SU806236A1

SU806236A1 - Способ непрерывного лить слитков

Info

Publication number: SU806236A1
Application number: SU782583353A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Степанович Тертишников; Алексей Викторович Новиков; Эдуард Константинович Белебашев; Дмитрий Петрович Ловцов; Борис Павлович Платунов; Николай Андреевич Гордеев
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1978-03-09
Publication date: 1981-02-23
Also published as: JPS5935708B2; JPS5522486A

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к заготовительному литейному производству, и может быть использовано при проиэводст· j ве отливок непрерывным или полунепрерывным методом литья с формообразованием жидкой зоны их Электромагнитным полем индуктора, к конфигурации и размерам которых«θ а также к качеству их боковой поверх-, ности предъявляются повышенные требования.

Известен способ непрерывного или полунепрерывного литья отливок, включающий заливку жидкого расплава 15 в принудительно охлаждаемые формы (кристаллизаторы скольжения), выполняющие роль формсобразователя отлив^{ки 111} ’ М

Известен также способ непрерывно- ^мго или полунепрерывного литья отливок произвольного сечения с использованием электромагнитного поля индуктора, выполняющего роль бесконтакт- _ ного формообразователя жидкой зоны стливки, которая подвергается интенсивному (принудительному) охлаждению [23 .

Основным недостатком способа получения отливок в охлаждаемых формах 30 (кристаллизаторах скольжения) при непрерывной разливке металлов и сплавов является контакт расплава со стенкой кристаллизатора. Это вызывает быстрый износ формообразующей рубашки кристаллизатора, ее коробление, а следовательно, изменение геометрии боковой поверхности отливки. Отмеченный недостаток способа получения отливки в кристаллизаторе скольжения значительно снижает качество боковой поверхности отливки и периферийного слоя металла ее изза наличия сопротивления со стороны материала охлаждаемой стенки кристаллизатора затвердевшей тонкой корочке боковой поверхности отливки.

Кроме того, интенсивный отвод тепла от кристаллизующегося расплава охлаждаемыми стенками формы значительно ухудшает направленность кристаллизации расплава в продольном направлении отливки, что приводит к нежелательному увеличению глубины лунки, большей газоусадочной'пористости и химической неоднородности отливки в ее поперечном сечении. Применение кристаллизаторов с меньшей высотой формообразующей рубашки, нанесение на нее газотворных смазок и покрытий, использование эффекта возвратно-поступательного движении (качания) кристаллизатора вдоль кристаллизующейся боковой поверхности отливки в какой-то мере повысило ее качество, но в основном _ только при производстве отливок из ^эметаллов и сплавов с относительно невысокими температурами плавления и кристаллизации. и которые образуют на поверхности расплава достаточ- . но плотные и прочные окисные пленки (например, алюминий и ряд его сплавов) . Но все перечисленные мероприятия не устраняли основного недостатка способа получения отливок - наличие контакта расплава с охлаждаемой формообразующей рубашкой кристаллизатора (формы).

Известные способы получения отливок путем бесконтактного Формообразования боковой поверхности жидкой зоны 20 отливки в электромагнитном поле индуктора с интенсивным ее охлаждением могут быть осуществлены на установках различного конструктивного выполнения. 25 качественные отливки с заданным · профилем и постоянным по их длине сечением, однако, не могут быть получены и этим способом.

Этот недостаток способа обуслав- эд ливается трудностями по обеспечению автоматического стабилизирования равнодействующих величин электромагнитных сил поля индуктора, Формирующего жидкую зону отливки, и силы тя- «с жести расплава по высоте жидкой отливки, а также необходимой автоматической коррекции процесса Формообразования жидкой зоны отливки при изменении технологических параметров литья и кристаллизации. 40

Цель изобретения - получение качественного слитка с заданным профилем и постоянным по его длине сечением.

Поставленная цель достигается спо- 45 собом непрерывного литья слитков, включающим бесконтактное Формообразование боковой поверхности жидкой , зоны слитка электромагнитным полем индуктора и его охлаждение, в ко- эд тором боковую поверхность слитка на границе раздела твердой и жидкой фаз калибруют, при этом Формообразование твердо-жидкой зоны боковой поверхности осуществляют при постоян- __ ном превышении силы металлостатичесл °° кого давления расплава над силой давления электромагнитного поля на величину 5-20% от-номинальной величины металлостатического давления в этой зоне. 60

Кроме того, способ позволяет вести процесс непрерывного литья слитког в защитной атмосфере.

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа. 65

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Непрерывное литье слитков осуществляют способом бесконтактного формообразования боковой поверхности жидкой зоны слитка 1 электромагнитным полем индуктора 2, при этом на границе раздела Фаз твердой и жидкой зон боковую поверхность калибруют контактным формообразователен 3 из огнеупорного, химически‘инертного к расплаву, с низкой теплопроводностью немагнитного материала и расположенным выше пояса принудительного охлаждения слитка 1 охладителем 4. Формообразование боковой поверхности жидкой зоны слитка 1.осуществляют при постоянном превышений силы мегталлостатического давления расплава над силой давления электромагнитно.го поля. Это обеспечивается поддержанием высоты жидкой зоны слитка на 5-20% выше номинальной регулятором 5 расхода металла, а величины напряжения на индукторе - регулятором 6.

Номинальная величина металлостатического давления расплава равна величине давления электромагнитного поля в зоне раздела фаз твердой и жидкой зон на боковой поверхности отливки.

Регулирование расхода жидкого металла и величины напряжения на индукторе для обеспечения постоянного превышения силы металлостатического давления над силой давления электромагнитного поля на границе раздела твердой и жидкой фаз производят после того, как в процессе литья поддон (затравка) 7 с частично закристаллизовавшимся металлом выйдет из области максимального давления электромагнитного поля индуктора.

Превышение силы металлостатического давления расплава над силой давления электромагнитного поля ; должно быть не более, чем на 20% и не менее, чем на 5% от номинальной. При величине, большей 20% силы электромагнитного поля не смогут удержать металл и он потечет, а при величине_лменьшей 5%, невозможно осуществить калибР9Вку.

Калибровку боковой поверхности твердо-жидкой зоны блитка контактным формообразователен 3 осуществляют до тех пор, пока стенки слитка не приобретут необходимой механической прочности, выдерживающей давление столба жидкого металла.

Осуществление способа непрерывного литья с превышением силы металлостатического давления жидкой зоны слитка над силой давления электромагнитного поля позволяет вести процесс в случае необходимости с защитой боковой поверхности слитка от окисления газом или расплавленным флюсом в зоне контактного формообразовате ля,подаваемых в зазор между боковой поверхностью слитка и контактным формообразователен.

Благодаря превышению силы металлостатического давления жидкой зоны слитка над силой давления электро- е магнитного поля в зоне калибровки боковой поверхности слитка на границе раздела фаз твердой и жидкой эон металл плотно прилегает к калибрующему участку контактного Формообра- «θ эователя.

Предлагаемый способ позволяет получать качественную отливку с заданным профилем и постоянным по ее длине сечением практически из всех медных сплавов, даже при чувствительности *5 существующих систем стабилизации и коррекции электрических и технологических параметров получения отливки в электромагнитном кристаллизаторе, кроме того, позволяет вести процесс И) с защитой жидкой эоны отливки инертгным газом или слоем расплавленного защитно-рафинирующего флюса. -

Claims

Изобретение относитс к металлургии , в частности к заготовительному литейному производству, и может быть использовано при проиэводстве отливок неЬрерывным или по- лунепрерывным методом лить с формообразованием жидкой зоны их электромагнитным полем индуктора , к конфигурации и размерам которы а также к качеству их боковой поверх ности предъ вл ютс повышенные требовани . Известен способ непрерывного или полунепрерывного лить отливок, включакЗЩий заллвку жидкого расплава в принудительно охлаждаемые формы (кристаллизаторы скольжени ), выполн ющие роль формсобразовател отливки ( 1 . Известен также способ непрецл вного или полунепрерывного лить отливок произвольного сечени с использо ванием электромагнитного пол индук тора, выполн ющего роль бесконтактного формообразовател жидкой зоны стливки, котора подвергаетс интен сивному (принудительному) охлгсждению 2). Основным недостатком способа пол чени отливок в охлаждаемых формах (кристаллизаторах скольжени ) при непрерывной разливке металлов и сплавов вл етс контакт расплава со стенкой кристаллизатора. Это вызывает быстрый износ формообрс:зуюи1ей рубашки кристаллизатора, ее коробление , а следовательно, изменение геометрии боковой .поверхности отливки . Отмеченный недостаток способа получени отливки в кристаллизаторе скольжени значительно снижает качество боковой поверхности отливки и периферийного сло металла ее изза наличи сопротивлени со стороны материала охлаждаемой стеики кристаллизатора затвердевшей тонкой корочке боковой поверхности отливки. Кроме того, интенсивный отвод тепла от кристаллизующегос расплава охлгикдаемь 1И стенками формы значительно ухудшает направленность кристаллизёщии расплава в продольном направлении отливки, что приводит к нежелательному увеличению глубины лунки, большей газоусадочиойпористости и химической неодно хадности отливки в ее поперечном сечении. Применение кристаллизаторов с меньшей высотой формообразующей рубашки , нанесение на нее газотворных смазок и покрытий, использование эффекта возвратно-поступательного движении (качани ) кристаллизатора вдоль кристаллизующейс боковой поверхности отливки в какой-то мере повысило ее качество, но в основном только при производстве отливок из металлов и сплавов с относительно невысокими температурами плавлени и кристаллизации, и которые образуют на поверхности расплава достаточно плотные и прочные окисные пленки (например, алюминий и р д его сплавов ) . Но все перечисленные меропри ти не устран ли основного недостат ка способа получени отливок - нали чие контакта расплава с охлаждаемой формообразующей рубашкой кристаллизатора (формы). Известные способы получени отли вок путем бесконтактного Формообраз вани боковой поверхности жидкой зо отливки в электромагнитном прле индуктора с интенсивным ее охлаждение могут быть осуществлены на установках различного конструктивного выполнени . Качественные отливки с заданным профилем и посто нным по их длине сечением, однако, не могут быть получены и этим способом. Этот недостаток способа обуславливаетс трудност ми по обеспечению автоматического стабилизировани равнодействующих величин электромаг нитных сил пол индуктора. Формирующего жидкую зону отливки, и силы т жести расплава по высоте жидкой отливки , а также необходимой автомати ческой коррекции проп,есса Формообра зовани жидкой зоны отливки при изменении технологических параметров лить и кристаллизации. Цель изобретени - получение качественного слитка с заданным профи лем и посто нным по его длине сечением . Поставленна цель достигаетс сп собом непрерывного лить слитков, включающим бесконтактное формообразование боковой поверхности жидкой зоны слитка электромагнитным полем индуктора и его охлаждение, в котором боковую поверхность слитка на границе раздела твердой и жидкой фаз калибруют, при этом формообразо вание твердо-жидкой зоны боковой по верхности осуществл ют при посто нном превышении силы металлостатичес кого давлени расплава нгщ силой давлени электромагнитного пол на величину 5-20% от. номинальной величины металлостатического давлени в этой зоне. Кроме того, способ позвол ет вес ти процесс непрерывного лить слитк в защитной атмосфере. На чертеже показана схема осуществлени предлагаемого способа. Предлагаемый способ осуществл ет следующим образом. Непрерывное литье слитков осуествл ют способом бесконтактного ормообразовани боковой поверхности идкой зоны слитка 1 электромагнитным полем индуктора 2, при этом на грание раздела фаз твердой и жидкой зон боковую поверхность калибруют контактным формообраэователем 3 из огнеупорного, химическиинертного к асплаву, с низкой теплопроводностью немагнитного материала и расположенным выше по са пpинyдитeльнo o охлаждени слитка 1 охладителем 4. Формообразование боковой поверхности жидкой зоны слитка 1.осуществл ют при посто нном превышении силы метч таллостатического давлени расплава над силой давлени электромагнитного пол . Это обеспечиваетс поддержанием высоты жидкой зоны слитка на 5-20% выше номинальной регул тором расхода металла, а величины напр жени на индукторе - регул тором 6. Номинальна величина металлостатического давлени .расплава.равна величине давлени электромагнитного пол в зоне раздела фаз твердой и жидкой зон на боковой поверхности отливки. Регулирование жидкого метсшла и величины напр жени на индукторе дл обеспечени посто нного превышени силы металлостатического давлени над силой давлени электромагнитного пол на границе раздела твердой и жидкой фаз производ т после того, как в процессе лить поддон (затравка) 7 с частично закристаллизовавшимс металлом выйдет из области максимального давлени электромагнитного пол индуктора. .превышение силы металлостатического давлени расплава над силой давлени электромагнитного пол ; должно быть не более, чем на 20% и . не менее, чем на 5% от номинальной. При величине, большей 20% силы электромагнитного пол не смогут удержать металл и он потечет, а при величине меньшей 5%, невозможно осуществить калибровку. Калибровку боковой поверхности твердо-жидкой зоны ёлитка контактным формообразователем 3 осуществл ют до тех пор, пока стенки слитка не приобретут необходимой механической прочности , выдерживающей давление столба жидкого металла. Осуществление способа непрерывного /1ить с .превышением силы металлостатического давлени жидкой зоны слитка над силой давлени электромагнитного пол позвол ет вести процесс в случае необходимости с защитой боковой поверхности слитка от окислени газом или расплавленным флюсом в зоне контактного формообразовател подаваеких в зазор между боковой по верхностью слитка и контактным формо образователем. Благодар превышению силы металлостатического давлени жидкой зоны слитка над силой давлени электромагнитного пол в зоне кёшибровки боковой поверхности слитка на границе раздела фаз твердой и жидкой зон металл плотно прилегает к кгшибрующему участку контактного формообразовател . Предлагаемый способ позвол ет получать качественную отливку с заданным профилем и посто нным по ее длине се чением практически из всех медных сплавов, даже при чувствительности существующих систем стабилизации и коррекции электрических и технологических параметров получени отливки в электромагнитном кристаллизатор кроме того, позвол ет вести процесс с защитой жидкой зоны отливки инертгным газом или слоем расплавленного защитно-рафинирующего флюса. Формула изобретени 1. Способ непрерывного лить слит ков, включающий бесконтактнЪе формо

-HZD образование боковой поверхности жидкой зоны слитка электромагнитным полем индуктора и его охлаждение, отличающийс тем, что, с целью получени качественного слитка с заданным профилем и посто нным по его длине сечением, боковую поверхность слитка на границе раздела твердой и жидкой фаз калибруют, при этом формообразование твердо-жидкой. зоны боковой поверхности осуществл ют при посто нном превышении силы металлостатического давлени расплава над силой давлени электромагнитного пол на величину 5-20% от номинальной величины металлрстатического давлени в этой зоне. 2. Способ ПОП.1, отлича ю щ и и с тем, что формообразовани ,е слитка осуществл ют в защитной атмосфере. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 554934, кл. В 22 D 11/00, 1976.
2.Авторское свидетельство СССР 480490, кл. В 22 D 11/01, 1972,