Файл: Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов..pdf

оказался режим с суммарным временем вытягивания н остановки, равным 15 с, а не 20 с.

Особенно важно соблюдать цикл вытягивания при литье полых заготовок, так как большая длительность цикла приводит к оковыванию и обрыву дорна вследст­ вие термической усадки отливки. Поэтому в основу тех­ нологического процесса при литье полых заготовок диа-

89

13—25 с. При литье сплошных заготовок длительность цикла не играет столь существенной роли.

В результате отработки технологии литья установле­ ны режимы вытягивания для сплошных и полых заго­ товок, приведенные в табл. 5 и 6.

Режим охлаждения заготовки

Из данных табл. 4 видно, что наряду с режимом вы­ тягивания на стабильность процесса влияет режим ох­ лаждения кристаллизатора или скорость протекания во­ ды в нем. Сравнивания второй вариант литья сплошных заготовок с вариантом III, можно сказать, что уменьше­ ние скорости протекания воды с 2—3 до 0,2—0,3 м/с, т. е. применение мягкого режима охлаждения заготовки в кристаллизаторе позволило увеличить среднюю продол­ жительность разливки с 1 ч 11 мин до 13 ч 12 мин. Умень­ шение скорости протекания воды было достигнуто за счет увеличения зазора в кристаллизаторе с 5 до 20— 55 мм при практически неизменном расходе воды.

Ниже рассмотрен механизм влияния режима охлаж­ дения на стабильность процесса. На заготовке (рис. 45), оставшейся в кристаллизаторе после обрыва, имеется светлый поясок, вызвавший заклинивание ее в кристалли­ заторе. На графитовой стенке видны зависшие полоски

Zn, 5% РЬ, т. е. содержание легкоплавких элементов в 2—3 раза выше, чем в средиеплавочной пробе. Это дало основание предположить, что причиной заклинивания заготовки в кристаллизаторе является образование на­ стыли из легкоплавких компонентов, образующихся в ре­ зультате обратной ликвации [для оловянносвинцовой бронзы это, очевидно, эвтектоид (а + б )].

Образование колец ликватов наблюдается также при непрерывном литье заготовок из бронзы с содержанием 10% Sn и 0,5% Р на опытной установке вертикального типа. Установлено, что ликвационные кольца, имеющие состав 16%) Sn и 0,8%) Р, образуются в момент возникно­ вения зазора между заготовкой и кристаллизатором.

90

температуру плавления. При усадке наружной оболочки заготовки на большую величину по сравнению с усадкой жидкой сердцевины будет создаваться давление. Под влиянием давления жидкая часть сплава будет выжи­ маться по межкристаллнтным каналам на поверхность. Как только первая капля жидкого металла выйдет на поверхность, при соприкосновении с заготовкой перифе­ рийная ее часть будет охлаждаться н затвердевать. По центральной оси капли все время будет поступать жид­ кий металл из внутренних зон заготовки. На поверх­ ности заготовки образуется кратер, из которого посте­ пенно будут выдавливаться жидкие ликваты. В зависи­ мости от поверхностного натяжения, скорости охлажде­ ния и других факторов продукты обратной ликвации примут форму или длинных вытянутых игл или сфериче­ ских капель. Если выдавливаемая капля встречает на своем пути стенку кристаллизатора, то она сплющивает­ ся и дает на поверхности заготовки натеки в виде лепе­ шек и сплошных слоев. Существенную роль в этом слу­ чае играет зазор между заготовкой и стенкой кристал­ лизатора.

Повышенное давление внутри жидкости будет созда­ ваться в том случае, если уменьшение объема наружной оболочки затвердевшего металла больше, чем сокраще­ ние объема находящейся внутри него жидкости. Выдав­ ливание жидкого легкоплавкого сплава на наружную поверхность заготовки в этом случае возможно, при

соответственно жидкой и твердой фазы; tx и 4 — температуры жидкой фазы соответствен­ но в начале и конце рассматриваемого

периода;

t3 и ti — температуры твердой фазы соответствен­ но в начале и конце рассматриваемого периода;

А Е — объем закристаллизовавшегося за этот промежуток времени сплава;

£кР— усадка при кристаллизации сплава.

92

Из уравнения (21) видно, что степень ликвационных выделений находится в прямой зависимости от интен­ сивности охлаждения или от температуры стенки графи­ тового кристаллизатора, а температура стенки графито­ вого кристаллизатора зависит, как это показано в настоящем параграфе, от скорости протекания воды в медном кожухе кристаллизатора. Так как уменьшение скорости протекания воды в каналах кристаллизатора с 2—3 до 0,2—0,3 м/с привело к увеличению температуры в зоне формирования заготовки до 600° С и выше, то становится ясным, почему это снижение способствовало увеличению стабильности процесса литья.

Кроме того, при мягком охлаждении температура графитовой стенки кристаллизатора выше температуры

смазкой и не заклинивают заготовку в кристаллизаторе.

Химический состав бронзы

Содержание алюминия, кремния и железа в оловян­ ных бронзах, являющихся вредными примесями, влияю­ щими па качество заготовок, ограничивается ГОСТ 613—65. Содержание железа не должно превышать 0,4%, алюминия и кремния — по 0,05%, а по техническим ус­ ловиям завода — по 0,01%. Учитывая, что горизонталь­ ное непрерывное литье является новым технологическим процессом, было целесообразно выявить влияние вред­ ных примесей на стабильность процесса.

Влияние железа изучали на 28 опытных разливках, продолжительностью каждая более 10 ч. Оказалось, что содержание железа в этих заготовках колебалось от 0,2 до 0,39%. Это указывает на то, что -железо в пределах до 0,4% не влияет на стабильность процесса литья.

Влияние алюминия и кремния в пределах 0,01—0,05% на стабильность процесса литья изучалось на 11 разлив­ ках, продолжавшихся 40—60 ч. Установлено, что изме­ нение содержания алюминия и кремния в пределах 0,01—0,02% не влияет на стабильность процесса непре-- рывного литья. При более высоком содержании алюми­ ния и кремния ухудшается поверхность заготовки и про­

93