Способ охлаждения непрерывно отливаемых из алюминиевых сплавов слитков Советский патент 1975 года по МПК B22D11/12 

1

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству слитков прямоугольного сечепия из алюминия и его сплавов способом непрерывного лнтья.

Известны способы охлаждения слитков из алюминия и его сплавов, при которых исиользуют дифференцировапное охлаждение отдельных элементов слитка - узких и широких граней, а также углов.

Недостатком известных способов охлаждения является образование продольных горячих трещин.

Предлагаемый способ охлаждения слитков обеспечивает предотвращение образования на поверхности слитка продольных горячих трещин при непрерывном литье алюминия и его сплавов. Это достигается тем, что охладитель иодают на прилегающие к ребрам участки поверхности граней слитка шириной 150-250мм каждый и на участки шириной 50-100 мм на всем остальном иротяжении периметра граней, оставляя между ними промежутки шириной, в 3-4 раза меньшей, причем узкие грани слитка охлаждают сплошным потоком охладителя.

Сиособ осуществляют следующим образом.

Процесс ведут на литейной машине вертикального типа, рассчитанной на получение слитка прямоугольного сечения способом непрерывного или полунепрерывного литья.

Сквозной водоохлаждаемый кристаллизатор литейной машины первоначально закрыт снизу поддоном. Цикл начинают с заливки расплава в кристаллизатор. Заливаемый расплавленный металл (алюмиинй или алюминиевый сплав) в контакте с холодным поддоном и стенками кристаллизатора, омываемыми охладителем, начннает кристаллизоваться. В этот момент включают привод опускания поддона, и последний вместе с формирующимся слитком выводят из кристаллизатора. Одновременно включают подачу охлаждающей жидкости (преимуществеиио воды) на поверхность слитка. Подачу воды производят под регулируемым давлеппем через распределительное устройство, выполненное в виде коллектора, охватывающего кристаллизатор снаружи и снабженного рядом окон или прорезей, отделенных друг от друга перегородками и направленных на поверхность слитка непосредственно на выходе из кристаллизатора.

При помощи указанного распределительного устройства обеспечивают подачу воды параллельными друг другу и оси слитка потоками с ламинарным течением струй в пределах каждого потока, щирину которого регламентируют длиной соответствующей прорези, а ширину промежутков между потоками - толщиной перегородок.

Воду подают па прилегающие к ребрам участки граней слитка шириной 150-250 мм каждый и па участки шириной 50-100 мм иа всем остальном протяжении широких граней, т. с. но краям каждой граии располагают омываемые охладителем продольные участки иоверхностн слитка шириной 150-250 мм, а находяш,уюся мсхсду ними поверхиость той же грани охлаждают рядом параллельных потоков воды шириной 50-100 мм, отделенных друг от друга и от боковых участков свободпымн (неомываемыми охладителем) нромежутками, ширина каждого из которых в 3-4 раза меиьше ширины каждого центрального, омываемого водой участка.

Процесс литья ведут со скоростью 3-Шм/ч (скорость оиускаиия поддона). Чем выше скорость литья, тем меньше может быть ширииа тех и других нолос в указанных пределах. В тех случаях, когда ширина узких граней ирямоугольиого слитка не гфевышает 500 мм, охлаждаемые водой на этих гранях прилегающие к ребрам участки поверхности перекрывают друг друга, к охлаждение узких граией осуществляют сплошным нотоком охладителя.

Охлаждение поверхности слитка в сечении, проходящем через нижнюю кромку кристаллизатора, должио быть: но середние ширины нолос, омываемых охлаждающей жидкостью, 10-50 град/с, а по середине ширины полос, не омываемых охлаждающей жидкостью, - в 3-5 раз меиьще. Охлаждение последиих участков поверхности слитка производят за счет отвода тепла теплопроводностью к участкам, омываемым охлаждающей жидкостью.

Для достижения положительного эффекта гфи охлаждении слитков их затвердевание должио пачипатьея в зоне раснространения действия непосредствепкого (вторичного) охлаждения.

В процессе литья слитка температура участков его поверхности, иа которые не подают охлаждающей жидкости, существеиио выще, чем темиература участков новерхиости слитка, омываемых охлаждающей жидкостью. Деформацию растяжения поверхностного слоя слитка, возникающую вследствие затрудненной усадкн, разномерно распределяют и реа.лизуют на участ сах с высокой температурой, чем исключают возникновение растягивающей дес|;Ормац 1И, превыщающей относительное удлинение снлаза, и следовательно предотвращают образование в слитке продольных горячих поверхиостиых трещин.

При м е р. Описываемым снособом охлаждают слитки сечением 235X1480 мм снлава Д16, отливаемые полуиепрерывиым методом. Скороеть литья 106 мм/мин. Кристаллизатор - алюминиевый гладкостеиный водоохлаждаемый. Общая выеота кристаллизатора 130 мм. Эффективиая высота кристаллизатора 30-50 мм. Охлаждающая жидкость - вода. Воду иода ют сразу ниже кристаллизатора иа участки новерхиости слитка шириной 70- 80 мм. Разделяюшие их участки поверхности слитка, на которые воду ие подают, имеют ширину 25-30 мм. На ребрах слитков ширииа омываемых водой участков 200 мм. Скорость охлаждеиия в сечении слитка, проходящем по середнпе каждого участка поверхности слнтка, на которые нодают воду, равна 16- 20 град/с, а иа середине разделяющих их участков иоверхности слитков, на которые воду не нодают, - 4,5 град/с. Отлитые слитки не имеют поверхностных трещин.

Формула изобретения

Снособ охлаждеиия непрерывно отливаемых из алюмнииевых сплавов слитков прямоугольного сечения, охлаждение поверхности которых производят за счет непосредственного воздейетвия охладителя, включающий подачу охладителя сразу иосле кристаллизатора иа продольиые участки новерхиости слитка, иараллельные его оси и чередующиеся с неохлаждаемыми иродольными участками, отличающийся тем, что, с целью иредотБращеиия образования на поверхности слитка горячих продольных трещин, охладитель подают на прилегающие к ребрам участки поверхности граней слитка щирииой 150- 250 мм каждый и на участки шириной 50- 100 мм но остальной части периметра граней с неохлаждаемыми участками между ними шнрииой в 3-4 раза меиьшей.