RU2031758C1 - Method to pour readily oxidizing alloys - Google Patents

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: pouring readily oxidizing modifiers and alloys is performed in inert environment with minimum consumption of inert gas and reliable metal protection from air. For the purpose cavity of ingot mould with a lid is filled with inert gas before metal casting. As the ingot mould is filled the inert gas being displaced is directed to metal jet. EFFECT: metal protection from air. 2 dwg

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству легкоокисляющихся сплавов в инертной среде. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of easily oxidized alloys in an inert environment.

Известен способ защиты струи металла газом при разливке в изложницы, включающий подачу инертного газа через полое кольцо с отверстиями для выхода газа, подвешенное к дну ковша и имеющее в плане форму верхнего торца изложницы [1]. A known method of protecting a metal stream with gas during casting into molds, including the supply of inert gas through a hollow ring with gas outlet openings, suspended from the bottom of the bucket and having the shape of the upper end face of the mold [1].

Недостатком указанного способа является повышенный расход инертного газа. Для осуществления способа необходимо устройство для изложниц малого размера. В противном случае применение этой конструкции для крупных изложниц, как это принято при разливке легкоокисляющихся сплавов, например лигатур, при постоянной подаче газа приводит к большим его расходам и к неэкономичности способа. Кроме того, надежность защиты струйным методом невелика, так как струя захватывает и увлекает с собой и воздух и полностью устранить окисление металла не представляется возможным. Окисление продолжается также и по окончании разливки, когда поверхность изложницы остается открытой для взаимодействия с воздухом. The disadvantage of this method is the increased consumption of inert gas. To implement the method, a device for molds of small size is required. Otherwise, the use of this design for large molds, as is customary in the casting of easily oxidizable alloys, such as alloys, with a constant supply of gas leads to high gas costs and uneconomical method. In addition, the reliability of protection by the jet method is small, since the jet captures and carries with it air, and it is not possible to completely eliminate the oxidation of the metal. Oxidation also continues at the end of casting, when the surface of the mold remains open for interaction with air.

Известен способ для разливки металлического расплава в песчаные формы, включающий заполнение формы перед заливкой металла защитным газом под крышку при избыточном давлении и продувку защитным газом песчаной формы до полного заполнения формы металлом [2]. A known method for pouring a metal melt into sand forms, comprising filling the mold before pouring the metal with protective gas under the cover under excessive pressure and purging the sand form with protective gas until the mold is completely filled with metal [2].

К недостаткам способа относится то, что при больших объемах разливаемого сплава песчано-глинистая форма требует увеличенного расхода газа для поддержания заданного давления в ней, что снижает его экономичность. Способ загрязняет рабочую зону, так как при перепаде давления инертный газ проходит через поры песчано-глинистой формы. Разливку легкоокисляющихся сплавов вести в указанных формах нельзя, поскольку не достигается необходимой скорости кристаллизации и соответственно качества слитков (равномерные химический состав и структура по всему объему слитка). Кроме того, надежность защиты подачи металла струйным методом невелика, так как струя захватывает и увлекает с собой воздух и полностью устранить окисление металла не представляется возможным. The disadvantages of the method include the fact that with large volumes of the cast alloy, the sand-clay form requires an increased gas flow rate to maintain a given pressure in it, which reduces its economy. The method pollutes the working area, since inert gas passes through the pores of a sandy-clay form with a pressure drop. It is impossible to cast easily oxidized alloys in the indicated forms, since the required crystallization rate and, accordingly, the quality of the ingots are not achieved (uniform chemical composition and structure throughout the entire volume of the ingot). In addition, the reliability of protecting the metal feed by the jet method is small, since the jet captures and carries air with it and it is not possible to completely eliminate the oxidation of the metal.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса и надежности защиты расплава от окисления и выгорания. The aim of the invention is to increase the efficiency of the process and the reliability of protecting the melt from oxidation and burnout.

Для этого в известном способе, включающем подачу инертного газа в изолированную от окружающей атмосферы литейную форму и отвод его, заливку расплава в литейную форму, по мере заполнения литейной формы расплавом отводимый инертный газ направляют на струю заливаемого расплава. For this, in the known method, which includes supplying an inert gas to a casting mold isolated from the surrounding atmosphere and removing it, pouring the melt into the casting mold, as the filling of the casting mold with the melt, the outgoing inert gas is sent to the jet of molten melt.

Предлагаемый способ позволяет сократить расход инертного газа, так как его расход на одну плавку равен внутреннему объему между крышкой и стенками литейной формы и обеспечивает повышение надежности защиты металла от взаимодействия с воздухом, так как подача осуществляется прямо в инертную среду, исключающую окисление металла во время его подачи и во время его остывания. The proposed method allows to reduce the consumption of inert gas, since its consumption per melting is equal to the internal volume between the lid and the walls of the mold and provides increased reliability of metal protection from interaction with air, since the feed is carried out directly into an inert medium, which excludes metal oxidation during its supply and during its cooling.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 presents a device for implementing the proposed method; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Устройство для реализации способа включает литейную форму, выполненную в виде медной водоохлаждаемой изложницы 1, снабженной крышкой 2 с патрубком 3 для подвода инертного газа в полость 4, образованную крышкой 2 и изложницей 1, воздуховод 5 для улавливания избыточного азота, выполненный с отсечным клапаном 6 и патрубком 7, желоб 8 для заливки металла и установленный над ним бортовой отсос 9. Крышка 2 выполнена двухслойной, при этом межслойная полость 10 крышки 2 сообщена с вентиляционной системой с помощью воздуховода 5. A device for implementing the method includes a casting mold made in the form of a water-cooled copper mold 1, equipped with a lid 2 with a nozzle 3 for supplying inert gas into the cavity 4, formed by the lid 2 and the mold 1, an air duct 5 for trapping excess nitrogen, made with a shut-off valve 6 and pipe 7, a chute 8 for pouring metal and an onboard suction installed above it 9. The cover 2 is made two-layer, while the interlayer cavity 10 of the cover 2 is in communication with the ventilation system using the duct 5.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Подготовленную к разливке литейную форму в виде изложницы 1 закрывают крышкой 2 и подсоединяют к патрубку 3 систему подачи инертного газа (например, азота). Инертный газ подают в полость 4, образованную крышкой 2 и изложницей 1, до ее полного заполнения. При этом отсечной клапан 6 воздуховода 5 открыт. Перед заливкой металла отсечной клапан 6 воздуховода 5 закрывают. Prepared for casting, the mold in the form of a mold 1 is closed with a lid 2 and the inert gas supply system (for example, nitrogen) is connected to the nozzle 3. Inert gas is supplied to the cavity 4 formed by the cover 2 and the mold 1, until it is completely filled. When this shut-off valve 6 of the duct 5 is open. Before pouring metal shut-off valve 6 of the duct 5 is closed.

При заполнении изложницы 1 металлом инертный газ вытесняется и поступает на струю подаваемого металла, затем через бортовой отсос 9 поступает в вентиляционную систему с регулируемыми параметрами объемов отсосов. Уровень заполнения металла контролируется указателем уровня поплавкового типа со световым сигналом (не показан). When the mold 1 is filled with metal, the inert gas is displaced and enters the stream of metal supplied, then through the on-board suction 9 it enters the ventilation system with adjustable parameters of the suction volumes. The metal fill level is controlled by a float type level indicator with a light signal (not shown).

После охлаждения слитков до температуры, исключающей окисление сплава, открывают отсечной клапан 6 воздуховода 5 и из полости 4 и межслойной полости 10 остаточный азот отсасывается вентиляционной системой (на чертеже показано стрелочками). Далее изложницу подготавливают к приему очередной порции металла. After the ingots are cooled to a temperature that precludes oxidation of the alloy, the shut-off valve 6 of the duct 5 is opened and the residual nitrogen is sucked out by the ventilation system from the cavity 4 and the interlayer cavity 10 (shown in the drawing by arrows). Next, the mold is prepared to receive the next portion of the metal.

Параметры расхода, давления азота, температуры отходящей воды от изложницы контролируются измерительными приборами, установленными на пульте управления у изложницы 1. The flow rate, nitrogen pressure, temperature of the waste water from the mold are controlled by measuring instruments installed on the control panel of the mold 1.

Работа вентиляционной системы отсоса сблокирована с работой регулирующих клапанов, установленных на воздуховодах аспирации, а также с работой технологического оборудования узла разливки легкоокисляющихся сплавов. The operation of the ventilation system of the suction is interlocked with the operation of control valves installed on the suction ducts, as well as with the work of the technological equipment of the casting unit for easily oxidized alloys.

П р и м е р. Объем подаваемого инертного газа 5 м³ на одну плавку (4 т). Оптимальная температура разливки сплава 1430-1400^оС, время разливки 3 мин.PRI me R. The volume of supplied inert gas is 5 m ³ per smelting (4 t). The optimum casting temperature of the alloy is 1430-1400 ^о С, the casting time is 3 minutes.

Время кристаллизации слитка 10 мин. Отсос инертного газа из внутреннего объема между крышкой и слитком 2 мин. The crystallization time of the ingot 10 minutes Inert gas suction from the internal volume between the lid and the ingot 2 min.

По сравнению с прототипом заявляемое техническое решение позволяет повысить экономичность способа разливки легкоокисляющегося сплавов и лигатур в инертной среде за счет сокращения расхода инертного газа и надежность защиты металла от взаимодействия с воздухом. Compared with the prototype, the claimed technical solution allows to increase the efficiency of the method of casting easily oxidized alloys and alloys in an inert environment by reducing the consumption of inert gas and the reliability of protecting the metal from interaction with air.

Claims (1)

СПОСОБ РАЗЛИВКИ ЛЕГКООКИСЛЯЮЩИХСЯ СПЛАВОВ, включающий подачу инертного газа в изолированную от окружающей атмосферы литейную форму, отвод его и заливку расплава в литейную форму, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса и надежности защиты расплава от окисления и выгорания, по мере заполнения литейной формы расплавом отводимый инертный газ направляют на струю заливаемого расплава. METHOD FOR PREPARING EASY-OXIDIZING ALLOYS, which includes supplying an inert gas to a casting mold isolated from the surrounding atmosphere, removing it and pouring the melt into the casting mold, characterized in that, in order to increase the efficiency of the process and the reliability of protecting the melt from oxidation and burnout, as the casting mold is filled the molten inert gas is discharged by the melt into a stream of the melt being poured.

Images