Способ непрерывного литья заготовок

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к непрерывному литью металлов с электромагнитным воздействием на жидкую фазу в отливаемых заготовках . Целью изобретения является повышение выхода годного за счет улучшения макроструктуры и измельчения дендритной структуры слитка. Электромагнитное перемешивание осуществляют воздействием на жидкую фазу магнитным полем под углом к направлению роста кристаллов как с увеличением от. 30 до 60 , так и с уменьшением от 60 до 30° с одновременным изменением направления воздействия на противоположную, грань как с увеличением, так и с уменьшением угла от 60 до 120 , что позволяет измельчить макроструктуру слитка за счет повышения давления на дендрит и скорости их подплавления. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. i JB

СОКИ СОВЕТСНИХ . РЕСПУБЛИК

09) OD (51)5 В 22 0 11/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГСС АРСТ1 ЕИИ1 1й HOWms

ПО H305PETKHHRM И ОТНРЫТИЯ

ПРИ ГНН1 СССР

1 (21) 4683819/02 (22) 24.04.89 (46) 29.02.92. Бюл. Р 8 (71) Центральный научно -исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Вардина (72) Б.И.Чуйков, В.П.Клак, А.В.Ларин, В.Г1.Паршин, В.А.Гузенков и А.В.Егоров (53) 621.746.047 (088.8) (56) Заявка Японии 6 58-47260, кл. В 22 D 11/10, 1983. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЬВНОГО ЛИТЬЯ 3AF0-

ТОВОЬ" (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью металлов с электромагнитным воздействием на жидкую фазу в отливаемых заИзобретение относится к металлур= гии, в частности к технике непрерывной разливки металлов, производимой на УНРС при электромагнитном (индукционном) воздействии на жидкую фазу отливаемого слитка.

На фиг.1 схематически изображено . направление воздействия электромагнитного поля под увеличивающймся, углом

60-30 к направлению роста кристаллов с изменением направления воздействия на противоположную грань от 60 до .

120о, на фиг.2 — то же, соответственно при 30-60 и 120-60

Улучшение качества непрерывнолитых заготовок происходит за счет из.мельчения макроструктуры в связи с повьппением эффективности воздействия на растущие двндриты при изменении

2 готовках. Целью изобретения является повышение выхода годного за счет .улучшения макроструктуры и измельчрния дендритной структуры слитка. Электромагнитное перемешивание осуществляют воздействием на жидкую фазу магнитным полем под углом к направлению роста кристаллов как с увеличением от, 30 о до 60, так н с уменьшением от 60 до о

30 с одновременным изменением направления воздействия на прбтивоположную . грань как с увеличением, так и с о уменьшением угла от 60 до 120, что позволяет измельчить макроструктуру слитка за счет повышения давления на дендрит и скорости их подплавления.

4 з ° п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. угла воздействия, что связано с повышением скорости подплавления дендри- тов за счет улучшения тепломассообменных и гидродинамических процессов в междендритном пространстве, а также с изменением (повышением) давления на дендрит. Это повьппение давления обусловлено углом воздействия ОБ ., при изменении которого площадь воздействия .изменяется. Так, при оБ = 0 площадь воздействия потока жидкого металла на растущие дендриты мала. С увеличением угла 0 сопротивление растущих дендри- ! тов движению жидкой фазы возрастает, что связано с особенностями роста дендритов, при котором расстояние между осями растущих дендритов мало.

Исследованиями на гидродинамической модели установлено, (см. таблицу), 3 1715480 4 что максимальное давление обеспечивается при 0C = 30-60 . При угле оС менее 30 и более 60 давление на дендрит резко падает, что приводит к зна5 чительному снижению эффективности воздействия на кристаллизующийся металл, к вибрации жидкой фазы в продольном и поперечном направлениях перемещения непрерывнолитого слитка.

При сдвиге фаз между двумя перемещаюшимнся электромагнитными полями максимальное давление на растущие кристаллы увеличивается.

Пример 1. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор

УНРС подают сталь марки 09Г2ФБ и вытягивают из него слиток сечением 250п 1550.мм со скоростью 1,0 м/мин. В процессе непрерывной разливки осуще20 ствляют электромагнитное воздействие на жидкую фазу слитка, направляющее о поток расплава под углом 35 к росту дендрита иа фронте кристаллизации непрерывного слитка с последующим изме- 25 нением электромагнитного воздействия на противоположную грань под углом

100 .

Это повышает эффективность электромагнитного воздействия за счет повьппения давления потоков металла на растущие кристаллы. "В результате происходит выравнивание фронта кристаллизации, уменьшение протяженности твердой-жидк и части двухфазной зоны, уменьшение сосредоточенной ликвации 35 по оси слитка и расширение зоны равноосных кристаллов, т.е. улучшение макроструктуры слитка.

° Пример 2. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор по- 40 дают жидкую сталь марки 40Х и вытяги-. вают из него слиток сечением 300п к400 мм со скоростью 0,6 м/мин. При . этом на слиток .оказывают электромагнитное воздействие, вызывающее целе- 45 направленное движение расплава с последовательным уменьшением по длине жидкой фазы угла от 60 до 30 к на правлению роста кристаллов на фронте затвердевания слитка (фиг.1) с после- 50 дующим изменением электромагнитного воздействия на противоположную грань

60 д 120 . Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность

55 электромагнитного перемешивания за ,счет увеличения давления на растущие кристаллы, что приводит к образованию дополнительных центров кристаллизации.

Благодаря этому улучшается качество макроструктуры слитка, снижается средний размер кристалла (до 30 ), а также уменьшается брак слитков по качеству макроструктуры на 1,5 .

Изменение давления на дендриты в зависимости от угла воздействия

Угол воздей- Отношение- давления (Р) ствияп, при соответствующем угград. ле к давлению при Ы =

=0(Р) Формула изобретения

1. Способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с воздействием на его жидкую фазу электромагнитным полем, о т— л и ч а ю щ и и е я тем, что, с целью повьппения выхода годного за счет улучшения макроструктуры и измельчения дендритной структуры слитка, эдектромагнитное воздействие на жидкую фазу слитка осуществляют с изменением угла в пределах 30-60 к направлению роста дендритов и последующим изменением.вдоль слитка угла воздействия на противоположную грань в пределах 60-120

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что угол воздействия поля на направление роста дендритов последовательно увеличивают вдоль

5

1,00

1,01

1,03

1,05

1,08

1,16

1,67

1,90

1,43

1,95

1,93

1,91

1,69

1,17

1,10

1,07

1,05

1,04

1,03

1715480

10 слитка, а угол воздействия на противоположную грань слитка последовательно уменьшают.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что угол воздействия поля на направление роста дендрнтов последовательно уменьшают вдоль слитка, а угол воздействия на противоположную грань слитка последовательно увеличивают.

4. Способ по пп. 1-3, о т л ич а ю шийся тем, что электромагнитное воздействие осуществляют на все грани слитка.

5. Способ по п.4, о т л и ч а ющ н и с я тем, что по двум противоположным граням слитка угол воздействия поля на направление роста дендри" тов увеличивают, а по двум другимпротивоположным граням уменьшают.