Способ обработки кристаллизующегося металла

О П.,И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик в 719803(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КРИСТАЛЛИЗУЮЩЕМЕТАЛЛА Изобретенизводству, вствия на метвания в формИзвестныкристаллизующения усадоччества литого ие относится к литейному прочастности к способам воздейалл в процессе его затвердеазличные способы обработкищегося металла для уменьой раковины и улучшения каметалла. Известен способ изготовления слитков по которому расплав стали заливают в изложницу, и, пока верхняя часть слитка не затвердела, на его поверхность помещают слой шлака. Затем шлак плавят; возбуждая дугу между жидкой сталью и электродом, изготовленным изматериала, йМеюще=- го одинаковый состав с разливаемой сталью, После получения шлаковой ванны через нее пропускают электрический ток, В результате под действиемджоулева тепла расплавленного шлака в верхней части слитка температура сохраняется, что обеспечивает направленное затвердевание слитка. Одновременно осуществляется рафинирование стали. Расплавленные капли электрода полностью заполняют усадочную раковину 11).Недостатком этого способа является то, что использование расходуемого электрода; химический состав металла которого близок к химичеСкому составу металла отливки, непозволяет получить химически однородных 5отливок по ликвирующим элементам (кроме серы), так как создаваемый концентрированный градиент между металлом жидкой ванны отливки и вносимым в эту ванну металлом электрода незначителен и не обеспечивает интенсивной диффузии, Дополнительный подвод тепла к металлу. вызывает огрубление литой структуры в подприбыльной зоне.Известен также способ обработки кристаллизующегося металла, заключающийся 15 в том, что один из электродбв помещают вслой флюса, второй - у основания емкости с металлоМ, а соленоид - вокруг прибыли. Через металл пропускают постоянный электрический ток, подводимый через электрод, помещенный в слой флюса. Одновременно включают ток в соленоид, который создает магнитное поле в расплавленном металле. Взаимодействие магнитного поля с током, проходящим через металл, привоФормула изобретения 3дит к образованию усилий, создающих перемешивайие металла, в результате которого происходит измельчение микроструктуры, наиболее активное удаление газов и неме- таллических включении, Одновремеййо"с пе- ремешиванием металлаподогревают прибыльную часть слитка током, проходящим через слой флюса. Для более эффективного использования электроэнергии производят ступенчатое регулирование силы тока на электроде пропорциойально изменейию массы жидкой фазы при сохранении на соленоиде постоянной (меньшей чем на электроде) мощности, причем процесс заканчивают открытой дугой с последующим обесточиванием электрода 2. Однако достигнутое при электромагнитном перемешивании рафинирование металла приводит к росту зерна, так как устраняется блокирующее влияние неметаллических включений по границам зерен, В осевой зоне слитка увеличивается химическая неоднородность за счет оттеснения туда более легкой обогащенной ликвитами жидкости. Ступенчатое регулированиесилы тока на электроде пропорционально изменению массы жидкой фазы при сохранении на соленоиде постоянной и меньшей, чем на электроде, мощности, производят только для более эффективного использования электроэнергии. Это не влияет на физико-химическую однородность кристаллизующегося металла.Цель изобретения - повышение физико- химической однородности металла.Цель достигается тем, что в жидкую фазу кристаллизующегося металла вводят расплав Армко-железа, в количестве 0,5 - 3 вес а индукцию магнитного поля поддерживают в пределах 0,01 - 0,1 при плотности тока 0,001 - 0,06 Л/мм.Предлагаемый способ обработки кристаллизующегося металла поясняется чертежом.Способ осуществляют следующим образом. В изложницу 1 или кристаллизатор заливают металл, например сталь. После заливки на поверхности металла наводят шлаковую ванну 2, в которую нагружают не- расходуемый электрод 3. Электрод 4 помещают в нижнюю часть изложницы. Вокруг прибыли устанавливают соленоид 5, Черезметалл пропускают постоянный электрический ток, подводимый через электрод 3. Одновременно включают ток в соленоид, который создает магнитное поле в расплавлен-, ном металле. Взаимодействие магнитного поля с током, проходящим через металл, приводит к образованию усилий создающих перемешивание металла.При индукции магнитного поля соленоида 0,01 - 0,1 и плотностн тока в максимальном сечении слитка 0,001 в ,06 А/мм 2 в последнем исчезает внеосевая Л-образная неоднородность за счет подавления естественной конвекции и интенсификации тепломассообмена. Индукцию магнитного поля соленоида регулируют изменением напряжения на нем, а плотность тока - мличиной погружения электрода 3 в шлаковую ванну 2,После стабилизации процесса перемешивания металла в шлаковую ванну 2 по)а 1 ф ют заготовку 6 из Армко-железа. Последняя плавится в горячей шлаковой ванне и капли Армко-железа попадают в жидкую фазу слитка, За счет теплообмена они принимают температуру окружающего расплава. В связи с тем, что температура кристаллизации Армко-железа выше чем у стали, происходит переохлаждение капель в расплаве, что способствует образованию дополнительных центров кристаллизации.Введение Армко-железа в количестве 0,5 - 3 вес.% обеспечивает снижение ликвации и измельчение макроструктуры в осевойзоне слитка: " Для определения эффективности предлагаемого способа проводят сравнение ка-. чества слитков, полученных по обычной, технологии с электрошлаковым обогревом, с электрошлаковой подпиткой и с электро- шлаковой подпиткой Армко-железом и электромагнитным перемешиванием. Анализ макроструктуры слитков показывает, что предлагаемый способ при поддержании вышеуказанных параметров обеспечивает резкое повышение физико- химической однородности слитков и отливок, устраняется внеосевая 3-образная неоднородность и в значительной мере снижается осевая, Одновременно происходит измельчение дендритной структуры литого металла. Использование предлагаемого способа обработки кристаллизующегося металла обеспечивает повышение физико-химической однородности металла, в частности предотвращение образования внеосевой А-образной неоднородности, снижение ликвации и измельчение макроструктуры в осевой зойе слитка,Способ обработки кристаллизующегося металла, включающий воздействие постоянного магнитного поля на жидкий металл в изложнице с одновременным пропусканием через него электрического тока, отличающий ся тем, что, с целью повышения физико- химической однородности металла, в жид719803 кл 5кую фазу кристаллизующегося металла вводят расплав Армко-железа в количестве 0,5 - 3 вес.%, а индукцию магнитного поля поддерживают в пределах 0,01 - 01 Т при плотности электрического тока 0,001 в , 0,06 А/мм. ФИсточники информациипруятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии44-20725,1 В 05, 1969.2. Авторское свидетельство СССР399306, кл. В 22 0 27/02, 1973.Составитель Т. Коро Техред К Шуфрич Тираж 889 ударственного комитет изобретений и откр Ж - 33, Раущская н нтъ. г. Ужгород, ул, ИПИ Гос по деламМосква, ППП Пате Редактор А. ПаукЗаказ 272/7ЦНИ11303филиал леваКорректор В.Подписноеа СССРтийб., д. 4/бПроектная, 4 ннцкая