RU2784403C1

RU2784403C1 - Device for distribution of molten metal during casting

Info

Publication number: RU2784403C1
Application number: RU2022118684A
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Ильин; Игорь Владимирович Костин; Илья Андреевич Стромбской; Никита Евгеньевич Лащухин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2022-11-24

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy and can be used in the casting of non-ferrous metals. The device for distributing molten metal during casting contains a reservoir made of refractory material, having a bottom (1) with a flow divider (7) and walls (3, 4). An inlet (2) and at least two outlets (6) are made at the base of the tank. The outlet (6) is made in the form of a through gap between the side walls (3) and one of the end walls (4). The side walls (3) are made convex, each of which contains at least one outer protrusion (5).

EFFECT: improving the quality of flat ingots by reducing the turbulence of molten metal flows to create a laminar outflow of metal during the casting process.

9 cl, 12 dwg, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в операции разливки цветных металлов и сплавов, в частности, алюминия, алюминиевых сплавов, для получения слитков повышенного качества при изготовлении изделий пищевой, судостроительной, авиакосмической и автомобильной промышленности. The invention relates to the field of metallurgy and can be used in the operation of pouring non-ferrous metals and alloys, in particular aluminum, aluminum alloys, to obtain high quality ingots in the manufacture of products for the food, shipbuilding, aerospace and automotive industries.

Уровень техникиState of the art

Проблема повышения внутреннего качества полуфабрикатов в виде плоских слитков из металлов и алюминиевых сплавов остается актуальной. До сих пор в литейном производстве ведутся научные работы по поиску наиболее эффективных и малозатратных решений по распределению потоков расплава по литейной лунке слитка. Доказано, что если при получении литой заготовки удается сформировать внутреннюю мелкозернистую структуру, то при последующей деформационной обработке эта структура наследуется, тем самым повышаются характеристики деформируемых полуфабрикатов и снижается количество брака.The problem of improving the internal quality of semi-finished products in the form of flat ingots from metals and aluminum alloys remains relevant. Until now, scientific work is being carried out in the foundry to find the most effective and low-cost solutions for the distribution of melt flows over the casting hole of the ingot. It has been proven that if an internal fine-grained structure can be formed during the production of a cast billet, then this structure is inherited during subsequent deformation processing, thereby increasing the characteristics of deformable semi-finished products and reducing the amount of rejects.

На сегодняшний день, например, для подачи расплавленного алюминия в кристаллизаторы при полунепрерывном производстве крупногабаритных плоских слитков применяются гибкие мешки из стеклоткани. Они представляют собой форму прямоугольника в сечении с отверстиями по бокам широкой, либо узкой грани. Через открытые отверстия происходит истекание расплавленного алюминия в кристаллизатор. Внутри мешка установлена пористая сетка из стеклоткани «внутренний мешок» со стороной ячейки 1-5 мм. Стандартные распределители бывают двух видов: формованные и шитые. Два вида отличаются между собой жесткостью изделий. Первый вид позволяет лучше держать конструкцию распределителя. Но как правило оба вида являются довольно мягкими, гибкими. Их форма и размеры изменяются в процессе литья, точность их размеров трудно измерять и контролировать. Кроме того, плетеный характер материала стеклоткани влечет за собой торчащие кусочки ткани, либо их отрыв в продукцию. Попадающие частички ткани в продукции создают загрязнения и трудности при последующей переработке. При запуске литья зачастую происходит провисание и в некоторых случаях «примерзание» распределителя к поддону и отрыв донной части. Эти факторы образуют совокупность, представляющую собой ограничение надежности применения распределителей при литье и нестабильности процесса производства продукции. Today, for example, flexible fiberglass bags are used to supply molten aluminum to molds in the semi-continuous production of large-sized slabs. They represent the shape of a rectangle in cross section with holes on the sides of a wide or narrow face. Molten aluminum flows out through the open holes into the mold. Inside the bag there is a porous fiberglass mesh "inner bag" with a cell side of 1-5 mm. Standard distributors are of two types: molded and sewn. The two types differ in the rigidity of the products. The first type allows you to better hold the design of the distributor. But as a rule, both types are quite soft, flexible. Their shape and dimensions change during the casting process, and their dimensional accuracy is difficult to measure and control. In addition, the woven nature of the fiberglass material entails pieces of fabric sticking out or tearing off into the product. Cloth particles that get into products create pollution and difficulties in subsequent processing. When casting is started, sagging and in some cases “freezing” of the distributor to the pallet and separation of the bottom often occur. These factors form a combination, which is a limitation of the reliability of the use of distributors in casting and the instability of the production process.

Обычные распределители используются только один раз и затем они утилизируются. Стоимость производства стандартных распределителей относительно высока и соответственно это сказывается на повышение себестоимости производимой продукции. Кроме того, материал стандартных распределителей не обеспечивает должного стекания алюминия со стенок распределителей в конце литья. Зачастую для дополнительного стекания алюминия применяют в конструкции распределителя дополнительные отверстия. Это может приводить к нарушению направления потока расплава в лунке слитка. В свою очередь недостаточное стекание со стенок приводит к увеличению потерь алюминия, что сказывается на экономике процесса. Conventional distributors are used only once and then they are disposed of. The cost of production of standard distributors is relatively high and, accordingly, this affects the increase in the cost of production. In addition, the material of standard distributors does not ensure proper flow of aluminum from the walls of the distributors at the end of the casting. Often, for additional runoff of aluminum, additional holes are used in the design of the distributor. This can lead to a violation of the direction of the melt flow in the hole of the ingot. In turn, insufficient runoff from the walls leads to an increase in aluminum losses, which affects the economy of the process.

Известен распределитель (патент US № 5207974, B22D35/04, 10.03.1995 г), который содержит конструкцию «мешок в мешке», содержащую внутренний мешок из непроницаемой ткани и наружный мешок, имеющий выходные отверстия. Устройство подвешивают над формой, а жидкий металл заливают во внутренний мешок. Когда металл достигает верха внутреннего мешка, то он переливается в наружный мешок, и затем протекает через отверстия в форму. Мешок является гибким и подвержен перечисленным выше недостаткам.Known distributor (patent US No. 5207974, B22D35/04, 10.03.1995 g), which contains the design of "bag in a bag" containing an inner bag of impermeable fabric and an outer bag with outlets. The device is hung over the mold and the liquid metal is poured into the inner bag. When the metal reaches the top of the inner bag, it overflows into the outer bag and then flows through the holes into the mold. The bag is flexible and is subject to the disadvantages listed above.

Известны два разных распределительных устройства (патент US № 5871660, B22D41/50, опубл. 16.02.1999 г). Одно из них представляет гибкий мешок, который имеет присущие стандартным распределителям недостатки. Другое устройство содержит жесткое сопло, имеющее четыре выходных отверстия, которые наклонены для направления расплавленного металла к сторонам формы. Сопло является геометрически сложным и трудным, и дорогим в изготовлении. Two different switchgears are known (US patent No. 5871660, B22D41/50, publ. 16.02.1999). One of them is a flexible bag, which has the inherent disadvantages of standard distributors. Another device includes a rigid nozzle having four outlets that are angled to direct the molten metal towards the sides of the mold. The nozzle is geometrically complex and difficult and expensive to manufacture.

Известен разливочный стакан для подачи расплавленного металла в кристаллизатор непрерывной разливки металлических изделий и установка непрерывной разливки металлических изделий, оборудованная таким стаканом (патент RU № 2168391, B22D41/50, опубл. 10.06.2001 г.), содержащий выполненные из жесткого материала днище, имеющее входную зону, в которую при работе подают горячий металл, и стенку в основном прямоугольной формы, которая включает в себя первую и вторую продольные секции и первую и вторую поперечные секции, при этом в днище выполнено по крайней мере одно отверстие, а в первой и второй поперечных секциях выполнены соответственно первое и второе фронтальные отверстия. Known is a pouring cup for supplying molten metal to a mold for continuous casting of metal products and a continuous casting of metal products equipped with such a glass (patent RU No. 2168391, B22D41/50, publ. an inlet zone into which hot metal is fed during operation, and a wall of mainly rectangular shape, which includes first and second longitudinal sections and first and second transverse sections, while at least one hole is made in the bottom, and in the first and second the transverse sections are made respectively the first and second frontal holes.

Недостатком устройства является большая масса и хрупкость конструкции относительно термоформованных изделий.The disadvantage of the device is the large mass and fragility of the structure relative to thermoformed products.

Известно распределительное устройство для применения при разливке металла (патент RU № 2416487, B22D11/103, опубл. 20.04.2011 г.), содержащее выполненные из жесткого материала днище, имеющее входную зону, к которой при работе подают горячий металл, и стенку в основном прямоугольной формы, которая включает в себя первую и вторую продольные секции и первую и вторую поперечные секции, при этом в днище выполнено, по крайней мере, одно отверстие, а в первой и второй поперечных секциях выполнены соответственно первое и второе фронтальные отверстия, отличающийся тем, что он снабжен первой и второй отклоняющими пластинами, при этом первая отклоняющая пластина расположена между отверстием днища и первой продольной секцией стенки, а вторая отклоняющая пластина расположена между отверстием днища и второй продольной секцией стенки, при этом отклоняющие пластины расположены конусообразно с сужением в направлении поперечной секции стенки. Устройство содержит подвижные части, что существенно усложняет как изготовление распределителя, так и процесс использования, а при чистке распределителя возможны затруднения и возникновение неочищенных поверхностей, что влечет к попаданию в продукцию загрязнений.A switchgear for use in pouring metal is known (patent RU No. 2416487, B22D11/103, publ. rectangular shape, which includes the first and second longitudinal sections and the first and second transverse sections, while at least one hole is made in the bottom, and the first and second frontal holes are made in the first and second transverse sections, respectively, characterized in that that it is provided with first and second deflecting plates, wherein the first deflecting plate is located between the bottom opening and the first longitudinal section of the wall, and the second deflecting plate is located between the bottom opening and the second longitudinal section of the wall, while the deflecting plates are arranged conically with a narrowing in the direction of the transverse section walls. The device contains moving parts, which significantly complicates both the manufacture of the distributor and the process of use, and when cleaning the distributor, difficulties and the appearance of uncleaned surfaces are possible, which leads to contamination of the product.

Наиболее близким аналогом по совокупности признаков является распределительное устройство для использования при разливке металла (патент RU № 2220817, B22D37/00, опубл. 10.01.2004 г.). Согласно данному изобретению создано распределительное устройство для использования в операции разливки для направления потока расплавленного алюминия в форму, при этом распределительное устройство содержит жесткий, по существу чашеобразный резервуар из огнеупорного материала, имеющий нижний элемент и периферийную стенку, которая проходит вверх от нижнего элемента, при этом указанный резервуар имеет входное отверстие на своем верхнем конце и, по меньшей мере, одно выходное отверстие у своего основания, при этом устройство выполнено и расположено так, что при использовании расплавленный алюминий, заливаемый в распределительное устройство через входное отверстие, перенаправляется распределительным устройством и вытекает наружу в форму через, по меньшей мере, одно выходное отверстие. The closest analogue in terms of the set of features is a switchgear for use in pouring metal (patent RU No. 2220817, B22D37/00, publ. 10.01.2004). The present invention provides a distributor for use in a pouring operation to direct the flow of molten aluminum into a mould, the distributor comprising a rigid, essentially bowl-shaped reservoir of refractory material having a bottom member and a peripheral wall that extends upward from the bottom member, wherein said reservoir has an inlet at its upper end and at least one outlet at its base, the device being designed and positioned so that, in use, molten aluminum poured into the dispenser through the inlet is redirected by the dispenser and flows out into the mold through at least one outlet.

Недостатком технического решения является наличие только двух выходных отверстий с неизменной конфигурацией. Данная конструкция является жесткой по сравнению со стандартными распределителями, но не учитывает необходимость равномерного распределения температуры по сечению лунки слитка и снижению скорости потока расплава к стенкам слитка. The disadvantage of the technical solution is the presence of only two outlets with the same configuration. This design is rigid compared to standard distributors, but does not take into account the need for a uniform distribution of temperature over the cross section of the ingot hole and a decrease in the melt flow rate to the ingot walls.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Задачей является создание устройства для равномерного распределения потоков расплавленного металла по объему жидкой лунки кристаллизующегося слитка при литье. The task is to create a device for uniform distribution of molten metal flows over the volume of a liquid hole of a crystallizing ingot during casting.

Техническим результатом изобретения является повышение качества плоских слитков, а именно исключение макросегрегации по сечению слитка, а также исключению дефектов в виде плавающих кристаллов, которые могут кристаллизоваться на стандартно применяемых «мягких» распределителях из стеклоткани, за счет уменьшения турбулентности потоков расплавленного металла для создания ламинарного истечения металла в процессе литья.The technical result of the invention is to improve the quality of flat ingots, namely, the exclusion of macrosegregation over the cross section of the ingot, as well as the exclusion of defects in the form of floating crystals that can crystallize on standard "soft" fiberglass distributors, by reducing the turbulence of molten metal flows to create a laminar flow metal during the casting process.

Устройство позволяет направлять потоки расплавленного металла, поступающего в кристаллизатор, управлять распределением потоков и характером движения потоков, глубиной и геометрией лунки слитка. The device allows you to direct the flows of molten metal entering the mold, control the distribution of flows and the nature of the movement of flows, the depth and geometry of the hole in the ingot.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для распределения расплавленного металла при литье, содержащем резервуар из огнеупорного материала, имеющий днище (1) с рассекателем потока (7) и стенки (3, 4), при этом указанный резервуар имеет входное отверстие (2) и по меньшей мере два выходных отверстия (6) у своего основания, новым является то, что резервуар выполнен в виде геометрической конструкции, образующей объемное внутреннее пространство посредством двух торцевых стенок (4), днища (1) и двух выпуклых боковых стенок (3), каждая из которых содержит не менее одного наружного выступа (5), при этом выходное отверстие (6) выполнено в виде сквозного промежутка между боковыми стенками (3) и одной из торцевых стенок (4).The technical result is achieved due to the fact that in a device for distributing molten metal during casting, containing a tank made of refractory material, having a bottom (1) with a flow divider (7) and walls (3, 4), while said tank has an inlet ( 2) and at least two outlets (6) at its base, what is new is that the tank is made in the form of a geometric structure that forms a three-dimensional interior space by means of two end walls (4), a bottom (1) and two convex side walls ( 3), each of which contains at least one outer protrusion (5), while the outlet (6) is made in the form of a through gap between the side walls (3) and one of the end walls (4).

Дополняют изобретение частные случае его реализации, так днище (1) и торцевая стенка (4) в области выходного отверстия (6) соединены перемычками (8), выполненными монолитно с упомянутыми стенками (3) и (4). Выступы (5) выполнены предпочтительно v-образной формы со скруглением. Нижняя кромка выходных отверстий (6) и выступов (5) выполнены заподлицо с днищем (1). Рассекатель (7) выполнен в виде полусферического элемента, закрепленный в центральной части днища (1). Устройство содержит элемент крепления (9), выполненный с возможностью жесткого крепления устройства на литейной коробке.The invention is supplemented by special cases of its implementation, so the bottom (1) and the end wall (4) in the area of the outlet (6) are connected by jumpers (8) made in one piece with the mentioned walls (3) and (4). The protrusions (5) are preferably v-shaped with rounding. The lower edge of the outlet holes (6) and projections (5) are made flush with the bottom (1). The divider (7) is made in the form of a hemispherical element fixed in the central part of the bottom (1). The device contains a fastening element (9) made with the possibility of rigid fastening of the device on the casting box.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены:The invention is illustrated by drawings, which show:

Фиг. 1 – общий вид устройства для распределения расплавленного металла в проекции с двумя выступами.Fig. 1 is a general view of a device for distributing molten metal in projection with two protrusions.

Фиг. 2 – частичный разрез общего вида устройства в проекции с двумя выступами.Fig. 2 - partial section of the general view of the device in the projection with two protrusions.

Фиг. 3 – вид сбоку устройства с двумя выступами. Fig. 3 is a side view of the device with two protrusions.

Фиг. 4 – вид с торца устройства с двумя выступами.Fig. 4 is an end view of the device with two protrusions.

Фиг. 5 – разрез по линии В-В на фиг. 3. Fig. 5 is a section along the line B-B in Fig. 3.

Фиг. 6 – общий вид устройства для распределения расплавленного металла в проекции с одним выступом.Fig. 6 is a general view of the device for distributing molten metal in projection with one ledge.

Фиг. 7 – частичный разрез общего вида устройства в проекции с одним выступом.Fig. 7 - partial section of the general view of the device in the projection with one ledge.

Фиг. 8 – вид сбоку устройства с одним выступом. Fig. 8 is a side view of the device with a single protrusion.

Фиг. 9 – вид с торца устройства с одним выступом.Fig. 9 is an end view of the device with one ledge.

Фиг. 10 – разрез по линии В-В на фиг. 8.Fig. 10 is a section along the line B-B in Fig. eight.

Фиг. 11 – макроструктура слитка, отлитого с использование устройства. Fig. 11 - macrostructure of the ingot cast using the device.

Фиг. 12 – показан характер турбулентности потоков: а) с применением стандартной технологии и б) с использованием устройства для распределения.Fig. 12 - shows the nature of the turbulence of the flows: a) using standard technology and b) using a device for distribution.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Устройство для распределения расплавленного металла при литье содержит следующие конструктивные элементы:The device for distributing molten metal during casting contains the following structural elements:

1 – днище;1 - bottom;

2 – входное отверстие;2 - inlet;

3 – боковая стенка;3 - side wall;

4 – торцевая стенка;4 - end wall;

5 – выступ;5 - ledge;

6 – выходное отверстие;6 - outlet;

7 – рассекатель;7 - divider;

8 – перемычка;8 - jumper;

9 – элемент крепления.9 - fastening element.

Устройство для распределения расплавленного металла при литье представляет из себя резервуар из огнеупорного материала сложной геометрической конструкции, образующей объемное внутреннее пространство, и выполненное с днищем 1, двумя боковыми широкими стенками 3 и двумя торцевыми узкими стенками 4, проходящими вверх от днища 1, образуя входное отверстие 2 на верхнем конце устройства, и имеющий по меньшей мере два выходных отверстия 6 у своего основания. The device for distributing molten metal during casting is a reservoir of refractory material of complex geometric design, forming a three-dimensional internal space, and made with a bottom 1, two wide side walls 3 and two narrow end walls 4 extending upward from the bottom 1, forming an inlet 2 at the upper end of the device, and having at least two outlets 6 at its base.

Боковая стенка 3 выполнена выпуклой и содержит не менее одного наружного выступа 5, предпочтительно, v-образной формы со скруглением, за счет чего уменьшается турбулентность потоков расплавленного металла. Выходные отверстия 6 выполнены в виде сквозного промежутка между боковыми стенками 3 и одной из торцевых стенок 4, образуя участок для истекания расплавленного металла в кристаллизатор. Нижняя кромка выходных отверстий 6 и выступов 5 выполнены заподлицо с днищем 1.The side wall 3 is made convex and contains at least one outer protrusion 5, preferably v-shaped with rounding, thereby reducing the turbulence of the molten metal flows. The outlet holes 6 are made in the form of a through gap between the side walls 3 and one of the end walls 4, forming a section for the outflow of molten metal into the mold. The lower edge of the outlet holes 6 and the protrusions 5 are made flush with the bottom 1.

Днище 1 и торцевая стенка 4 в области выходного отверстия 6 могут быть соединены перемычками 8, выполненными монолитно с боковыми 3 и торцевыми 4 стенками, которые обеспечивают дополнительную жесткость конструкции.The bottom 1 and the end wall 4 in the region of the outlet 6 can be connected by jumpers 8, made in one piece with the side 3 and end 4 walls, which provide additional structural rigidity.

Днище 1 содержит рассекатель 7, закрепленный в центральной его части, являющийся по существу полусферическим, распределяющий поток заливаемого в устройство расплавленного металла равномерно по направлениям движения. Рассекатель 7 позволяет персоналу произвести центрирование устройства относительно втулки литейной коробки благодаря своей конфигурации, тем самым общая конфигурация устройства благоприятно сказывается на снижении гидростатического давления в направлении выходных отверстий 6 к стенкам слитка и кристаллизатора.The bottom 1 contains a divider 7 fixed in its central part, which is essentially hemispherical, distributing the flow of molten metal poured into the device evenly along the directions of movement. The divider 7 allows the personnel to center the device relative to the casting box sleeve due to its configuration, thereby the overall configuration of the device favorably affects the reduction of hydrostatic pressure in the direction of the outlet holes 6 to the walls of the ingot and mold.

Устройство содержит внутренний элемент (не показан), представляющий из себя внутреннюю сетку из ткани, выполненную из любого негорючего гибкого материала, например, из стекловолокна, имеющую размер ячейки от 4 до 8 мм, или представляющий из себя губку из огнеупорного материала, например, силикат кальция, оксид алюминия, выдерживающий температуру плавления металла.The device contains an internal element (not shown), which is an internal fabric mesh made of any non-combustible flexible material, for example, fiberglass, having a cell size of 4 to 8 mm, or a sponge made of a refractory material, for example, silicate calcium, aluminum oxide, which can withstand the temperature of the melting of the metal.

Внутренний элемент выполнен с возможностью размещения и фиксирования во внутрь резервуара, так что расплавленный металл, протекающий через устройство, проходит через него, способствуя уменьшению скорости потока расплавленного металла и препятствуя образованию бурления.The inner member is arranged to be positioned and fixed within the interior of the tank so that molten metal flowing through the device passes through it, helping to reduce the flow rate of the molten metal and preventing the formation of bubbling.

Устройство может быть закреплено жестко на литейной коробке с помощью элементов крепления 9, а также может быть предусмотрено подвесное крепление (не показано) для универсальности применения на различных типах литейных машин.The device can be fixed rigidly on the casting box by means of fasteners 9, and a hanging mount (not shown) can also be provided for universal application on various types of casting machines.

Устройство изготавливается из любого огнеупорного материала, который пригоден для продолжительного контакта с расплавленным металлом, в частности, алюминием, например, из керамики, магнезита, оксида алюминия, силиката кальция, за счет чего оно пригодно для многоразового использования, и дополнительно может быть покрыто материалом, не смачивающимся расплавленным металлом, например, нитрид бора, нитрид титана, волостенин, для устранения налипания.The device is made of any refractory material that is suitable for continuous contact with molten metal, in particular aluminum, for example, ceramic, magnesite, alumina, calcium silicate, due to which it is suitable for repeated use, and additionally can be covered with a material, non-wettable molten metal, such as boron nitride, titanium nitride, volostenin, to eliminate build-up.

Устройство может быть оснащено системой предварительного нагрева для предотвращения застывания металла при первом контакте с устройством.The device can be equipped with a pre-heating system to prevent the metal from solidifying on first contact with the device.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Расплавленный металл истекает из втулки литейной коробки через внутренний элемент (не показан) на рассекатель 7, который снижает скорость потока расплавленного металла. Одна часть замедленного потока расплавленного металла истекает из выходных отверстий 6, а другая часть замедленного потока расплавленного металла истекает к боковой стенки 3. Геометрия боковой стенки 3 с не менее одним наружным выступом 5 разработана таким образом, чтобы уменьшить турбулентные потоки расплавленного металла, которые после взаимодействия с боковой стенкой 3 теряют линейную и угловую скорость, образовывая спокойное истечение из выходных отверстий 6, при этом от количества выступов 5 зависит только характер уменьшения турбулентных потоков, предпочтительно использовать один или два выступа.The molten metal flows out of the mold box sleeve through an internal member (not shown) to a splitter 7 which reduces the flow rate of the molten metal. One part of the slow flow of molten metal flows out of the outlets 6, and the other part of the slow flow of molten metal flows towards the side wall 3. The geometry of the side wall 3 with at least one external ledge 5 is designed in such a way as to reduce turbulent flows of molten metal, which after interaction with the side wall 3 lose linear and angular velocity, forming a calm outflow from the outlet holes 6, while the number of protrusions 5 depends only on the nature of the reduction of turbulent flows, it is preferable to use one or two protrusions.

Истекающий поток расплавленного потока металла, сформированный устройством для распределения, поступает в кристаллизатор скольжения и формирует лунку плоского слитка таким образом, что не происходит интенсивного движения вдоль стенок лунки. Не происходит отрыва уже образованных дендритов от ветвей низших порядков и тем самым снижается вероятность образования дефекта «плавающие/свободные кристаллы». Вследствие уменьшения угловой скорости потока расплавленного металла не происходит вымывания легкоплавких компонентов сплава из междендритного пространства твердожидкой фазы, и как следствие, снижается вероятность образования таких дефектов, как веерная или елочная структуры.The outflow of the molten metal flow formed by the distribution device enters the slip mold and forms the slab ingot cavity in such a way that there is no heavy movement along the walls of the cavity. There is no detachment of already formed dendrites from the branches of lower orders, and thereby the probability of the formation of a “floating / free crystals” defect is reduced. Due to the decrease in the angular velocity of the molten metal flow, low-melting alloy components are not washed out from the interdendritic space of the solid-liquid phase, and as a result, the probability of the formation of such defects as a fan or fir-tree structure is reduced.

По завершению литья устройство для распределения очищается от остатков застывшего металла и повторно вовлекается в производство.Upon completion of the casting, the distribution device is cleaned of the remnants of the solidified metal and re-engaged in production.

Для подтверждения достигаемого технического результата с использованием устройства для распределения расплавленного металла при литье на фиг. 11 показана макроструктура слитка после травления на дефекты в 20% NaOH, где видно отсутствие макросегрегации по сечению слитка.To confirm the achieved technical result using a device for distributing molten metal during casting in Fig. 11 shows the macrostructure of the ingot after defect etching in 20% NaOH, showing the absence of macrosegregation across the cross section of the ingot.

Также в ходе апробации разработанного решения отлито 6 плоских слитков алюминиевого сплава 1070: 3 слитка с использованием термоформованного (стеклотканного) распределителя (аналог) и 3 слитка с использованием распределителя, представленного в настоящем техническом решении. Also, during the approbation of the developed solution, 6 flat ingots of aluminum alloy 1070 were cast: 3 ingots using a thermoformed (glass-woven) distributor (analogue) and 3 ingots using a distributor presented in this technical solution.

Все 6 слитков были отлиты в одинаковых режимах литья. В слитках, отлитых с применением термоформованных распределителей (аналог), обнаружен дефект «плавающие кристаллы». В слитках, отлитых с применением данного технического решения по распределителю, дефекты не обнаружены. Результаты представлены в таблице 1.All 6 ingots were cast in the same casting conditions. In ingots cast using thermoformed distributors (analogue), a defect "floating crystals" was found. No defects were found in the ingots cast using this technical solution for the distributor. The results are presented in table 1.

Таблица 1.Table 1.

№No. АналогAnalog Настоящее техническое решениеPresent technical solution температура запуска, ℃start temperature, ℃ температура при длине L300 мм, ℃temperature at length L300 mm, ℃ Зона обнаружения плавающих кристалловFloating Crystal Detection Zone температура запуска, ℃start temperature, ℃ температура при длине L300 мм, ℃temperature at length L300 mm, ℃ 1one 695695 693693 множественные multiple не обнаруженоnot detected 699699 690690 22 699699 703703 донникsweet clover не обнаруженоnot detected 700700 696696 33 700700 691691 донникsweet clover не обнаруженоnot detected 703703 694694

Таким образом, устройство для распределения расплавленного металла при литье позволяет равномерно распределить и уменьшить турбулентность потоков расплавленного металла, в частности, расплавленного алюминия и алюминиевых сплавов, в процессе, например, полунепрерывного литья или литья в кокиль, что в свою очередь уменьшает ликвационную неоднородность и вероятность разрушения формирующихся дендритов.Thus, a device for distributing molten metal during casting makes it possible to evenly distribute and reduce the turbulence of molten metal flows, in particular, molten aluminum and aluminum alloys, in the process, for example, semi-continuous casting or die casting, which in turn reduces segregation heterogeneity and the likelihood destruction of emerging dendrites.

Потоки распределяются равномерно и благодаря этому температура, а также характер течения расплавленного металла приобретают вид ламинарного нисходящего по скорости к кристаллизующимся граням слитка.The flows are distributed evenly and due to this, the temperature, as well as the nature of the flow of the molten metal, take the form of a laminar descending in speed towards the crystallizing faces of the ingot.

Приведенные на фиг. 1–10 примеры конкретного выполнения устройства не является единственно возможными. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы формулы изобретения. Shown in FIG. 1-10 examples of a specific implementation of the device is not the only possible one. Various modifications and improvements are allowed without departing from the scope of the claims.

Claims

1. A device for distributing molten metal during casting, containing a tank made of refractory material, having a bottom (1) with a flow divider (7) and walls (3, 4), while this tank has an inlet (2) and at least two outlet holes (6) at its base, characterized in that the tank is made in the form of a geometric structure that forms a three-dimensional interior space by means of two end walls (4), a bottom (1) and two convex side walls (3), each of which contains not less than one outer protrusion (5), while the outlet (6) is made in the form of a through gap between the side walls (3) and one of the end walls (4).

2. The device according to claim 1, characterized in that the bottom (1) and the end wall (4) in the area of the outlet (6) are connected by jumpers (8) made integrally with the mentioned walls (3) and (4).

3. Device according to claim. 1, characterized in that each side wall (3) contains two external protrusions (5).

4. The device according to claim. 1, characterized in that each side wall (3) contains one outer ledge (5).

5. Device according to claim 1, characterized in that the protrusions (5) are preferably v-shaped with rounding.

6. The device according to claim. 1, characterized in that the lower edge of the outlet holes (6) and projections (5) are made flush with the bottom (1).

7. The device according to claim. 1, characterized in that the divider (7) is made in the form of a hemispherical element.

8. Device according to claim 1, characterized in that the flow divider (7) is fixed in the central part of the bottom (1).

9. Device according to claim. 1, characterized in that it contains a fastening element (9) made with the possibility of rigid fastening of the device on the casting box.