fluorides are applied to the surface of the melt. In the peripheral part, fluxes containing only carnallite, carnallite, lithium chloride and aluminum fluoride, carnallite and lithium chloride, potassium and lithium chlorides are applied to the surface of the melt. Moreover, in the central part of the crystallizer, flux is applied to the surface of the melt in the form of powder or fine granules, and in the peripheral part in liquid form.

Результаты отливки опытной партии слитков и исследовани механических свойств полуфабрикатов в зависимости от места установки перегородки в кристаллизаторе и состава защитных флюсов в сравнении с известным способом приведены в табл.1 и 2.The results of casting an experimental batch of ingots and the study of the mechanical properties of semi-finished products depending on the location of the baffle in the mold and the composition of the protective fluxes in comparison with the known method are given in Tables 1 and 2.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ позвол ет не менее чем на 3% повысить выход годного при литье за счет улучшени качества поверхности слитков и повышени пластичности металла и повысить механические свойства полуфабрикатов в поперечном по отношению к направлению деформации направлении .As can be seen from the above data, the proposed method allows increasing the yield by casting by at least 3% by improving the surface quality of the ingots and increasing the ductility of the metal and improving the mechanical properties of the semi-finished products in the transverse direction with respect to the direction of deformation.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1387270. кл. 822 D 11/00, 1985.(56) Copyright certificate of the USSR N 1387270. cl. 822 D 11/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1605551, кл. С 22 С 1/06. 1989.USSR copyright certificate No. 1605551, class. C 22 C 1/06. 1989.

Таблица 1Table 1

Таблица 2table 2

Claims

The claims

METHOD FOR PROTECTING THE MELT OF ALUMINUM-LITHIUM ALLOYS DURING CONTINUOUS MOLDING OF INGOTS, including applying a flux containing halides to the surface of the melt in the mold, characterized in that, in order to increase the mechanical properties by reducing the impurity content in

Continuation of the table, 2

alloys and casting yield, the surface of the melt in the mold at a distance from Stenok, equal to 0.2 - 0.01 width or diameter of its meniscus, is divided by a partition into the central and peripheral parts, while in the central part on the surface of the melt flux with a content of at least 90% halogen is applied10

Nida lithium.