Способ непрерывного литья слитков

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЙЛЬСТВУ

Сеееэ Советскнк

Сов(налнстическнк

Ресиублнк

iè8 06236 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0903.78 (21) 2583353/22-02 с присоединением заявки Йо (23) ПриоритетОпубликовано 230281 Бюллетень Й9 7

Дата опубликования описания 230281 . (51) . Кл з

В 22 D l l-/01

Государственный комитет

СССР яо делам изобретеинй и открытий (53) 621, 746. .047.1 (088,8) A. С. Тертиаников, A. В. Новиков, Э. К. Велебашев, Д. П. Ловцов, Б. П. Платунов и Н. A. Гордеев

Государственный научно-исследовательский и проектный

1 институт сплавов и обработки цветных металлов

"Гипроцветметобработка" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕПРЕРИВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к заготовительному литейному производству, и может быть использовано при производст. ве отливок непрерывным или полунепрерывным методом литья с формообразованием жидкой зоны их электромагнитным полем индуктора, к конфигурации и размерам которых О а также к качеству их боковой поверх-, ности предъявляются повышенные требования., Известен способ непрерывного или полуиепрерывного литья отливок, включающий заллвку жидкого расплава в принудительно охлаждаеьые формы (кристаллизаторы скольжения), выполняющие роль формсобразователя отливки fl).

Известен также способ непрерывного или полунепрерывного литья отливок произвольного сечения с использо» ванием электромагнитного поля индуктора, выполняющего роль бесконтактного формообразователя жидкой эоиы отливки, которая подвергается интенсивному (принудительному) охлаждению (2) .

Основным недостатком способа полу» чения отливок в охлаждаемых. формах Зо (крист аллизаторах скольжения) при непрерывной разливке металлов и сплавов является контакт расплава со стенкой кристаллиэатора. Это вызывает быстрый износ формообразующей рубашки кристаллиэатора, ее коробление, а следовательно, изменение геометрии боковой поверхности отливки. Отмеченный недостаток способа получения отливки в кристаллизаторе скольжения значительно снижает качество боковой поверхности отливки и периферийного слоя металла ее изэа наличия сопротивления со стороны материала охлаждаемой стенки кристаллиэатора затвердевшей тонкой корочке боковой поверхности отливки.

Кроме того, интенсивный отвод тепла от кристаллиэующегося расплава охлаждаемыми стенками форма значительно ухудшает направленность кристаллизации расплава в продольном направлении отливки, что приводит к нежелательному увеличению глубины лунки, большей газоусадочной пористости и химической неоднородности отливки в ее поперечном сечении.

Применение кристаллиэаторов с меньшей высотой формообразующей рубашки, нанесение на нее гаэотворннх

Â06236

40 смазок и покрытий, использование эффекта возвратно-поступательного движения (качания) кристаллизатора вдоль кристаллизующвйся боковой поверхности отливки в какой-то мере повысило ее качество, но в основном только при производстве отливок из металлов и сплавов с относительно невысокими температурами плавления и кристаллизации. и которые образуют на поверхности расплава достаточно плотные и прочные окисные пленки (например, алюминий и ряд его сплавов). Но все перечисленные мероприятия не устраняли основного недостатка способа получения отливок - наличие контакта расплава с охлажлаемой формообразующей рубашкой кристаллизатора (формы).

Известные способы получения отливок путем бесконтактного формообразования боковой поверхности жидкой зоны 20 отливки в электромагнитном поле индуктора с интенсивным ее охлаждением могут быть осуществлены на установках различного конструктивного выполнения. 2S

Качественные отливки с заданным . профилем и постоянным по их длине сечением, однако, не могут быть получены и этим способом.

Этот недостаток способа обуслав- () ливается трудностями по обеспечению автоматического стабилизирования равнодействующих величин электромагнитных сил поля индуктора, формирующего жидкую зону отливки, и силы тяжести расплава по высоте жидкой отливки, а также необходимой автоматической коррекции процесса Формообразования жидкой зоны отливки при изменении технологических параметров литья и кристаллизации.

Цель изобретения — получение качественного слитка с заданным профилем и постоянным по его длине сечением.

Поставленная цель достигается спо- 45 собом непрерывного литья слитков, включающим бесконтактное формообразование боковой поверхности жидкой зоны слитка электромагнитным полем индуктора и его охлаждение, в котором боковую поверхность слитка на границе раздела твердой и жидкой фаз калибруют, при этом формообразование твердо-жидкой зоны боковой поверхности осуществляют при постоянном превышении силы металлостатичесг.. кого давления расплава над силой давления электромагнитного поля на величину 5-20% от. номинальной величины металлостатического давления в этой зоне. d0

Кроме того, способ позволяет вести процесс непрерывного литья слитками в защитной атмосфере.

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа. 65

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Непрерывное литье слитков осуществляют способом бесконтактного формообразования боковой поверхности жидкой зоны слитка 1 электромагнитным полем индуктора 2, при этом на границе раздела Ааэ твердой и жидкой зон боковую поверхность калибруют контактным формообразователем 3 иэ огнеупорного, химически инертного к расплаву, с низкой теплопроводностью немагнитного материала и расположенным выше пояса принудительного охлаждения слитка 1 охладителем 4.

Формообразование боковой поверхности жидкой зоны слитка 1 осуществляют при постоянном превышении силы ме таллостатического давления расплава над силой давления электромагнитного поля. Это обеспечивается поддержанием высоты жидкой зоны слитка на

5-20В выше номинальной регулятором

5 расхода металла, а величины напряжения на индукторе - регулятором 6.

Номинальная величина металлостатического давления. расплава. равна величине давления электромагнитного поля в.зоне раздела фаз твердой.и жидкой зон на боковой поверхности отливки.

Регулирование расхода жидкого металла и величины напряжения на индукторе для обеспечения постоянного превышения силы металлостатического давления над силой давления электромагнитного пОля на границе раздела твердой и жидкой фаэ производят после того, как в процессе литья поддон (затравка) 7 с частично закристаллизовавшимся металлом выйдет из области максимального давления электромагнитного поля индуктора. .Превышение силы металлостатического давления расплава над силой давления электромагнитного поля; должно быть не более, чем на 20% и не менее, чем на 5% от номинальной.

При величине, большей 20% силы электромагнитного поля не смогут удержать металл и он потечет, а при величине>меньшей 5%, невозможно осуществить калибровку.

Калибровку боковой поверхности твердо-жидкой зоны слитка контактным формообразователем 3 осуществляют до тех пор, пока стенки слитка не приобретут необходимой механической прочности, выдерживающей давление столба жидкого металла.

Осуществление способа непрерывного .питья с превышением силы металлостатического давления жидкой зоны слитка над силой давления электромагнитного поля позволяет вести процесс в случае необходимости с защитой боковой поверхности слитка от окисления газом или расплавленным флюсом в зоне контактного формообразовате806236

Составитель В. Любешкнн

Техред T. Маточка Корректор Г. Решетник

Редактор Т.Киселева

Тираж 880 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 119/16 ля,подаваемых в зазор между боковой поверхностью слитка и контактным формообразователем.

Благодаря превышению силы металлостатического давления жидкой зоны слитка над силой давления электромагнитного поля в зоне калибровки боковой поверхности слитка на границе раздела фаэ твердой и жидкой эон металл плотно прилегает к калибрующему участку контактного формообразователя.

Предлагаемый способ позволяет получать качественную отливку с заданным профилем и постоянным по ее длине сечением практически из всех медных сплавов, даже при чувствительности существующих систем стабилизации и коррекции электрических и технологических параметров получения отливки в электромагнитном кристаллиэаторе кроме того, позволяет вести процесс . 20 с. защитой жидкой эоны отливки инерт-. ным газом или слоем расплавленного защитно-рафинирующего флюса.- *

Формула изобретения

25.1. Способ непрерывного литья слитicos, включающий бесконтактйое формо- . образование боковой поверхности жидкой эоны слитка электромагнитным по- лем индуктора и его охлаждение, отличающийся тем, что, с целью получения качественного слитка с заданным профилем и постоянным по

° его длине сечением, боковую поверхность слитка на границе раздела твердой и жидкой фаэ калибруют, при этом формообразование твердо-жидкой. зоны боковой поверхности осуществляют при постоянном превышении силы металлостатического давления расплава над силой давления электромагнитного поля на величину 5-20% от номинальной величины металлостатического давления в этой зоне.

2. Способ по .п.l, о т л и ч aim шийся .тем, что формообразоваsse слитка осуществляют в защитной атмосфере.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 554934, кл. В 22 D ll/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 480490, кл. В 22 D 11/Ol, 1972,