RU2395364C1 - Способ непрерывного литья цилиндрического слитка - Google Patents
Способ непрерывного литья цилиндрического слитка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395364C1 RU2395364C1 RU2008147587/02A RU2008147587A RU2395364C1 RU 2395364 C1 RU2395364 C1 RU 2395364C1 RU 2008147587/02 A RU2008147587/02 A RU 2008147587/02A RU 2008147587 A RU2008147587 A RU 2008147587A RU 2395364 C1 RU2395364 C1 RU 2395364C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingot
- magnetic field
- frequency
- casting
- crystallization
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 18
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Способ включает подачу жидкого металла из раздаточной воронки, кристаллизацию с формированием жидкой фазы слитка и вытягивание слитка. Кристаллизацию и вытягивание слитка осуществляют под воздействием электромагнитного поля. Слиток заданного диаметра формируют посредством одновременного изменения частоты и величины напряженности аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности по периметру слитка. Обеспечивается повышение эффективности процесса и качества слитка. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам непрерывного литья цилиндрических слитков в электромагнитном поле и интенсификации технологических процессов при формировании слитков.
Известен способ непрерывного литья металлов, в основу которого положена подача металла из распределительного насадка непосредственно в область действия электромагнитного поля индуктора и формирование слитка в электромагнитном поле индуктора (SU 1339959, 15.12.1994 г.).
Недостатком данного способа является сложность его реализации, низкая скорость затвердевания, наличие дополнительного устройства при дозировании расплава в рабочую зону кристаллизации.
Наиболее близким к предлагаемому способу является решение, в котором регулирование струи металла осуществляют путем изменения силы тока индуктора, под действием которого жидкий металл, находящийся в индукторе, формируется в слиток (RU 48836, 10.11.2005 г.).
Недостатком данного способа является повышенный расход энергии при литье слитков, неустойчивость процесса и низкая скорость литья, низкое качество слитка из-за наличия примесей окислов в слитке.
В основу изобретения положена задача управления скоростью литья слитка для интенсификации тепломассообменных процессов и повышения качества выплавляемого слитка.
Поставленная задача решается тем, что в способе непрерывного литья цилиндрического слитка, включающем подачу жидкого металла (например, алюминия) через литейную оснастку в кристаллизатор, кристаллизацию под воздействием электромагнитного поля и вытягивание слитка, согласно изобретению при кристаллизации под воздействием электромагнитного поля жидкую фазу слитка формируют посредством одновременного изменения величины аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности по периметру, расположенного в переходной области «жидкая-твердая фаза» столба слитка, и его частоты, а скорость вытягивания К слитка определяют из условия
K=h,H,Q/D,
где h - высота аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля,
Н≡1/f - величина, а f - частота аксиального цилиндрического
пульсирующего магнитного поля,
Q - интенсивность охлаждения слитка,
D - диаметр слитка.
На чертеже представлена схема, поясняющая осуществление заявляемого способа непрерывного литья цилиндрического слитка.
В раздаточной воронке 1 находится жидкий металл 2 (например, алюминий). Под раздаточной воронкой 1 размещен источник 3 аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности 4, ниже которого расположен источник охлаждения 5, под воздействием которого формируется верхний 6 уровень кристаллизации, средний 7 или нижний 8 уровень кристаллизации слитка 9.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом. На источник 3 высокочастотного пульсирующего магнитного поля 4 подается напряжение высокой частоты, под действием которого в источнике 3 протекает ток высокой частоты. Ток высокой частоты, протекая по источнику 3 высокочастотного пульсирующего магнитного поля 4, индуцирует магнитное поле Н, линии которого в области слитка расположены аксиально и равномерно по периметру и замыкаются вокруг источника 3 высокочастотного пульсирующего поля. Питание источника 3 высокочастотного пульсирующего магнитного поля напряжением с изменяемой частотой позволяет аксиальному цилиндрическому пульсирующему магнитному полю равномерной интенсивности по периметру источника 3 индуцировать в поверхностном слое слитка вихревые токи и электромагнитные силы, удерживающие жидкий металл во взвешенном состоянии. Высокая частота позволяет индуцировать вихревые токи только в поверхностном слое отливаемого слитка 9, что снижает тепловыделение в нем и повышает скорость охлаждения и вытягивания. Далее на источник охлаждения 5 подается охлаждающая жидкость, например вода, которая под давлением в виде воздушно-водяной смеси направляется в центр охлаждаемой области. Жидкий металл 2 из раздаточной воронки 1 поступает в область действия аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля Н равномерной интенсивности по периметру слитка источника 3 высокочастотного пульсирующего магнитного поля 4. Увеличением или уменьшением величины Н аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности по периметру слитка и его частоты f формируют слиток 9 заданного диаметра.
Частота аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности по периметру слитка является важным параметром для процесса литья, так как она влияет на устойчивость жидкой фазы слитка, формирование структуры слитка, потребляемую активную мощность при литье. С увеличением частоты магнитного поля жидкая фаза становится более устойчивой, ее неравномерность подавляется: на частоте 50 герц внешние возмущения (ослабление магнитного поля) могут приводить к временной потере устойчивого состояния жидкой фазы слитка и прорыву жидкого металла. При увеличении частоты, например, более 500 герц геометрия слитка приобретает более правильную форму и исключаются прорывы металла. При повышении частоты улучшается также однородность структуры слитка.
При литье и вытягивании слитка одного диаметра величина аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности по периметру слитка может меняться в широких пределах, что влияет на энергетические затраты, связанные с формированием слитка. Так, возрастание величины магнитного поля при формировании слитка на более низких частотах приводит к выравниванию энергетических затрат.
Поэтому силовое воздействие аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности по периметру, под действием которого формируется жидкая фаза слитка, в совокупности зависит от частоты поля и его величины.
Изменением высоты, величины аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности по периметру и его частоты, интенсивности охлаждения при помощи источника охлаждения 5 формируется переходная зона среднего 6 уровня кристаллизации, верхнего 7 уровня кристаллизации или нижнего 8 уровня кристаллизации слитка 9.
Например, для вытягивания (литья) слитка из алюминия диаметром D=15 мм параметры литья будут следующими: высота аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля h=20 миллиметров; интенсивность охлаждения Q=7 л/м; частота аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля f=60 кГц; величина аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля H=105 А/м. При таких параметрах скорость вытягивания слитка составит К=6 мм/с, а переходная область будет определена зоной среднего 6 уровня.
При снижении скорости вытягивания слитка 9 и интенсивном охлаждении, например Q=14 л/мин, при помощи источника охлаждения 5 уровень кристаллизации находится в верхней части кристаллизующегося слитка, образуя верхний 7 уровень кристаллизации. Однако скорость литья при этом несколько замедляется. При повышении скорости вытягивания слитка, например К-10-14 мм/с, область кристаллизации перемещается вниз, формируя нижний 8 уровень кристаллизации. Скорость литья при этом существенно повышается и возрастает вероятность прорывов металла. Наиболее прогрессивным литьем является литье со скоростью, при которой происходит формирование среднего 6 уровня кристаллизации в слитке 9. В этом случае наиболее полно обеспечивается охлаждение слитка и формирование устойчивой корочки.
Скорость вытягивания существенно влияет на качество слитка, а также на технико-экономические показатели процесса литья в целом. С увеличением скорости вытягивания растет скорость кристаллизации - один из основных параметров, определяющих качество слитка. Скорость вытягивания также оказывает наибольшее влияние на производительность процесса, определяемого как количество массы металла, отлитого в единицу времени. В производственных условиях стремятся к возможно более высоким скоростям вытягивания, что предопределяет высокую плотность слитка, равномерность его структуры, улучшенные механические свойства и т.д. Но ограничивающими факторами выступают возникающие термические напряжения в слитке и его возможное повреждение.
Изменяя величину и частоту пульсирующего магнитного поля, добиваются наибольшей эффективности процесса литья. Повышение качества слитка обеспечивается воздействием пульсирующего высокочастотного магнитного поля, в результате чего
- достигается мелкозернистая структура слитка;
- происходит очистка от примесей и включений;
- исключаются осевые ликвации и раковины.
Таким образом, для заявляемого способа можно указать ряд преимуществ перед известными, а именно
- уменьшается количество операций технологического процесса, состава оборудования;
- увеличивается производительность процесса получения слитка;
- возможен быстрый переход от литья слитка из одного сплава к литью из другого сплава;
- легкость управления процессом регулирования скорости литья.
Claims (1)
- Способ непрерывного литья цилиндрического слитка, включающий подачу жидкого металла через литейную оснастку, кристаллизацию с формированием жидкой фазы слитка под воздействием электромагнитного поля и вытягивание слитка, отличающийся тем, что кристаллизацию и вытягивание слитка осуществляют под воздействием электромагнитного поля посредством одновременного изменения частоты и величины напряженности аксиального цилиндрического пульсирующего магнитного поля равномерной интенсивности по периметру расположенного в переходной области «жидкая -твердая фаза» столба слитка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008147587/02A RU2395364C1 (ru) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Способ непрерывного литья цилиндрического слитка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008147587/02A RU2395364C1 (ru) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Способ непрерывного литья цилиндрического слитка |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008147587A RU2008147587A (ru) | 2010-06-10 |
| RU2395364C1 true RU2395364C1 (ru) | 2010-07-27 |
Family
ID=42681216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008147587/02A RU2395364C1 (ru) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | Способ непрерывного литья цилиндрического слитка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2395364C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477193C2 (ru) * | 2011-02-22 | 2013-03-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ получения слитка из сплавов цветных металлов |
| RU2745520C1 (ru) * | 2020-03-23 | 2021-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр магнитной гидродинамики" | Способ непрерывного литья слитка и плавильно-литейная установка для его осуществления |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1473700A3 (ru) * | 1984-09-19 | 1989-04-15 | Сежедюр Сосьете Де Трансформасьон Де Л.Алюминиюм Пешинэ (Фирма) | Способ регулировани уровн мениска металла в кристаллизаторе при непрерывном вертикальном литье заготовок |
| RU2055680C1 (ru) * | 1992-11-05 | 1996-03-10 | Акционерное общество "Белокалитвинское металлургическое производственное объединение" | Устройство для непрерывного литья слитков в электромагнитном поле |
| RU2248859C2 (ru) * | 2000-02-29 | 2005-03-27 | Ротелек | Оборудование для питания расплавленным металлом кристаллизатора для непрерывного литья и способ его использования |
| RU48836U1 (ru) * | 2005-05-26 | 2005-11-10 | Красноярский государственный технический университет (КГТУ) | Устройство для непрерывного литья слитков в электромагнитном поле |
| RU2338622C2 (ru) * | 2004-01-30 | 2008-11-20 | Анатолий Евгеньевич Волков | Способ и устройство дискового донного слива системы волкова |
-
2008
- 2008-12-02 RU RU2008147587/02A patent/RU2395364C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1473700A3 (ru) * | 1984-09-19 | 1989-04-15 | Сежедюр Сосьете Де Трансформасьон Де Л.Алюминиюм Пешинэ (Фирма) | Способ регулировани уровн мениска металла в кристаллизаторе при непрерывном вертикальном литье заготовок |
| RU2055680C1 (ru) * | 1992-11-05 | 1996-03-10 | Акционерное общество "Белокалитвинское металлургическое производственное объединение" | Устройство для непрерывного литья слитков в электромагнитном поле |
| RU2248859C2 (ru) * | 2000-02-29 | 2005-03-27 | Ротелек | Оборудование для питания расплавленным металлом кристаллизатора для непрерывного литья и способ его использования |
| RU2338622C2 (ru) * | 2004-01-30 | 2008-11-20 | Анатолий Евгеньевич Волков | Способ и устройство дискового донного слива системы волкова |
| RU48836U1 (ru) * | 2005-05-26 | 2005-11-10 | Красноярский государственный технический университет (КГТУ) | Устройство для непрерывного литья слитков в электромагнитном поле |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФОГЕЛЬ А.А. Индукционный метод удержания жидких металлов во взвешенном состоянии. - Л.: Машиностроение, 1979, с.15, рис.10, с.16, §3, рис.11, рис.17. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477193C2 (ru) * | 2011-02-22 | 2013-03-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ получения слитка из сплавов цветных металлов |
| EA020788B1 (ru) * | 2011-02-22 | 2015-01-30 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ получения слитка из сплавов цветных металлов |
| RU2745520C1 (ru) * | 2020-03-23 | 2021-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр магнитной гидродинамики" | Способ непрерывного литья слитка и плавильно-литейная установка для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008147587A (ru) | 2010-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110280746B (zh) | 一种单源高强超声辅助铸造大规格2xxx系铝合金圆锭的方法 | |
| RU2663661C2 (ru) | Способ и установка для изготовления длинных слитков большого диаметра | |
| CN102380588B (zh) | 中频感应定向凝固铸锭方法及其装置 | |
| CN104827007B (zh) | 大型均匀组织合金锭的连铸制备方法及磁控电渣连铸装置 | |
| EP2830793A1 (en) | Continuous casting equipment | |
| CN107214322B (zh) | 静磁场复合旋转磁场均质化大型铸锭凝固组织的方法及其装置 | |
| CN106623832A (zh) | 一种超大规格铝合金铸锭的制备装置及方法 | |
| KR101382785B1 (ko) | 초음파 인가를 이용한 강의 응고조직 제어방법 | |
| CN101733381A (zh) | 一种磁脉冲半连续铸造装置及铸造方法 | |
| RU2395364C1 (ru) | Способ непрерывного литья цилиндрического слитка | |
| CN108500238B (zh) | 一种基于电渣重熔双金属复合轧辊的生产方法 | |
| CN202945301U (zh) | 一种电渣重熔结晶器的冷却装置 | |
| CN106929699B (zh) | 一种大体积高合金化铝合金熔体处理装置及方法 | |
| JP7151247B2 (ja) | 薄スラブ連続鋳造の流動制御装置及び薄スラブの連続鋳造方法 | |
| RU2315681C2 (ru) | Способ непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков и устройство для его осуществления | |
| CN206253610U (zh) | 一种制备超大规格铝合金铸锭用熔体处理器 | |
| RU2441731C1 (ru) | Способ вторичного охлаждения металла при непрерывной разливке слитков квадратного и прямоугольного сечения | |
| CN114559002B (zh) | 一种旋转磁场二次流的控制方法 | |
| CN120734277A (zh) | 一种合金熔铸装置及应用该熔铸装置的镁合金熔铸方法 | |
| CN102218511A (zh) | 一种制备半固态合金浆料的装置及方法 | |
| CN116117083B (zh) | 一种大型模铸钢锭的凝固控制装置及方法 | |
| RU2349413C2 (ru) | Способ непрерывной разливки стали | |
| RU2492021C1 (ru) | Способ непрерывной разливки стали | |
| RU2446913C2 (ru) | Способ охлаждения металла при непрерывной разливке | |
| RU2419508C2 (ru) | Перемешивающее устройство |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131203 |