Способ определения фронта кристаллизации слитка при непрерывном горизонтальном литье и установка для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК B22D11/00 B22D11/14 

2. Установка для опредепения фрон та кристаллизации слитка при непрерывном горизонтальном литье, включающая металлоприемник, кристаллизатор, пробку, затравку, поддерживающие ролики, тянущую клеть и при- вод, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности оп94ределения фронта кристаллизации, ролики снабжены дополнительным механизмом перемещения в горизонтальной плоскости в направлении , перпендикулярном затравке , а пробка выполнена с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

1. Способ определения фронта i кристаллизации слитка при непрерыв ном горизонтальном литье, включаю- , щий подачу металла в кристаллизаj тор, вытягивание слитка затравкой с рабочей скоростью и слив жвдкой сердцевины из слитка, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения фронта кристаллизации, прекращают подачу металла в кристаллизатор, увеличиваS ют скорость вытягивания и до выхода конца слитка из кристаллизатора поддерживают еев 5-10 раз большей рабочей скорости, затем прекращают вытягивание слитка и устанавливают его под углом 45-90 к затравке. N сл о СО 4

Изобретение относятся к металлургии, в частности к непрерывному горизонтальному литью металлов и сплавов.

Известен способ выпивания жидкой фазы путем прожигания оболочки слитка кислородом С 3Недостатком способа является то, что прожигание слитка занимает значитепьное , а слив жидкой фазы происходит не одновременно со всего сечения, что искажает действительное расположение фронта затвердевания. Кроме того, таким способом можно ползгчить лунку только той части слитка, которая находится вне кристаллизатора, а наибольший интерес представляет именно часть слитка, находящаяся в кристаллизаторе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения фронта кристаллизации слитка при непрерьшном литье, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание слитка затравкой с рабочей скоростью и слив жидкой сердцевины из слитка.

Способ заключается в том, что в заданный момент литья прекращают вытяжку отливки и производят слив жидкой фазы из кристалхюзатора удалением литниковой системы C2J,

Недостатком известного способа является, во-первых, то, что быстрое удаление громоздких метаплоприемников представляет трудную техническую задачу и ведет к разливу больших объемов жидкого металла, во-вторых, слив жидкой фазы происходит в горизонтальном положейии слитка и скорость слива жидкой фазы зависит толь, ко от крутизны фронта затвердевания, это приводит к неполному сливу жидкой фазы с.нижней грани слитка и завьшению против реальной толщины нижней части оболочки слитка.

Известна установка непрерывного горизонтального литья чугуна, содержащая металлоприемник, кристаллизатор, направляющие рольганги, тянущую клеть, привод, затравку и пробку. В установке стационарные ролики рольгангов образуют постоянную транспорти- . рующую плоскость для получаемого слитка СЗ 3.

Основным недостатком установки двляется то, что в ней отсутствует врзможность перемещения подцержийа Ю1ЦИХ роликов в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном затравке, а пробка жестко соединена с затравкой.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка

для непрерывного горизонтального литья, включающая металлоприемник, кристаллизатор, пробку, затравку, поддерживающие ролики, тянущую клеть и привод С 4 .

Недостатком-известной установки является то, что пробка, закрываю,щая выходное отверстие кристаллизатора, выполнена без возможности поворота ее в вертикальной плоскости относительно затравки, а поддерживающие ролики не могут перемещать, ся в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном затравке.

0 Целью изобретения является повышение точности .определения фронта кристаллизации.

3 1

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения фронта кристаллизации слитка при непрерьшном горизонтальном литье, включающему подачу металла Б кристаллизатор, вытягивание слитка затравкой с рабочей скоростью и слив жидкой сердцевины из слитка, прекращают подачу металла в кристаллизатор, увеличивают скорость вытягивания и до выхода конца слитка из кристаллизатора поддерживают ее .в 5-10 раз большей рабочей скорости, затем прекращают вытягивание слитка и устанавливают его под углом 45-90° к затравке.

Указанная цель достигается тем, что в установке для осуществления способа определения фронта кристаллизации слитка при непрерывном горизонтальном литье, содержащей feтaллoпpиeмник, кристаллизатор, пробку, затравку, поддерживающие ролики, тянущую клеть и привод, ролики снабжены дополнительным механизмом перемещения в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном затравке, а пробка выполнена с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

Способ осуществляют следующим образом.

В полость кристаллизатора непрерывно подают жидкий металл и извлекают из кристаллизатора с помощью затравки с некоторой рабочей скоростью слиток. По достижении установившегося процесса литья прекращают подачу металла в полость кристаллизатора, увеличивают скорость вытягивания слитка до величи; ны в 5-10 раз большей .рабочей скороети и вьйерживают эту скорость в течение времени выхода конца слитка из кристаллизатора, прекращают вытягивание слитка и устанавливают его под углом 45-90 к затравке. При этом жидкая фаза полностью выливается из сердцевины слитка. При извлечении слитка со скоростью, меньшей 5 величин рабочей скорости, происходит искажение фронта кристаллизации за счет затвердевания жидкой фазы сердцевины слитка, на стенках оболочки слитка. При извлечении слитка со скоростью,,большей 10 величин рабочей скорости, может произойти обрыв слитка и часть его останется в крис250944

таллизаторе. Установление слитка в момент сливания жидкой сердцевины под углом 45-90 относительно затравки наилучшим образом способствует 5 более полному сливу жидкой фазы.При установлении слитка под углом меньшим 45 относительно затравки жидкая сердцевина сливается медленно,часть жидкого металла успевает затвердеть

0 внутри оболочки и тем самым искажа ется фронт кристаллизации. Установление слитка под углом более 90 нецелесообразно,так как уже происходит полный слив жидкой фазы.

5 На фиг.1 представлена установка для осуществления способа определения фронта кристаллизации слитка; на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Установка содержит металлоприем0 ник 1, кристаллизатор 2, выходное отверстие которого закрывается пробкой 3, затравку 4, поддерживакнцие, ролики 5, раму 6, тянущзпо клеть 7 и привод 8, механизм 9 перемещения

5 роликов в горизонтальной плоскости, шарнир 10, с помощью которого обеспечивается возможность поворота пробки 3 в вертикальной плоскости относительно затравки 4.

Q Установка работает следуницим образом.

Устанавливают пробку 3 с затравкой 4. Поддерживающие ролики 5, связанные с механизмом 9 перемещения устанавливают в исходном положении под .затравкой 4. В кристаллизатор 2 через металлоприемник 1 непрерьгоно подают жидкий металл и с помощью тянущей клети 7 и привода 8 с некоторой рабочей скоростью извлекают из кристаллизатора 2 отливку 11. Для осуществления выпивания жидкой фазы, поддерживающие ролики 5 с помощью механизма 9 выдвигаются из под затравки 4 в направлении, перпендикулярном ей, одновременно слиток 11 с помощью тянущей клети 7 и привода 8 со скоростью, равной-5-10 величин раJJ бочей скорости, извлекают из кристаллизатора 2. По выходу из кристаллизатора 2 с помощью шарнира 10, слиток 11 устанавливают под углом 4590 к затравке 4 и остатки жидкой сердцевины сливаются в емкость 12.

Установка обеспечивает полный и быстрьй слив жидкой сердцевины слитка и тем самым повьшхает точIность определения фронта кристаллизации. Пример. Из кристаллизатора с внутренним диаметром 61 мм и длиной 200 мм в установившемся режиме литья чугунный слиток извлекают с рабочей скоростью 0,006 м/с, затем со скоростью 0,042 м/с до его выхода из кристаллизатора. Слив жидко сердцевины слитка производят при его расположении под углом 70 к затравке. Жцдкая фаза слитка сливаfi f1 В ВиЗА V иг,2 94 деление фронта кристаллизации хорошо совпадает с расчетными данными. Предлагаемый способ определения фронта кристаллизации слитка при непрерывном горизонтальном литье и установка для его осуществления позволяют повысить точность определения фронта кристаллизации, что способствует разработке более совершенного оборудования для организации литейного процесса. S t