RU2422238C1

RU2422238C1 - Method of casting flat and cylindrical ingots from aluminium and its alloys

Info

Publication number: RU2422238C1
Application number: RU2009143700/02A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Прокопьевич Коробейников (RU); Анатолий Прокопьевич Коробейников; Ирина Николаевна Филинберг (RU); Ирина Николаевна Филинберг; Александр Николаевич Филин (RU); Александр Николаевич Филин
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2011-06-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to nonferrous metallurgy. Proposed method comprises charging melt into crystalliser and cooling ingot. Melt is fed via two strands at a time along crystalliser periphery and ingot center is cooled down. Dry ice or liquid nitrogen is used as a coolant.

EFFECT: higher quality of ingots.

1 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к литью слитков из алюминия и его сплавов.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the casting of ingots of aluminum and its alloys.

Известен способ литья слитков в формы металлические или опоки земляные, заключающийся в том, что внутренняя поверхность формы покрывается антипригарным материалом, после чего в форму заливается расплав (см. Плавка и литье алюминиевых сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1983, с.152-159). Кристаллизация расплава начинается от стенок формы и движется к центру формы. В результате усадки образуется раковина в центре слитка. При охлаждении слитка происходит усадка металла и на поверхности слитков образуются трещины. Недостаток этого способа заключается в образовании раковин и трещин в слитке.A known method of casting ingots into metal molds or earth molds is that the inner surface of the mold is coated with non-stick material, after which the melt is poured into the mold (see Melting and casting of aluminum alloys. Reference book. M: Metallurgy, 1983, p. 152) -159). Crystallization of the melt begins from the walls of the mold and moves toward the center of the mold. As a result of shrinkage, a shell forms in the center of the ingot. When the ingot is cooled, metal shrinks and cracks form on the surface of the ingots. The disadvantage of this method is the formation of shells and cracks in the ingot.

Наиболее близким к предлагаемому является способ литья плоских и цилиндрических слитков из алюминия или алюминиевых сплавов на литейной машине (см. Плавка и литье алюминиевых сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1983, с.159-171). Схема установки (чертеж) содержит поддон 1, кристаллизатор - 2, миксер - 3, ручьи для заливки металла в формы - 4. Способ литья заключается в следующем. Кристаллизатор закреплен на литейной машине неподвижно. Снизу под кристаллизатор подводится поддон. В кристаллизатор из миксера (или ковша) заливается металл. Происходит кристаллизация металла. Поддон со слитком с равномерной скоростью опускается вниз. Одновременно в кристаллизатор непрерывно с постоянной скоростью заливается металл в центр формы и далее металл растекается в кристаллизатор. Первоначально начинается кристаллизация металла у стенок кристаллизатора и фронт кристаллизации движется к центру слитка. Стенки слитка охлаждаются, и в результате чего происходит усадка слитка с образованием трещин по всей поверхности слитка. Слитки с трещинами бракуются и для прокатки не годны.Closest to the proposed is a method of casting flat and cylindrical ingots of aluminum or aluminum alloys on a casting machine (see. Smelting and casting of aluminum alloys. Reference. M .: Metallurgy, 1983, p. 159-171). The installation diagram (drawing) contains a pallet 1, a mold - 2, a mixer - 3, streams for pouring metal into molds - 4. The casting method is as follows. The mold is fixed to the casting machine motionless. Bottom under the mold is a pallet. Metal is poured into the mold from the mixer (or bucket). Crystallization of the metal occurs. The tray with an ingot at a uniform speed goes down. At the same time, the metal is continuously poured into the mold into the mold center continuously at a constant speed, and then the metal flows into the mold. Initially, crystallization of the metal begins at the walls of the mold and the crystallization front moves toward the center of the ingot. The walls of the ingot are cooled, and as a result, the ingot shrinks with the formation of cracks over the entire surface of the ingot. Cracked ingots are rejected and are not suitable for rolling.

Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении качества слитка путем исключения трещин и раковин в теле слитка.The objective of the invention is to improve the quality of the ingot by eliminating cracks and shells in the body of the ingot.

Технический результат, полученный при осуществлении изобретения, заключается в повышении качества слитка.The technical result obtained by carrying out the invention is to improve the quality of the ingot.

Для достижения изобретением технического результата предлагается способ литья плоских и цилиндрических слитков из алюминия и его сплавов, включающий заливку расплава в кристаллизатор и охлаждение слитка, в котором расплав подают одновременно через два ручья в кристаллизатор по его периферии, охлаждение производят путем подачи хладагента в центр слитка, при этом в качестве хладагента используют твердую углекислоту или жидкий азот.To achieve the technical result, the invention proposes a method for casting flat and cylindrical ingots of aluminum and its alloys, including pouring the melt into the mold and cooling the ingot, in which the melt is fed simultaneously through two streams to the mold along its periphery, cooling is performed by supplying refrigerant to the center of the ingot, however, solid carbon dioxide or liquid nitrogen is used as the refrigerant.

С целью повышения качества слитков (исключения трещин в слитках) предлагается новый способ литья слитков. В этом случае в центре слитка в кристаллизаторе будет поддерживаться наиболее низкая температура. Металл кристаллизуется в центре слитка. Фронт кристаллизации движется от центра к периферии. При этом исключается образование усадочной раковины в центре слитка и на боковых поверхностях слитка отсутствуют трещины.In order to improve the quality of the ingots (excluding cracks in the ingots), a new method for casting ingots is proposed. In this case, the lowest temperature will be maintained at the center of the ingot in the mold. The metal crystallizes in the center of the ingot. The crystallization front moves from the center to the periphery. This eliminates the formation of a shrink shell in the center of the ingot and there are no cracks on the side surfaces of the ingot.

Пример.Example.

Опыт 1.Experience 1.

В лабораторных условиях выполнены исследования по кристаллизации алюминиевого слитка. Для этого изготовили кристаллизатор с внутренним диаметром 90 мм. Внутреннюю поверхность кристаллизатора покрыли антипригарной массой. В кристаллизатор залили расплавленный алюминий одновременно через два ручья. В центральную часть через металлическую трубку подали жидкий азот и визуально наблюдали кристаллизацию слитка сверху. Фронт кристаллизации металла продвигался из центра к периферии. Охлажденный слиток подвергли обследованию с применением лупы с десятикратным увеличением. На поверхности слитка и на боковых стенках трещин и раковин в слитке не обнаружено.In laboratory conditions, studies were carried out on the crystallization of an aluminum ingot. For this, a mold was made with an internal diameter of 90 mm. The inner surface of the mold was coated with a non-stick mass. Molten aluminum was poured into the mold simultaneously through two streams. Liquid nitrogen was fed into the central part through a metal tube and the crystallization of the ingot from above was visually observed. The crystallization front of the metal advanced from the center to the periphery. The cooled ingot was examined using a magnifier with a tenfold magnification. On the surface of the ingot and on the side walls of cracks and shells in the ingot was not found.

Опыт 2.Experience 2.

Аналогично опыту 1 внутренние поверхности кристаллизатора покрыли антипригарной массой, что облегчало извлечение слитков из кристаллизатора. В кристаллизатор залили одновременно через два ручья расплавленный алюминий. В центральную часть через металлическую трубку подали кусочки сухого льда, представляющего собой белую твердую массу с температурой ниже минус 71°С. По мере нагрева сухой лед превращался в углекислый газ и испарялся. Охлажденный слиток подвергли обследованию с применением лупы с десятикратным увеличением. На поверхности слитка и на боковых стенках трещин и раковин в слитке не обнаружено. Слиток, пригодный для дальнейшей металлообработки, в частности для прокатки листа.Similarly to experiment 1, the inner surfaces of the mold were coated with a non-stick mass, which facilitated the extraction of ingots from the mold. Molten aluminum was poured simultaneously through two streams into the mold. Pieces of dry ice, which is a white solid mass with a temperature below minus 71 ° C, were fed into the central part through a metal tube. As it was heated, dry ice turned into carbon dioxide and evaporated. The cooled ingot was examined using a magnifier with a tenfold magnification. On the surface of the ingot and on the side walls of cracks and shells in the ingot was not found. An ingot suitable for further metal working, in particular for sheet rolling.

Из результатов исследований следует, что предлагаемый способ позволяет получить качественные слитки без трещин и раковин.From the research results it follows that the proposed method allows to obtain high-quality ingots without cracks and shells.

Claims

A method of casting flat and cylindrical ingots of aluminum and its alloys, comprising pouring the melt into the mold and cooling the ingot, characterized in that the melt is fed simultaneously through two streams to the mold along its periphery and the refrigerant is fed to the center of the ingot, while dry as a refrigerant carbon dioxide or liquid nitrogen.