Способ получения легированного медного расплава при непрерывном литье и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЗОБР С)ПИС К ПАТЕНТУ 1/02 кл ов. Оно може рерывном лить плавов Катанк ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННОГО МЕДНОГО РАСПЛАВА ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к области металлургии сплавов, а именно, к непрерывному процессу литья и прокатки 83647 О АЗ(57) Использование: непрерывный процесс литья и прокатки низколегированных сплавов,.преимущественно медных, Сущность; при введении легирующих элементов в реакционную камеру под защитной средой под уровень зеркала расплава и их перемешивании с расплавом, легирующие элементы с температурой плавления ниже температуры расплава вводят в твердом состоянии с периодичностью, зависящей от их концентрации в расплаве и производительности процесса; введение расплава в кристаллиэатор осуществляют через де. мпфирующий резервуар; устройство, содержащее промежуточную емкость со сливной трубкой в донной части и стопором, установленным.с возможностью осевого перемещения, реакционнууо камеру, выполненную из огнеупорного материала, установленную в промежуточной емкости и сообщающуюся с ней посредством отверстия в донной части, снабжено демпфирующим резервуаром со сливной трубкой в донной части и стопором, установленным с возможностью осевого перемещения, расположенным под промежуточной. емкостью, выполненной в виде раздаточной коробки миксера, при этом реакционная камера выполнена из материала на углеродной основе, например боросилицилового графита, и снабжена полостью в ее донной части. 2 с. и 1 э.п, ф лы, 1 табл 1 ил. низколегированных спл быть использовано при н и прокатке (НЛП) медных.из низколегированной меди используется для изготовления контактных пооводов повышенной износостойкости,Цель изобретения состоит в повышении качества легированных длинномерных литых заготовок при непрерывном литье, сни. жение угара легирующих элементов при вводе в металл, упрощение технологической оснастки для ввода и удешевление легирования за счет уменьшения угара.Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе легирующий металл и лигатуру в твердой фазе в виде прутка или отдельными навесками вводя- в огнеупорную емкость с равномерной скоростью, соответствуюшей содержанию легирующего элемента в сплаве и производительности процесса непоерывного литья, Огнеупорная емкость снабжена полостью в нижней части, погружаемой под уровень зеркала ванны расплава. В этой емкости происходит плавление лигатуры, расплав которой вводят в раздаточную коробку миксера в расплав легируемого металла под уровень зеркала расплава, где достигается активное перемешивание легирующего элемента в основном расплаве за счет расположения полости вблизи сливной трубки миксера, а также под действием энергии падающей струи, в результате чего происходит усреднение состава сплава перед поступлением в демпферный резервуар и далее в кристаллизатор. При этом в зависимости от материала емкости - преимущественно на углеродной сснове, например, боросилицилового графита - при нагреве от расплава могут выделяться восстановительные газы, которыми защищается основной и легирующий металл. Если это не осуществляется, то в емкость подводят газс инертными или восстановительными свойствами,Использование легирующих элементов в состоянии твердой фазы позволяет упростить способ легирования в связи с отсутствием потребности в приспособлениях по их расплавлению и защите их расплава от окисления на пути следования их к емкости, где происходит их ввод в расплав основного металла. Изготовление емкости из материала на углеродной основе позволяет при температуре расплава основного металла защитить от окисления легирующие элементы и таким образом избежать преднамеренного изготовления газов с инертными и восстановительными свойствами и их подачу в емкость,Использование легирующих элементов с температурой плавления ниже температуры расплава позволяет осуществлять расплавление леги рующих компонентов в 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 емкости тепловой энергией, переданной им от расплава основного металла, что, в свою очередь, позволяет избежать в предлагаемом способе применения плавильных агрегатов для их расплавления, Ввод компонентов через полость в емкости обеспечивает защиту от окисления и угара их, а также более полное взаимодействие расплава легирующего элемента или его лигатуры с расплавом основного металла,Наличие промежуточного демпфирующего резервуара, как промежуточного звена между местоположением ввода легирующих элементов и кристаллизатором улучшает процесс перемешивания их.Сущность изобретения поясняется схемой, представленной на фигуре, на которой показана часть литейного оборудования, используемого для легирования расплава металла в условиях непрерывного литья,Устройство см, чертеж) состоит из разливочной трубки 1, укрепленной на штифтах в донной части демпфирующего резервуара 2, который заполняется легированным расплавом 3, вход в разливочную трубку закрывается стопором 4, установленным с возможностью перемещения в осевом направлении, В демпфирующий резервуар струя легированного расплава 5 подается через сливную трубку 7, укрепленную на штифтах 6 в донной части раздаточной коробки миксера 8, Вход в сливную трубку закрываешься стопором 9. Легирующий элемент 11 подается в огнеупорную емкость 12, в нижней части которой имеется полость 13, Раздаточная коробка миксера заполнена расплавом основного металла 14,Назначение элементов устройства следующее,Разливочная трубка 1 демпфирующего резервуара 2 служит для подачи легированного металла в роторный кристаллизатор. Уровень легированного металла 3 в резервуаре 2 поддерживается регулировкой стопора 4, Легированная струя металла 5 выливается через сливную трубку 7, закрепленную штифтом 6 в корпусе раздаточной коробки миксера 8, Уровень расплава 14 в ней регулируется стопором 9. Расплав легирующих компонентов 10 размещаются в емкости 12, в которую подается легирующий элемент 11. Емкость 12 в нижней части имеет полость 13 для лучшего контактирования двух смешивающихся металлов.Устройство работает следующим образом, Легирующий компонент 11 вводится в твердой фазе в емкость 12, где расплавляется под действием энергии тепла расплава основного металла 14. Расплав лигатуры 10 с основным металлом контактирует в поло1836470 5 10 20 30 35 40 45 50 55 сти 12, откуда он попадает в раздаточную коробку миксера 8, где происходит окончательное смешивание металлов и усреднение состава сплава, Уровень расплава 14 регулируется стопором 9. Легированная струя металла 5 поступает в демпфирующий резервуар 2; который служит для подачи металла в кристаллизатор через сливную трубку 1 с регулировкой потока при помощи стопора 4.Предлагаемый способ легирования осуществляется следующим образом,Дозированные куски лигатуры или чистого металла через равные интервалы времени подают в огнеупорную емкость 12, например, из графита БСГ-ЗО, внутри которой создается инертная атмосфера за счет окисления графита или за счет подвода инертного газа. Емкость частично погружена в поток расплава непосредственно около стопорного устройства 9, Лигатура 10 частично смешивается с основным металлом в расширенной части - полости 13 емкости 12 и затягивается в поток металла, вытекающего через сливную трубку 7, Через сливную трубку 7 струя 5 расплава попадает в демпфирующий резервуар 2, Куски лигатуры или легирующего элемента 11 подают в емкость 12 с определенной периодичностью в зависимости от скорости литья, Соотношение объема демпфирующего резервуара 2 и скорости литья таково, что для смены обьема в нем требуется 240 - 250 сек. При этом резервуар 2 является смесителем и демпфирующей емкостью, гасящей периодичность ввода лигатуры.П р и м е р. Емкость из боросилицированного графита погружали в расплав раздаточной коробки миксера в непосредственной близости от стопора миксера. Производительность литья 8,5 т/ч (2,4 кг/сек). Олово подавали в емкость через направляющую воронку мерными кусками массой 16,6 г через расчетные промежутки времени равные 12,5 сек. При таких условиях в расплаве концентрация олова должна быть после растворения 0,03 - 0,05570 масс, Масса расплава в демпфирующем резервуаре 780 кг, Для контроля проводили отбор проб из различных точек литейного тракта,Пробы анализировали на содержание олова методом спектрального анализа. Результаты сведены в таблицу. Таким образом, предлагаемый способ легирования обеспечивает получение качественной продукции, уменьшает потери дефицитного легирующего элемента и при этом в значительной степени упрощает литейное оборудование и технологический процесс ввода в расплав компонентов. По всем перечисленным показателям предложенный способ легирования превосходит известный. Формула изобретения 1. Способ получения легированного медного расплава при непрерывном литье, включающий введение легирующих элемен 15 тов в реакционную камсру под защитной средой под уровень зеркала расплава и их перемешивание с расплавом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества металла и удешевления легирования за счет снижения угара легирующих элементов при вводе в расплав, легирующие элементы с температурой плавления ниже температуры расплава вводят в реакционную камеру в твердом состоянии с периодичностью, зависящей от их концентрации в расплаве и производительности процесса, при этом введение расплава в кристаллизатор осуществляют через демпфирующий резервуар. 2, Устройство для получения легирован. ного медного расплава при непрерывном литье, содержащее промежуточную емкость со сливной трубкой в донной части и стопором, установленным с возможностью осевого перемещения, реакционную камеру, выполненную иэ огнеупорного материала, установленную в промежуточной емкости и сообщающуюся с ней посредством отверстия вдонной части, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения технологической оснастки, устройство снабжено демпфирующим резервуаром со сливной трубкой в донной части и стопоро.:, установленным с возможностью осевого перемещения, расположенным под промежуточной емкостью, выполненной в виде раздаточной коробки миксера, при этом реакционная камера выполнена из матеоиала на углеродной основе и снабжена полостью в ее донной части,3, Устройство пс п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что реакционная камера выполнена из боросилицилового графита,1836470 Составитель Н, ГромовТехред М.Моргентал актор Е, Полионов нц ректо ри ГКНТ СС инат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производстве-издательски аказ 3010 Тираж 8 НИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Р