Способ получения слитка Советский патент 1992 года по МПК B22D27/08 

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, в частности к способам повышения качества слитков и выхода годного металла. Способ применим для получения слитков из черных и цветных металлов, как в изложницах, так и на установках непрерывной разливки стали.

Известны различные способы вибрационной обработки кристаллизующегося слитка. Причем упругие колебания вводятся в расплав либо через дно изложницы /1, 2/ с помощью вибраторов, либо через стенку изложницы посредством ударника /3/.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ введения упругих колебаний в кристаллизующийся расплав с помощью вибратора, прикрепленного к вибростолу, на котором стоит изложница с расплавом /1/. Упругие колебания вводятся электромеханическим вибратором инерционного типа с горизонтальной плоскостью вращения дебалансов.

Указанный способ имеет следующие недостатки:

-во-первых, энергия вибратора расходуется не только на обработку расплава, но и на вибрирование всей массы стола и изложницы, что снижает эффективность воздействия;

-во-вторых, как показали экспериментальные данные, введение упругих колебаний через дно изложницы менее эффективно, чем при вводе их через стенку изложницы на уровне зеркала металла;

-в-третьих, необходимы дополнительно громоздкие приспособления (вибростол, упругие и крепежные элементы и пр.), что требует значительно больших трудозатрат, материалов, энергии, а также производственных площадей.

Целью предложенного способа является повышение качества слитка и выхода годного, а также упрощение технологии виброобработки кристаллизующегося слитка.

W

Ё

VI VI о о VI

о

Указанная цель достигается тем, что электромеханический промышленный вибратор крепится непосредственно к боковой стенке изложницы на уровне свободной поверхности расплава и внешнее низкочастотное вибровоздействие на кристаллизующийся расплав производится в горизонтальной плоскости так, что изложница с расплавом совершает сложные горизонтально-круговые колебания. Одновременно, за счет того, что изложница не закреплена на поддоне, она поворачивается на некоторый угол вокруг своей оси, меняя направление поворота с определенной частотой, зависящей от частоты вращения и мощности вибратора.

Применение горизонтально-круговой вибрации, приложенной на уровне свободной поверхности затвердевающего слитка, позволяет получить эффект интенсивного кристаллического дождя,

Опускающиеся из верхней части расплава центры кристаллизации (кристаллический дождь) и малый градиент температуры в объеме приводят к одновременной (объемной) кристаллизации расплава. Это позволяет получить слиток с минимальной усадочной раковиной, измельченной структурой и равномерно распределенными по объему примесями (т.е. подавляются ликвационные процессы).

Сравнительный анализ прототипа с заявляемым способом показывает, что предлагаемый вариант введения упругих колебаний непосредственно через боковую стенку изложницы на уровне свободной поверхности, при котором изложница с расплавом подвергается сложному горизонтально-круговому вибровоздействию, соответствует критерию Новизна.

Кроме того, использование промышленного механического вибратора (при вод может быть электрическим, пневматическим и т.д.), прикрепленного непосредственно к боковой стенке изложницы без дополнительных опорных конструкций и создание им горизонтально-круговой вибрации соответствует критерию существенные отличия,

На фиг. 1 изображена схема ввода упругих колебаний; на фиг. 2 - график зависимости глубины залегания усадочной раковины h от уровня крепления вибратора на высоте изложницы Н; на фиг. 3 - контрольные слитки, полученные без вибровоздействия (а), при действии вертикальной вибрации (б), при горизонтально-круговой вибрации (в).

Из графика на фиг. 2 видно, что усадочная раковина минимальна при вибровоздействии на изложницу на уровне свободной поверхности расплава. Опыты

проводились на легкоплавком кристаллическом веществе (смесь салола 85% с парафином 15%), охлаждаемом при комнатной температуре. При прочих равных условиях эксперимента изменяли высоту расположения вибратора на боковой стенке изложницы. После остывания слитки распиливали и определяли глубину залегания усадочной раковины, наличие пористости и размеры кристаллических зерен (фиг. 3).

Результаты сравнивали с контрольными слитками, полученными без вибровоздействия (фиг. За), а также слитками, полученными при действии вертикальной вибрации (фиг. 36). Наилучшие результаты получены

при горизонтально-круговой вибрации, приложенной на уровне свободной поверхности расплава (фиг. Зв).

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет:

- за счет создания мощного кристаллического дождя измельчить зерно, устранить физико-химическую неоднородность слитка и повысить его качество;

-уменьшить объем усадочной ракови- ны;

-максимально упростить технологию виброобработки кристаллизующегося слитка;

-исключить металлоемкое дополни- тельное оборудование и приспособления.

Формула изобретения Способ получения слитка, включающий заливку жидкого металла в изложницу, механическое вибрационное воздействие на

изложницу с направлением колебаний в горизонтальной плоскости в процессе кристаллизации металла, охлаждение и извлечение слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитка и

увеличения выхода годного за счет интенсификации процесса образования кристаллического дождя, подавления ликвации и измельчения макроструктуры, механическое вибрационное воздействие оказывают

на металл с использованием вибратора с вращающимся в горизонтальной плоскости дебалансом через боковую стенку изложницы на уровне зеркала металла с горизонтально-круговой траекторией перемещения

верхней части изложницы, при этом используют свободно стоящую на поддоне изложницу.

/У4 , 7v /VN

Использование: отливка стальныхслитков. Сущность изобретения: способ включает заливку жидкого металла в.свободно стоящую на поддоне изложницу, механическое вибрационное воздействие на изложницу с использованием вибратора с направлением колебаний в горизонтальной плоскости в процессе кристаллизации металла, охлаждение и извлечение слитка. Вибрационное воздействие оказывают на металл через боковую стенку изложницы на уровне зеркала металла с горизонтально-круговой траекторией перемещения верхней части изложницы и используют вибратор с вращающимся в горизонтальной плоскости дебалансом. 3 ил.

гл

/

to

Фиг. I

И1.ZSH

Фат. 2

i-y чя

- J

%af ,

н