Способ охлаждения слитка при непрерывном литье в электромагнитный кристаллизатор

Способ охлаждения слитка при непрерывном литье в электромагнитный кристаллизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сояетскнх

Соцналмстмческмх

Ресттубпмк

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОВРЕ2ЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и> 900 951 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.04.80 (21) 2947628/22 02 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень Р1в 4 (Б1)РИ. Кл.

В 22 0 11/124

1осударстввнный квмнтвт ао двлам нзабретеннй н открытнй (53) УДК 621.746. .047 (088.8) Дата опубликования описания 30.01.82

С. Г. Каверин, Б. Ф. Трахтенберг, Е. А. Якубович и Я. Я. Клявинь

I с

1

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева

I (72) Авторы изобретения

1

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ СЛИТКА

ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕ

В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов в электромагнитный кристаллизатор.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ непрерывного литья в электромагнитный кристаллизатор. Способ включает охлаждение слитка с помощью нескольких поясов охлаждения, расположенных на разных уровнях. С целью обеспечения высокого качества боковых поверхностей отливок и, структуры формирующегося слитка, над закристаллизовавшейся частью слитка сохраняют слой жидкого металла высотой 15 — 80 мм, а охлаждающую среду подают на боковую поверхность слитка вблизи !

5 жидкой зоны на расстоянии, обеспечивающем расположение фронта кристаллизации и поверхности слитка в пределах высоты индуктора. Способ обеспечивает высокое качество поверхности слитков алюминиевых сплавов толщиной до 300 мм (1).

Однако в ходе освоения промышленной технологии непрерывного литья крупногабаритHbtx плоских слитков толгциной 400 MM u более выяснилось, что известный способ охлаждения приводит к снижению качества внутренней структуры слитка. Это проявляется в том, что возникает неравномерность структуры по сечению слитка, так называемая полосчатость структуры. Участки.с равномерной мелкозернистой структурой чередуются с участками грубой структуры с хаотическим расположением зерен, Отмеченное снижает уровень механических свойств слитка,. создает неравномерность распределения свойств по сечению. В ряде случаев это служит браковочным признаком и является причиной снижения выхода годного при литье крупногабаритных плоских слитков.

Причиной указанного явления служит неоптимальность распределения интенсивности охлаждения на поверхности слитка, Температура поверхности слитка снижается медленно и на уровне нижнего пояса охлаждения остается в пределах 200-250 С. Вследствие этого фронт кристаллизации в слитке имеет сложную форму, что создает существенно различную скорость кристаллизации в различных точках поперечно90095) 3

ro сечения слитка. Непостоянство скорости кристаллизации служит главной причиной возникновения разноструктурности в слитке.

Цель изобретения — повышение качества структуры крупногабаритных плоских слитков.

Поставленная цель достигается тем, что в способе непрерывного литья в электромагнитный кристаллизатор, включающем создание неравномерной интенсивности теплоотвода вдоль оси слитка теплоотвода с помощью нескольких10 поясов охлаждения, охлаждение ведут с возрастающей интенсивностью в пределах (20 — .

80) 15 вт/м от верхнего пояса к нижнему, причем температуру поверхности слитка изменяют от 500 — 630 С в пределах высоты индук- 15 тора до 80 — 100 С. на уровне нижнего пояса охлаждения.

Создание возрастающей интенсивности теплоотвода способствует формированию конусообразной формы жидкометаллической лунки. 20

При этом скорость кристаллизации во всех точках поперечного сечения слитка практически постоянна, что обеспечивает получение равномерной мелкозернистой структуры. Кроме того, интенсификация охлаждения снижает 25 максимальную глубину лунки и улучшает механические свойства металла.

Для слитков деформируемых алюминиевых сплавов, получаемых методом непрерывного литья в электромагнитный кристаллизатор, 30 необходимо обеспечить положение фр@нта кристаллизации на поверхности слитка в пре делах высоты индуктора. Это условие играет важную роль для устойчивого формирования качественной поверхности слитка. Поэтому 35 интенсивность охлаждения на уровне верхнего пояса выбирают так, чтобы температура поверхности слитка в пределах высоты индуктора находилась в диапазоне 500 — 630 С, т.е. температуры солидуса деформируемых алюми40 ниевых сплавов. Экспериментально установлено, что интенсивность охлаждения в верхнем поясе для выполнения этого условия должна быть не менее 20 15 вт/м . Снижение температуры поверхности слитка до 70-100 С на

l5 уровне нижнего пояса охлаждения достигается увеличением интенсивности охлаждения на уровне нижнего пояса до 80 — 10 вт/м .

По предлагаемому способу производят охлаждение крупногабаритного плоского слитка 400х1600 мм из сплава АМà — 2, Скорость литья 75 мм/мин, Используется электромагнитный кристаллизатор с двумя поясами охлаждения, расстояние между которыми 25 мм.

Подача воды на слиток в первом поясе осу. ществляется под прямым углом, а во втором о поясе — под углом 30 — 45 . Расход воды в верхнем поясе устанавливают (на одну широкую грань слитка) 3,0 л/с м., а в нижнем

4 поясе — 4,0 л/с-м. Начальная температура воды, подаваемой на слиток )5 С. Максимальная глубина лунки в центре слитка 450 мм. Высота слоя жидкого металла, сохраняемого в процессе литья над закристаллизовавшейся . частью слитка 40 — 50 мм.

Для измерения температуры поверхности слитка использовали хромельалюминиевые термопары диаметром 0,3 мм с записью сигналов на потенциометр КСП вЂ” 4.

По данным температурных измерений установлено, что температура поверхности слитка изменялась от 625 С в зоне индуктора электромагнитного кристаллизатора до 85 С в зоне нижнего пояса охлаждения, после чего монотонно снижалась до .70 С на длине слитка

1200 мм.

С учетом указанного расхода воды и температуры поверхности слитка определяют соответствующие значения теплового потока на поверхности слитка путем численного решения на ЭВМ задачи о температурном поле слитка.

По результатам расчетов получено, что тепловой в зоне между поясами охлаждения увеличивается от 23 10 вт/м до 75 10 вт/м .

С применением предлагаемого способа охлаждения отлито 3000 т слитков из сплава

АМà — 2. Макроструктура слитков характеризуется высокой степенью равномерности по сечению, что обеспечивает выход годного на уровне 87,0%. При этом достигается высокая пластичность металла (относительное удлинение 85-98%) в интервале температур прокатки 420 — 480 С. Одновременно производят отливку аналогичных слитков с применением охлаждения, при этом устанавливают уменьшающуюся вдоль слитка интенсивность охлаждения. Расход воды в верхнем поясе устанавливают 3,0 л/с м., а в нижнем поясе—

2,3 л/с м. Исследования макроструктуры слит. ков показывают, что в этом случае макроструктура по сечению неравномерна, а в центральной зоне слитка отмечается формирование осевой пористости. Относительное удлинение при температурах прокатки 420 †2 С не превышает 82%, т.е. ниже, чем по предлагаемому способу, Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет повысить качество крупногабаритных плоских слитков из алюминиевых сплавов при непрерывном литье в электромагнитный кристаллизатор. Освоение производства качественных крупногабаритных слитков обеспечивает соответствующее повышение мощностей прокатного производства, повышение качества листовой продукции, повышение выхода годного при прокатке, 5

Формула изобретения

Составитель В. Балашов

Техред M. Надь

Корректор M

Редактор Ю. Середа

Тираж 852

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 12257/7

Подписное

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

900951 6 постыл в пределах (20-80)15 вт/м от верхнего пояса к нижнему, причем температуру

Способ охлаждения слитка при нелрерыв- поверхности свитка изменяют от 500 — 630 С ном литье в электромагнитный кристаллизатор, в пределах высоты индуктора до 80 — 100 С включающий создание неравномерного вдоль S на уровне нижнего пояса охлаждения. оси слитка теплоотвода с помошью нескольких поясов охлаждения, о т л и ч а юИсточники информации, al и и с я тем, что, с целью повышения принятые во внимание при экспертизе качества крупногабаритных плоских слитков, 1; Авторское свидетельство СССР М 437331, охлаждение ведут с возрастающей интенсив- >О кл. В 22 0 1100, 1969.