RU1524298C

RU1524298C - Method of continuous casting of bimetal ingots from aluminium alloys

Info

Publication number: RU1524298C
Authority: RU
Inventors: Л.С. Осокин; А.Ю. Кожеткин; А.И. Царев
Original assignee: Акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов"
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: foundry engineering. SUBSTANCE: within this method bimetal ingots quality improves due to compound improvement and oxidizability reduction at the border separating single layers. Bimetal ingot layers are formed when fusion is poured into crystallizer on a preetched hard workpiece. In the process of continuous casting of bimetal ingots direct current of 30-80 A/cm² density is conducted to a workpiece and a fusion in an ingot hole with the help of electrodes from a low-voltage resource. Positive potential is conducted to a fusion, and negative one is conducted to a workpiece. EFFECT: enhanced quality. 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному литью высококачественных биметаллических слитков различного сортамента из алюминиевых сплавов, и может быть использовано при литье в изложницу. The invention relates to metallurgy, in particular to the continuous casting of high-quality bimetallic ingots of various assortments of aluminum alloys, and can be used in casting into a mold.

Цель изобретения повышение качества биметаллических слитков за счет улучшения соединения и снижения окисляемости по границе раздела отдельных слоев. The purpose of the invention is to improve the quality of bimetallic ingots by improving the connection and reducing oxidizability at the interface of the individual layers.

На чертеже представлена схема установки для реализации способа непрерывного литья биметаллических слитков. The drawing shows a diagram of the installation for implementing the method of continuous casting of bimetallic ingots.

Установка состоит из литейного поддона 1, кристаллизатора 2, отливаемого биметаллического слитка 3, нерасходуемого стационарного электрода 4, располагаемого в лунке слитка, электрода 5, закрепляемого на твердой заготовке, направляющего устройства 6, распределительного лотка 7 для подачи расплава в кристаллизатор. The installation consists of a casting tray 1, a mold 2, a cast bimetallic ingot 3, a non-expendable stationary electrode 4 located in the well of the ingot, an electrode 5 fixed on a solid billet, a guiding device 6, a distribution tray 7 for feeding the melt into the mold.

Стрелками А и В указаны соответственно направления движения слитка и подачи расплава к кристаллизатору. Отдельные слои слитков обозначены различной штриховкой с помощью наклонных линий с выделением границы раздела между отдельными слоями. Arrows A and B indicate, respectively, the direction of movement of the ingot and the supply of the melt to the mold. Separate ingot layers are indicated by different hatching using oblique lines with highlighting the interface between the individual layers.

Кроме того, в слитке обозначены зоны жидко-твердого состояния сплавов, ограниченные изотермами ликвидуса и солидуса, внутренняя область которых выделена крестиками, которые иммитируют выпадающие из расплава кристаллиты. Жидкий расплав, находящийся выше изотермы ликвидуса, условно обозначен штриховкой в виде прерывистых горизонтальных линий. In addition, the ingot denotes the zones of liquid-solid state of the alloys, limited by the isotherms of liquidus and solidus, the inner region of which is highlighted by crosses that imitate crystallites precipitating from the melt. The liquid melt located above the liquidus isotherm is conventionally indicated by hatching in the form of discontinuous horizontal lines.

Сущность способа непрерывного литья биметаллических слитков и порядок ведения технологического процесса заключается в следующем. Перед началом литья на поддон 1 внутри рабочей полости кристаллизатора 2 устанавливают длинномерную прессованную или катанную заготовку 8, которую предварительно подвергают травлению для удаления окисной пленки и загрязнений с ее поверхности. The essence of the method of continuous casting of bimetallic ingots and the order of the process is as follows. Prior to casting, a long pressed or rolled billet 8 is installed on the pallet 1 inside the mold cavity 2, which is preliminarily etched to remove the oxide film and contaminants from its surface.

Кроме того, в пространстве между стенкой кристаллизатора 2 и заготовкой посередине располагают замкнутый по контуру и конгруэнтный по форме относительно конфигурации сечения токоподводящей заготовки нерасходуемый электрод 4 из электропроводного и термостойкого материала, который при креплении электроизолируют от кристаллизатора. In addition, in the space between the wall of the mold 2 and the workpiece in the middle, a non-consumable electrode 4 is made of an electrically conductive and heat-resistant material, which is electrically insulated from the mold when secured by a mold and secured with respect to the cross-sectional shape of the current-carrying workpiece.

При этом токоподводящий электрод устанавливают по высоте таким образом, чтобы при литье он находился в погруженном состоянии на 5-30 мм ниже уровня расплава в кристаллизаторе. Высоту электрода выбирают из условий обеспечения необходимой плотности тока и размещения его по высоте на уровне зоны начала затвердевания периферийных участков слитков. In this case, the current-conducting electrode is installed in height so that when cast it is immersed 5-30 mm below the level of the melt in the mold. The height of the electrode is selected from the conditions for ensuring the necessary current density and placing it in height at the level of the zone of the onset of solidification of the peripheral sections of the ingots.

Другой электрод 5 с токоподводящим проводом прикрепляют к верхней кромке заготовки с плотным контактированием с ее поверхностью. Another electrode 5 with a current-carrying wire is attached to the upper edge of the workpiece with tight contact with its surface.

Заготовка 8 сохраняет устойчивое вертикальное положение с помощью направляющего устройства 6, с которым она соприкасается поверхностями скольжения или качения. The workpiece 8 maintains a stable vertical position by means of a guiding device 6 with which it is in contact with sliding or rolling surfaces.

В начале литья при затравке слитков на литейный поддон 1 подают жидкий металл из плавильно-раздаточного агрегата с помощью распределительного лотка 7, устанавливают уровень расплава в кристаллизаторе на 5-30 мм выше погруженного в лунку электрода, включают электрический ток и далее осуществляют отливку слитков по обычной технологической схеме непрерывного литья. В конце литья отключают электрический ток, отсоединяют электрод 5 от заготовок и производят выемку из приямка отлитого биметаллического слитка для осуществления последующих технологических операций. At the beginning of casting, when the ingots are seeded, molten metal is fed onto the casting tray 1 from the melting and dispensing unit using the distribution tray 7, the melt level in the mold is set 5-30 mm higher than the electrode immersed in the well, the electric current is turned on, and then the ingots are cast according to the usual technological scheme of continuous casting. At the end of the casting, the electric current is turned off, the electrode 5 is disconnected from the workpieces, and a cast bimetallic ingot is excavated from the pit for subsequent technological operations.

При литье широкой номенклатуры алюминиевых деформируемых сплавов в различной их композиции для формирования отдельных слоев биметаллических слитков рекомендуются следующие технологические режимы, зависящие от марок сплавов, сортамента типоразмеров слитков: напряжение на индукторе находится в пределах 2-12 В, плотность тока изменяется в диапазоне 30-80 А/см².When casting a wide range of aluminum wrought alloys in different compositions to form separate layers of bimetallic ingots, the following technological regimes are recommended, depending on the alloy grades, the assortment of ingot sizes: the voltage across the inductor is in the range of 2-12 V, the current density varies in the range of 30-80 A / cm ² .

При поддержании одного из этих режимов менее указанных нижних пределов не происходит свариваемости отдельных слоев слитков, а более верхних пределов проплавления твердой заготовки. Кроме того, при поддержании электрических параметров ниже указанных пределов наблюдается наличие окисной пленки на границе раздела отдельных слоев биметаллического слитка. Поэтому в этих случаях не достигается цель изобретения. When one of these modes is maintained below the specified lower limits, the weldability of the individual layers of the ingots does not occur, but the upper limits of penetration of the solid billet do not occur. In addition, while maintaining the electrical parameters below these limits, the presence of an oxide film is observed at the interface of the individual layers of the bimetallic ingot. Therefore, in these cases, the aim of the invention is not achieved.

П р и м е р. Способ непрерывного литья полых цилиндрических биметаллических слитков 580/324 мм с внутренней заготовкой в виде прессованной трубы толщиной 6 мм из сплава АДО, а внешней из сплава АМг6. PRI me R. The method of continuous casting of hollow cylindrical bimetallic ingots of 580/324 mm with an internal billet in the form of a pressed pipe 6 mm thick from ADO alloy, and external from AMg6 alloy.

Перед затравкой внутри рабочей полости кристаллизатора устанавливают замкнутый по контуру медный электрод, выполненный в виде цилиндра размером ⌀ 450/430x25 мм, к которому присоединена токопроводящая шина для подведения положительного потенциала от генератора постоянного тока. Электрод может быть также выполнен из стали, графита или других электропроводных тугоплавких металлов. С помощью токопроводящей шины осуществляется также крепление замкнутого электрода к кристаллизатору с соблюдением электроизоляции друг от друга, например, с помощью фарфоровых изоляторов для устранения возможного контакта между ними. Before priming, a closed-circuit copper electrode is installed inside the mold working cavity, made in the form of a cylinder measuring ⌀ 450 / 430x25 mm, to which a conductive busbar is connected to supply a positive potential from the DC generator. The electrode may also be made of steel, graphite or other electrically conductive refractory metals. Using a conductive busbar, a closed electrode is also attached to the mold with electrical isolation from each other, for example, using porcelain insulators to eliminate possible contact between them.

Токоподводящий замкнутый по контуру электрод располагают по высоте так, чтобы верхняя его кромка находилась на 10 мм ниже намеченного после заполнения уровня поверхности расплава в кристаллизаторе. Далее к трубной заготовке крепят съемную шину с плотным прилеганием к ее поверхности для подвода отрицательного потенциала. The current-conducting closed loop electrode is positioned in height so that its upper edge is 10 mm below the level planned after filling the melt surface in the mold. Next, a removable tire with a snug fit to its surface is attached to the tube billet to supply a negative potential.

После этого на поддон литейной машины устанавливают прессованную трубную заготовку ⌀ 332/310 мм, которая предназначена для формирования внутреннего слоя биметаллического слитка. Эту заготовку предварительно подвергают травлению для удаления окисных, жировых и других видов загрязнений. After that, a pressed billet ⌀ 332/310 mm, which is designed to form the inner layer of the bimetallic ingot, is installed on the pallet of the foundry machine. This preform is pre-etched to remove oxide, grease and other types of contaminants.

При затравке на поддон литейной машины подают расплав из плавильно-раздаточного агрегата. При достижении уровня жидкого металла примерно на 10 мм выше верхней кромки замкнутого по контуру электрода создают электрический ток плотностью 50-60 А/см² при напряжении 6-8 В. Далее отливку слитка осуществляют по обычной технологической схеме.When seeding, the melt from the melting-distributing unit is fed onto the pallet of the foundry machine. When the liquid metal level is reached about 10 mm above the upper edge of the electrode closed along the contour, an electric current with a density of 50-60 A / cm ² at a voltage of 6-8 V is generated. Next, the ingot is cast according to the usual technological scheme.

Использование способа обеспечивает высокое качество отливаемых биметаллических слитков за счет достижения прочного соединения на границе раздела отдельных слоев, свободных от окисных включений или пленки, что существенно улучшает механические, коррозионные, технологические и эксплуатационные свойства слоистых конструкционных материалов, повышается выход годного в общем цикле производства слоистых полуфабрикатов из отливаемых биметаллических слитков, кроме того, обеспечиваются условия производства слоистых полуфабрикатов с гарантированной толщиной отдельных слоев при применении твердой заготовки при непрерывном литье биметаллических слитков. Using the method provides high quality cast bimetallic ingots due to the achievement of a solid connection at the interface of individual layers, free of oxide inclusions or film, which significantly improves the mechanical, corrosion, technological and operational properties of layered structural materials, increases the yield in the general production cycle of layered semi-finished products from cast bimetallic ingots, in addition, the conditions for the production of layered semi-finished products from the furnace are provided ntirovannoy thickness of the individual layers when using a solid billet during continuous casting of bimetallic ingots.

Claims

METHOD FOR CONTINUOUS CASTING OF BIMETALLIC INGOTS FROM ALUMINUM ALLOYS, including etching a pre-deformed workpiece, installing it in a mold, filling it into the space between the workpiece and a mold of molten metal with a chemical composition different from the composition of the workpiece, and drawing it from the mold so that the purpose of improving the quality of bimetallic ingots by improving the connection and reducing oxidizability at the interface of the individual layers, at the beginning of the casting process h the workpiece and molten metal using non-consumable electrodes pass a constant electric current of 2-12 W and a density of 30 80 A / cm ² , and the melt is connected to the positive and the workpiece to the negative poles of the current source.