Способ подачи жидкого металла в кристаллизатор машины непрерывного литья металлов

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для подачи жидкого металла в кристаллизаторы при непрерывном литье слитков, особенно высокоактивных сплавов и металлов. Цель изобретения - повышение качества металла путем уменьшения структурной неоднородности, снижения газосодержания, окисных включений и интерметаллидов в нем. Способ включает заливку жидкого металла в промежуточную емкость, герметизацию промежуточной емкости, подачу металла через металлопровод, регулирование уровня металла в кристаллизаторе подачей газа в промежуточную емкость. Новым в способе является то, что в качестве промежуточной емкости используют вакуумный миксер, а уровень металла в кристаллизаторе регулируют путем создания избыточного давления инертного газа в миксере и подачи рабочего газа в нижнюю часть заборного колена металлопровода, причем разность гидростатического давления столба жидкого металла в металлопроводе от верхней точки его до уровня металла в миксере и гидростатического давления в миксере поддерживают в пределах до 20 кПа (0.204 кг/мм²) . Давление инертного газа в миксере в процессе литья увеличивают соответственно понижению уровня металла в нем. 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для подачи жидкого металла в кристаллизаторы при непрерывном литье слитков, особенно высокоактивных сплавов и металлов. Известен способ подачи жидкого металла в кристаллизатор машины непрерывного литья металлов, включающий заливку жидкого металла в емкость, герметизацию емкости, подачу металла в кристаллизатор через разливочный стакан, регулирование уровня металла в кристаллизаторе подачей газа на разливочный стакан ниже уровня металла в кристаллизаторе [1]. Недостатком известного способа является ухудшение качества металла за счет высаживания интерметаллидов в емкости и кристаллизаторе в результате переохлаждения жидкого металла в емкости, особенно при больших размерах ее. Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является способ подачи жидкого металла в кристаллизатор машины непрерывного литья металлов, включающий заливку жидкого металла в промежуточную емкость, герметизацию емкости, подачу металла в кристаллизатор через металлопровод, регулирование уровня металла в кристаллизаторе подачей сжатого воздуха или другого газа в промежуточную емкость [2]. Недостатком способа является повышенная газонасыщенность металла, окисление его на пути к кристаллизатору из-за наличия открытой емкости, а также возможность образования интерметаллидов и структурной неоднородности из-за охлаждения жидкого металла в промежуточной емкости. Цель изобретения - повышение качества металла путем уменьшения структурной неоднородности, снижения газосодержания, окисных включений и интерметаллидов в нем. Сущность изобретения заключается в том, что в способе подачи жидкого металла в кристаллизатор машины непрерывного литья металлов, включающем заливку жидкого металла в емкость, герметизацию емкости, подачу металла через металлопровод, регулирование уровня металла в кристаллизаторе подачей газа в емкость, рабочий газ подают в нижнюю часть заборного колена металлопровода, причем разность гидростатического давления столба жидкого металла в металлопроводе от верхней точки до уровня металла в емкости и гидростатического давления в емкости поддерживают в пределах от 1 до 20 кПа (0,204 кг/мм²). Давление инертного газа в емкости в процессе литья увеличивают соответственно понижению уровня в ней. В качестве газа используют инертный газ. На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа, общий вид; на фиг. 2 - то же, с фильтрацией металла через керамический фильтр. Устройство содержит металлопровод 1, заборное колено 2 которого размещено в переливном кармане 3 емкости, а сливное 4 - в кристаллизаторе 5. К нижней части заборного колена 2 подведена трубка 6 для подачи рабочего газа. Изобретение осуществляется следующим образом. Перед началом работы прогретый металлопровод 1 подвешивают над карманом 3 емкости и кристаллизатором 5. К трубке 6 металлопровода 1 присоединяют гибкий рукав для подачи газа в нижнюю часть заборного колена 2 его. Включают подачу рабочего газа. Заборное колено 2 металлопровода 1 погружают в жидкий металл 7 до нижней его отметки. Рабочий газ, смешиваясь с металлом 7, образует газометаллическую смесь, которая легче переливаемого металла 7 и по закону сообщающихся сосудов поднимается по заборному колену 2 до уравновешивания столба металла, равного глубине погружения колена 2 в металл. В емкости создают избыточное давление рабочего (инертного) газа в количестве, обеспечивающем поступление металла в кристаллизатор 5, причем разность гидростатического давления столба жидкого металла в металлопроводе 1 от верхней точки его до уровня металла 7 в емкости и гидростатического давления в емкости поддерживают в пределах от 1 до 20 кПа (0,204 кг/мм²). В случае установки фильтра 8 в сливном колене 4 металлопровода 1 над фильтром 8 образуется столб 9 жидкого металла, необходимый для создания гидростатического давления, обеспечивающего прохождение металла через фильтр 8. Для прекращения подачи жидкого металла в кристаллизатор 5 прекращают подачу рабочего газа в металлопровод 1, снимают избыточное давление инертного газа в емкости. П р и м е р. Способ опробован при подаче алюминиево-литиевого сплава 1420 из вакуумного миксера в кристаллизатор. При этом использован металлопровод, высота Н_з заборного колена которого 1,5 м, сливного Н_с - 1,5 м. Погружение h заборного колена в металл в начале литья - 0,6 м, в конце литья - 0,1 м. Погружение сливного колена в металл в процессе литья - 0,05 м. Гидростатическое давление Р_м столба жидкого металла в металлопроводе от верхней точки его до уровня металла в миксере определялось по формуле Р_м = (Н_з - h) γ , где γ - удельный вес металла; Н_з - высота заборного колена металлопровода, м; h - глубина погружения заборного колена в металл, м. Гидростатическое давление Р_мн в начале литья Р_мн = (1,9-0,6)х2,4х10⁴=31 кПа = =0,315 кг/мм². Гидростатическое давление Р_мк столба жидкого металла в конце литья Р_мк= (1,9-0,1)х 2,4 ˙ 10⁴=43 кПа = 0,44 кг/мм². Отливку слитков производили с постоянным и постепенно повышающимся по мере уменьшения уровня металла в миксере давлением. Результаты опробования предложенного способа приведены в таблице. Как видно из приведенной таблицы, обеспечение практически постоянного уровня металла в кристаллизаторе (колебания в пределах 2-3 мм) позволит значительно уменьшить структурную неоднородность металла в слитках. Жидкий металл в процессе подачи его в кристаллизатор предложенным способом находится в контакте с рабочим рафинирующим газом, за счет чего происходит снижение газосодержания в жидком металле по сравнению с прототипом изобретения. Кроме того, при этом исключается возможность окисления и газонасыщения металла на пути из раздаточной емкости (миксера) в кристаллизатор, снижается возможность образования и попадания в слиток интерметаллидов, тем самым повышается качество металла. Кроме того, как правило, в литейном производстве жидкий металл подают из раздаточной емкости в кристаллизатор по принципу сообщающихся сосудов с расположением кристаллизатора на уровне или ниже дна раздаточной емкости, предложенный способ подачи жидкого металла в кристаллизатор позволит размещать кристаллизатор машины непрерывного литья значительно выше уровня дна раздаточной емкости-миксера, что, в свою очередь, позволит либо уменьшить глубину литейных колодцев, снижая тем самым строительные затраты, либо увеличить длину отливаемых слитков, снижая при этом технологические отходы.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОДАЧИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В КРИСТАЛЛИЗАТОР МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ, включающий заливку жидкого металла в емкость, герметизацию емкости, подачу металла через металлопровод, регулирование уровня металла в кристаллизаторе подачей газа в емкость, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла путем уменьшения структурной неоднородности, снижения газосодержания, окисных включений и интерметаллидов в нем, рабочий газ подают в нижнюю часть заборного колена металлопровода, причем разность гидростатического давления столба жидкого металла в металлопроводе от верхней точки до уровня металла в емкости и гидростатического давления в емкости поддерживают в пределах от 1 до 20 кПа (0,204 кг/мм²). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление инертного газа в емкости в процессе литья увеличивают соответственно понижению уровня металла в нем. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газа используют инертный газ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 28.04.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2000

Извещение опубликовано: 20.05.2000        

---