Способ горизонтальной непрерывной разливки металлов и установка для его осуществления

союз советснихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц 4:ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Шатагин О.А. и др. Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов, М., "Металлургия", 1974, рис. 14-16. с. 42-44.(54) СПОСОБ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ И УСТАНОВКАДЛЯ ЕГО ОСУ 1 ЦЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1. Способ горизонтальной непрерывной разливки металлов включающийпериодическое вытягивание заготовки Эд 511 В 22 П 11/00; В 22 0 11/14 из кристаллизатора на мерную длину,периодическую подачу металла в кристаллизатор через подводящий металлопровод, создание избыточного давленияна формирующуюся корку заготовки состороны жидкой Фазы в паузах междувытягиваниями заготовки из кристаллизатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества заготовки, после окончания вытягиваниязаготовки из кристаллизатора жидкийметалл подают в дополнительную емкость, заполненную предварительноинертным газом, и создают в емкостии кристаллизаторе зада ное давлениев жидкой фазе, после чего между дополнительной емкостью и металлоприемником создают постоянное или прерываемое возвратно-поступательное движение жидкого металла., 109243 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что питание кристаллизатора металлом в период вытягивания иэ него заготовки осуществляютиэ дополнительной емкости,3. Установка непрерывного литьяметаллов в заготовки для осуществления способа по и, 1, содержащая металлоприемник, систему подачи металлаиз металлоприемника в кристаллизатор,блок с сообщающимися каналами, к которым подсоединены подводящий металлопровод и охлаждаемый кристаллиэатор,оборудование эоны вторичного охлаждения, оборудование для разделенияотливаемой заготовки на мерные длины,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцслью повышения качества заготовки,установка снабжена дополнительнойемкостью, установленной на блоке с 1Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов на установке горизонтального типаИзвестен способ для горизонталь ного литья легкоплавких сплавов, предусматривающий подачу металла из миксера в кристаллиэатор через герметичный металлоприемник. Металл в кристаллизатор поступает под давлением, определяемым высотой от уровня мениска жидкого металла в миксере до отверстия в горизонтальном кристаллиэаторе.Формируемая в кристаллизаторе эа готовка вытягивается из него периодически, проходит зону вторичного охлаждения и далее делится на мерные части 11. 20Устройство для осуществления способа содержит миксер, герметичный металлоприсмцик, соединенный с миксером через металлопровод, горизон-. тально установленный охлаждаемый25 кристаллиэатор, подсоединяемый к металлоприемцику через асбестоцементную или иэ нержавеющей стали втулку, последовательно устацовленцые за кристаллцзатором устройство вторичного охлаждения, тянущую клеть, позволяюсообщающимися каналами, причем дополнительная емкость соединена с сообщающимися каналами дополнительным каналом, а к дополнительной емкости подсоединена газовая система.4. Установка по п. 3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения скорости разливки и улучшения качества заготовки, к крышке дополнительной емкости подсоединен резервуар для порошковых материалов,5. Установка по и. 3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что в ней дополнительная емкость снабжена подогревателем.6. Установка по пп, 3 и 4, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что в ней дополнительная емкость снабжена предпочтительно индукционным перемешивателем жидкого металла и порошка. щую осуществить периодическое вытягивание заготовки из кристаллизатора, и летучую пилу для разделения непрерывцолитой заготовки на мерные частиОднако известный способ не предусматривает операций, которые позволили бы влиять на начальные условия Формирования заготовки в кристаллизаторе, например, за счет создания пульсирующего давления со стороны жидкого металла на затвердевающую корку заготовки, а также влиять на скорость и качество отливаемой заготовки путем введения в жидкий металл дополнительных центров кристаллизации в виде. порошкообраэного материала.В известной установке не предусмотрены элементы и узлы, позволяющие при периодическом вытягивании заготовки иэ кристаллизатора влиять на начальные условия формирования заготовки для улучшения ее качества. Целью изобретения является повышение качества отливаемой заготовки и увеличение скорости разливки металла на установке. Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому спо 1 09243сабу после окончания вытягивания заготовки иэ кристаллиэатора жидкийметалл подают в дополнительную емкость, заполненную предварительноинертным газом, и создают в емкостии кристаллизаторе заданное давлениев жидкой фазе, после чего между дополнительной емкостью и металлоприемником через указанный металлопроводсоздают постоянное или прерываемоевозвратно-поступательное движениежидкого металла.Питание кристаллизатара металломв период вытягивания из него заготовки осуществляют из дополнительной емкости, причем в этом случае в подаваемый металл может быть введен порашкообраэный материал, например порошок из алюминиевого сплава или порошок иэ сплава железа с углеродом,в количестве до 10 от количестважидкого металла в дополнительной емкости.В установке для осуществленияспособа в блоке с сообщающимися каналами системы подачи металла из металлоприемника и кристаллизатара выполняется дополнительный канал, соединенный с сообщающимися каналами, ккоторому присоединена дополнительнаяемкость, причем к крышке дополнительной емкости, через переключающиесяклапаны, подсоединены газовый резервуар и резервуар для порошкаабразнагоматериала.Кроме того, дополнительная емкостьснабжена подогревателем и индукционным перемешивателем жидкого металлаи парашка,Подача жидкого металла иэ металло- приемника в дополнительную емкость, предварительно заполненную инертным газом, после того как закончится период очередного вытягивания заготовки из кристаллизатара и кристаллиэатар заполнен металлом, а также обеспечение возвратно-поступательного перемещения жидкого металла в металлапроводе и в дополнительной емкости позволяют не опасаться замораживания металла в подводящих каналах в период продолжительной паузы между вытягиваниями заготовки иэ кристаллизатора и одновременно создают полезное пульсирующее давление на эатвердевающую корку заготовки са стороны жидкого . металла, что способствует улучшению качества атливаемай заготовки за10 45 50 55 15 20 25 30 35 40 счет увеличения доли мелкозернистой структуры в сечении заготовки,Кроме того, такое перемещение жидкого металла обеспечивает постоянное перемешивание металла в металлаприемнике, что способствует усреднениюразливаемого металла по химическомусоставу.Подача металла в кристаллизатарне прямо иэ металлоприемника, а издополнительной емкости, куда он пападает да начала вытягивания заготав"ки из кристаллизатора, позволяетосуществлять дополнительную подготовку жидкого металла перед тем,как его подать в кристаллизатор. Указанная подготовка может касаться температурного режима, кроме того, в жидкий металл в дополнительной емкости может быть подан порашкообразный материал, позволяющий резко увеличить число центров кристаллизации в жидком металле, в последующем значительно ускорить сквозное эатвердевание заготовки и улучшить структуру отливаемай заготовки.Дополнительная емкость на установке снабжена подогревателем для того, чтобы для некоторых тугоплавких металлов исключить их намерзание на внутренних стенках дополнительной емкости, особенно тогда, когда в жидкий металл будет подаваться парашкообразный материал.Снабжение дополнительной емкости индукционным перемешивателем жидкого металла и порошка позволяет качественна смешивать жидкий металл и порошок и тем самым повысить качество атливаемай заготовки в целом,На чертеже изображена головная часть установки с Формируемой на ней заготовкой, общий вид. Установка включает герметичный абогреваемый металлоприемник-пневмоэадатчик 1 (далее просто металла- приемник 1) для раэливаемага металла 2. На крышке 3 металлаприемника 1 размещен заключенный в металлический кожух 4 огнеупорный блок 5 с сообщающимися вертикальным б и горизонтальным 7 каналами. К вертикальному каналу б подсоединен пагружаемый в разливаемый металл 2 металлоправод 8 с фланцем 9. Металлопровад 8 через Фланец 9, огнеупорную замазку и огнеупорный блок 5 прижат к крышке 3 металлоприемника 1. В крышке 3 выпал 11092 АЗнены также герметизируемое отверстиедля заливки жидкого металла (не по=казана) в металлоприемник 1 и отверстие 10 для подачи кампрессорногогаза в металлоприемник 1.5К горизонтальному каналу 7 черезогнеупорную вставку 11 и прокладку12 с помощью прижимного кольца 13соасно подсоединен охлаждаемьй кристаллизатор 14.За кристаллизатором по технологической линии размещены механизм 15для шагового вьггягивания,заготавки16 иэ кристаллизатора 14, включаюпрйохлаждаемые башмаки 17 устройства 15вторичного охлаждения, механизм,цляпорезки отливаемой заготовки на мерные части и рольганг для транспорти"ровки отделенных частей заготовки(механизм и рольганг не показаны). 2 ОВ огнеупорном блоке 5 соосно свертикальным каналом б выполнен дополнительный вертикальный канал 18сообщающийся с горизонтальньмканалом7 и дополнительной емкостью 19, уста эновленной на металлическом кожухе Йогнеупорного блока 5.К крьппке дополнительной емкости19 через переключающие клапаны 20подсоединены газовая система 21 и зорезервуар 22 для порошкообраэнагоматериала.Дополнительная емкость 19 изнутриснабжена футеровкой 23 из огнеупорноГо материала, При необходимости даполнительная емкость 19 снабжаетсяэлектроподогревателем (не показан)и предпочтительно перемешивателем 2 цжидкого металла и порошка.Технологический процесс разливкиметалла по предлагаемому способувключает следующие операции,Первоначально в металлоприемнике1 через отверстие в крьппке 3 заливаютжидкий металл 2 до заранее установленного уровня, и металлоприемник герм.="тизируют. За несколько минут до начала разливки металла (например, за 10- эб 30 мин) в случае необходимости вклю чают электроподогрев допопнительной емкости 19,Далее с помощью устройства 15 шагового вытягивания заготовки из крис- -" таллиэатора в кристаллизатор 14 вводят затравку и прижимают ее к огнеупорной вставке 11. Затем в металлоприемник 1 через отверстие 10 в крпшке 3 подают комп- рессорный газ (желательно инертный) и создают избыточное начальное давление Р, достаточное, чтобы по меаллопроводу 8 и вертикальным каналам б и 18 металлом заполнить горизонтальный канал 7, до соприкоснове; ния с затравкой, и дополнительную емкость 19 до заранее установленного у 1 авняр напримерр до 1/2 высоты дополнительной емкости.После выполнения указанных операций с помощью устройства 15 для шагового вытягивания заготовки из кристаллизатара затравку перемещают на установленный шаг вытягивания, предпочтительно равный мерной длине отделяе-. мой заготовки. Шаг вытягивания недолжен превышать длину кристаллизатачаеБ процессе вытягивания затравки из кристаллизатора происходит заполнение кристаллизатора металлом, причем указанное заполнение может происходить за счет поступления металла как со сторонь металлоприемника, так и со стороны дополнительной емкости.Скорость вытягивания из кристалчизатора затравки, а в последующем сформированного участка за; отавки рекомендуется принимать ог 100 до 300 мм/с.Далее наступает новая пауза между вытягиваниями заготовки из кристаллизатора, продолжительность которой определяется расчетом, в зависимости от размера сечения отливаемой заготовки,шага вытягивания и протяженное ти зоны вторичного охлаждения. По времени пауза может быть в пределах от 10 до 60 с и более.В начальный период паузы давление газа в металлоприемнике увеличивают до заданной величины Р (например, ,ри разливке алюминиевых сплавов ло 2-3,.ли при:разливке стали - до 3- 5 ати) . Зто позволяет начальное Формирование корки заготовки в кристаллизатаре осуществлять в стационарных условиях при плотном прижатии ее к охлаждаемым стенкам кристаллизатора, что способствует получению заготовки с поверхностью повьппеннагокачества При увеличении давления газа в металлоприемнике 1 до заданной величины Р давление газа над мениском