RU2159691C1

RU2159691C1 - Method for continuously drawing products out of melt

Info

Publication number: RU2159691C1
Application number: RU2000115023/02A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Назаров
Original assignee: Назаров Владимир Николаевич
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: metallurgy, namely continuous process for receiving articles directly out of melt. SUBSTANCE: method comprises steps of vacuumizing vessel with melt for creating gas gap between melt and bottom of vessel with pressure inside it equal to atmospheric one; then drawing melt out of vessel through forming nozzle with use of seed at rate no more than 15 mm/s and realizing crystallization of melt by cooling it in zone arranged lower than nozzle plane by 3-4 mm. Gap value is equal to 1-1.5 mm. Melt is drawn vertically downwards. Produced aluminium belt has no pores, shrinkage blisters, air bubbles. Silicon belt has monocrystalline structure. EFFECT: enhanced quality of articles. 3 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному получению изделий непосредственно из расплава, например, из алюминия, кремния, меди и сталей. The invention relates to metallurgy, namely to the continuous production of products directly from the melt, for example, from aluminum, silicon, copper and steel.

Наиболее близким способом к предложенному является способ непрерывного получения изделий из расплава, включающий предварительное вакуумирование емкости с расплавом для создания разряжения газа в емкости (суммарное давление газа и жидкого расплава в емкости регулируют по определенным зависимостям), вытягивание расплава из емкости через формующую насадку без соприкосновения с ее поверхностью с помощью затравки со скоростью, устанавливаемой в зависимости от размеров поперечного сечения изделия, и кристаллизацию расплава путем его охлаждения в зоне, расположенной на расстоянии от формующей насадки, устанавливаемом в зависимости от размеров поперечного сечения изделия (см. SU 1833242 A3, B 22 D 11//00, 07.08.93). The closest way to the proposed one is the method of continuous production of products from the melt, including preliminary evacuation of the vessel with the melt to create a vacuum of gas in the vessel (the total pressure of gas and liquid melt in the vessel is controlled according to certain dependencies), drawing the melt from the vessel through the forming nozzle without contact with its surface with the help of the seed with a speed set depending on the size of the cross section of the product, and crystallization of the melt by cooling it deposition in an area located at a distance from the forming nozzle, set depending on the dimensions of the cross section of the product (see SU 1833242 A3, B 22 D 11 // 00, 08/07/93).

К недостаткам способа можно отнести то, что изделия получаются неплотными, в их структуре имеются усадочные раковины, поры, трещины, воздушные включения и примеси в виде оксидов. The disadvantages of the method include the fact that the products are loose, in their structure there are shrinkage shells, pores, cracks, air inclusions and impurities in the form of oxides.

Задачей изобретения является получение плотных изделий, в структуре которых отсутствуют усадочные раковины, поры, трещины, воздушные включения и примеси в виде оксидов. The objective of the invention is to obtain dense products in the structure of which there are no shrinkage shells, pores, cracks, air inclusions and impurities in the form of oxides.

Поставленная задача решается тем, что в способе непрерывного получения изделий из расплава, включающем вакуумирование емкости с расплавом для создания разряжения газа в емкости над поверхностью расплава, вытягивание расплава с регламентированной скоростью из емкости через формующую насадку с помощью затравки и кристаллизацию расплава путем его охлаждения в зоне, расположенной на регламентируемом расстоянии от формующей насадки без соприкосновения с ее поверхностью, в процессе предварительного вакуумирования емкости с расплавом образуют газовый зазор между расплавом и дном емкости, давление в котором равно атмосферному, вытягивание расплава осуществляют со скоростью, не превышающей 15 мм/с, а кристаллизацию ведут в зоне, расположенной l=3-4 мм ниже плоскости формующей насадки. Величина зазора составляет 1-1,5 мм. Расплав вытягивают вертикально вниз. The problem is solved in that in a method for continuously producing products from a melt, including evacuating a vessel with a melt to create a gas discharge in the vessel above the surface of the melt, drawing the melt at a controlled rate from the vessel through a forming nozzle using a seed and crystallizing the melt by cooling it in the zone located at a regulated distance from the forming nozzle without contact with its surface, in the process of preliminary evacuation of the vessel with the melt about azuyut gas gap between the melt and the bottom of the container, wherein the pressure is atmospheric, extruding the melt is effected at a rate not exceeding 15 mm / s, and the crystallization is carried out in the zone situated l = 3-4 mm below the plane of the forming nozzle. The gap is 1-1.5 mm. The melt is pulled vertically downward.

Осуществление способа поясняется с помощью устройства, представленного на чертеже. The implementation of the method is illustrated using the device shown in the drawing.

Устройство содержит емкость 1 с расплавом, снабженную регулятором 2 давления газа и соединенную через патрубок 3 с вакуумным насосом. Емкость 1 имеет нагреватель 4 и формующую насадку 5, к выходному отверстию которой прикладывается затравка 6, пропущенная через охлаждающее устройство 7, и два вращающихся тянущих валка 8. Емкость 1 снабжена термопарой 9. The device comprises a tank 1 with a melt, equipped with a gas pressure regulator 2 and connected through a pipe 3 with a vacuum pump. The tank 1 has a heater 4 and a forming nozzle 5, to the outlet of which a seed 6 is applied, passed through a cooling device 7, and two rotating pulling rolls 8. The tank 1 is equipped with a thermocouple 9.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Затравку 6 с помощью тянущих валков 8 через охлаждающее устройство 7 вводят в отверстие насадки 5. Включают нагреватели 4 и нагревают емкость 1 до температуры на 10-15^oC выше температуры плавления соответствующего вещества. Включают вакуумный насос. С помощью регулятора давления газа в емкости устанавливают над поверхностью жидкости такое разряжение газа Р1 (Р1 < Р атм), при котором между дном емкости и расплавом образуется газовый зазор величиной 1,0-1,5 мм. Затем расплав с помощью затравки и тянущих валков 8 вытягивают из емкости со скоростью до 15 мм/с через формующую насадку вниз строго вертикально, а кристаллизацию (охлаждение расплава) ведут в зоне, расположенной на 3-4 мм ниже плоскости насадки. В газовом зазоре давление равно атмосферному. Охлаждение расплава проводят обдувом воздуха или воздушно-водяной смесью, или подачей воды.The seed 6 using the pulling rollers 8 through the cooling device 7 is introduced into the hole of the nozzle 5. Turn on the heaters 4 and heat the tank 1 to a temperature of 10-15 ^o C above the melting temperature of the corresponding substance. Turn on the vacuum pump. Using a gas pressure regulator in the tank, a gas discharge P1 (P1 <P atm) is established above the liquid surface at which a gas gap of 1.0-1.5 mm is formed between the bottom of the tank and the melt. Then, the melt with the help of the seed and the pulling rolls 8 is pulled out of the tank at a speed of up to 15 mm / s through the forming nozzle down strictly vertically, and crystallization (cooling of the melt) is carried out in an area located 3-4 mm below the nozzle plane. In the gas gap, the pressure is atmospheric. Cooling of the melt is carried out by blowing air or an air-water mixture, or by supplying water.

Так как в процессе непрерывной вытяжки происходит уменьшение количества расплава в емкости (уменьшается величина Н), то с помощью регулятора 2 давления газа непрерывно увеличивают давление газа Р1 в емкости и до завершения процесса между расплавом и дном емкости сохраняют газовый зазор. Since in the process of continuous drawing, the amount of melt in the vessel decreases (the value of H decreases), using the gas pressure regulator 2, the gas pressure P1 in the vessel is continuously increased and, until the process is completed, a gas gap is maintained between the melt and the bottom of the vessel.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

При получении ленты из алюминия или кремния используют формующую насадку из магнезита. Величина газового зазора составляет 1,2 мм. Размер получаемой ленты: ширина 150 мм, толщина 2 мм, длина 10 м. Скорость вытягивания 4,5 мм/с. Плотность лент из алюминия составляет 2,83 г/см³, что на 4,5% выше, чем у промышленных образцов, а лента из кремния имеет монокристаллическую структуру. В структуре изделий отсутствуют поры, усадочные раковины, воздушные пузыри и включения оксидов.Upon receipt of a tape of aluminum or silicon using a molding nozzle of magnesite. The gas gap is 1.2 mm. The size of the resulting tape: width 150 mm, thickness 2 mm, length 10 m. The pulling speed of 4.5 mm / s. The density of aluminum tapes is 2.83 g / cm ³ , which is 4.5% higher than that of industrial designs, and the silicon tape has a single-crystal structure. The structure of the products lacks pores, shrinkage shells, air bubbles, and oxide inclusions.

Экспериментальные исследования заявляемого способа показали, что способ обеспечивает получение плотных изделий, в структуре которых отсутствуют поры, трещины, усадочные раковины, оксидные включения и воздушные пузыри. Experimental studies of the proposed method showed that the method provides dense products in the structure of which there are no pores, cracks, shrinkage shells, oxide inclusions and air bubbles.

Claims

1. The method of continuous production of products from the melt, including evacuating the vessel with the melt to create a gas discharge in the vessel above the surface of the melt, drawing the melt at a controlled speed from the vessel through the forming nozzle using a seed and crystallizing the melt by cooling it in an area located at a regulated distance from the forming nozzle without contact with its surface, characterized in that during the preliminary evacuation of the tank with the melt form a gas charge op between the melt and the bottom of the container, wherein the pressure is atmospheric, extruding the melt is effected at a rate not exceeding 15 mm / s, and the crystallization is carried out in a zone located at the 3 - 4 mm below the plane of the forming nozzle.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gap is 1.0-1.5 mm.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the melt is pulled vertically downward.