Способ непрерывной разливки металла

(57) Изобретение отн может быть испольэ ве отливок из цветны сплавов методом неп - повышение качеств шения его механичес сти и получения структуры - достигае ния дополнительных ции непосредстве кристаллизации, 1 з. осится к м овано при х и черны рерывног а металла ких свой модифи тся за сч центров нно в з и. ф-лы, 1 еталлургии и производстх металлов и о литья, Цель за счет улучСтв и плотно- ЦИРОВдннОЙет образова- кристаллизаоне фронта табл 1 ил. лла за йств и анной ЭО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Донецкий политехнический институт(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИМЕТАЛЛА Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок из цветных и черных металлов и сплавов методом непрерывного литья.Цель - повышение качества мета счет улучшения его механических сво плотности и получения модифициров структуры.На чертежева для осущестСпособ осу изображена схема устроиствления способа,ществляют следующим обраЖидкии металл подается в зону кристаллиэатора 1 через канал 2. Вращающийся с угловой скоростью щ шнек 3 сообщает жидкому металлу вращательное движение и поступательное в направлении вытяжки заготовки 4 (прямого хода Яр), причем скорость движения металла уменьшается по мере приближения к фронту кристаллизации.Процесс кристаллизации осуществляется, когда граница раздела жидкой и твердой фаэ находится на максимальном удалении от шнека 3 (положение А-В), где скорость движения жидкого металла равна или близка к нулю, что обеспечивает хорошее сцепление и быстрый рост частиц твердой фазы,Процесс вытяжки начинается с обратного хода заготовки Бобр, (положение В), что обеспечивает отрыв образовавшейся корочки от стенки кристаллизатора в условиях сжимающих напряжений, уменьшает опасность образования поперечных трещин, сокращает количество брака. В конце обратного хода заготовки (положение С) фронт кристаллизации располагается в зоне, где скорость вращательного и поступательного движений, а также температура металла заметно выше, чем в положении А-В. При этом вращательное движение жидкого металла и его более высокая температура обеспечивает отрыв образовавшихся дендридов на поверхности раздела жидкой и твердой фаз, их измельчение и перемешивание, тогда как поступательное движение обеспечивает принудительное питание кристаллиэующейся заготовки жидким металлом. В конце прямого хода фронткристаллизации вновь находится в положении А, процесс кристаллизации протекает в основном во время остановки в условиях большого количества центров кристаллизации, равномерно распределенных вдоль фронта кристаллизации в результате перемешивания, что и обеспечивает мелкозернистость структуры, высокие механические свойства и плотность заготовки.Поскольку образование готовых центров кристаллизации осуществляется путем отрыва и измельчения дендритов непосредственно в зоне фронта кристаллизации, стабильность процесса непрерывного литья с получением модифицированной структуры достаточно высокая. Это, однако, не исклк)- чает возможность образования центров кристаллизации в процессе транспортировки через канал 2,Предлагаемый способ обеспечивает повышение мелкозернистости, плотности и комплекса механических свойств металла за счет образования дополнительных центров кристаллизации непосредственно в зоне фронта кристаллизации, а также принудительного питания кристаллизующейся заготовки жидким металлом, Кроме того, предлагаемый способ позволяет уменьшить опасность образования поперечных трещин и сократить количество брака благодаря обратному ходу заготовки перед началом вытягивания, обеспечивающему отрыв образовавшейся корочки от стенки кристаллизатора в условиях сжимающих напряжений,П р и м е р. Заготовку из бронзы Бр 012 диаметром 115 мм отливают при шаге вытягивания Р = Япр - Бобр = 50 мм и угловой скорости шнека в== 35 с . Расстояние 1 между шнеком и заготовкой перед началом вытягивания составляет 150 мм. Скорость литья подбирают так, чтобы температура поверхности заготовки на выходе иэ кристаллизатора была неизменной и составляла 460-480 С.Результаты испытаний приведены в таблице. Из приведенных данных видно, что при увеличении обратного хода заготовки механические свойства бронзы Бр 012 повыша 20 25 30 кристаллизации и периодическое вытягива 35 ние заготовки из кристаллизатора, о т л и 5 10 15 40 45 50 ются, особенно заметно при величине обратного хода 20 - 40 мм, Проведенный анализ микроструктуры показывает, что повышение механических свойств связано с измельчением зерна и уменьшением количества пор (повышением плотности) в металле, При сравнительно небольшой величине обратного хода (плавки 2 - 4) скорость литья остается практически неизменной. Некоторое увеличение времени вытяжки компенсируется сокращением времени пауз, свидетельствующем о более интенсивном протекании процесса кристаллизации за счет большего числа центров кристаллизации, образующихся при обратном ходе заготовки. Однако при большой величине обратного хода заготовки наблюдается снижение скорости литья, связанное с интенсивным разрушением образовавшейся твердой фазы в связи с длительным пребыванием фронта кристаллизации в зоне интенсивного перемешивания металла. Предлагаемый способ может найти применение при производстве методом непрерывного литья относительно крупных заготовок с диаметром б )100 мм, когда анизотропия свойств по сечению заготовки проявляется особенно сильно.Формула изобретения 1. Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу расплава в кристаллизатор, формирование в нем центров ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла за счет улучшения его механических свойств и плотности и получения модифицированной структуры, расплаву в кристаллизаторе сообщают вращательно-поступательное движение относительно оси заготовки в направлении ее вытягивания, а движение заготовки после паузы начинают с ее обратного хода.2. Способ поп.1, отл ич а ю щи й с я тем что движение заготовки после паузы начинают в момент расположения ее фронта кристаллизации в конце эоны вращения расплава, при этом величина обратного хода заготовки не превышает 1/3 длины указанной зоны.1690944 Влияние режимов непрерывного литья на свойства бронзы Бр 012Составитель Л, ДымшицРедактор М. Кобылянская Техред М,Моргентал Корректор Н. Король Заказ 3884 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, )К, Раушская наб., 4/5 ТСС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1