Способ полунепрерывного литья никеля Советский патент 1991 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к разливке и получению металлов полунепрерывным способом.

Целью изобретения является повышение качества слитка.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе полунепрерывного литья никеля, включающем дозировку расплава никеля в кристаллизатор , разливку под слоем флюса, охлаждение слитка в кристаллизаторе и под ним, в качестве флюса используют смесь из 34-72% сажи, 1, фтористого натрия, остальное - октаборат натрия, и расход флюса определяют по формуле

А+ 100

М К S

В + 100

где М - расход флюса, кг;

К - опытный коэффициент, равный 0,8- 1,4 кг/м2;

т

S - площадь поверхности слитка, м ;

В - содержание сажи во флюсе, мас.%;

А - содержание о ктабората натрия и фтористого натрия, мас.%.

использование сажи в пределах 34- 72 % связано с тем, что сажа теплоизолирует поверхность жидкого металла, предотвращая образование заворотов на поверхности слитка, т.е. улучшается качество поверхности слитка. Увеличение содержания сажи более 72% приведет к ухудшению смазки в системе слиток - кристаллизатор и образованию поперечных трещин, что приводит к браку слитка никеля.

Уменьшение содержания сажи менее 34% приводит к увеличению теплоотдачи с

О CJ

ю о

00

поверхности жидкого никеля в кристаллизаторе и возникновению поперечной полосчатости на поверхности слитка никеля, что приводит к браку слитка.

Использование фтористого натрия в пределах 1-13% связано с тем, что фтористый натрий уменьшает температуру размягчения и плавления флюса, что позволяет получать слитки без брака по продольной полосчатости.

Увеличение концентрации фтористого натрия более 13% приводит к увеличению температуры размягчения от 430 (при концентрации NaR13%) до 490°С и увеличению температуры плавления с 600 до 770°С. Это служит причиной повышения твердости гар- нисажного слоя флюса в кристаллизаторе и возникновения продольной полосчатости на поверхности слитка никеля.

Уменьшение концентрации фтористого натрия менее 1% приводит к увеличению температуры размягчения от 440 (при концентрации %) до 510°С и температуры плавления от 640 до 700°С. Использование флюса состава, выходящего за заявляемые пределы при полунепрерывной разливке никеля в слитки диаметром 0,1 мм приводит к появлению поверхностных дефектов типа продольная полосчатость, поперечных наплывов, шлаковых поверхностных включений.

Использование флюса с расходом меньше нижнего предела, определенного по формуле, приводит к образованию поперечных трещин или прорывам металла под кристаллизатором вследствие резкого уменьшения смазки и увеличения трения между слитком и кристаллизатором.

Использование флюса с расходом выше верхнего предела, определенного по формуле, приводит к образованию поперечной полосчатости и браку слитка по искажению его поверхности.

Сажа применяется в качестве смазки, уменьшающей трение между слитком и кристаллизатором.

В предлагаемом техническом решении сажа уменьшает жидкоподвижность расплава соли, снижает ее расход, теплоизолирует поверхность расплава в кристаллизаторе. Октаборат натрия используют в качестве смазки в системе слиток - кристаллизатор. Кроме того, октаборат натрия здесь выполняет новую функцию покрытия твердой корочки слитка и тем самым предотвращает окисление ее поверхности.

В предлагаемом техническом решении фтористый натрий используют в качестве добавки, которая снижает температуру размягчения флюса.

Пример 1. Никель марки НП2 расплавляют в индукционной канальной печи ИНК-0,75. Затем перегревают металл до 1550°С, раскисляют и модифицируют алюминием и магнием. Перемешивают никель в печи 1-2 мин. Наклоняют печь и через разливочную коробку и стопорную систему дозирования подают никель в кристаллизатор. Одновременно присаживают флюс, состоя0 щий из смеси компонентов: 50% сажи, 6% фтористого натрия, 44% октабората натрия. Расход смеси на отливку слитка диаметром 0,1 мм, длиной 3,8 м составляет 1,1 кг.

Флюс прогревается 5-10 с. Сплав пла5 вится и распределяется по стенкам кристаллизатора и поверхности металла. Сажа находится на поверхности сплава и теплоизолирует металл. Поверхность слитка никеля гладкая, без дефектов. Флюс

0 полностью покрыл поверхность слитка, предотвратив ее окисление. Замеры температуры поверхности слитка под кристаллизатором контактной Х/А термопарой показали, что при скорости разливки 0,4 м/мин

5 (что на 15% выше скорости разливки по известному способу) температуры двух слитков находились в пределах 1200-1220°С. Это говорит о повышенной интенсивности охлаждения слитка в кристаллизаторе.

0П р и м е р 2. Никель марки НП-2 расплавляют и перегревают до 1550°С в индукционной канальной печи ИНК-0,75. Вводят раскислители - модификаторы алюминий и магний. Наклоняют печь и через разливоч5 ную коробку и стопорную систему дозирования подают никель в кристаллизатор. Одновременно присаживают флюс, состоящий из смеси компонентов: 72% сажи, 13% фтористого натрия, 15% октабората натрия.

0После заглубления струи никеля начинают вытягивание слитка. Сажа, находясь на поверхности, теплоизолирует никель. Слиток отлит с гладкой окисленной поверхностью, без дефектов. Это говорит о пре5 дельном минимальном содержании октабората натрия во флюсе. Замеры температуры поверхности слитка осуществлялись контактной термопарой Х/А и показали, что температура поверхности слитка возросла

0 до 1310°С, что говорит о снижении интенсивности теплоотвода е ристаллизаторе на 7%. Расход смеси 0,88 кг, диаметр слитка 0,1 м, длина 3,8 м.

Пример 3. Никель марки НП-2 рас5 плавляют и перегревают до 1550°С в индук- ционной канальной печи. Металл раскисляют и модифицируют алюминием и магнием. Наклоняют печь и через разливочную коробку и стопорную систему дозирования подают никель в кристаллизатор.

Одновременно присаживают флюс, состоящий из смеси компонентов: 34% сажи, 1,0% фтористого натрия и 65% октабората натрия. Расход смеси при разливке слитка диаметром 0,1 ми длиной 3,8м составляет 1,50 кг. После заглубления струи никеля начинают вытягивание слитка. Сажа, находясь на поверхности расплава, теплоизолирует металл. Слиток имеет неокисленную поверхность с небольшой поперечной полосчатостью. Высота волн равна 2,0-1,5 мм. Теплопередача а поверхности никеля в кристаллизаторе увеличилась, что служило причиной появления полосчатости на слитке. Замеры температуры поверхности слитка осуществлялись контактной термопарой Х/А и показали, что температура поверхности слитка составляет 1190°С при скорости вытягивания 0,4 м/мин. Появление поперечной полосчатости говорит об интенсивном охлаждении никеля в кристаллизаторе и об уменьшении скорости разливки или изменении расхода флюса.

Пример 4. Никель марки НП-2 расплавляют и перегревают до 1550°С в индукционной канальной печи. Металл раскисляют и модифицируют алюминием и магнием. Наклоняют печь и через разливочную коробку и стопорную систему дозирования подают никель в кристаллизатор. Одновременно присаживают флюс, состоящий из смеси компонентов: 31% сажи, 68,5% октабората натрия, 0,5% фтористого натрия. Расход смеси при разливе слитка диаметром 1,0 м и длиной 3,8 м составляет 1,80 кг. После заглубления струи никеля начинают вытягивание слитка. Сажа, находясь на поверхности никеля, теплоизолирует поверхность металла. Слиток имел неокисленную поверхность с поперечной волнистостью. Высота волн 2,0-2,7 мм. По техническим условиям браковочным признаком являются неровности поверхности более 2 мм. Данный слиток разлит с браком.

Пример 5. Никель марки НП-2 расплавляют и перегревают в индукционной печи до 1550°С. Металл раскисляют и модифицируют. Наклоняют печь и через разливочную коробку и стопорную систему дозирования подают никель в кристаллизатор. Одновременно присаживают флюс, состоя5 щий из смеси компонентов: 75% сажи. 10% октабората натрия, 15% фтористого натрия. Расход смеси при разливке слитка диаметром 0,1 м и длиной 3,8 м составляет 0,84 кг. После заглубления струи никеля начи0 нают вытягивание слитка.

Визуальный осмотр отлитого слитка показал, что он весь в поперечных трещинах различной глубины от 1 до 3 мм из-за увеличения трения между гильзой кристаллизато5 ра и слитком. Такой слиток не подлежит дальнейшему прокатному переделу.

Таким образом, использование предложенного технического решения позволило избежать образование шлаковых включе0 ний по поверхности слитка, увеличить скорость охлаждения слитка в кристаллизаторе и скорость вытягивания за счет создания подвижного гарнисажного слоя флюса по гильзе кристаллизатора. Флюс предложен5 ного состава предохраняет поверхность слитка от окисления и появления на ней окисных пленок, что увеличивает качество слитка.

Формула изобретения

0Способ полунепрерывного литья никеля, включающий дозировку расплава никеля, разливку под слоем флюса и охлаждение слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка, в качестве

5 флюса используют смесь состава, мас.%: Сажа34-72

Фторид натрия1-13

Октаборат натрияОстальное

с расходом, определяемым по формуле

0м - К Ч А + 10°

М К Ь

где М - расход флюса, кг;

К - коэффициент, равный 0,8-1,4 кг/м , S - площадь поверхности слитка, м ; 5 В - содержание сажи в флюсе, мас.%;

А - содержание октабората и фторида натрия, мас.%.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к разливке металлов полунепрерывным способом. Цель изобретения - повышение качества слитка. Разливку полунепрерывным способом ведут с использованием смеси, мас.%: 34-72 сажи; 1-13 фтористого натрия; остальное октаборат натрия. Расход флюса определяА -I- 100 ют по формуле М К S гдеМ В + 100 расход флюса, кг; К - открытый коэффициент, равный 0,8 - 1,4 кг/м ; S - площадь поверхности слитка, м2; А - содержание ок- табората натрия и фтористого натрия, мас.%; В - содержание сажы, мас.%. Флюс указанного состава и расхода позволяет избежать образования шлаковых включений по поверхности слитка, увеличить скорость охлаждения в кристаллизаторе и скорость вытягивания за счет создания подвижного гарнисйжного слоя флюса по гильзе кристаллизатора. (Л С