SU874759A1

SU874759A1 - Method of spent billet remelting

Info

Publication number: SU874759A1
Application number: SU792825804A
Authority: SU
Inventors: Юрий Вадимович Латаш; Иван Васильевич Шейко; Георгий Михайлович Григоренко; Юрий Денисович Яворский; Анатолий Андреевич Кочетов; Виталий Михайлович Баглай; Геннадий Андреевич Высоцкий
Original assignee: Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им. Е.О.Патона Ан Усср
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1981-10-23

Description

(54) СПОСОБ ПЕРЕПЛАВА РАСХОДУЕМОЙ ЗАГОТОВКИ(54) METHOD OF OVERFLOWING EXPENDED BILLETS

1one

I Изобретение относитс к области специальной электрометаллургии и . может быть использовано :1л производства высококачественных слитков из алюминиевых сплавов, титана и сплавов с широким интервалом кристаллизации .I The invention relates to the field of special electrometallurgy and. can be used: 1l production of high-quality ingots from aluminum alloys, titanium and alloys with a wide crystallization interval.

В современной электрометаллургии широкое применение дл выплавки, высококачественных металлов и сплавов получила индукционна плавка в открытых и вакуумных печах fll . In modern electrometallurgy, induction melting in open and vacuum fll furnaces has received wide application for smelting high-quality metals and alloys.

Однако серьезным недостатком метода плавки вл етс наличие контакта жидкого металла со стенкой тигл из огнеупорного материала, который приводит к загр знению металла вредными примес ми.However, a serious disadvantage of the smelting method is the contact of the liquid metal with the crucible wall of refractory material, which leads to contamination of the metal with harmful impurities.

Кроме того формирование слитка происходит в изложнице, что приводит к развитию осевой пористости и образованию усадочной раковины в слитке и значительно снижает качество и выход годного металла.In addition, the ingot formation occurs in the mold, which leads to the development of axial porosity and the formation of a shrinkage shell in the ingot and significantly reduces the quality and yield of suitable metal.

Известен также метод индукционной плавки в секционном охлаждаемом тигле , заключающийс в том, что вместо тигл из огнеупорного материала используютс охлаждаемый тигель иэ меди, выполненный из отдельных секций , что делает его прозрачным дл электромагнитного пол , создаваемого индуктором Г2.Also known is the method of induction melting in a sectioned crucible, consisting in the fact that instead of crucibles made of refractory material, a cooled crucible of copper, made of separate sections, is used, which makes it transparent for the electromagnetic field produced by the inductor G2.

При индукционной плавке в секционном охлаждаемом тигле нет контакта жидкого металла с огнеупорными мате- . риалами. Поэтому выплавленный металл менее загр знен. Однако дл получени слитков.жидкий металл сливают в из10 ложницы. Полученные таким „образом слитки имеют все недостатки, характерные дл обычных методов лить .During induction melting in a sectioned cooled crucible there is no contact of the liquid metal with the refractory mat-. riyals. Therefore, the smelted metal is less polluted. However, to produce ingots. The liquid metal is drained into 10 of the spoons. The ingots obtained in this way have all the drawbacks that are characteristic of ordinary casting methods.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту кThe closest in technical essence and the achieved effect to

15 изобретению вл етс способ переплава расходуемой заготовки, включающей наведение и,нагрев ванны жидкого металла в электромагнитном поле индуктора и формирование слитка в секционном охлаждаемом кристаллизаторе.15 of the invention is a method of remelting a consumable preform, which includes pointing and heating a bath of liquid metal in an electromagnetic field of an inductor and forming an ingot in a sectioned cooled crystallizer.

Этот метод индукционного пёрепла .ва не требует разливки металла в изложницы и позвол ет выплавл ть слитки с хорошим качеством поверхности, исключить образование трещин в слитке , а также предотвращает образование усадочной раковины в головной части слитка. Все это, позвол ет повысить технико-экономические показатели индукционного переплава и увеличить выход годного ме-галла з. Однако как показал опыт индукцион ного переплава расходуемых металлических заготовок, недостатком указан ного метода вл етс сравнительно низкое использование энергии электро магнитного пол , создаваемого индуктором , который размещен снаружи секционного кристаллизатора. В процессе переплава нижний конец расходуемой металлической заготовки ввод т в верхнюю область электромагнитного пол интуктора, а нижн область пол индуктора обеспечивает обогрев металлической ванны. При это расходуема заготовка не касаетс ванны жидкого металла и поэтому заготовке иванне раздельно происходит вьщеление тепловой энергии Значительна дол тепловой энергий, котора выдел етс в заготовке и ванне тер етс излучением и за счет конвек ции,, поскольку обща излучающа поверхность заготовки и ванны больша Цель изобретени - интенсификаци плавлени расходуемой заготовки управление перегревом ванны жидкого металла и повышение качества металла . Поставленна цель достигаетс тем что в известном способе, включакедем наведение и нагрев ванны жидкого металла в электромагнитном поле индуктора и формирование слитка в секционном охлаждаемом кристаллизаторе что плавление расходуемой металлической заготовки осуществл ют путем погружени ее нижнего конца в металлическую ванну на глубину 0,1-2,0 диаметра заготовки и по мере ее плавлени перемещают по направлению к ванне жидкого металла, при этом скорость перемещени устанавливают из соотношени : . пл. 5ог сл где Vijgj. - скорость перемещени расхбдуемой заготовки, мм/мин HiAsar линейна скорость плавлени заготовки, мм/минJ УСД. - линейна скорость наплавле ни слитка, мм/мин. Сущность способа переплава расход емой заготовки заключаетс в следующем . Секционный охлаждаемый кристалли затор закрывают снизу охлаждаемым поддоном и устанавливают индуктор, размещенный снаружи кристаллизатора в нижнем крайнем положении. Расходу емую металлическую заготовку завод в кристаллизатор и устанавливают та ким образом, чтобы нижний торец рас ходуемой заготовки находитс в плос кости нижнего витка индуктора. От высокочастотного источника электрического тока подают питание на индуктор и начинают нагревать ра ходуемую заготовку. После прогрева заготовки она начинает плавитьс и жидкий металл поступает на поддон, где формируетс ванна жидкого металла . В образовавшуюс металлическую ванну погружают нижний конец расходуемой заготовки на глубину 0,1-2,0 диаметра заготовки и включают привод перемещени индуктора. Погруженный в металлическую ванну конец расходуемой заготовки плавитс за счет тепла , выдел емого в нем при взаимодействии с электромагнитным полем индуктора и теплопередачи от ванны жидкого металла. По мере оплавлени расходуемой заготовки ее подают в направлении ванны жидкого металла, при этом скорость подйчи заготовки устанавливают .равной УЗОГ. - л.ъаг. сл. Скорость наплавлени слитка соответствует скорости движени индуктора относительно кристаллизатора. После полного расплавлени расходуемой заготовки перемещени индуктора останавливают и постепенно уменьша подводимую к индуктору мощность добиваютс выведение усадочной раковийы . Пример. Опробован способ переплава расходуемой металлической заготовки йа установке с секционным кристаллизатором 0 200 мм. Установка питаетс от двух машинйых высокочастотных генераторов мощностью 100 КВт. Частота тока, питающего индуктор установки, составл ет 8000 Гц. В качестве расходуемых заготовок в опытных Плавках использовали цилиндрические слИтки диаметром ISOISO мм И длиной до 1000 мм из силумина , содержащего-«40% кремни . Выбор силумина дл опытных плавок обусловлен тем, что этот материал имеет высокую электропроводность. И другой фактор, который учитывалс при выборе материала дл переплава - его теплопроводность. Теплопроводность силумина также высока. Опытные плавки проводили следую- щим образом. Секционный кристаллизатор закры|Вали водоохлаждаемыМ медным поддоном и через открытую верхнюю горловину в кристаллизатор помещали расходуемую заготовку. Заготовку закрепл ли на штоке на рассто нии 20-50 мм от прддона. Индуктор устанавливали в крайнее нижнее положение. При этом рассто ние от индуктора до поддона не превышало 30 мм. На индуктор подавали питание от высокочастотных генераторов и начинали плавку. Суммарна мощность на индукторе составл ла 150 кВт. Врем от момента включени питани на индуктор до полного сформировани ванны жидкого металла составл ло отThis method of induction duster does not require pouring metal into molds and allows you to melt ingots with good surface quality, eliminate the formation of cracks in the ingot, and also prevents the formation of a shrinkage shell at the head of the ingot. All this makes it possible to increase the technical and economic indices of induction remelting and increase the yield of useful metal. However, as the experience of induction remelting of consumable metal blanks has shown, the disadvantage of this method is the relatively low use of the energy of the electromagnetic field created by the inductor, which is placed outside the sectional crystallizer. During the remelting process, the lower end of the consumable metal billet is introduced into the upper region of the electromagnetic field of the intuctor, and the lower region of the inductor floor provides heating of the metal bath. In this consumable billet does not touch the bath of liquid metal and therefore heat energy is separated separately in the billet. A significant portion of the thermal energy that is released in the billet and bath is lost by radiation and by convection, since the total radiating surface of the billet and bath is large. - intensification of melting of consumable billet; control overheating of the bath of liquid metal and improvement of metal quality. The goal is achieved by the fact that in a known method, including guiding and heating a bath of liquid metal in the electromagnetic field of an inductor and forming an ingot in a sectioned cooled crystallizer, that the melting of a consumable metal blank is carried out by immersing its lower end in a metal bath to a depth of 0.1-2 0, the diameter of the workpiece and as it melts, is moved towards the bath of liquid metal, and the speed of movement is determined from the ratio:. square 5th where Vijgj. - movement speed of the consumable workpiece, mm / min. HiAsar linear melting rate of the workpiece, mm / min. - linear velocity of the deposited ingot, mm / min. The essence of the method of remelting consumable billet is as follows. The sectioned cooled crystal mash is closed from below with a cooled pallet and an inductor is installed, placed outside the crystallizer in the lower extreme position. The consumed metal billet plant in the mold and set so that the lower end of the consumable billet is in the plane of the lower coil of the inductor. From a high-frequency source of electric current, they supply power to the inductor and begin to heat the consumed workpiece. After the preform is heated, it begins to melt and the liquid metal enters the pallet, where a bath of liquid metal is formed. The bottom end of the consumable billet is immersed into the formed metal bath to a depth of 0.1-2.0 of the diameter of the billet and the actuator is actuated to move. Immersed in a metal bath, the end of the consumable preform melts due to the heat generated in it when interacting with the inductor electromagnetic field and heat transfer from the bath of liquid metal. As the consumable preform is melted, it is fed in the direction of the bath of liquid metal, while the speed of the sub-set of the preform is set to equal UZOG. - l.ag. next The ingot deposition rate corresponds to the speed of the inductor relative to the mold. After the consumable billet is completely melted, the movement of the inductor is stopped and gradually reducing the power supplied to the inductor, shrinkage is achieved. Example. A method of remelting a consumable metal billet was tested with the installation of a sectional mold 0 200 mm. The plant is powered by two 100 kW kilowatt high frequency generators. The frequency of the current feeding the installation inductor is 8000 Hz. Cylindrical layers with a diameter of ISOISO mm and a length of up to 1000 mm from silumin containing - “40% silicon” were used as consumable blanks in the experimental Melts. The choice of silumin for experienced melts is due to the fact that this material has a high electrical conductivity. And another factor that was taken into account when choosing a material for remelting is its thermal conductivity. The thermal conductivity of silumin is also high. Experimental melts were carried out as follows. The section mold is closed with a water-cooled copper pan and the consumable billet is placed into the mold through the open upper neck. The billet was fixed on the rod at a distance of 20-50 mm from the prddon. The inductor was set to the lowest position. The distance from the inductor to the pallet did not exceed 30 mm. The inductor was supplied with power from high-frequency generators and started melting. The total power at the inductor was 150 kW. The time from the moment the power was turned on to the inductor to complete the formation of a bath of liquid metal ranged from

Claims

Claim

A method of remelting a sacrificial workpiece, including pointing and heating a bath of liquid metal in an electromagnetic field of an inductor and forming an ingot in a sectional cooled mold, characterized in that, in order to intensify the melting of a consumable metal workpiece, control overheating of a bath of liquid metal and improve the quality of the metal, melting the consumable metal preforms are carried out by immersing its lower end in a metal bath to a depth of 0.1-2.0 of the diameter of the preform and as it melts schayut towards the liquid metal bath, wherein the moving speed set by the relation ^v aar. ^{= v} nA.®ar. “ ^v ca. >

where V ^ _ar is the speed of movement of the consumed workpiece, mm / min>.

^v nA.% ar “linear melting rate of the consumed workpiece, mm / min;

V _t ^ - linear ingot deposition rate, mm / min.