Способ отливки слитков из металлов и сплавов Советский патент 1978 года по МПК B22D11/00 B22D27/00 

Изобрегение относится к металлургии в частности к отливке слитков из металлов и сплавов в изложницах.

Известен способ получения слитков, при котором на кристаллизующийся металл воздействуют колебаниями различной частоты, например, с помощью сжатого нейтрального или восстановительного газа l.

Известен также способ получения сл,итков, заключающийся в том, что в процессе первичной кристаллизации на расплав, находящийся под слоем обогреваемого шлака, воздействуют магнитным полем, вызывающим перемешивание металлической ванны относительно фронта кристаллизации по заданному закону 2.

Известный способ обладает следующими недостатками;

уменьшение скорости кристаллизации, поскольку шлаковая ванна выполняет рол дополнительного источника тепла;

наличие ликвационных дефектов вследствие вытеснения растворимых примесей в процессе кристаллизации;

неоднородность кристаллического строения слитка.

Цель изобретения - улучшение качества формируемого слитка путем измельчения его макростру1.туры и повышение ее плотности и однородности.

Цель дсх;гигается тем, что в способе отливки слитков из металлов и сплавов под слоем обогреваемого шлака темперагуру жидкого шпака поддерживают на

1-50 С ниже температурь солидуса металла и одновременно воздействуют на границу раздела жидкий металл - шлак колебаниями с частотой 0,1-30 Гц.

Уменьшение температуры жидкого шлака ниже температуры салидуса металла приводит к образованию на границе раздела жидкий металл-шлак зародышей твердой фазы. Скорость их появления увеличивае1ся с понижением температуры жидкой шлаковой ванны. Накладываемые на границу раздела колебания приводят к от рыву зародышей, удерживающихся на границе раздела за счет поверхностных сил, и переводу их в объем жидкого металла, где затем они попадают на фронт кри-; сталлизации и становятся источником по ления новых зерен. Это приводит к устр нению ликвационных-дефектов и повышае однородность слитка. Скорость кристаллизации увеличивается за счет теплоотда чи через слой шлака. Пример. Проводят исследования путем кристаллизации расплава алюминия под шлаком, состоящим из хлористого калия и хлористого лития, с температурой плавления 500 С в медном цилиндрическом водоохлаждаемом кристаллизаторе диаметром 190 мм с высотой заливки 300 мм. Для предотвращения намораживания металла в верхней части кристаллизатора устанавливают кольцо из огнеупорна толщиной 30 мм так, что высота столба жидкого металла на нижним краем огнеупора 60 мм. На зеркало ванны металла заливают шлак. Толщина слоя шлака 40 мм. Во избежание кристаллизации щлака верхнюю его границу поддерживают при температуре 560 С с помош.ью обогрева нерасходуемым графитовым электродом. Наложение колебаний производят путем встряхивани кристаллизатора с частотой 1 Гц и амплитудой 1 см. Зерна слитка по сравнению с металло отлитым таким же способом, но без пониженной температуры жидкой шлаковой ванны и без наложения колебаний измель чаются в 4 раза. Предлагаемый способ получения слитов обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: возможность получения слитков с высокими механическими свойствами вследствие уменьшения размеров зерна; повышение плотности и однородности мак1эоструктуры; устранение ликвационных дефектов5 повышение скорости красталлиаации металла. Формула изобретения Способ отливки слитков из металлов и 1сплавов под слоем обогреваемого шлака, отличающийся тем, что с целью улучшения качества формируемого слитка путем измельчения его макроструктуры и повышения ее плотности и однородности, температуру жидкого шлака поддерживают на 1-5 О С ниже температуры солидуса металла и одновременно воздействуют на границу раздела жидкий металл - шлак колебаниями с частотой О,1-ЗО Гц, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР Nb 384604, кл. В 22 Э 11/10, 1971 2.Сборник Проблемы стального слитка. Изд. Металлургия, 1974, с.107109.