Способ отливки крупногабаритных слитков прямоугольного сечения алюминиево-марганцевого сплава

 

Изобретение 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 слитка S 6,67 10 В ,1 ( |- }аз-8,26 10 4 )3.Т + 34,992( Ј ) ± D 1,185-10 4 h ( ± I g ; i -i.i. , у i j i , iu „ где S - скорость литья, м/с; Т - температура металла, °С; F - объемный расход охлаждающей воды, м/с, В - толщина слитка, м; h - ширина слитка, м; при этом температуру металла поддерживают 690-720°С, в объемный расход охлаждающей воды задают 0,025-0,036 м/с на каждый слиток. 1 табл. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО! ИАЛИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 22 D 11/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕ НТУ (21) 4901471/02 (22) 09,01.91 (46) 30.01.93. Бюл. М 4 (71) Иркутский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности и Красноярский алюминиевый завод (72) Б,П.Куликов, Ю,А.Разумов, Г.В,Теляков, А.И.Шестаков, А.В;Рябинко. B.А,Мироненко и В,M.Âîçìèëîâ (73) Иркутский филиал Всесоюзного научноисследовательского и проектного института алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (56) ТИ 0109-2-13-88. Красноярский алюминиевый завод, 1983. (54) СПОСОБ ОТЛИВКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ СЛИТКОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕИзобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при отливке крупногабаритных слитков прямоугольного сечения из алюминиево-марганцевого сплава преимущественно с содержанием марганца 1.0 — 1,6, с периметром 2,8-4,0 м.

Технологический процесс полунепрерывного литья слитков состоит из трех периодов: начальный (нестационарный), в течение которого осуществляется пуск литейной машины и разгон до рабочей скорости; основной (стационарный), в течение которого скорость литья поддерживается постоянной, величина скорости определяется технологическими параметрами процесса (геометрические размеры слитка, „.,5LI„„1792358 А3

НИЯ ИЗ АЛЮМИНИЕВО-МАРГАНЦЕВОГО

СПЛАВА (57) Изобретение 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 слитка S =

667 . 10 (63,1(В ) -8,26 ° 10 я (— ) ° Т+ 34,992 — ) F ) + 1,185 ° 10

3 - h -4 h В В В где S — скорость литья, м/с; Т вЂ” температура металла, С; F — объемный расход охлаждаloLL ей воды, м /с,  — толщина слитка, м; h

3 — ширина слитка, м; при этом температуру металла поддерживают 690-720 С, в объемный расход охлаждающей воды задают

0,025-0,036 м3/с на каждый слиток. 1 табл. температура жидкого металла, расход .охлаждающей воды и др,); окончание процесса, в течение которого скорость литья сО постепенно снижается от рабочей до нуля, По времени начальный период и окончание процесса составляют 1-4,5 мин, основной период 0,5-2 ч.

Качество слитков и производительность ОС процессе 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) 1792358

55 и от температуры металла изменяется от среднего значения скоростей литья в Основной период на 18-20, а обьемный расход охлаждающей воды на 10-12%, от среднего расхода в основной период литья.

Основным недостатком существующей технологии является отсутствие обоснованных количественных зависимостей между обьемным расходом охлаждающей воды, температурой разлиааемого металла.

При увелйчейий температуры металла на 10 С скорость лйтьФ снижается на 710, что ведет к снижению производительности процесса и снижению качества слиткОВ.

Цель изобретения — улучшение качества слитков и повышение производительности процесса, Количество поверхности слитка и его структура в значительной степени зависят от теплофизического режима его формирования и кристаллизации, Г1ри 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 указанного противоречия между качеством внутренней структуры слитка и качеством его поверхности в данном изобретении установлены количественные зависимости основных технологических параметров, обеспечивающие высокое качество поверхности и струк р 6l слитка.

Определены пределы изменения наиболее инерционного параметра: температуры. Это позволяет обозначить минимальные границы вариации параметров. обеспечивающие высокое качество отливаемых слитков, устанавливать максимально допустимые, экспериментально обоснованные, скорости литья в основной период, что ведет к повышению производительности процесса литья.

Скорость литья, задаваемую в основной период, устанавливают по математическому выражению

3= -(63,1(— B) -826 10 х х(B ) ° Т+34,992(g ) F ) «+ 1,185 10 х

3 " -4

h х — i

В где $ — скорость литья, м/с;

Т -- температура металла в миксере, "(;;

F -- обьемный расход охлаждающей воды на кристаллизатор и слиток, м /с; з

 — толщина слитка, м;

h — ширина слитка, м; при этом температуру металла в миксере поддерживают равной 695-725 С, а объемный расход охлаждающей воды на каждый слиток устанавливают равным 0,025-0,036 м /с.

Последний член математической зависимости скорости литья слитков в основной период от основных технологических параметров имеет два знака: "плюс" и "минус", т.е. задается интервал из множества значений скорости литья, который обеспечивает хорошее качество слитков при максимально возможной производительности литья, Наличие данного интервала обусловлено, в основном, погрешностями измерительных приборов.

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

Литье со скоростями, превышающими заданные по формуле, веде1 к снижению качества поверхности слитка, к образованию неслитин и приливов. Повышает вероятность образования трещин из-за роста термических напряжений.

Литье со скоростями меньшими. чем заданные по формуле, ведет к укрупнению кристаллической структуры слитка. к ухудшению качества поверхности слитка (пережимы, задиры), Способ реализуется следующим образом.

На вертикальной установке полунепрерывного литья отливали в водоохлаждаемые кристаллиэаторы одновременно по два слитка иэ сплава АМЦ с содержанием марганца 1,2-1,5 мас, Слитки различных типоразмеров сечением 0,4 1,05 м; 0,4 1,26 м; 0,4 1,56 м; 0,35 х1,1 м; 0,34х1,3 м отливались при двух фиксированных значениях температуры металла

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

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

1712358

667 10 h оз

S -= - -- - - — — -- — -(63,1 (- - ) " - 8.263 10 õ

В В

В ) Т 34,992(В ) F ) 3 1.185 10 х

h х—

Сраеннтельюю покааателн пфчююдмтельнастн Олтан и «анестаа слмткое оо цнэм»а темю3югнмм лрн алтае hoocxlel слнткое хе сллааа А303 лредлагаемтд м традм400xl050 400м1260

695- 3 715 -3 6Э523 ) 400xt 560

340x11ОО ...1

Тм юоаамер слитка, мм

Температура металла „TC

695 3 715 3 695ФЗ 715 ° 3

695- 3

0.06671

0,0017

108,3 10+

-3.3 10 т

I08,3.1О

13,3 10

715-3

71513

0,0017

SB,3 1Ог

3.3 10/

106,7 10т

13,3 ° 10т

О, 0556+

0,0017

145.10

-3.3.1О

I45 l0 .3,3 ° 10

0,0566 -0,0611. 0,0611.1

0,0017 0,0017 0,0017

323.3 10 130 10 105 10г

3,3 10е 33,3 10 3,3 10 г

143,3 ° 10Г 130 10 128 10

° 3,3.100 t3.3 137 3,3 10

0,0556 0,0611I

0,0017 0,0017

113,3 113 125.10

23,3 10 53,3.10

I26 7 1цч 125 Iоа

33 3 10-С 03 3,10

0,05568

0,0017

128,3 10г

3,3 .1О

128,3 16

3,3 10

0,06312

0,0017

108,3 10

3,3 10

123,3 10

23,3 10/ расмод омлаадаоцед аоом (на деа слнтка), на/с

Скороста лнтба с3НФт ноа, н/с

OO С1ФНСТФ

ТехНохо Tнн по прадлаг ценой там»логнн

Оромаеадмтела масте лмтаа, кг et /wel на

1 ctIMTox

87,2 77,0 102, 1 по стцюста. темно»гам

93,1 75,2

93,1 91,9

4,0 3,5

4,0 4,5

44 46

87,8 74,7

88,4

89.3

I09,5 по лредлагае° кат теммотттгнн

87,2

86, t 102,1 1оо, 7

I07,8 B7,B

IОЭ.5 данестао оо

° ермностн слмтка м

5-Осла»Д сметане

Молнкестео Ферм 3 нак роцлное тю стцесте. темнологнн

4,0 II,O

5,00 4,0

52 45

3.5

4,0

4.0 40

4,0 4,5

4,0 м предлегаечюд темчюлогнн

4,5 оо стцеста. темнологют

50, 42 46 50 46

79 45

50 78

42 71

Составитель В,Ничаев

Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор Н.Ходакова ч

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 на повышенных скоростях, обеспечивающих высокое качество слитков.

Формула изобретения

Способ отливки крупногабаритных слитков прямоугольного сечения из алюми- 5 ниево-марганцевого сплава преимущественно с содержанием марганца 1,0-1,6%, включающий подачу жидкого металла в водоохлаждаемый кристаллизатор скольжения, кристаллизацию и вытягивание слитка 10 с переменной скоростью, измерение температуры металла в миксере и расхода охлаждающей воды, отличающийся тем, что, с целью улучшения. качества слитков и повышения производительности процесса, ско- 15 рость литья, задаваемую в основной период, устанавливают. по математическому выражению где S — скорость литья, м/с;

Т вЂ” температура металла в миксере, С;

F — объемный расход охлаждающей воды на кристаллизатор и слиток, м /с:

 — толщина слитка, м;

h — ширина слитка, м, при этом температуру металла в миксере поддерживают равной 690-720 С, а объемный расход охлаждающей воды на каждый слиток устанавливают равным 0,025-0,036 м /с,