Способ обработки кристаллизующегося металла

Способ обработки кристаллизующегося металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!

11 -,. е

ИЗОБРЕГЕ-ЙИЯ

Союз Советскик

Социалистическии

Рес убпик (ll) 597494

К АВТОРСКОМУ СВМДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 10. 11,76 (21) 2419142/22-02 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано15.03.78 Бтоллетень № 10 (45) Дата опубликования описания 28.02.78 (51) М. Кл.2

В 22.Х) 11/00

Государственный комитет

Соаата Министраа СССР

Il0 делам изооретвний н открытий (53) УДК 621,746.047 (088,8) (72) Авторы изобретения

Б. Ф. Трахтенберг, Е. А. Якубович, С. Г. Каверин, 3. Н. Гецелев, Г. В. Черепок и И, H. Бабурин

Куйбышевский полнехническнй институт им. В. В. Куйбышева (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КРИСТАЛЛИЗУЮЩЕГОСЯ

МЕТАЛЛА

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке метаг лов и сплавов.

Известен способ обработки кристаллизуюшегася металла, включаюший подачу металла в кристаллнзатор, ввод одного электрода в жидкую фазу металла, установку другого электрода в твердой фазе слитка и пропускание электрического тока через фронт кристаллизации $1). Однако известный способ не позволяет регулировать процесс кристаллизации и получать высокое качество центровой зоны слитка.

Это обусловлено тем, что при указанном действии на расплав нельзя эффективно воздействовать на форму фронта кристаллизации в центральной части слитка, Учет взаимодействия фронтов кристаллизации, идуших от противоположных граней слитк, имеет особое значение при непрерывном литье плоских слитков, так как в этом случае профиль фронта кристаллизации в центральной зоне слитка характеризуется резким возрастанием крутизны фронта, что служит главной причиной образования осевой рыхлости, снижения механических свойств и структурнйх характеристик цент» рал.ьной зоны.

По предлагаемому способу для обеспе5 чения регулирования процесса кристаллизации и повышения качества центральной зо ны слитка погруженный электрод перемешают вдоль оси слитка на глубину, равную

0,3-0,9 глубины жидкой фазы металла, 10 причем при уменьшении глубины жидкой фазы, по cpBBHBBBlo с заданной, пропускают ток от расплава к твердой фазе, а прв увеличег нн глубины - от твердой фазы к расплаву.

15 С точки зрения кристаллизационных процессов на границе контакта расплавтвердая фаза поддерживается постоянная температура. В связи с этим при пропускании через фронт кристаллизации электрнчес кого тока в направлении от твердой фазы к расплаву на фронте кристаллизации согласно эффекту Пельтье происходит погло» шение теплоты, а при противоположном направлении тока наблюдается обратный 2 зффект, т. е. выделение дополнительной

597494

Табл ица 1

Способ разливки

Плотность

Предел прочности, кг/мм

Предел текучести, кг/мм

Без применения предлагаемого способа

2, 7603

21,7

11,5

С применением предлагаемого способа

25,8

14,9

2,7936, теплоты. Соответственно, в первом случае переохлаждение вблизи фронта кристаллизации увеличивается и процесс кристаллизации происходит интенсивнее, что при неизменных условиях внешнего охлаждения слитка обеспечивает дополнительный рост твердой фазы и уменьшение глубины лунки.

Аналогично во втором случае выделение дополнительной теплоты на фронте кристаллизации способствует увеличению объема )Q жидкометаллической лунки и ее глубины.

Регулирование интенсивности указанных воздействий достигается изменением рас стояния между фронтом кристаллизации и погружаемым электродом. l5

Пример. Наустановке длянепрерывной разливки в электромагнитный кристаллизатор отливают слиток из сплава АМГ-6 размером 300 х 1300 мм при следуюших технологических параметрах: скорость 20 литья 85 ммlмин; температура расплава

710 С напряжение питания электромагнито ного кристаллизатора 90 В; температура о охлаждаюшей воды 20 С; расход охлажда юшей воды 11 кг/с; максимальная глуби- И на лунки 295 мм.

Погруженный электрод устанавливают по оси литья; второй электрод приводят в контакт со слитком на расстоянии 320 мм от уровня зеркала жидкого металла в луй- ЗО ке. Далее осушествляют два типа испытаi ий.

1, При заданном расходе охладителя

12,5 кг/с пропускают постоянный электрический ток от твердой фазы к расплаву.

При этом погруженный электрод перемешают в направления фронта кристаллизации до 0,8 глубины лунки. Глубину лунки измеряют при помоши датчика, снабженного тремя измерительными головками, Запись сигналов осушествляют на осцилло, рафе, И рассматриваемом случае максимальная глубина лунки уменьшается до

240 мм. Далее проводят сравнительные исследования свойств центральной зоны слитков, отлитых по серийной технологии и с применением предложейного способа.

Данные исследований приведены в табл. 1.

2. Проводят . исследования при искус» ственных вариантах расхода охладителя, подаваемого на слиток. Заданная оптимальная глубина лунки, которую необходимо поддерживать в процессе литья, 250 мм.

Расход охладителя меняют в пределах

9,4-18,7 кг/с, Все остальные параметры процесса поддерживают на уровне указан ных выше значений. Для предельных значений расхода охладителя измеряют глубину лунки для случая литья без применения предлагаемого способа.

Данные исследований приведены в табл. 2, Результаты испытаний показывают, что применение описываемого способа позволяет при заданной интенсивности охлаждения уменьшить глубину жидкометаллической лунки и за счет этого добиться увеличения плотности и. повышения механических свойств центральной зоны слитка Способ дает возможность в широком диапазоне менять режим охлаждения слитка, причем глубина лунки и форма фронта кристаллизации поддерживаются на оптимальном уровне. При этом снижается расход воды на охлаждение слитка и уменьшается нагрузка насосов в системе обратного охлаждения.

597494

Табли па 2

Без применения предложенного способа

290

9,4

От твердой фазы Против направ» к расплаву, ления вытягива

100 А/м

9 ния слитка

С применением предложенного способа

250

Беэ применения предложенного способа

18,7

По направлению вытягивания

С применением От расплава к предложенного твердой фазе, спос оба 150 А/м

250 слитка

Составитель А, Попов

Техред Е. Давидович Корректор П. Макаревич

Редактор Н. Корченко

Заказ 1589/8 Тираж 950 Подписное

ЦПИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Способ обработки кристаллиэующегося металла, включающий подачу металла в кристаллизатор, ввод одного электрода в жидкую фазу металла, установку другого электрода в твердой фазе слитка и пропускание электрического тока через фронт кристаллизации, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования процесса кристаллизации и повышения качества центральной зоны слитка, погруженный электрод перемешают вдоль оси слитка на глубину, равную 0,3-0,9 глубины жидкой фазы метал» ла, причем при уменьшении глубины жидкой фазы, по сравнению с заданной, пропускают ток от расплава к твердой фазе, а при увеличении глубины — от твердой фазы к расплаву.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Л 526443, кл, В 22 23 27/02, 1974.