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

Изобретение относится к металлургии, в частности к полунепрерывному литью металлов,

Цель изобретения - повышение выхода годного и улучшение качества.

Пример 1. Способ полунепрерывного литья никеля опробован при отливке слитка диаметром 100 мм. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550°С. Заливку никеля в кристаллизатор производят заглубленной струей через удлиненный стакан. После наполнения кристаллизатора на поверхность жидкого металла присаживают шлакообразующую смесь и начинают вытягивание слитка. Скорость вытягивания слитка определяют по формуле

W 0.08 + a/ VJT где а м2/мин;

S 7,85x10 3 м2

тогда W 0,08 + V7,85 0,19 м/мин.

Расход воды на охлаждение кристаллизатора подсчитывают так:

QKL b-t VF W.

где b 8.10 м1-5/(мин° 5,°С); t - 1550°С; F 0,2512 м2; w 0,19 м/мин,

ТогдаОк 8хЮ х1550х V(),2512x0,19

0,27м3/мин.

ч ш ел

о

Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определяют следующим образом:

Qb c-P-VW,

где с 30 м1 5/мин° 5; Р 0,314 м; W 0,19 м/мин. Тогда Qb 30x0,314 х VQ.19 4,1 м3/мин.

Отливают слиток длиной 3,6 м, который разрезают на мерные длины. Выход годного составляет 95,0%. Слиток имеет плотную макроструктуру. Дефекты на поверхности слитка отсутствуют.

Пример 2. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550°С. Заливку никеля в кристаллизатор производят заглубленной струей через удлиненный стакан. После наполнения кристаллизатора на поверхность жидкого металла присаживают шлакообразующую смесь и начинают вытягивание слитка. Скорость вытягивания слитка определяют по следующей формуле:

W 0,08 + a/ VJF,

г2

7,85 х .

где а 2 х м2/мин; S Тогда w 0,08 + 2 х Vy,85 0,31 м/мин.

Расход воды на охлаждение кристаллизатора подсчитывают так:

QK b.t.VF w,

где b - 9 х (мин° 5 х °С); t 1550°С; F 0.2512 м2; w 0.31 м/мин.

Тогда 10Г х 1550xV 0,2512 х 0,31 0.39м3/мин.

Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определяют следующим образом:

QbH P VW, где с 40 м1-5/мин° 5; Р 0,314 м; w 0,31

м/мин.

Тогда Оь 40x0,314 х УО,,0 мэ/мин.

Отливают слиток длиной 3,8 м, который разрезают на мерные длины. Выход годного составляет 95,3%. Слиток имеет плотную макроструктуру и хорошее качество поверхности.

Пример 3. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550°С. Заливку никеля в кристаллизатор производят заглубленной струей через удлиненный стакан. После наполнения кристаллизатора на поверхность жидкого металла присаживают шлакообразующую смесь и начинают вытягивание слитка. Скорость вытягивания слитка определяют по следующей формуле:

,08 + a/VS, где а - 3 х м2/мин; s 7,85xJO м .

-з

Тогда w 0,08 + 3 Vy.es 10 0,42 м/мин.

Расход воды на охлаждение кристаллизатора подсчитывают так:

0.к Ь.г

где b 10 х м1 5/(мин° 5 х °С); t 1550°С;

F 0,2512 м2; w 0,42 м/мин.

ТогдаQK 10 х 1550х VTJ,2512х0,42 0,50 м /мин. Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определяют следующим образом:

Qb C-P Vw,

где с - 50 м1 5/мин° 5; Р 0,314; w 0,42 м/мин.

Тогда Qb 50 х 0,314 х Vfj,42 Ю,2м3/мин. Отливают слиток длиной 3,8 м, который разрезают на мерные длины. Выход годного 5 составляет 95,1%. Слиток имеет плотную макроструктуру и хорошее качество поверхности.

Пример 4. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550°С. Заливку никеля в кристаллизатор производят заглубленной струей через удлиненный стакан.

После наполнения кристаллизатора на поверхность жидкого металла присаживают шлакообразующую смесь и начинают вытягивание слитка. Скорость вытягивания определяют по следующей формуле:

w 0,08 + a/ S,

где а 3,5 х 10 2/мин; s 8,85 х м2. Тогда w 0,08 +3,5 х .es 0,48 м/мин. Расход воды на охлаждение кристаллизатора подсчитывают так:

Q.K b.t Vp w, где х мГ 5/(мин° 5х°С);1 1550°С;

F - 0,2512 м2; w - 0,48 м/мин.

Тогда Ок 11 х 1550х /0,2512х0,48 0,59 м3/мин.

Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определяют следующим образом:

Qn c P-Vwt

где с 51 м1 5/мин° 5; Р 0,314 м; w 0,48 м/мин.

Тогда Оь 51 х 0,314 х V0.48 11,0 м3/мин. Через 2 мин после начала вытягивания слитка возникла аварийная ситуация - произошел прорыв жидкого металла под кристаллизатором и разливка была прекращена. Это обьясняется тем, что слиток вытягивался со слишком большой скоростью, рассчитанной с использованием коэффициента, величи- на которого превышала максимальное предложенное его значение. Предотвратить прорыв металла не смогло даже применение достаточно интенсивного охлаждения слитка в кристаллизаторе и в зоне вторичного охлаждения.

Пример 5. Жидкий металл раскисляют в индукционной печи при 1550°С. За0

5

0

5

0

5

0

5

ливку никеля в кристаллизатор производят заглубленной струей через удлиненный стакан. После наполнения кристаллизатора на поверхность жидкого металла присаживают шлакообразующую смесь и начинают вытягивание слитка. Скорость вытягивания определяют по следующей формуле:

W 0,08 + a/ Vi, где а 9 х м2/мин; s 7.85 х 103 м2.

v3

/V

7,85 10

-з

Тогда w 0,08 + 9 х 10 0,18 м/мин.

Расход воды на охлаждение кристаллизатора подсчитывают так:

Qic b.t. /р w .

где b 7 х м1 5/(мин° 5 х °С); t 1550°C: F 0,2512 м2; w 0,18 м/мин. Тогда WK 7. х 1550 х V 0,2512x0,18 0,23 м /мин. Расход воздуха на вторичное охлаждение слитка под кристаллизатором определяют следующим образом:

Qb с. Р Vw,

где с 29 м1 5/мина5; Р 0,314 м; W 0,18 м/мин. Тогда Оь 29 х 0,314 х V0.18 3.9 м3/мин.

Отливают слиток длиной 3,0 м. Поверхность слитка поражена множеством дефектов: наплывов и неслитин, вследствие чего он должен быть отбракован. Главной причиной получения плохой поверхности слитка является то, что он отлит с низкой скоростью. Эта скорость определена при исполь- зовании коэффициента а, величина которого меньше, чем минимальное предложенное его значение.

Результаты опытной проверки способа, подтверждающие оптимальность выбранных коэффициентов и их влияния на параметры процессы литья и качества заготовок никеля, сведены в таблицу.

10

20

15

Таким образом, способ полунепрерывного литья никеля позволяет при отливке, например, крутых заготовок повысить выход годного и качество слитков за счет учета интенсивности охлаждения кристаллизатора и воздушного охлаждения слитка.

Формула изобретения

Способ полунепрерывного литья никеля, включающий подачу металла в водоох- лаждаемый кристаллизатор через удлиненный разливочный стакан, подачу шлакообрззующей смеси на поверхность жидкого металла в кристаллизаторе, вытягивание слитка со скоростью, определяемой в зависимости от его сечения, и его вторичное охлаждение под кристаллизатором, о т- личающийся тем, что, с целью повышения выхода годного и улучшения качества, в качестве охладителя спитка используют воздух, а скорость w вытягивания слитка, расход QK воды на охлаждение кристаллизатора и расход Qb воздуха на вторичное охлаждение слитка соответственно определяют по зависимостям

W 0,08 + а/ Vs;

QK b-t-VF w ;

Qb c-P- Vw где 0,08 - коэффициент, м/мин:

a - коэффициент, равный (1-3) 10 30 м /мин;

s - площадь поперечного сечения слитка, м ;

b - коэффициент, равный (8-10). 10

25

35

м1 5/(минО,5.°С);

40

t - температура металла перед нччалом литья, °С;

F - площадь внутренней охлаждающейся поверхности кристаллизатора, м ;

с - коэффициент, равный 30-50 м/мин ;

Р - периметр поперечного сечения слитка, м.

Скорость зытягизания слитка, м/мин

Расход зоды на охлаждение кристаллизатора, м3/мин

Расход на вторичное охлаждение слктка, м3/чин: воды Q

0,19 0,31 0,42 0,48 0,180,42

0,530,59

0,690,79

0,2/ 0,39 0,50 0,59 0,230,550,57

О5 -J СО

ел о ю

0,019

0,0340,053

Изобретение относится к металлургии, в частности к полунепрерывному литью металлов. Цель - повышение выхода годного и улучшение качества. Металл подают в охлаждаемый кристаллизатор, осуществляют защиту зеркала металла шлаком и вытягивают слиток со скоростью U, зависящей от сечения слитка, охлаждают слиток в зоне вторичного охлаждения воздухом, при этом расход Q на охлаждение и Оь на вторичное охлаждение и скорость вытягивания определяют по формулам: W 0,08 + a/ Vsl QK Ьл VF W,- Оь с-Р VW, где а - коэффициент, равный 0.01-0,03 м/мин; S - площадь поперечного сечения слитка, м ; b - коэффициент, равный 0,0008/0,0010 м1 5/мин °С; t - температура металла перед началом литья, °С; F - площадь охлаждающей поверхности кристаллизатора, м2; с - коэффициент, равный 30-50 м /мин ; Р - периметр поперечного сечения слитка, м, что обеспечивает повышение качества слитка за счет однородности структуры и увеличение выхода годного.

Для известного способа коэффициент а имеет размерность м3/мин, а коэффициент b - размерности не имеет о

П - плотная макроструктура; Т - макроструктура с осевыми трещинами

Ч - чистая поверхность; Н - поверхность с наплывами и неслитинами; Р - разрывы затвердевшей корки металла и вытекание жидкого никеля.