Способ непрерывного литья заготовок

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии получения заготовок методом непрерывного литья. Целью изобретения является повышение производительности процесса и улучшение качества заготовок. Это достигается тем, что кристаллизатор заполняют металлом заглубленной струей, расположенной в плоскости симметрии канала кристаллизатора, и осуществляют циркуляцию металла в горизонтальной плоскости с созданием по крайней мере двух граничащих друг с другом зон. Направление циркуляции металла в граничащих зонах противоположное. Обеспечивается ускоренное охлаждение металла без образования столбчатых кристаллов и получение мелкокристаллической структуры 3 ил

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 22 D 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3968940/63 (22) 28.10.85 (46) 15,10.91. Бюл. ЬЬ 38 (71) Донецкий политехнический институт (72) П. А. Левин (53) 621.746.27(088.8) (56) Европейский патент М 0151648, кл. В 22 D 11/10, опублик. 21.08.85. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии получения заготовок методом непрерывного литья. Целью

Изобретение относится к металлургии, в частности к технологии получения заготовок методом непрерывного литья.

Целью изобретения является повышение производительности процесса и улучшение качества заготовок.

На фиг. 1 показано устройство для непрерывного литья заготовок вид в плане; на фиг. 2 — то же, вариант; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 1 и 2.

Устройство для непрерывного литья заготовок включает кристаллизатор 1 с водоохлаждаемыми стенками 2, образующими канал кристаллиэатора 1.

В кристаллизатор 1 опущен погружной стакан 3 с выходным отверстием 4 для жидкого металла.

Перемешивающие устройства 5 выполнены в виде литейНых электромагнитных статоров-индукторов 6, расположенных по периметру канала кристаллиэатора 1.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

„„ Ы„„.1683861 А1 изобретения является повышение производительности процесса и улучшение качества заготовок. Это достигается тем, что кристаллизатор заполняют металлом эаглубленной струей, расположенной в плоскости симметрии канала кристаллизатора, и осуществляют циркуляцию металла в горизонтальной плоскости с созданием по крайней мере двух граничащих друг с другом зон. Направление циркуляции металла в граничащих зонах противоположное. Обеспечивается ускоренное охлаждение металла без образования столбчатых кристаллов и получение мелкокристаллической структуры, 3 ил.

Металл подается во внутреннюю полость кристаллизатора 1 через выходное отверстие 4 погружного стакана 3 под углом

10 — 60 к оси рабочего канала. В металле наводится бегущее электромагнитное поле, создающее циркулирующие в горизонтальной плоскости потоки жидкого металла, увлекающие струю расплава из выходного отверстия 4. При этом циркуляция в вертикальной плоскости не возникает и шлак с металлом не перемешиваются, чем обеспечивается свободное всплытие неметаллических включений. B кристаллизаторе 1 образуется корка металла, и заготовка вытягивается тянущими валками. Из-за симметричного относительно центральной плоскости А — А подключения статоры 6 создают в разграниченных этой плоскостью объемах рабочего канала противоположно направленные электромагнитные моменты, равные по величине. Поэтому экранирующие поле вихревые токи в контуре, образованном внутренними стенками 2 и коркой

1683861 затвердевающего металла, не наводятся. При этом за счет магнитогидродинамического эффекта в указанных объемах возникают потоки, циркулирующие в противоположных направлениях (см, фиг, 1), В центральной плоскости А — А направления их совпадают, движение интенсифицируется подаваемой в эту плоскость струей расплава из выходного отверстия 4. Возможен вариант, применяемый при литье слябов, когда число отдельных потоков четко и больше двух, при этом направления их движения в симметричных относительно параллельной узким граням центральной плоскости обьемах противоположны (см. фиг. 2).

Увлекаемый циркулирующими потоками горячий металл из средней части кристаллизатора 1, в том числе и подаваемый из погружного стакана 3, направляется к периферийной части кристаллизатора 1 (стенкам 2) и движется вдоль них, смывая в применисковой зоне образующиеся центры кристаллизации и охлаждаясь при этом. В процессе циркуляции охлажденный металл вновь поступает в среднюю часть, где центры кристаллизации и расплавляются.

Температура металла по сечению кристаллизатора 1 усредняется, он охлаждается до температуры .кристаллизации (при начальном перегреве 30 — 70 ) за время 0,5 — 3 с, после чего начинается образование корки металла, и заготовка вытягивается тянущими валками.

Поскольку на уровне формирования корки весь металл по горизонтальному сечению охлажден до температуры ликвидуса, то при продолжающемся перемешивании уносимые с фронта затвердевания центры кристаллизации уже не расплавляются и по сечению образуются мелкие кубические кристаллы, оседающие вниз. Структура получается мелкокристаллической, так как потоки металла не дают образовываться

5 столбчатым кристаллам. Через 5 — 10 мин после выхода корки из кристаллизатора 1 на уровне, где толщина корки становится равной 1/4 — 1/3 толщины заготовки, сердцевина заготовки за счет горизонтальной

10 циркуляции и вертикальной при оседании центров кристаллизации охлаждается в целом до температуры солидуса и затвердевает. Скорость кристаллизации сечения при этом высока и фронт кристаллизации близок

15 к горизонтальному, Равномерно распределенные по сечению кристаллы смыкаются между собой, межкристаллистые объемы подпитываются расплавом, поэтому пустоты в осевой зоне отсутствуют, 20 Применение изобретения позволит повысить качество поверхности и внутренней структуры заготовки, уменьшить процент брака и затраты энергии на перемешивание металла.

25 Формула изобретения

Способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу жидкого металла в кристаллизатор заглубленной струей, расположенной в плоскости симметрии канала

30 кристаллизатора, и осуществление циркуляции металла в плоскости, перпендикулярной оси канала кристаллиэатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и улучшения

35 качества .заготовок, циркуляцию металла осуществляют по меньшей мере в двух граничащих одна с другой зонах, при этом направления циркуляции в граничащих зонах взаимно противоположные.

1683861

Фиг. 2

Составитель В.Сабитов

Редактор M. Бандура Техред М.Моргентал Корректор М.Шароши

Заказ 3462 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНT СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101