Способ виброобработки жидкого металла Советский патент 1988 года по МПК B22D7/00 B22D27/08 

4;

ГчЭ

4

Г 4 О5

Изобретение относится к металлургии, преимущественно, к обработке жидкого металла в процессе его затвердевания.

Цель изобретения - повышение качества слитка.

Обработку жидкого металла согласно изображению ведут после заполнения металлом внутренней полости погруженного стержня на 0,2-0,4 ее объема при соединении с атмосферой, что обеспечивает повышение интенсивности перемешивания жидкой фазы слитка в процессе виброимпульсного воздействия. При совершении стержнем возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости металл, находящийся во внутренней полости стержня, под действием силы инерции совершает колебательные движения относительно стенок стержня, т. е. часть металла периодически {с частотой колебаний стержня) вытесняется из полости, а затем ее заполняет. При этом в оставшейся части внутренней полости стержня давление газа соответственно изменяется, что способствует увеличению амплитуды колебаний уровня металла. Наиболее целесообразно сообщать стержню колебания с частотой, близкой к .частоте собственных колебаний жидкости в системе полость стержня - жидкая фаза слитка, т. е. осуществлять обработку в резонансной области. Процесс обработки жидкой фазы слитка, таким образом, осуществляется как за счет наложения упругих колебаний посредством самого стержня, так и за счет пульсационного перемеп ивания расплава затопленной струей, что в значительной степени препятствует развитию усадочных и ликвационных дефектов.

Уменьщение заполнения внутренней полости стержня металлом менее 0,2 ее объема нецелесообразно, так как при этом значительно снижается интенсивность перемешивания жидкой фазы слитка вследствие того, что .масса металла недостаточна для создания пульсирующей струи. При этом значительно снижается качество слитка как за счет увеличения глубины проникновения усадочных дефектов, так и за счет дополнительных ликвационных явлений.

Увеличение заполнения внутренней полости стержня металлом свыше 0,4 ее объема нерационально, так как при этом необоснованно увеличивается масса вибрируе- мого металла, а следовательно, возрастают и энергозатраты на обработку. Кроме того, вследствие уменьшения объема газовой полости стержня снижается масса металла, вытесняемого из него, и, соответственно необоснованно снижается интенсивность перемешивания. Сокращение массы вытесняемого металла связано со значительным уменьшением давления в полости при вытеснении, что препятствует колебательному движению расплава.

0

Прекращение доступа газа во внутреннюю полость стержня необходимо для создания колебаний уровня металла в ней, так как в противном случае колебания

уровня металла возможны лишь в результате взаимодействия металла с внутренними CTeHKajviH стержня. Эффективность такого взаимодействия, в сравнении с другими факторами, ничтожно мала. Следовательно, возможность доступа газа во внутреннюю полость стержня в процессе обработки значительно снижает интенсивность перемешивания и, как следствие, качество слитка. Предлагаемый способ.был апробирован в условиях электросталеплавильного цеха.

5 Установлено, что наиболее целесообразно погружать стержень в металл на глубину, составляющую 0,85-0,95 высоты металла в прибыльной части слитка. Наилучшие результаты достигнуты при проведении обработки в течение всего времени кристал0 лизации.

Пример. Обрабатывают слитки из стали 9ХФ .массой 25,5 и 27,6 т с диаметром прибыльной части 1,2 м и высотой слитка соответственно 2,4 и 2,6 м. Для вибро5 импульсной обработки используют стержень, выполненный из стали 9ХФ, с диаметром внутренней полости, равным 0,24 м и толщиной стенки 0,12 м, что обеспечивает его нормальное функционирование в процессе обработки. Частота колебаний стерж0 ня выбирается из условий обеспечения резонансного режи.ма колебаний металла во внутренней полости стержня и составляет 1,25 Гц. Амплитуда колебаний стержня 0,15 м.

Контроль качества слитков и глубины

5 проникновения усадочных дефектов осуществляют ультразвуковым методом, а также при изготовл ении опорных валков в процессе ковки- и токарной обработки.

По известной технологии обрезается 31% от массы слитка, однако усадочные дефекты (в форме мостов) распространяются и глубже по высоте слитка. В связи с этим в процессе изготовления-валков усадочные дефекты попадают в шейку и в процессе эксплуатации, а иногда и в процессе

5 изготовления происходит разрушение шейки валка.

Использование изобретения в среднем на 5% сокращает массу обрезаемого металла и на 8-10% брак от поломки валков в процессе ковки и токарной об

0 работки.

Формула изобретения

0 Г

55

Способ виброобработки жидкого металла, включающий обработку жидкой фазы слитка возвратно-поступательны.ми движениями погруженного в жидкую фазу .металлического стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка, обработку осу142494634

ществляют полым стержнем, заполненнымполучают при погружении полого стержня

на 0,2-0,4 объема внутренней полостн жид-в жидкий металл и соединением полости

КИМ металлом, при этом заданный объемс атмосферой с последующим отсоединением

жидкого металла во внутренней полостиее от атмосферы.

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к обработке жидкого металла в процессе его затвердевания. Цель изобретения - повышение качества слитка. По данному способу опускают в жидкий металл, залитый в изложницу, полый стержень, причем во время -погружения заполняют 0,2-0,4 объема внутренней полости его за счет того, что полость соединена с атмосферой. После заполнения указанного объема внутреннюю полость отсоединяют от атмосферы и осуществляют обработку жидкого металла путем возвратно-поступательного движения полого стержня в вертикальной плоскости. Колебательные движения стержня обеспечивают улучщение качества слитка, сокращение на 5% массы обрезаемого металла и уменьшение на 8-10% брака по поломке валков, изготовленных из данных слитков. с