Способ разливки металла Советский патент 1981 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к металлугии, преимущественно к непрерывной разливке металла.

Известен способ обработки кристлизующегося метсшла отличительной особенностью которого является пропускание постоянного электрическог тока через жидкую фазу кристаллизующегося металла при взаимодействии его с налагаемым магнитным полем индуктораГи.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности дополнительного теплоотво -.а от зоны контакта металла с кристаллизатором ,

Цель изобретения - интенсификация процесса разливки путем дополнительного отвода Тагила от слитка, в частности от зоны его контакта с кристаллизатором.

Поставленная цель достигается тем, что постоянный электрический ток пропускают через зону контакта кристаллизат.ора со слитком.

В данном случае зона контакта кристаллизатора со слитком имеет свойство спая разнородных проводников, например, кристаллизатор медь, а слиток - сталь.Поключение

этого спая с помощью медного и стального проводников к отдельно вынесенному охлаждаемому спаю и пропуска.ние тока по этой цеп, от внешнего источника обеспечивает возникновение эффекта Пельтье, Зона контакта кристаллизатора со слитком охлаждается путем преобразования тепловой энергии в электрическую, передачи ее в зону холодного спая и последующего преобразования электрической энергии в тепловую. Холодный спай охлаждают, например водой. Это позволяет производить дополнительный (помимо обычного теплоотвод от зоны первичного охлаждения и тем самым интенсифицировать процесс разливки.

Кроме того, постоянный электриаческий ток пропускают через зону контакта кристаллизатора со слитком по меньшей мере в двух точках кристаллизатора. Подвод тока в различных точках кристаллизатора обеспечивает создание зон максимальной плотности тока в направлении минимального электрического сопротивления материала кристаллизатора. Использование этого эффекта

0 позволяет выбрать рациональную схе

му токоотвода, и тем,самым, создать оптимальное распределение дополнительного теплоотвода через границу кристаллизатор - слиток. Это приводит к интенсификации процесса кристаллизации.

Постоянный электрический ток проnycKcUOT через зону контакта кристаллизатора со слитком по меньшей мере в двух электрически изолированных точках кристаллизатора .Электрическая изоляция отдельных участков кристаллизатора позволяет пропускать ток по каждому из участков и устранить концентрацию плоскости тока в локальных зонах кристаллизатора. Это позволяет получить более широкий фронт дополнительного теплоотвода.

На фиг. 1-3 изображены схемы пропускания постоянного электрического тока через кристаллизатор и слиток.

В кристаллизатор 1 (фиг. 1J заливают металл 2, который, кристаллизуясь, образует твердую Фазу слитка 3. К кристаллизатору подключен электрод 4, а к слитку - электрод 5, которые соединены через источник тока б в холодный спай 7. На контакте между кристаллизатором и слитком 8 образуется горячий спай, который вследствие эффекта Пельтье охлаждается. При этом тепловая энергия преобразуется в электрическую, а на холодном спае идет обратный процесс. Холодный спай охлаждается a холодильнике 9. Дополнительный теплоотвод интенсифицирует кристаллизацию, увеличивая толщину твердой фазы h на выходе из кристаллизатора.

К кристаллизатору 10 (фиг. 2) с заливаелщм металлом 11 и твердой фазой 12 подключены электроды 13 и 14, которые собраны в ту же электрическую цепь. Такая схема теплоотвода обеспечивает получение толщины

твердой фазы на выходе из кристаллизатора при той же мощности питания.

Еще более интенсивно фиг. 3) идет формирование твердой фазы 15 f при электрической изоляции 16 участков кристаллизатора 17 и 18 с электродами 19 и 20. Толщина твердой фазы на выходе из кристаллизатора .

На машине непрерывного литья заготовок , имеющей медный охлаждаемый кристаллизатор высотой 1200 мм, отливают слиток сечением 250-1380 мм со скоростью 0,7 м/мин. На выходе из кристаллизатора средняя толщина 5 твердой фазь мм. Величина

теплового потока Q, отводимого кристаллизатором, составляет 2,2-10 Вт. К кристаллизатору подключают источник постоянного тока мощностью N 2-10%т и ЭДС Е 24 В.

По цепи пойдет ток I ,

1--Г- 8,33-..

Термоэлектрический коэффициент контакта слитка с кристаллизатором о(0, (определяется экспериментально) .

Тогда на основании эффекта Пельтье от горячего спая (зоны контакта слитка с кристаллизатором) будет отводиться тепловой поток Qn

(1„ ctTl,BT

где Т - средняя температура зоны контакта. К, Т 170ок

5 ,5-10 - l,,33-10- -0,707-/ /flr

При этом средняя толщина твердой фазы на выходе из кристаллизатора h. составляет 22,71 мм.

Расчет применительно ко второму и третьему вариантам производится аналогично.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

0,707- 10 0,709- ю

0,712-10

3,21 3,55

3,98