Способ полунепрерывного литья никеля

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к полунепрерывному литью металлов . Цель - повышение выхода годного и улучшение качества. Металл подают в охлаждаемый кристаллизатор, осуществляют защиту зеркала металла шлаком и вытягивают слиток со скоростью U, зависящей от сечения слитка, охлаждают слиток в зоне вторичного охлаждения воздухом, при этом расход Q на охлаждение и Оь на вторичное охлаждение и скорость вытягивания определяют по формулам: W 0,08 + a/ Vsl QK Ьл VF W,- Оь с-Р VW, где а - коэффициент, равный 0.01-0,03 м/мин; S - площадь поперечного сечения слитка, м ; b - коэффициент, равный 0,0008/0,0010 м1 5/мин °С; t - температура металла перед началом литья, °С; F - площадь охлаждающей поверхности кристаллизатора, м2; с - коэффициент, равный 30-50 м /мин ; Р - периметр поперечного сечения слитка , м, что обеспечивает повышение качества слитка за счет однородности структуры и увеличение выхода годного.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Е ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4716819/02 (22) 25.04.89 (46) 23,09.91, Бюл. 1Ф 35 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им, Г,И. Носова (72) А.Ф. Миляев, В.Н. Селиванов, А.д. Алексеев,8.М, Колокольцев,А.И. Кадигроб,А.M.Ñòoляров, Б.А. Буданов, А.И. Головин, Н.Ф. Мамонтов и В.Ф. Тулинов (53) 621.746.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1311844, кл. В 22 О 11/00, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ НИКЕЛЯ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к полунепрерывному литью металлов. Цель — повышение выхода годного и улучшение качества. Металл подают в охлаждаемый кристаллизатор, осуществляют

Изобретение относится к металлургии, в частности к полунепрерывному литью металлов.

Цель изобретения — повышение выхода годного и улучшение качества.

Пример 1. Способ полунепрерывного литья никеля опробован при отливке слитка диаметром 100 мм. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при

1550 С. Заливку никеля в кристаллизатор производят заглубленной струей через удлиненный стакан. После наполнения кристаллизатора на поверхность жидкого металла присаживают шлакообразующую смесь и начинают вытягивание слитка. СкоОПИСАНИ Ы 1678509 А1 (51)5 В 22 0 11/00 защиту зеркала металла шлаком и вытягивают слиток со скоростью О, зависящей от сечения слитка. охлаждают слиток в зоне вторичного охлаждения воздухом, при этом расход Q на охлаждение и Оь на вторичное охлаждение и скорость вытягивания определяют по ф мулам; И/ = 0,08 + а/ й;

QKb VFw QbcP AVг е а— коэффициент, равный 0,01 — 0,03 м /мин;

S — площадь поперечного сечения слитка, м;

Ь вЂ” коэ@ициент, равный 0,0008/0,0010 м /мин С; t — температура металла пе1,5 ред началом литья, C; F — площадь охлаждающей поверхности кристаллизатора„м; с — коэффициент, равный 30 — 50 м /мин ";

P — периметр поперечного сечения слитка, м, что обеспечивает повышение качества слитка за счет однородности структуры и увеличение выхода годного. рость вытягивания слитка определяют по формуле

W = 0,08+ à/ Vs, где а = 1 ° 10 2 м /мин;

S=7,85х10 м, тогда W = 0,08 + 1 ° 10 / gag . 10

=0,19 мlмин, Расход воды на охлаждение кристаллиэатора подсчитывают так:

Q, = b,т тгР тт. где b=810 м /(мин . С);1=-1550 С;

F = 0,2512 м; w = 0,19 м/мин, Тогуа гт, = 8 " то х 1оао х 025 2 Õ О, 19 =

=0,27 м /мин.

1678509

Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором опреде ляют следующим образом:

Qb=C Р VW, гдес=30м /мин ; Р=О,314м;ЧЧ=О,19 м/мин. Тогда Qb = 30 х 0,314 х V/ Q, )9 = 4,1 м /мин.

Отливают слиток длиной 3,6 м, который разрезают на мерные длины. Выход годного составляет 95,0%. Слиток имеет плотную макроструктуру. Дефекты на поверхности слитка отсутствуют.

Пример 2. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550 С, Заливку никеля в кристаллизатор производят заглубленной струей через удлиненный стакан, После наполнения кристэллизатора на поверхность жидкого металла присаживают шлакообраэующую смесь и начинают вытягивание слитка. Скорость вытягивания слитка определяют по следующей формуле.

ЧЧ = 0,08+ а/ Ws, где а =2 х10 м /мин; $ =7,85 х 10 м2.

= 6Л+ ° i 2, = 0,31 м!мин.

Расход воды на охлаждение кристаллизатора подсчитывают так:

ОК = b6t ° 1/Г W, где Ь-9 х1 м /(мин х C); t6 1550 С;

F =0,251 м; чч= 031 м/мин. а 2« "026I2 00I =

=0,39м /мин.

Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определяют следующим образом:

Qb-1 Р ЧИ, где с = 40 м /мин ; Р = 0,314 м; w 0,31 м/мин.

Тогда Qb =40 х 0,314 х КДТ=7,0 м /мин.

Отливают слиток длиной 3,8 м, который разрезают на мерные длины. Выход годного составляет 95,3%. Слиток имеет плотную макроструктуру и хорошее качество поверхности.

Пример 3. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550 С. Заливку никеля в кристаллизатор производят заглубленной струей через удлиненный стакан. После наполнения кристаллизатора на поверхность жидкого металла присаживают шлакообразующую смесь и начинают вытягивание слитка. Скорость вытягивания слитка определяют по следующей формуле: а= 0,08+ а/Б, гдеа-Зх102м /мин; s=7,85х10зм, Тогда w = 0,08 + 3 х10 / /Т 88 . 1 -а

-0,42 м/мин.

Расход воды нэ охлаждение кристэллиэатора подсчитывают так: а.=0.2 0/Р где Ь=10х104м" "/(мино 5х C); t0 1550 С;

F = 0,2512 м; w = 0,42 м/мин.

5 Тогда Оз =10 х10 х 1550 х /02512 х 0,42 =

=0,50 м /мин, Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определяют следующим образом:

Qb=С-Р /Щ

10 где с = 50 м 5/мин ; Р = 0,314; w =- 0,42 м/мин.

Тогда 06=80 x0,314 x 0/P,4g =10 2 м /мнн.

Отливают слиток длиной 3,8 м, который разрезают на мерные длины. Выход годного

15 составляет 95 1 . Слиток имеет плотную макроструктуру и хорошее качество поверхности, Пример 4, Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550 С, 3а20 ливку никеля в кристаллизатор производят эаглубленной струей через удлиненный стакан.

После наполнения кристаллизаторэ на поверхность жидкого металла присаживают

25 шлакообразующую смесь и начинают вытягивание слитка. Скорость вытягивания определяют по следующей формуле:

w = 0,08+ à/ VS, гдеа=35х10 /мин; s=885х10 м . ., =2

0,48 м/мин. Расход воды на охлаждение кристаллизато а подсчитывают так;

Ок- b t- F - //, где 5=11 х10 M /(мин x С);t=1550 С;

F = 0,2512 м ; w = 0,48 м/мин.

Тогда 0 = 11 х 10 х 1550 х /0,2512 х 0,48 =

= 0,59 м /мин, Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определя40 ют следующим образом:

О1Т = — C«P VW, где с = 51 м /мин ; P = 0,314 м; w = 0,48 м/мин.

Тогда Сь=51х0,314х /О,48 =11,0 м /мин.

45 Через 2 ми после начала вы6 ягивания слитка возникла аварийная ситуация — произошел прорыв жидкого металла под кристаллизатором и разливка была прекращена.

Это обьясняется тем, что слиток вытягивался

50 со слишком большой скоростью, рассчитанной с использованием коэффициента, величина которого превышала максимальное предложенное его значение. Предотвратить прорыв металла не смогло даже применение достаточно интенсивного охлаждения слитка в кристаллиэаторе и в зоне вторичного охлаждения.

Пример 5. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550 С. За1678509 ливку никеля в кристаллизатор производят заглублен ной струей через удлиненный стакан, После наполнения кристаллизатора на поверхность жидкого металла присэживают шлакообразующую смесь и начинают вытя- 5 гивание слитка. Скорость вытягивания определяют по следующей формуле;

М/ =008+ à/ VS, гдеа=9х10 м /мин; s=785x10 м, 1 ;йщ=3 -а

=0,18 мlмин.

Расход воды на охлаждение кристаллизатора подсчитывают так:

Ок= Ы Fat . где Ь=7х10 м /(мин х С);1=1550 C: 15

F = 0,2512 м; w = 0,18 м/мин. 02M2 О, В =

0,23 м /мин. Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определяют следующим образом: 20

Оь=с Р vw, где с = 29 м /мин0 ; Р = 0,314 м; W = 0,18 м/мин.

Тогда Оь = 29 х 0,314 х Л3,И = 3,9 м /мин.

Отливают слиток длиной 3,0 м. Поверх- 25 ность слитка поражена множеством дефектов: наплывов и неслитин, вследствие чего он должен быть отбракован. Главной причиной получения плохой поверхности слитка является то, что он отлит с низкой скоро- 30 стью. Эта скорость определена при использовании козффициента а, величина которого меньше, чем минимальное предложенное его значение.

Результаты опытной проверки способа, подтверждающие оптимальность выбранных коэффициентов и их влияния на параметры процессы литья и качества заготовок никеля, сведены в таблицу. 40

Таким образом, способ полунепрерывного литья никеля позволяет при отливке, например, круглых заготовок повысить выход годного и качество слитков за счет учета интенсивности охлаждения кристаллизатора и воздушного охлаждения слитка.

Формула изобретения

Способ полунепрерывного литья никеля, включающий подачу металла в водоохлаждаемый кристалл изатор через удлиненный разливочный стакан, подачу шлакообразующей смеси на поверхность жидкого металла в кристаллизаторе. вытягивание слитка со скоростью, определяемой в зависимости от его сечения, и его вторичное охлаждение под кристаллизатором, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода годного и улучшения ка.чества, в качестве охладителя слитка используют воздух, а скоростыи вытягивания слитка, расход Ок воды на охлаждение кристаллизатора и расход Qb воздуха на вторичное охлаждение слитка соответственно определяют по зависимостям

W = 0,08+ à/ vs;

a.=o с ч, Оь = с Р i/w, где 0,08 — коэффициент, м/мин:

-2 а — коэффициент, равный (1 — 3).10 м /мин;

s — площадь поперечного сечения слитка, м;

Ь вЂ” коэффициент, равный (8 — 10),10 м /(м ин0,5, C);

t — температура металла перед началом литья, С;

F — площадь внутренней охлаждающейся поверхности кристаллизатора, м; с — коэффициент, равный 30-50 м /мин ;

P — периметр поперечного сечения слитка, м.

1678509 (\ о о о (1 о

1 «(t

ГГ л

C) н ! х и о х р ( а

>х

QI а

Э

«Г

«4

Э

Е

Е» и м

Ю

C(Ю

О4 р, (tl (d а о

Ct (o о

I ot

»1 о

Г» I о л г о г о

Z 1

I ГГ, t4

«у

Е»

U о х

Ðt

Э

Э а

Э ((Г

y I х

1! о

6 t

Г4

«Е о

1 ! (d

I !

ГГГ о р

Е»

А ! 1 о м о л о л «г, 1 а!

Э

Z I a о х (O

C) м (!

Ю с»3 л м о х о

1»

Х

Е о

"о

-.с о ст о

Ct

4 о и

Й с3 в в о

«Л (р о и о

И о х

Я е о

Х с1

t$

9 (d

Г» ((Г 1

1 а 1 м

Ю tt

Л (ГГ

«tt (\

Ю . (Ю (d (р о и о

И и (l

1

1

I сч

Ю о

Г» о х

Е и

Э Е»

% Э

Я Э л

Е

О СГ х л Е

ГГ и о х а а

Х х о э х х и х (d Q 4t аГГ:Х ((1

Е E о и д х

5 (d Z

Э о р»«„! х о о

Ь 9

Ь, О5 х х

Г» х

z ,а

Е" и ((Г о х

«4 Е о Х х!

М а

Е и о

«4 х

F и о х х а

Э о

1 I Р"

41 4 ф ч 1

U о

Ю" х

У,«t о

Сс Г» о

«Г Г ., о

m o (Q и и

Л1 Л5 о

Э " д

ct у х

o y o а

E"

Е (d р

Э (0»

Э (d m х о и х(((И

О Z

Ю

«(t (г(г со о

Ь (С.(ГГ (31 б ((.О л (р ((1 О м л о =г I Ю м г (г1 (с\

o o

4 с ю Ct

C(л 1 г( (o л

Ю Ю (1

-4

С Ю

t с\ Ю (a г1 Ю

Г(Г Х .-3 ф () 4

Е» A

И Е Э о их

«4О хХ ((Г Х

Z «4O

m o

t В ах э

F 4(«4 И Э

Е О Е их у

oem а а х э х

К ох

И сб Х (d