Способ получения слитка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (11) 1)5 В 22 О 27/ Ь Я," 1Т" "е фсОБРЕТ Н ЕЛ ЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИД(57) Использование: отливка стальных слитков. Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к способам повышения качества слитков и выхода годного металла. Способ применим для получения слитков из черных и цветных металлов, как в изложницах, так и на установках непрерывной разливки стали.Известныразличные способы вибрационной обработки кристаллизующегося слитка. Причем упругие колебания вводятся в расплав либо через дно изложницы /1, 2/ с помощью вибраторов, либо через стенку изложницы посредством ударника /3/.Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ введения упругих колебаний в кристаллизующийся расплав с помощью вибратора, прикрепленного к вибростолу, на котором стоит изложница с расплавом /1/, Упругие колебания вводятся электромеханическим вибратором инерционного типа с горизонтальной плоскостью вращения дебалансов. Сущность изобретения: способ включает заливку жидкого металла в свободно стоящую на поддоне изложницу, механическое вибрационное воздействие на изложницу с использованием вибратора с направлением колебаний в горизонтальной плоскости в процессе кристаллизации металла, охлаждение и извлечение слитка, Вибрационное воздействие оказывают на металл через боковую стенку изложницы на уровне зеркала металла с горизонтально-круговой траекторией перемещения верхней части изложницы и используют вибратор с вращающимся в горизонтальной плоскости дебалансом. 3 ил,Указанный способ имеет следующие недостатки:- во-первых, энергия вибратора расходуется не только на обработку расплава, но и на вибрирование всей массы стола и изложницы, что снижает эффективность воздействия;- во-вторых, как показали экспериментальные данные, введение упругих колебаний через дно изложницы менее эффективно, чем при вводе их через стенку изложницы на уровне зеркала металла;- в-третьих, необходимы дополнительно громоздкие приспособления (вибростол, упругие и крепежные элементы и пр.), что требует значительно больших трудозатрат, материалов, энергии, а также производственных площадей.Целью предложенного способа является повышение качества слитка и выхода годного, а также упрощение технологии виброобработки кристаллиэующегося слитка.5 10 15 20 25 Указанная цель достигается тем, что электромеханический промышленный вибратор крепится непосредственно к боковой стенке изложницы на уровне свободной поверхности расплава и внешнее низкочастотное вибровоздействие на кристаллизующийся расплав производится в горизонтальной плоскости так, что изложница с расплавом совершает сложные горизонтально-круговые колебания. Одновременно, за счет того, что изложница не закреплена на поддоне, она поворачивается на некоторый угол вокруг своей оси, меняя направление поворота с определенной частотой, зависящей от частоты вращения и мощности вибратора.Применение горизонтально-круговой вибрации, приложенной на уровне свободной поверхности затвердевающего слитка, позволяет получить эффект интенсивного "кристаллического дождя",Опускающиеся из верхней части расплава центры кристаллизации ("кристаллический дождь") и малый градиент температуры в объеме приводят к одновременной (объемной) кристаллизации расплава. Это позволяет получить слиток с минимальной усадочной раковиной, измельченной структурой и равномерно распределенными по объему примесями (т.е, подавляются ликвационные процессы).Сравнительный анализ прототипа с заявляемым способом показывает, что предлагаемый вариант введения упругих колебаний непосредственно через боковую стенку изложницы на уровне свободной поверхности, при котором изложница с расплавом подвергается сложному горизонтально-круговому вибровоздействию, соответствует критерию "Новизна",Кроме того, использование промышленного механического вибратора(приводможет быть электрическим, пневматическим и т,д,), прикрепленного непосредственно к боковой стенке изложницы без дополнительных опорных конструкций и создание им горизонтально-круговой вибрации соответствует критерию "существенные отличия",На фиг, 1 изображена схема ввода упругих колебаний; на фиг. 2 - график зависимости глубины залегания усадочной раковины й от уровня крепления вибратора на высоте изложницы Н; на фиг. 3 - контрольные слитки, полученные бев вибровоздействия (а), при действии вертикальной вибрации (б), при горизонтально-круговой вибрации (в),30 35 40 50 55 Из графика на фиг. 2 видно, что усадочная раковина минимальна при вибровоздействии на изложницу на уровне свободной поверхности расплава. Опыты проводились на легкоплавком кристаллическом веществе(смесь салола 85 с парафином 15 ф ), охлаждаемом при комнатной температуре. При прочих равных условиях эксперимента изменяли высоту расположения вибратора на боковой стенке изложницы. После остывания слитки распиливали и определяли глубину залегания усадочной раковины, наличие пористости и размеры кристаллических зерен (фиг, 3).Результаты сравнивали с контрольными слитками, полученными без вибровоздействия (фиг. За), а также слитками, полученными при действии вертикальной вибрации (фиг, Зб). Наилучшие результаты получены при горизонтально-круговой вибрации, приложенной на уровне свободной поверхности распдэва (фиг, Зв),Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет;- за счет создания мощного "кристаллического дождя" измельчить зерно, устранить физико-химическую неоднородность слитка и повысить его качество;- уменьшить объем усадочной ракови - максимально упростить технологию виброобработки кристаллизующегося слитка;- исключить металлоемкое дополнительное оборудование и приспособления.Формула изобретения Способ получения слитка, включающий заливку жидкого металла в изложницу, механическое вибрационное воздействие на изложницу с направлением колебаний в горизонтальной плоскости в процессе кристаллизации металла, охлаждение и извлечение слитка, отл ича ю щи йс я тем, что, с целью повышения качества слитка и увеличения выхода годного за счет интенсификации процесса образования "кристаллического дождя", подавления ликвации и измельчения макроструктуры, механическое вибрационное воздействие оказывают на металл с использованием вибратора с вращающимся в горизонтальной плоскости дебалансом через боковую стенку изложницы на уровне зеркала металла с горизонтально-круговой траекторией перемещения верхней части изложницы, при этом используют свободно стоящую на поддоне изложницу,1770070 6уСоставитель А,ЭльдархановТехред М.Моргентал Корректор М.Петрова дактор Н.Шагов Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 3698 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5