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

0,05 м/мин. Во время литья уровень жидкого металла поддерживают на 50—100 мм ниже верха металлопрнемника. В качестве шихты применяют катодную медь и первичный цинк, а также отходы собственного производ­ ства. Отлитые заготовки непосредственно перерабаты­ вали иа прессе усилием 600 тс, минуя пресс усилием 3 тыс. тс.

Температурный режим литья меди марки Ml, М2 и латуни Л96 приведен в табл. 19. Из таблицы следует, что сплошные и полые заготовки отливаются стабильно на горизонтальной машине при температуре меди и ла­ туни в индукционной печи 1120—1300° С, в металлоприемнике с индукционным обогревом 1100—1180° С, с га­ зовым обогревом 1100—1225° С. Следует отметить, что при использовании индукционного обогрева металлоприемника был значительно снижен перегрев меди и ла­ туни по сравнению с газовым обогревом металлоприемника.

Режим вытягивания заготовки

В процессе отработки технологии горизонтального непрерывного литья круглых заготовок из меди Ml, М2 и латуни Л96 было опробовано непрерывное вытягива­ ние заготовок из кристаллизатора и с периодическими

127

остановками. Непрерывное вытягивание со скоростью 0,25—0,30 м/мин было опробовано на шести разливках. Только одна разливка продолжалась 25 мпп, остальные разливки прекращались в самом начале процесса литья.

На основании 80 разливок можно было сделать за­ ключение, что при горизонтальном непрерывном литье медных и латунных заготовок диаметром 97,5 мм про­ цесс литья был стабильным па режиме вытягивания с периодическими остановками. Стабильность процесса литья заготовок, предназначенных для прессования, оп­ ределялась отсутствием видимых трещин и надрывов на поверхности заготовок в течение не менее 24 ч непре­ рывного литья. При этом время вытягивания каждого шага составляло 2 с, остановки 4—8 с. Шаг вытягива­ ния колебался в интервале 5—10 мм, скорость литья

0,066—0,083 м/мин.

Режим охлаждения заготовки

Влияние интенсивности охлаждения па стабильность процесса горизонтального непрерывного литья опреде­ ляли экспериментально путем изменения расхода, а сле­ довательно, и скорости протекания охлаждающей воды. На скорость протекания воды, помимо расхода воды, влияли также профиль и сечение каналов в медном во­ доохлаждаемом кожухе. Скорость протекания воды из­ меняли в интервале 0,2—1,8 м/с при расходе 0,04— 0,17 м3/мин. Изменение скорости протекания воды не по­ влияло на стабильность процесса литья меди Ml, М2 и латуни марки Л96. Это объясняется тем, что в отличие от бронзы медь и латунь не склонны к обратной лик­ вации.

Раскисление меди

При литье латуни и бронзы кислород обычно нахо­ дится в связанном состоянии с цинком или фосфором. При литье меди кислород в виде закиси меди может вступать в реакцию с углеродом кристаллизатора, вы­ зывая его разрушение. Уменьшение содержания закиси меди является существенным фактором повышения ста­ бильности процесса горизонтального непрерывного литья.

Экспериментально было проверено влияние раскис­

128

ления меди фосфиром иа стабильность процесса гори­ зонтального непрерывного литья. С этой целью проведе­ на серия опытных разливок меди марки Ml, в которой содержание фосфора изменялось с 0,01 до 0,05%- Уста­ новлено, что с повышением содержания фосфора в меди

Рнс. 60. Зависимость качества, годных заготовок от содержа­ ния фосфора

продолжительность процесса литья несколько увеличи­ валась. Увеличение количества заготовок, сданных для дальнейшей переработки прессованием, в зависимости от содержания фосфора показано на рнс. 60.

Следовательно, при литье меди в графитовый кри­ сталлизатор рекомендуется поддерживать максимальное содержание фосфора, допустимое ГОСТом.

Влияние особенностей конструкции кристаллизатора на стабильность процесса литья

Продолжительность литья меди и латуни на кристал­ лизаторах из графита марки Ml, как правило, не пре­ вышала 1 ч, после чего на поверхности заготовок появлялйсь трещины, надрывы, и процесс литья прекращал­ ся. Причиной появления дефектов являлось разрушение графита в зоне затвердевания заготовки (рис. 61).

Поиски путей уменьшения степени разрушения рабо­ чей поверхности кристаллизатора, а следовательно, до­ стижения стабильного процесса литья меди и латуни проводили в направлении опробования различных мате­ риалов и формы рабочей поверхности кристаллизатора. В результате было изготовлено и опробовано [47] зна-

торы с конической поверхностью входной части. Раз­ ность диаметров кристаллизатора на длине конуса 100—140 мм равнялась 8 мм. Такая конусность при шаге вытягивания 10 мм не ухудшала поверхности заготовок и вместе с тем способствовала уменьшению усилия вытя-

pzz7ZZ2z&zza. У Т Щ и Ш .7^Л

_ J ___

—

: P

д

_____'T77?r?WIf a

И

Рис. 62. Типы опробованных кристаллизаторов (см. табл. 20)

гивання заготовки в зоне начала затвердевания. Конус­ ную часть выполняли на токарном станке с последую­ щей полировкой вручную. Продолжительность разливок до появления трещин составляла 1 —1,5 ч. Возможно,, что изготовление конусной части с помощью специаль­ ных разверток, несколько увеличило бы продолжитель­ ность литья за счет более качественной обработки по­ верхности кристаллизатора.

В дальнейшем на кристаллизаторах были выполнены, проточки (рис. 62,в). Изменением интенсивности охлаж­ дения предполагалось сместить зону начала затверде-

Т а б л и ц а 20

Результаты опробования различных типов кристаллизаторов при литье меди Ml, М2 и латуни Л96

ванпя по длине кристаллизатора. Однако достигнуть увеличения продолжительности литья меди более 1,1 ч на кристаллизаторе этого типа не удалось. После этого в кристаллизаторах (рис. 62,а) в зону начала затверде­ вания вставляли металлическую втулку из хромирован­ ной меди и титана. Опытные разливки на этих кристал­ лизаторах были прекращены в самом начале процесса из-за расплавления металлической втулки.

Кристаллизаторы другого типа изготовляли из двух отдельных частей: соединительной втулки и медного во-

132

новлено, что с повышением температуры происходило некоторое улучшение поверхности литых заготовок, т. е. они становились менее шероховатыми.

Изменение интенсивности охлаждения заготовок в кристаллизаторе и во вторичном охлаждении также не повлияло на качество их поверхности. Полировка рабо­ чей поверхности кристаллизатора незначительно увели­ чивала продолжительность процесса литья без появле­ ния трещин на поверхности заготовок.

Применение кристаллизаторов с конусной входной частью, положительно зарекомендовавших себя при литье оловяннофосфорпстой бронзы, также не устрани­ ло трещинообразования при литье меди и латуни. При­ чиной появления трещин на заготовках являлось разру­ шение рабочей поверхности кристаллизатора, вызванное взаимодействием закиси меди с графитом. Для уменьше­ ния окисления меди в процессе литья было применено вдувание аргона в зазор, образующийся между заготов­ кой и стенкой кристаллизатора. Аргон поступал из бал­ лона в распределительное кольцо под давлением 2 ат. Выход аргона из распределительного кольца происходил по двум рядам отверстий диаметром 1 мм, расположен­ ных на расстоянии 10 мм. Отверстия просверлены под углом 45° к вертикальной плоскости с таким расчетом, чтобы из одного ряда отверстий выходящий аргон отсе­ кал подсос воздуха, а из другого ряда поступал в зазор между заготовкой и кристаллизатором.

Опытные разливки, продолжавшиеся более 2 ч с при­ менением аргона, не дали положительного результата. Добиться значительного увеличения стойкости кристал­ лизатора, а следовательно, и ликвидации трещин уда­ лось только с применением графитовых кристаллизато­ ров с защитным покрытием. Длительность литья загото­ вок из меди марок Ml и М2 без трещин на таких кристаллизаторах составляла от 24 до 120 ч, а из латуни марки Л96 достигала 200—250 ч.

Макроструктура

Макроструктуру заготовок исследовали на продоль­ ных и поперечных темплетах, которые травили в 10%-ном растворе азотной кислоты. Характерный вид макроструктуры сплошных и полых заготовок показан

134