Способ полунепрерывного литья металлов

 

(и 984647

Colo% Сов@темни

Социапнстичесммн

Респубнми

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51}N. Кл. (6! ) Дополнительное я авт. свнд-ву (22) Заявлено 18,02.80 (21) 2883567/22-02

В 22 9 11/00 с нрисоединением заявки №ЭЧФаратааннин. квинтет

СССР ао данам нзоаратаннй н нтнрнтнй, (53) УДК 621. .746.047 (088.8) (23) Прноритет

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень ¹48

Дата опубликования описания 30.12.82 (72) Aesop изобретения

М. Я. Бровман

Краматорский научно-исследовательский и прое тно- Б.:.::;.: ...; технологический институт машиностроения (71) Заявитель

/ (54) СПОСОБ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЪЯ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к нолунепрерывному питью слитков крупного сечения.

Известен способ непрерывного литья металлов, включающий двустороннее. вытягивание слитка из горизонтального или наклонного крнсталлиэатора t. 1 3.

Недостатками способа являются низкое качество металла в осевой зоне слитка и наличие длинной усадочной раковины. о

Известен также способ горизонтального непрерывного и понунепрерывного литья металлов, включающий перемещение струи жидкого металла в направлении од-. ного из двух слитков f2).

Однако это приводит к уменьшению прочности корки слитка as-эа ее размыва струей металла.

Наиболее близким н предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре-рв зультату яваяется способ полунепрерывного литья металлов, включающий подачу металла нэ металлоприемника s кристал-лиэатор через его один торец и полую

2 затравку и двустороннее вытягивание слитков, при этом второй торец кристаализатора закрыт Г3 ).

Основным недостатком известного способа является низкое качество металла осевой зоны, в особенности для крупных слитков. В этой зоне формируется цористость, а при большом времени крис» таплизацни имеет место ликвация.

Бель изобретения — повышение качест ва слитков.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу попунепрерывного лйтья металлов, включавшему подачу металла йз металлоприемника в горизонталь но расположенный кристаллиэатор через

его торец и двустороннее вытягивание слитков, в процессе вытягивания подачу металла в кристаплизатор производят че рез его противоположные торцы из двух или более металлоприемииков, а после прекращения процесса вытягивания периодически перемешают жидкий металл че3 9846 рез слиток из одного металлоприемника в другой.

При этом периодическое перемещение жидкого металла осуществляют при помощи подачи инертного газа под давлением в металлоприемники.

На фиг. 1-3 представлено осуществпеиие способа, различные стадии.

Металл подают из промежуточных ковшей 1 и 2, один из которых снабжен электродами 3. Один из металлоприемников через полую затворку 4 соединен с крис. таллизатором 5, а второй — через заI травку 6. Верхняя стенка 7 кристалли- затора может быть снята и машина может быть снабжена электродами 8 для подогрева или подпитки центральной час.ти слитка.

Способ осуществляется следующим образом. m

Первая операция заключается в заливке жидкого металла в металлоприемники

1 и 2, B металлоприемнике 2 установлены электроды 3. Через затравки 4 и

6 металл заполняет кристаллизатор 5.

После это-, о приступают к второй операции — двустороннему перемещению слитков с затравками 4 и 6 и металлоприемниками 1 и 2. Слитки разделяются по ппоскости A-А.

Третья операция осуществляется после окончания подачи жидкого Металла в металлоприемники 1 и 2 и перемещения спитков. Слиток формируется далее . при неподвижном слитке и металлоприемниках. Создавая давление инертного газа

3S в металлоприемнике 1, перемешают жидкий металл в металлоприемник 2 через слиток и затравки 4 и 6 (фиг. 3). В это время в металлоприемнике 2 соэда40 ют вакуум, удаляя:из металла газы, либо подогревают его электрошлаковым способом электродами 3, Эту операцию повторяют многократно, перемещая жидкий металл из одного металлоприемника в другой и обратно, Четвертая операция состоит в прекращении перемещения жидкого металла, снятии стенки кристаллиэатора 7 и подогреве центральной зоны слитка для уменьшения размеров усадочной раковины.

Пятая операция включает охлаждение слитка до требуемой температуры, обрезку его концов и раковины, например, с помощью машины газокислородной резки и транспортировку слитков для последую- шей ковки или термической обработки..

Пример. Осуществпяют литье слитка из стали 4Х13 длиной 8 м, квадрат-!

47 4 ного сечения 700 700 мм. Длина кристаллиэатора 5 равна 1600 мм и на

300 мм в него с обоих сторон введены затравки 4 и 6. В металлоприемники 1 и

2 подают жидкий металл при 1560 С.

После заполнения кристаллиэатора осуществляют одновременное перемещение металлоприемников 1 и 2 с затравками

4 и 6, формирование слитка с линией раз« рыва корки по плоскости A-А (фиг. 1).

Ход перемещения каждого метаплоприемника равен 3,5 м, что и обеспечивает общую длину слитка, равную 1 + 2к3,5=

8 м.

В момент осТВВоВКН металлоприемников

В

1 и 2 наибольшая топшина корки слитка вблизи затравок 4 и 6 равна

=КЮ где К - постоянная кристаллизации, равная для данной марки стали

2,5 см мин-0,5; ф — время кристаллизации.

При скорости перемещения слитка

0,15 м/мин и ходе 3,5 м время равно

23,5 мин. Д.обавив на заполнение кристаллизатора 7,5 мин, получим Т=31 мин, У =14,2

Вблизи плоскости А-А толщина корки слитка равна нулю. В неподвижном состоянии продолжается процесс кристаллизации, полное время которой 7 определяется усповием

me с — толщина слитка, т.е. як=196 мин. . Следовательно, до полного перемерзанйя сечения слитка он находится в непод- вижном состоянии < -165 мин. За это время в металлоприемнике 1 создают периодически избыточное давление аргона 2-3 атм, что обеспечивает попьем жидкого металла B метаплоприемнике 2 на 1,2-1,7 м.

После выдержки в течение 10 мин это давление снимают и металл вновь перетекает в металлоприемник 1. 11авпение. плавно повышают в течение =12 мин,.что при емкости металлоприемника 1,5-2 т обеспечивает расход 750кг

2000 ц 1 ° Плошадь сечения жидкой фазы в наибопее узком месте равна 1,73

<10 см, а скорость течение металла составляет 62-165 см/мин. flanee после выдержки в течение 10 мин металл протекает s обратном направлении и выдерживается в течение 10 мин.

984647 6 нюю стенку кристалпизатора и осущестто- вить нагрев ипи подпитку его центрапьной зоны по длине дпя уменьшения размеров усадочной раковины.

a- y Приведенный пример не искпкиает .возможностей способа, который при.. еним н дпя производства сплошных и попых спит е» ков из стали и цветных металлов, напри/с) мер меди, позволяя осуществить перемее 10 шивание жидкой фазы беэ спожных эпектромагнитных устройств и эффективное

g- воздействие на нее s течение-всего процесса кристаллизации.

Э

Такие циклы повторяются каждые

20 мин семь раз за 140 мин. После э го топшина корки возрастает до . о =

= 2,5 31+140) и 33 см,а сеченые жидкой фазы уменьшается до круга ди метром 4 см, ппощадью 28,3 см .

При времени повышения давпения 1 ми и массе метаппа 1000 кг скорость теч ния возрастает до 5000 см/мин (83см

Такая скорость обеспечивает размывани отдельных выступающих дендритов и из мепьчение структуры. В метаппоприемн ке 2 жидкий металл вакуумируется, что уменьшает содержание в нем газов.

Обычно металл вакуумируют до ипи во время его запивки в кристаппизатор ипи иэпожницу, а затем слиток крупного сечения формируется в течение очень дпитепьного времени с выделением газов, причем воздействовать на скорость их удапения, 20 особенно дпя горизонтальных слитков, невозможно. Предлагаемый способ дает возможность продпить процесс вакуумирования практически до окончания кристаппизФции удаляя, из него эффективно газы (ваку- 2S умировать можно метапп йе в одном, а поочередно в обоих метаппоприемниках).

Нагрев жидкого металла электродами

3 позвопит обеспечить кристаппизацию при высоком градиенте температуры до 30

cBMoI о окончания кристаппизации что уменьшает вероятность образования "мос. тов и крупных пор. Если же осушествпяют не только подогрев, а и подпитку расходуемости электродами, то можно.бпа.з> годаря их составу регулировать состав центральной зоны спитка, предотвращая развитие в ней пиквации. Легко можно получить биметаллический спиток, удалив в один метаплоприемник жидкую фазу, и . gp запопйить осевую зону спитка металлом другого состава иэ второго метаппопрнемника. Поспе перемерзания канада с жидкой фазой целесообразно удалить верх-.

Формула изобретения

1. Способ попунепрерывного литья металлов, включающий подачу металла иэ метаппоприемиика в горизонтально распопоженный кристаппизатор через его торец и двустороннее вытягивание слитков, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью повышения качества спитков, в процессе вытягивания подачу металла в. кристаплизатор производят через его противопопожные торцы из метаппоприемников, а после прекращения процесса вытягивания периодически перемешают жидкий металл черм спиток из одного металлоприемника в другой.

2. Способ по п. 1, о т и и ч а ю

m и и с я тем, что периодическое перемещение жидкого метаппа осуществпяют при помощи подачи инертного газа под давлением в метаппоприемники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетепьство СССР

% 578155, кп, В 22 9 11/14, 1976.

2 Авторское свидетельство СССР

l4 407630 кп. В 22 Ф ll/00; 1971.

3. Патент США М 3680629, ; кп. 164-85 1972.