Способ получения слитков

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению заготовок методом непрерывного литья. Способ получения слитков состоит в том, что металл, выплавленный в индукционной печи, через устройство донного выпуска непрерывноо разливается с модифицированием под давлением в разливочном стакане, а формирующийся в кристаллизаторе слиток вытягивают вверх. 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению заготовок методом непрерывного литья с вытягиванием заготовок вверх из кристаллизатора.

Известен способ непрерывной разливки, при котором сталь из разливочного ковша заливают в промежуточный ковш, через стакан которого она непрерывно поступает в вертикальный и радиальный кристаллизаторы. Вытягивание слитка из кристаллизатора осуществляется с помощью затравки. (Воскобойников В.Г. Кудрин В.А. Якушев А.М. Общая металлургия. М. Металлургия, 1979, с. 401 403).

Недостатками данного способа являются необходимость наличия сталеразливочного и промежуточного ковшей, окисление струи металла воздухом во время разливки, отсутствие возможности регулирования температуры металла в промежуточном ковше, наличие в получаемой заготовке дефектов ликвационно-усадочного характера.

В качестве ближайшего аналога выбран способ получения слитка с модифицированием и вытягиванием формирующейся заготовки из кристаллизатора вверх.

Способ представляет собой подачу стали через сифонную литниковую систему в кристаллизатор и присадку модифицирующих добавок в центровую. (авт. св. СССР N 1526890, кл. B 22 D 11/10, 1989).

Недостатки данного способа: необходимость наличия сталеразливочного ковша; отсутствие возможности регулирования температуры металла в момент разлива; окисление струи металла воздухом при выпуске из печи и разливке.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества получаемой заготовки за счет стабилизации температуры жидкого металла в момент разливки, обеспечения ламинарного потока металла в кристаллизаторе, появления возможности эффективного модифицирования расплава тугоплавкими частицами и их равномерного распределения в отливаемой заготовке.

Это достигается тем, что металл, выплавленный в индукционной печи, через устройство донного выпуска непрерывно разливается с модифицированием под давлением в разливочном стакане, а формирующийся слиток вытягивается из кристаллизатора вверх.

Применение индукционной печи, оборудованной устройством донного выпуска в виде шиберного затвора, позволяет поддерживать температуру разливаемого металла постоянной в течение всего времени разливки и устраняет необходимость наличия сталеразливочного ковша.

Модифицирование под давлением позволяет осуществлять подачу модифицирующих добавок непосредственно в разливочный стакан и устраняет возможность всплывания модификатора на поверхность металлического расплава.

Подача металла в кристаллизатор снизу обеспечивает получение хорошей поверхности слитка за счет изменения гидродинамических потоков расплава, уменьшения вероятности образования продольных трещин и устранения возможности прорыва твердой оболочки слитка под действием ферростатического давления.

При вытягивании слитка вверх частицы тугоплавкой фазы, замещенные в металле, всплывая, попадают на фронт кристаллизации, захватываются растущими осями дендритов и равномерно распределяются в теле затвердевающегося слитка.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где 1 индукционная тигельная печь, 2 устройство подачи модифицирующих добавок в разливочный стакан под давлением, 3 шиберный затвор, 4 центровая, 5 поддон, 6 сифонная проводка, 7 водоохлаждаемый кристаллизатор, 8 затравка.

Способ осуществляется следующим образом.

Жидкий металл из индукционной печи с организованным в ней донным выпуском в виде шиберного затвора по сифонной проводке поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор, из которого формирующийся слиток вытягивается вверх. По мере уменьшения объема металла в тигле индукционной печи верхние витки индуктора отключаются, что позволяет поддерживать температуру жидкого металла постоянной в течение всего времени разливки. Устройство порционного ввода модифицирующих добавок под давлением в разливочный стакан позволяет вводить модификаторы в жидкий металл при разливке, а механизм вытягивания слитка вверх позволяет равномерно распределять модификаторы в кристаллизующейся заготовке.

Пример конкретного осуществления. Изучение возможности получения слитков по предлагаемому способу проводилось на индукционной печи ИСТ-0,06, оснащенной донным выпуском. Мощность преобразователя 160 кВт, частота тока 2,4 кГц. Контурное напряжение 800 В. Сифонная проводка выполнялась из стандартного сифонного припаса. Кристаллизатор медный, водоохлаждаемый, диаметр сечения кристаллизатора 100 мм. Механизм вытягивания выполнен в виде винта с затравкой и электродвигателя постоянного тока с редуктором, что обеспечивает вытягивание слитка в направлении, противоположном направлению фронта кристаллизации со скоростью, равной отношению скорости подачи тугоплавких частиц к массовой доле этих частиц в слитке. Для переплава была выбрана сталь марки 45, а в качестве модификатора карбид титана TiC. Устройство порционного ввода модификатора в разливочный стакан под давлением выполнено в виде трубы из графитошамота, модификатор подавался в разливочный стакан под давлением 1 кг/см².

Формула изобретения

Способ получения слитков, включающий непрерывную подачу металла через сифонную литниковую систему в кристаллизатор и вытягивание из него слитка вверх, при этом в процессе подачи металла осуществляют его модифицирование путем ввода тугоплавких частиц, отличающийся тем, что через сифонную литниковую систему осуществляют подачу выплавленного в индукционной печи металла, а тугоплавкие частицы вводят порционно под давлением в разливочный стакан в днище индукционной печи.

РИСУНКИ

Рисунок 1