Способ отливки крупногабаритных слитков прямоугольного сечения из технического алюминия

 

Изобретение относится к цветной металлургии и позволяет повысить производительность процесса литья слитков и повысить их качество, поскольку скорость литья задзют по формуле, связывающей все основные технологические параметры процесса и геометрические размеры слитков S ббШ 64-89-°-958т 1,6 + 393,12 F + 300 В 36 ,35h (М) ± 1,107 , где5скорость литьй, м/с; Т - температура металла , °С; F - объемный расход охлаждаемой воды, м /с; В - толщина слитка, м; h - ширина слитка, м, при этом температуру металла поддерживают 690-720°С, объемный расход охлаждающей воды задают 0,025-0,0361 м/с на каждый слиток. 1 табл. СП С

С0 03 СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАДИСТИЧЕС кИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 0 11/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ (21) 4901171/02 (22) 09.01.91 (46) 30.01,93; Бюл. N. 4 (71) Иркутский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектного института люминиевой, магниевой и электродной промышленности и Красноярский алюминиевый завод (72) Б,П.Куликов, Ю.А.Разумов, Г.В,Теляков, А.И.Шестаков, А,B.Ðÿáèíêo, B.А,Мироненко и В.М.Воэмилов (73) Иркутский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (56) ТИ 0109-2-13-88. Красноярский алюминиевый завод, 1988, (54) СПОСОБ ОТЛИВКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ СЛИТКОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ ИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при отливке крупногабаритных слитков прямоугольного сечения иэ алюминия с периметром 2,8 — 4,0 м.

Технологический процесс полунепрерывного литья слитков состоит из трех периодов: начальный (настационарный), в течение которого осуществляется пуск литейной машины и разгон до рабочей скорости; основной (стационарный), в течение которого скорость литья поддерживается постоянной, величина скорости определяет- ся технологическими параметрами процесс (геометрические размеры слитка, температура жидкого металла, расход охлаждающей воды и np.); окончание процесса, в течение

„.,5U„„1792357 АЗ (57) Изобретение относится к цветной металлургии и позволяет повысить производительность процесса литья слитков и повысить их качество, поскольку скорость литья задают по формуле, связывающей все основные технологические параметры процесса и геометрические размеры слитков S=1 (64.89 - 0,958Т + 393,12 F + 300 В—

36,35й) () б + 1,107 10 4 — „, где S— скорость литья, м/с; Т вЂ” температура металла, С; F — объемный расход охлаждаемой воды, м /c;  — . толщина слитка,; h—

3 ширина слитка, м, при этом температуру металла поддерживают 690-720 С, обьемный расход охлаждающей воды задают

0,025-0,0361 м /с на каждый слиток, 1 табл.

3 которого скорость литья постепенно снижается от рабочей до нуля.

По времени начальный период и окончание процесса составляют 1-3,5 мин, основной период 0.5 — 2 ч.

Качество слитков и производительность процесса полунепрерывного литья крупногабаритных слитков определяется главным образом условиями литья в основной период.

Согласно утвержденным технологическим инструкциям, например, ТИ 0109-2-1388, Красноярский алюминиевый завод. скорость литья в зависимости от геометрических размеров (ширина. толщина слитка) и от температуры металла изменяется от среднего значения скорости литья в основ1792357 ной период на 18-20О/, э обьемный расход охлаждающей воды на 10 — 12%, от среднего расхода в основной период литья, Основным недостатком существующей технологии является отсутствие обоснованных количественных зависимостей между основными технологическими параметрами: скорость литья, объемный расход охлаждающей воды, температурой разливаемого металла. Ф : j

При увеличении температуры металла на 10оС ск оро сто лйтья c йижается на 710%, что ве дет М сн"и жению произв.одител ьности процесса и снижению качества слитков, Цель изобретения — улучшение качества слитков и повышение производительности процесса.

Качество поверхности слитка и его структура в значительной степени зависят от теплофизического режима его формирования к кристаллизации.

При медленном отводе тепла от слитка

его структура крупнозернистая и поверхность удовлетворительного качества.

При быстром отводе тепла структура слитка мелкозернистая, но на поверхности слитка образуются неслитины, наплывы, трещины по широкой грани слитка.

Для устранения вышеуказанного противоречия между качеством внутренней структуры слитка и качеством его поверхности в данном изобретении установлены количественные зависимости основных технологических параметров, обеспечивающие высокое качество поверхности и структуры слитка.

Определены пределы изменения наиболее инерционного параметра — темпера, туры. Это позволяет обозначить минимальные границы вариации. параметров, обеспечивающие высокое качество отливаемых слитков, устанавливать максимально допустимые, экспериментально обоснованные, скорость литья в основной период, что ведет к повышений производительности процесса литья.

Скорость-лигья. задаваемую в основной период, устанавливают по математическому выражению:

S= — (64,89 - 0.958Т + 393,12 F + 300 В

60000

-36,36h) ° () + 1,107 10 где S — скорость литья, м/с;

Т вЂ” температура металла в миксере, ОС;

F — объемный расход охлаждающей воды на кристэллизатор и слиток. м /с:

 — толщина слитка, м;

h — ширина слитка, м: при этом температура металла в миксере поддерживается равной 690 -720"С. э обьемный расход охлаждающей воды на каж5 дый слиток устанавливают равным

0,025 — 0,0361 м /с.

Последний член математической зависимости скорости литья слитков в основной . период от основных технологических пара10 метров имеет два знака: "плюс" и "минус", т.е. задается интервал множества значений скорости литья, который обеспечивает хорошее качество слитков при максимально возможной производительности литья.

15 Наличие данного интервала обусловлено погрешностями измерительных приборов.

Полученная эмпирическая формула позволяет задавать в основной период максимальную скорость литья (на 7-10% выше, 20 чем по освоенной технологии), обеспечивающую высокое качество поверхности и мелкозернистых структур слитка.

Литье со скоростями, превышающими заданные по формуле, ведет к снижению

25 качества поверхности слитка, образованию неслитин и проливов. Повышается вероятность образования трещин из-за роста термических напряжений.

Литье со скоростями меньшими, чем за30 данные по формуле ведет к укрупнению кристаллической структуры слитка, к ухудшению качества поверхности слитка (пережимы, задиры).

Способ реализуется следующим обрэ35 зом.

На вертикальной установке полунепрерывного литья отливали в водоохлэждаемый кристаллизатор одновременно по двэ слитка из технического алюминия марки А6, 40 Слитки различных типоразмеров сечением 0,4х1,05 м; 0,4 1,26 м; 0,4 1,56 м; 0.34»

<1,1 м; 0,34 1,3 м отливались при двух фиксированных значениях температуры металла

695 С и 715 С, 45 При этом оценивалась производительность процесса, качество поверхности и макроструктура слитков. Данные технологических процессов по существующей технологии и по предлагаемой технологии

50 приведены в таблице.

Предлагаемая технология позволяет повысить качество слитков, улучшить их структуру. На 7-10% повышается производительность процесса за счет литья

55 на повышенных скоростях, обеспечивающих высокое качество слитков.

Формула изобретения

Способ отливки крупногабаритных слитков прямоугольного сечения из технического алюминия„включающий подачу

1792357

S= 60000 (64,89-0,958Т+393,12 F +300 В-36,35h)- () «+ 1,107 1048—

I

fKHCOOOTefw Преьаеодмтапьнпстн П ПЬ|" качсотаа слитное пО првппагавькпй м тРадмомонмоД текнопогнпн прм лмтьв пМскмк Слитков на те|нмчесиого амькип»

400|1050 4

715-3 695 -3

00к1260 400xl560 340xl100 340о1300

69S 3 (71513 695 3 715 3 695 -3 ) 715- 3 . 69533 (715t3 ! 1 Л t ..(.. l,...

0,0278 - 0,0278t 0,0306ь 0,6306 0,0333 0,0333 0.0278+ 0,0278 - 0,0306t 0,0306

0.0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0017 0,0617 0,0617 0,0017 0,0017

0,00152. 0,00136t . 0,00140. 0,00125! 0,66123 0,00106 0,00158+ 0,001Щ 0,00145 0,00130.

О.ООООЭЭ 0,000033 0,006033 О,ООООЭЭ 0,006633 0,000033 0,000033 0,000033 0,000033 0,600033

0,0015ст От601482 0,001402 0,00137 О, !0120 . 0,00158 0,00158! 0,00155 0,001451 0,00142 0,000033 0,000033 6,000033 0,000033 0,000033 0,006033 0,000033 0,000033 0.000033 0,000033

Тьаоразиер слитка, мм

Тек|таратуре иеталлв, кс

Рве|од окланлакаей во!во (иа одни слиток). II /с

Скорость лить| слмтка

It/С по слаеств. те|копотни по предлагаемом те| но погмм дроизаодмтепьр ность литва, кгд! /мни

I слиток по суаеств. те|молотим!

03,1 88,S 114,3 102,0 124,7 109.5 95,9

86,8

10Ý,8 9j по предлагаемой те|мологмн

103,8

103,1;00,9 114,3 111,6

124 7 1213 959

101,4

93,9 дачество м° ер|ностм слитка flo h1 тнйаппьмой системе по сиесте. текиопогм»

4,0

4,0 4,5 4,0

4S 45 56

4,5

4,5 4,5

4,5

4.5

4,0

4,5 по предлагаемой те|молотим

4,0

4,0

4,0

5,0

5,0 девичество зерен апомнинл ма 1 снз ма к ропп нра по с!песте. те|мзмгми

27 36

18 32 26

30

35 по предлагаемойй, те|мопо60 33 55

56 36

S4

31

Составитель В.Нечаев

Редактор Н.Ходакова Техред М.Моргентал Корректор С,Лисина

Заказ 166 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 жидкого металла в водоохлаждаемый кристаллизатор скольжения. кристаллизацию и вытягивание слитка с переменной скоростью, измерение температуры металла в миксере и расхода охлаждающей воды, о т л и ч а ю щ и.й с я тем. что. с целью улучшения качества слитков и повышения производительности процесса, скорость литья, задаваемую в основной период, устанавливают по математическому выражению где S — скорость литья.м/с;

Т вЂ” температура металла в миксере. С:

F — обьемный расход охлаждаю ошей воды на кристаллизатор и слиток. м /с:

5 h — толщина слитка, м;

h — ширина слитка, м, при этом температуру металла в миксере поддерживают равной 690-720 С, а объемный расход охлаждающей воды

10 на каждый слиток 47станавливают равным 0,025-0,0361 м /с.