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

лой заготовки вытягивался в горизонтальном направле­ нии. Формирование заготовки происходило без кристаллизатора. Следует отметить, что отсутствие кри­ сталлизатора ограничивает применение этого способа для получения заготовок диаметром более 9 мм. Как указывается в сообщении, устойчивость данного процес­ са и качество продукции зависят от уровня металла в печи, диаметра отверстия, температуры металла, ин­ тенсивности охлаждения и скорости вытягивания. Эти факторы очень тесно связаны между собой и отклонение даже одного из них от оптимальной величины может привести к нарушению стабильности процесса. Скорость вытягивания заготовки из сплава Д1 диаметром 5— 8 мм была 36 м/ч.

В1964 г. В. И. Кулаков [18] опубликовал результа­ ты испытаний горизонтальной машины непрерывного литья алюминиевых деформируемых сплавов. Машина имела миксер, из которого жидкий металл сливался через летку по желобу в раздаточную кОробку (металлоприемник) с теплоизолированными стенками. Кри­ сталлизатор крепили к металлоприемнику при помощи болтов. Заготовка после выхода из кристаллизатора ох­ лаждалась водой па длине 80 мм. С целью уменьшения сил трения между стенками кристаллизатора и заготов­ кой, а также для улучшения качества поверхности заго­ товки были предприняты попытки подавать смазку. Од­ нако отработать конструкцию смазочного устройства и технологию разливки при непрерывной подаче смазки не удалось. В тянущем механизме установлены рифле­ ные ролики, при помощи которых осуществлялось вы­ тягивание заготовки.

В1961 г. на одном из заводов была построена маши­

на горизонтального непрерывного литья кадмия в прут­ ки диаметром 8,5 мм [19]. Машина состояла из стально­ го кристаллизатора длиной 300 мм, который во избежа­ ние соприкосновения расплавленного металла с воздухом и окисления кадмия непосредственно соединен с рафи­ нировочным котлом. Скорость вытягивания заготовки

13,8 м/мин.

Имеются некоторые сведения о работах по горизон­ тальному непрерывному литыо алюминиевых шин [20]. При этом сообщается, что были испытаны различные режимы литья алюминиевых шин в кристаллизаторах

15

горизонтального типа и, хотя положительных результа­ тов не было достигнуто, предполагалось после реконст­ рукции машины приступить к массовому производст­ ву шин.

Большой комплекс исследований процесса горизон­ тального непрерывного литья алюминия, магния и его сплавов проводят М. В. Чухров и И. П. Вяткин [21]. В 1961 г. была проведена первая серия опытов на гори­ зонтальной машине непрерывного литья заготовок диа­ метром 100 мм. Кристаллизатор длиной ПО мм был при­ креплен на шпильках к передней стенке металлоприемника. На выходе из кристаллизатора вода через отверстия диаметром 3,5 мм непосредственно поступала на вытягиваемую заготовку. На расстоянии 40—60 мм от кристаллизатора была расположена система вторичного охлаждения, представляющая собой трубки с отверстия­ ми, из которых вода поступала на заготовку. Тянущее устройство состояло из нижнего приводного и верхнего нажимного роликов, привод имел двигатель переменно­ го тока и редуктор, скорость литья можно было менять от 0,2 до 0,6 м/мин.

В дальнейшем на основании проведенных исследова­ ний эта машина была модернизирована. Основное от­ личие заключалось в следующем. На первой машине металлоприемник был установлен неподвижно, а кристал­ лизатор прикреплен к его передней стенке. Такое соеди­ нение затрудняло совмещение оси кристаллизатора с технологической осью машины из-за коробления металлоприемника. На второй машине схема соединения кри­ сталлизатора и металлоприемника была изменена. Кри­ сталлизатор был закреплен неподвижно, а металлопрпемник, имеющий значительно меньшую емкость, чем на первой машине, прикреплен к кристаллизатору. Метал­ лоприемник прижимался к кристаллизатору винтовыми прижимами. Обогревался он электрическими нагревате­ лями, установленными между внутренним и наружным кожухами металлоприемника. Кристаллизатор длиной 300 мм изготовляли из меди. Подвод металла из метал­ лоприемника в кристаллизатор производили по огне­ упорной втулке меньшего размера, чем кристаллизатор. Между торцом кристаллизатора и передней стенкой ме­ таллоприемника устанавливали теплоизоляционную прокладку. Скорость движения воды в кристаллизаторе

16

травкой и стенкой кристаллизатора и заклинивания затравки и не очень плотно забивать асбестом зазор между затравкой и стенкой кристаллизатора, чтобы обеспечить удаление газов из кристаллизатора при его заполнении металлом.

В результате исследований были разработаны основ­ ные технологические параметры литья заготовок диа­ метром 0,1 м из магния, магниевомарганцевого сплава и алюминия и заготовок прямоугольного сечения 0.06Х Х0.13 м из магния. Температура расплава в печи долж­

гивание заготовки производили непрерывно без перио­ дических остановок и возвратно-поступательного движе­ ния кристаллизатора со скоростью 0,3—0,5 м/мин. Уровень расплава над осью разливки 100 мм.

Придавалось большое значение окончанию процесса литья, которое проводилось в такой последовательности. Вытягивание и подачу воды продолжали до момента по­ явления конца заготовки из кристаллизатора и исполь­ зования почти всего металла из металлоприемника. При появлении конца заготовки сразу же останавливали при­

подавали воду для охлаждения кристаллизатора, а за­ тем извлекали заготовку. Такой порядок окончания про­ цесса определялся опасностью попадания воды между заготовкой и стенкой кристаллизатора при прекраще­ нии вытягивания. Вода могла попадать в металлопри­ емник, где всегда остается жидкий металл или его окислы.

М. В. Чухрсв и И. П. Вяткин придерживаются точки зрения, что при непрерывном литье обязательно должно быть постоянство формы и размеров лунки, т. е. фронт затвердевания должен быть неподвижен. Смещение его в любом направлении, вызываемое чаще всего отклоне­ нием от нормальных технологических параметров, ведет к нарушению устойчивости, процесса разливки и ее пре­ кращению. По мнению авторов, применение возвратнопоступательного движения или периодического вытяги­ вания заготовки, приводящее к изменению постоянства формы и размеров лунки, способствует нарушению ос­

15

температура металла и сплава, режим охлаждения за­ готовки, температура разогрева металлоприемника, тем­ пература воды, уровень металла или сплава в металлоприемнике. Отклонение от основных параметров разлив­ ки приводит к нарушению постоянства формы и размеров лунки и, как следствие этого, к обрыву заго­ товки и выливанию жидкого металла или сплава.

Разделяя, в целом, взгляды авторов о важности перечисленных технологических параметров, считаем необходимым отметить следующее. Наши исследования показали, что некоторые виды металлов или сплавов (медь, латунь, бронзу, припои) невозможно отливать с необходимой производительностью на горизонтальных машинах без возвратно-поступательного движения кри­ сталлизатора или периодических остановок заготовки при ее вытягивании. В результате этого при каждом ша­ ге возвратно-поступательного движения кристаллизато­ ра и периодическом вытягивании заготовки лунка меня­ ет свою форму и глубину. Тем не менее процесс литья протекает устойчиво в течение десятков часов и обеспе­ чивает высокое качество отливаемого металла или спла­ ва. Поэтому одним из важнейших параметров является шаг возвратно-поступательного движения кристаллиза­ тора или периодического вытягивания заготовки, а так­ же время возвратного и поступательного движения кри­ сталлизатора или время вытягивания каждого шага и продолжительность периодической остановки. Результа­ ты наших исследований, изложенные в последующих главах, полностью подтверждают этот вывод.

Возвращаясь к горизонтальному непрерывному ли­ тью алюминия, магния и его сплавов, следует сказать, что М. В. Чухров и И. П. Вяткин провели комплекс ис­ следований затвердевания заготовки. Было применено три метода выливания жидкого металла: через отвер­ стие в дне металлоприемника, при помощи сифонного перетекания металла из металлоприемника в печь, рас­ положенную ниже металлоприемника, и при помощи ва­ куум-приемника. Наряду с выливанием применяли пост­ роение фронта затвердевания по методике И. Е. Горш-