Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Закономерности процессов непрерывной разливки цветных металлов и сплавов

Форма лунки

 

Можно представить четыре основных способа отвода тепла от слитка при непрерывной разливке, которые и определяют форму лунки (рис. 44).

  1. Процесс с отводом всего тепла вниз —осевая кристаллизация — (рис. 44, а). В этом случае скорость кристаллизации по диаметру слитка будет постоянной и равной скорости вытягивания слитка. Форма поверхности кристаллизации—лунки—будет плоской. Свойства слитка в разных точках по диаметру одинаковы^ Сегрегация как по высоте слитка, так и по диаметру отсутствует. Термические напряжения имеются только от разности температур металла по высоте. Напряжений между центром и поверхностью слитка нет. Этот идеальный процесс разливки практически неосуществим.
  1. Процесс с отводом тепла подачей воды на слиток (рис. 44, б). При таком процессе короткий кристаллизатор служит только для образования корочки слитка, предохраняющей жидкий металл от вытекания; основное количество тепла отводится охлаждением выходящего слитка водой. Таким образом, при определенных услот виях может преобладать осевая кристаллизация слитка, которая дает сфероидальную форму лунки. Благодаря высокой скорости кристаллизации и уменьшению влияния воздушного зазора можно получить в центре более высокие механические свойства, чем на периферии. Практически этот процесс осуществляется фирмой Ферейнигте Лейхтметаллверке в Германии, в процессе Алкоа — в США и т. п., в основном для разливки алюминия и его сплавов.
  2. Процесс с отводом тепла только через стенку кристаллизатора. При таком отводе тепла лунка будет иметь форму конуса, вершина которого находится в центре слитка (рис. 44, в). Глубина лунки зависит от скорости вытягийания слитка. При таком способе отвода тепла наблюдается ликвация по диаметру и усадочная пористость по оси слитка. Практически этот процесс осуществляется

в машине Юнганса при разливке в высокий кристаллизатор без охлаждения (сухая разливка). Указанные дефекты слитка увеличиваются с увеличением скорости разливки.

  1. Процесс с отводом тепла через стенку кристаллизатора и подачей воды на поверхность выходящего слитка (рис. 44, г). Такой способ отвода тепла дает форму лунки также в виде конуса, но при одной и той же скорости вытягивания лунка будет мельче, чем в предыдущем случае, а кристаллизация протекает в двух направлениях: от стенки изложницы —радиальная, снизу слитка-— осевая. Благодаря этому уменьшается ликвация и осевая усадочная пористость, что обеспечивает относительную равномерность свойств по сечению слитка. Практически этот процесс осуществляется в машине Юнганса при разливке в высокий кристаллизатор с охлаждением водой выходящего слитка.

Из рассмотрения указанных процессов можно установить, что форма лунки зависит от свойств отливаемого металла или сплава, от скорости отвода тепла кристаллизатором и слитком и от скорости вытягивания слитка. В общем случае поверхность лунки имеет •форму конуса, но чем больше отношение осевой скорости кристаллизации к радиальной, тем более пологой будет поверхность лунки.

Таким образом, направление теплового потока является решающим фактором не только для образования структуры, но также и для сегрегации слитка. Поэтому теплоотводом необходимо управлять таким образом, чтобы наибольшая часть тепла удалялась в осевом направлении через уже застывший металл, в то время как отвод тепла в радиальном направлении должен быть сведен к минимуму. При этом форма лунки должна приближаться к горизонтальной плоскости (см. рис. 17, в), а не образовывать конусы (см. рис. 17, а).

Разливка в короткий кристаллизатор с непосредственным охлаждением водой выходящего слитка, способствуя улучшению структуры вследствие увеличения скорости кристаллизации, имеет и серьезные недостатки —возникновение высоких усадочных напряжений, вызывающих в некоторых сплавах образование трещин {рис. 45, а). Устранение трещин в таких сплавах возможно в том случае, если затвердевание слитка заканчивается в кристаллизаторе перед поступлением его в зону вторичного охлаждения (рис. 45, б) или в случае, если охлаждение слитка водой осуществляется не сразу после выхода из кристаллизатора, а несколько ниже (рис. 45, в).

Для некоторых сплавов можно использовать относительно длинную изложницу без вторичного охлаждения водой выходящего слитка (рис. 45, г) или с регулируемой подачей охлаждающей воды на слиток (рис. 45, в).

Таким образом, в процессе непрерывной разливки слиток не всегда охлаждается в кристаллизаторе до конечной температуры, а отлитая часть его по выходе из кристаллизатора остается с еще незатвердевшей жидкой сердцевиной, на дальнейшее затвердева

ние которой решающее влияние оказывает применяемый метод охлаждения слитка ниже кристаллизатора. Интенсивность этого

охлаждения может регулироваться в каждый момент процесса затвердевания, как это видно на рис. 44 и 45. При обычной же разливке слитков интенсивность охлаждения определяется изложницей, металлом и его начальной температурой, которые не могут быть регулируемы.

 

 

 

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность