Способ горизонтальной непрерывной разливки металлов и установка для его осуществления

 

1. Способ горизонтальной непрерывной разливки металлов включающий периодическое вытягивание заготовки 2ff 20 из кристаллизатора на мерную длину, периодическую подачу металла в кристаллизатор через подводящий металлопровод ,создание избыточного давления на формирующуюся корку заготовки со стороны жидкой фазы в паузах между вытягиваниями заготовки из кристаллизатора , отличающийся тем, что, с целью повьпиения качества заготовки , после окончания вытягивания заготовки из кристаллизатора жущкий металл подают в дополнительную емкость , заполненную предварительно инертным газом, и создают в емкости и кристаллизаторе заданное давление С @ в жидкой фазе, после чего между дополнительной емкостью и металлоприемником создают постоянное или прерываемое возвратно-поступательное движение жидкого металла. SsS i 00 fS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..@U

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 2849403/22-02 (22) 20. 12.79 (46) 23.08.84. Бюл. Ф 31 (72) Е.A. Коршунов, А.H. Кузнецов, M,Á. Оводенко, Г.Г. Кузьмин, В.Н.Костров, A,Н. Тимофеев, В.Л. Бастриков и Т.B. Мещанинова (53) 621.746.047(088.8) (56) 1. Шатагин О.A. и др. Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов. M. "Металлургия", 1974, рис. 14-16. с. 42-44. (54) СПОСОБ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ И УСТАНОВКА

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ горизонтальной непрерывной разливки металлов включающий периодическое вытягивание заготовки

3(5D В 22 D 11/00; В 22 D 11/14 из кристаллизатора на мерную длину, периодическую подачу металла в кристаллизатор через подводящий металлопровод, создание избыточного давления на формирующуюся корку заготовки со стороны жидкой фазы в паузах между вытягиваниями заготовки из кристаллизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества заготовки, после окончания вытягивания заготовки из кристаллизатора жидкий металл подают в дополнительную емкость, заполненную предварительно инертным газом, и создают в емкости и кристаллизаторе зада..ное давление в жидкой фазе, после чего между дополнительной емкостью и металлоприемником создают постоянное или прерываемое возвратно-поступательное движение жидкого металла.

"109243

2. Способ по и. 1, о тли ч аюшийся тем, что питание кристаллиэатора металлом в период вытягивания Hs него загotoBKH осуществляют иэ дополнительной емкости, 3. Установка непрерывного литья металлов в заготовки для осуществления способа по и. 1, содержащая металлоприемник, систему подачи металла из металлоприемника в кристаллизатор, блок с сообщающимися каналами, к ко-торым подсоединены подводящий металлопровод и охлаждаемый кристаллиэатор, оборудование эоны вторичного охлаждения, оборудование для разделения отливаемой заготовки на мерные длины, отличающаяся тем, что, с цслью повышения качества заготовки, установка снабжена дополнительной емкостью, установленной на блоке с

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов на установке горизонтального типа °

Известен способ для горизонталь- 4 ного литья легкоплавких сплавов, предусматривающий подачу металла из миксера в кристаллиэатор через герметичный металлоприемник. Металл в кристаллизатор поступает под давлением, определяемым высотой от уровня мениска жидкого металла в миксере до отверстия в горизонтальном кристаллиэаторе.

Формируемая в кристаллиэаторе заготовка вытягивается из него периодически, проходит зону вторичного охлаждения и далее делится на мерные части (11.

Устройство для осуществления способа содержит миксер, герметичный металлоприсмник, соединенный с миксером через металлопровод, горизонтально установленный охлаждаемый

25 кристаллизатор, подсоединяемый к металлоприемнику через асбестоцементную или иэ нержавеющей стали втулку, последонательно установленные за кристаллизатором устройство вторичного охлаждения, тянущую клеть, позволяюсообщающимися каналами, причем дополнительная емкость соединена с сообщающимися каналами дополнительным каналом, а к дополнительной емкости подсоединена газовая система.

4. Установка по п. 3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения скорости разливки и улучшения качества заготовки, к крышке допол.нительной емкости подсоединен резервуар для порошковых материалов.

5. Установка по и. 3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в ней дополнительная емкость снабжена подогревателем.

6. Установка по пп, 3 и 4, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что в ней дополнительная емкость снабжена предпочтительно индукционным перемешивателем жидкого металла и порошка. щую осуществить периодическое вытягивание заготовки из кристаллизатора, и летучую пилу для разделения непрерывнолитой заготовки на мерные части 1j.

Однако известный способ не предусматривает операций, которые позволили бы влиять на начальные условия формирования заготовки в кристаллизаторе, например, за счет создания пульсирующего давления со стороны жидкого металла на затвердевающую корку заготовки, а также влиять на скорость и качество отливаемой заготовки путем введения в жидкий металл дополнительных центров кристаллизации в виде. порошкообразного материала.

В известной установке не предусмотрены элементы и узлы, позволяющие при периодическом вытягивании заготовки из кристаллизатора влиять на начальные условия формирования заготовки для улучшения ее качества.

Целью изобретения является повышение качества отливаемой заготовки и увеличение скорости разливки металла на установке.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому спо1! 09243 сабу после окончания вытягивания заготовки иэ кристаллиэатора жидкий металл подают в дополнительную емкость, заполненную предварительно инертным газом, и создают в емкости и кристаллизаторе заданное давление в жидкой фазе, после чего между доIIoJIHHTpJIbHoH емкостью и металлоприемником через указанный металлопровод создают постоянное или прерываемое возвратно-поступательное движение жидкого металла.

Питание кристаллизатара металлом в период вытягивания из него заготовки осуществляют из дополнительной емкости, причем в этом случае в подаваемый металл может быть введен порашкообраэный материал, например порошок из алюминиевого сплава или порошок иэ сплава железа с углеродом, в количестве до 10 от количества жидкого металла в дополнительной емкости.

В установке для осуществления способа в блоке с сообщающимися каналами системы подачи металла из металлоприемника и кристаллизатара выполняется дополнительный канал, соединенный с сообщающимися .каналами, к которому присоединена дополнительная емкость, причем к крышке дополнительной емкости, через переключающиеся клапаны, подсоединены газовый резервуар и резервуар для порошкаабразнаго материала.

Кроме того, дополнительная емкость снабжена подогревателем и индукционным перемешивателем жидкого металла и парашка.

Подача жидкого металла иэ металлоприемника в дополнительную емкость, предварительна заполненную инертным газом, после того как закончится период очередного вытягивания заготовки из кристаллизатара и кристаллиэатар заполнен металлом, а также обеспечение возвратно-поступательного перемещения жидкого металла в металлапроводе и в дополнительной емкости позволяют не опасаться замораживания металла в подводящих каналах в период продолжительной паузы между вытягиваниями заготовки иэ кристаллизатора и одновременно создают полезное пуль сирующее давление на эатвердевающую корку заготовки са стороны жидкого . металла, чта способствует улучшению качества атливаемай заготовки за

40 счет увеличения доли мелкозернистой структуры в сечении заготовки.

Кроме того, такое перемещение жидкого металла обеспечивает постоянное перемешивание металла в металлаприемнике, что способствует усреднению разливаемого металла по химическому составу.

Подача металла в кристаллизатар не прямо иэ металлоприемника, а из дополнительной емкости, куда он пападает да начала вытягивания заготовки из кристаллизатора, позволяет осуществлять дополнительную подготовку жидкого металла перед тем,как его подать в кристаллизатор. Указанная подготовка может касаться температурного режима, кроме того, в жидкий металл в дополнительной емкости может быть подан порашкаобразный материал, позволяющий резко увеличить число центров кристаллизации в жидком металле, в последующем значительно ускорить сквозное эатвердевание заготовки и улучшить структуру атливаемай заготовки.

Дополнительная емкость на установке снабжена подогревателем для того, чтобы для некоторых тугоплавких металлов исключить их намерзание на внутренних стенках дополнительной емкости, особенна тогда, когда в жидкий металл будет подаваться парашкообразный материал.

Снабжение дополнительной емкости индукционным перемешивателем жидкого металла и порошка позволяет качественна смешивать жидкий металл и порошок и тем самым повысить качество атливаемай заготовки в целом, На чертеже изображена головная часть установки с формируемой на ней заготовкой, общий вид.

Установка включает герметичный абагреваемый металлаприемник-пневмоэадатчик 1 (далее просто металлаприемник 1) для раэливаемага металла

2. На крышке 3 металлаприемника 1 размещен заключенный в металлический кожух 4 огнеупорный блок 5 с сообщающимися вертикальным 6 и горизонтальным 7 каналами. К вертикальному каналу 6 подсоединен пагружаемый в разливаемый металл 2 металлоправод

8 с фланцем 9. Металлаправад 8 через фланец 9, огнеупорную замазку и огнеупарный блок 5 прижат к крышке 3 металлоприемника 1. В крышке 3 выпал1 1092 нены также герметизируемое отверстие для заливки жидкого металла (не по= каэано) в металлоприемник 1 и отверстие 10 для подачи компрессорного газа в металлоприемник 1. >

К горизонтальному каналу 7 через огнеупорную вставку 11 и прокладку

12 с помощью прижимного кольца 13 соосно подсоединен охлаждаемь>й кристаллизатор 14.

3а кристаллизатором по технологической линии размещены механизм 15 для шагового вытягивания, заготовки

16 иэ кристаллизатора 14, включающий охлаждаемые башмаки 17 устройства 15 вторичного охлаждения, механизм,цля порезки отливаемой заготовки на мерные части и рольганг для транспортировки отделенных частей заготовки (механизм и рольганг не показаны). 2б

В огнеупорном блоке 5 соосно с вертикальным каналом 6 выполнен дополнительный вертикальный канал 18> сообщающийся с горизонтальным каналом

7 и дополнительной емкостью 19, уста-. 25 новленной на металлическом кожухе Й огнеупорного блока 5.

K крышке дополнительной емкости

19 через переключающие клапаны 20 подсоединены газовая система 21 и резервуар 22 для порошкообраэного материала.

Дополнительная емкость 19 изнутри снабжена футеровкой 23 иэ огнеупорноГО материала, При необходимости дО полнительная емкость 19 снабжается электроподогревателем (не показан) и предпочтительно перемешивателем 24 жидкого металла и порошка.

Технологический процесс разливки металла по предлагаемому способу включает следующие операции.

Первоначально в металлоприемнике

1 через отверстие в крышке 3 заливаю-:.. жидкий металл ". до заранее установлен,1 ного уровня, и металлоприемник герметизируют.

За несколько минут до начала ра.-ливки металла (например, за 10- >б

30 мин) в случае необходимости вклю-чают электроподогрев допопнительной емкости 19.

Далее с помощью устройства 15 шагового вытягивания заготовки из крис- „-" таллиэатора в кристаллизатор 14 вводят затравку и прижимают ее к огнеупорной вставке 11.

Затем в металлоприемник 1 через отверстие 10 в крь>шке 3 подают компрессорный газ (желательно инертный) и создан>т избыточное начальное давление Р„, достаточное, чтобы IIo Ме>аллопроводу 8 и вертикальным каналам 6 и 18 металлом заполнить горизонтальный канал 7, до соприкоснове; ния с затр=вкой, и дополнительную емкость 19 до заранее установленного уровня, например, до 1/2 высоты дополнительной емкости.

После выполнения указанных операций с помощью устройства 15 для шагового вытягивания заготовки из кристаллизатора 3àòðà>çêó перемещают на установленный шаг >зытягивания, предпочтительно равный мерной длине отделяе-мой заготовки. Шаг вытягивания не должен превышать длину кристаллизатоР 3.

11 процессе вытягивания затравки из кристаллизатора происходит заполнение кристаллизатора металлом, причем указанное заполнение может происходить за счет поступления металла как со стороны металлоприемника, так и со стороны дополнительной емкости.

Скорость вытягивания из кристалпизатора затравки, а в последующем сформированного участка з-". отовки рекомендуется принимать о. 100 до

300 мм/с.

Далее наступает новая пауза межцу вытягиваниями заготовки из кристаллизатора, продолжительность которой определяется расчетом, в зависимости от размера сечения отливаемой заготовки,шага вытягивания и протяженное ти зоны вторичного охлаждения. По времени пауза может быть в пределах от 10 до 60 с и более.

Б начальный период паузы давление газа в металлоприемнике увеличивают цо заданной величины Р (например, :>ри разливке алюминиевых сплавов ло 2-3,ли., при:разливке стали — до

3-5 ати). Зто позволяет начальное формирование корки заготовки в кристаллизаторе осуществлять в стационарных условиях при плотном прижатии ее к охлаждаемым стенкам кристаллизатора> что способствует получению загоYGBKH с поверхностью повьш:енного качества

При увеличении давления газа в металлоприемнике 1 до заданной величины Р давление газа над мениском