(54) СПОСРОБ ОХЛАЖДЕНИЯ СЛИТКА
ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ЛИТЬЕ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КРИСТАЛЛИЗАТОР
Изобретение относитс к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов в электромагнитный кристаллизатор. Наиболее близким по технической сущнос ти к предлагаемому вл етс способ непреры ного лить в электромагнитный кристаллизатор . Способ включает охлаждение слитка с помощью нескольких по сов охлаждени , рас положенных на разных уровн х. С целью обеспечени высокого качества боковых поверхностей отливок и. структуры формирующ гос слитка, над закристаллизовавшейс часть слитка сохран ют слой жидкого металла высотой 15-80 мм, а охлаждающую среду подают на боковую поверхность слитка вблизи жидкой зоны на рассто нии, обеспечивающем расположение фронта кристаллизации поверхности слитка в пределах высоты индуктора . Способ обеспечивает высокое качество поверхности слитков алюминиевых сплавов толщиной до 300 мм 1 . Однако в ходе освоени промышленной технологии непрерывного лить крупногабарит ных плоских слитков толщиной 400 мм и более вы снилось, что известный способ охлаждени приводит к снижению качества внутренней структуры слитка. Это про вл етс в том, что возникает неравномерность структуры по сечению слитка, так назьшаема полосчатость структуры. Участки - с равномерной мелкозернистой структурой чередуютс с участками грубой структуры с хаотическим расположением зерен. Отмеченное снижает уровень механических свойств слитка, создает неравномерность распределени свойств по сечению. В р де случаев это служит браковочным признаком и вл етс причиной снижени выхода годного при литье крупногабаритных плоских слитков. Причиной указанного влени служит неоптимальность распределени интенсивности охлаждени на поверхности слитка. Температура поверхности слитка снижаетс медленно и на уровне нижнего по са охлаждени остаетс в пределах 200-250° С. Вследствие этого фронт кристаллизации в спитке имеет сложную форму, что создает существенно различную скорость кристаллизации в различных точках поперечно390 го сечени слитка. Непосто нство скорости кристаллизации служит главной причиной возникновени разноструктурности в слитке. Цель изобретени - повышение качества структуры крупногабаритных плоских слитков Поставленна цель достигаетс тем, что в способе непрерьшного лить в электромагнитный кристаллизатор, включающем создание неравномерной интенсивности теплоотвода вдол оси слитка теплоотвода с помощью нескольки по сов охлаждени , охлаждение ведут с возрастающей интенсивностью в пределах (2080 ) 15 вт/м от верхнего по са к нижнему, причем температуру поверхности слитка измен ют от 500-630° С в пределах высоты индук тора до 80-100°С. на уровне нижнего по са охлаждени . Создание возрастающей интенсивности теплоотвода способствует формированию конусообразной формы жидкометаллической лунки. При этом скорость кристаллизации во всех точках поперечного сечени слитка практически посто нна, что обеспечивает получение равномерной мелкозернистой структуры. Кроме того, интенсификаци охлаждени снижает максимальную глубину лунки и улучшает механические свойства металла. Дл слитков деформируемых алюминиевых сплавов, получаемых методом непрерывного лить в электромагнитный кристаллизатор, необходимо обеспечить положение фронта кристаллизации на поверхности слитка в пределах высоты индуктора. Это условие играет важную роль дл устойчивого формировани качественной поверхности слитка. Поэтому интенсивность охлаждени на уровне верхнего по са выбирают так, чтобы температура поверхности слитка в пределах высоты индуктора находилась в диапазоне 500-630° С, т.е. температуры солидуса деформируемых алюми ниевых сплавов. Экспериментально устансшлено , что интенсивность охлаждени в верхнем по се дл вьшолнени этого услови должна быть не менее 20-15 вт/м. Снижение темпе ратуры поверхности слитка до 70-100° С на уровне нижнего по са охлаждени достигаетс увеличением интенсивности охлаждени на уро не нижнего по са до 80-10 вт/м. По предлагаемому способу производ т охлаждение крупногабаритного плоского слитка 400x1600 мм из сплава АМГ-2. Скорост лить 75 мм/мин. Используетс электромагнит ный кристаллизатор с двум по сами охлаждени , рассто ние между которыми 25 мм. Подача воды на слиток в первом по се осуществл етс под пр мым углом, а во втором по се - под углом 30-45 . Расход воды в верхнем по се устанавливают (на одну иоирокую грань слитка) 3,0 л/с-м., а в нижнем по се - 4,0 л/с-м. Начальна температура воды , подаваемой на слиток 15° С. Максимальна глубина лунки в центре слитка 450 мм. Высота сло жидкого металла, сохран емого в процессе лить над эакристаллизовавщейс частью слитка 40-50 мм. Дл измерени температуры поверхности слитка использовали хромельалюминиевые термопары диаметром 0,3 мм с записью сигналов на потенциометр КСП-4. По данным температурных измерений установлено , что температура поверхности слитка измен лась от 625° С в зоне индуктора электромапштного кристаллизатора до 85°С в зоне нижнего по са охлаждени , после чего монотонно снижалась до 70° С на длине слитка , 1200 мм. С учетом указанного расхода воды и температуры поверхности слитка определ ют соответствующие значени теплового потока на поверхности слитка путем численного решени на ЭВМ задачи о температурном поле слитка. По результатам расчетов получено, что тепловой в зоне между по сами охлаждени увеличиваетс от 2310 т/м до 75-10 вт/м. С применением предлагаемого способа охлаждени отлито 3000 т слитков из сплава АМГ-2. Макроструктура слитков характеризуетс высокой степенью равномерности по сечению, что обеспечивает выход годного на уровне 87,0%. При этом достигаетс высока пластичность металла (относительное удлинение 85-98%) в интервале температур прокатки 420-480° С. Одновременно производ т отливку аналогичных слитков с применением охлаждени , при этом устанавливают уменьшающуюс вдоль слитка интенсивность охлаждени . Расход воды в верхнем по се устанавливают 3,0 л/СМ., а в нижнем по се 2 ,3 л/СМ. Исследовани макроструктуры слитков показывают, что в этом случае макроструктура по сечению неравномерна, а в центральной зоне слитка отмечаетс формирование осевой пористости. Относительное удлинение при температурах прокатки 420-280° С не превышает 82%, т.е. ниже, чем по предлагаемому способу. Таким образом, реализаци предлагаемого cnocofe позвол ет повысить качество крупногабаритных плоских слитков из алюминиевых сплавов при непрерывном литье в электромагнитный кристаллизатор. Освоение производства качественных крупногабаритных слитков обеспечивает соответствующее повьпиение мощностей прокатного производства, повьппение качества листовой продукции, повышение выхода годного при прокатке.
59009516