Способ обработки кристаллизующихся слитков

Способ обработки кристаллизующихся слитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1 и 910325

Самоа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 04.12. 79 (2! ) 2846447/22-02 (5l)M. Кл. в гг D»/00 с присоединением заявки М

foeyaapctme4 «ви«тет

СССР ао делен кзаеретех«й и етерыт«к (23) Приорнтет—

Опубликовано 07.03.82. Бюллетень Фт 9 (53) УДК 621.746..047(088.8) Дата опубликования описания07.03.82

С.Т.Плискановский, Г.А.Куц, 1I.Ï.Èoãàñèé, и Н.А.Иосендз (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54)- СПОСОБ ОБРАБОТКИ КРИСТАЛЛИЗУЮЩИХСЯ СЛИТКОВ

Изобретение относится к области металлургии и может быть использова но для формирования мелкокристаллической структуры металла или сплава при непрерывном литье.и литье в форму (изложницы).

Существующие в настоящее время способы обработки кристаллизующихся слитков наложением .электрических и электромагнитных полей не нашли в проиппленности практического применения в силу низкой эффективности измельчения структуры металла jl3 .

Известен способ воздействия на процесс кристаллизации слитков путем создания радиального и азимутального электрических полей с излучением электромагнитных.сил, направ" ленных вдоль оси слитка противоположному конвективному потоку f2).

К недостатку этого способа следует отнести большие потери энергии в проводящих стенках формы или кристаллизатора, что приводит к снижению

Я

КПЛ устройств и повышенному расходу электроэнергии.

Целью изобретения является повышение качества слитков за счет измель.чения структуры и уменьшения ликвидационных и усадочных явлений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки кристаллизующихся слитков, включающем воздействие упругих колебаний на расплав, металлический расплав. обрабатывают упругими колебаниями электрогидравлических импульсов через слой жидкого шлака, электропроводность которого ниже 1,0 Ом м ", а высоту шлаковой ванны над уровнем расплава определяют по эмпирической формуле:

" rr(V- о) ++,,ñì

« Я где С -. емкость конденсатора, мкф;

U †.разрядное напряжение, кв/см;

0в — напряжение, соответствующее минимальной напряженности 14 007 си

is,см з 9103 поля, при которой возникают . стримеры (36 кв/см);

6 — электропроводность жидкого шлака, Ом "см ";

Я вЂ” ппощадь оголенной поверхно9 сти стержня электрода-анода, см ; — длина оголенной части элек9 трода-анода, погруженного в шлаковую ванну, см. 1О

Для импульсного электрического разряда в жидкости (ЭГ эффект) характерны три стадии: стадия — в разрядном промежутке между электродами появляется ток;

И стадия — стадия формирования раз ряда с образованием высокопроводяще" го канала электрического разряда (КЭР):

1И стадия — стадия, характеризующаяся передачей энергии разогретой плазмы электрического разряда окружающей среде. Формирование отдельных стадий электрического разряда во многом определяется физико-химичес29 кими свойствами рабочей жидкой среды и главным образом зависит от ее диэлектрической проницаемости и электропроводности. Прп высокой электропроводности жидкости для конкретных параметров разрядного контура И стадия может не перейти в lll стадию, Например, при электропроводности рабочей жидкой среды 6 =10-20 Ом м высокопроводящего канала электрического разряда (K3P) не образуется да35 же при малых разрядных промежутках, хотя ток может достигать предельных значений разрядного контура. Практика показала, что при обработке

40 кристаллизующихся слитков упругими колебаниями электрогидравлических импульсов использовать ванну жидкого расплава, как рабочую жидкую среду, невозможно, поскольку металлические расплавы имеют высокую элек45 тропроводность например, для жидкой стали 6=(1,34-1,4/10 Ом 4 ) . Поэтому в качестве рабочей жидкости был выбран жидкий шлак с диэлектрическими характеристиками, позволяющими образование электрогидравлического импульса. Опытным путем установлено, что устойчивое формирование разряда происходит при электропроводности жидкого шлака ниже 1,0 Ом и . Было также установлено, что высота шлаковой ванны над уровнем расплава, отвечающая расстоянию межэлектродного

25 4 промежутка, при минимальной затрате энергии на формирование электрического разряда, описывается следующим эмпирическим выражением:

С учетом глубины погружения оголенной части электрода — анода в шлаковую ванну, ее над уровнем расплава следует брать:

Механизм воздействия упругих колебаний злектрогидравлических импульсов на процесс кристаллизации слитка заключается в следующем: при погружении электрода-анода в жидкий шлак между последним и электродом-катодом, которым служит непосредственно металлический расплав, в шлаковой ванне при разряде возникает ударная волна. Ударная волна передает расплаву упругие колебания, которые вызывают в расплаве интенсивное перемешивание металла в незатвердевшей части фронта кристаллизации. Это способствует образованию обломков кристаллов и их диспергирования, а также способствует более равномерному распределению ликватов по объему расплава. Таким образом, электрический разряд в жидкости может быть использован как один из способов интенсивного воздействия на процесс кристаллизации с целью получения мелкозернистой структуры, уменьшения ликвационных и усадочных явлений.

Пример. Способ был опробирован в лабораторных условиях на слитках стали 20Л весом 50 кг. Основу жидкого шлака составляли фтористые соединения. Процесс воздействия на расплав начинался после заполнения изложницы при рабочем напряжении импульса 15 кВ, межэлектродном промежутке 1,0-1,2 см и частоте следования импульсов 40 Гц. Обработка расплава продолжалась в течение 15 мин. При исследовании опытных и контрольных слитков было установлено, что упругие колебания электрогидравлических импульсов оказали положительное воздействие на структуру металла, которое заключалось в расширении зон равноосных и глобулитных кристаллов и значительном снижении зоны транскрис5 91032 таллизации. Наряду с этим наблюдалось уменьшение степени развития зональной и дендритной ликвации: примеси более равномерно распределены по всему сечению слитка, неметаллические 5 включения имеют благоприятную глобулярную форму. Металл опытных слитков при примерно равной прочности имел более высокие пластические свойства.

Расчеты показывают, что использование предлагаемого способа за счет повышения качества металла и снижения обрези слитка позволит получить экономию 2-2,5 руб. на каждой тонне стали. l$

Формула изобретения

Способ обработки кристаллизую - 20 щихся слитков, включающий воздействие упругих колебаний на расплав, отличающ ийся тем, что, с целью повышения качества слитков за счет измельчения структуры и умень шения ликвационных и усадочных явлений, упругие колебания создаются электрогидравлическими импульсами через слой жидкого шлака, электро30! где 1 разрядное напряжение, кв/см; напряжение, соответствующее минимальной напряженности поля, при которой возникают стримеры (36 кв/см); емкость конденсатора, мкф; электропроводность жидкого шлака, Ом "см ", плоцадь оголенной поверхности электрода-анода, см," длина оголенной части электрода-анода, погруженного в.шлаковую ванну, см. нр8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Баландин Г.Ф. "Формование кристаллического строения отливок", 1973, M., "Машиностроение", с. 251271.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 187255, кл. В 22 О, 1966.

5 4 проводность которого 0,1-1 0 Ом"м ", а высоту шлаковой ванны над уровнем расплава определяют эмпирической формулой

Составитель В.Балашов

Редактор Н.Аристова Техред Е.Харитончик Корректор Л.Бокшан

Заказ 967/10 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород,.ул. Проектная, 4