СПОСОБ ЛИТЬЯ ПЛОСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СЛИТКОВ ИЗ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
METHOD OF CASTING FLAT AND CYLINDRICAL INGOTS FROM ALUMINIUM AND ITS ALLOYS

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к литью слитков из алюминия и его сплавов.
Известен способ литья слитков в формы металлические или опоки земляные, заключающийся в том, что внутренняя поверхность формы покрывается антипригарным материалом, после чего в форму заливается расплав (см. Плавка и литье алюминиевых сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1983, с.152-159). Кристаллизация расплава начинается от стенок формы и движется к центру формы. В результате усадки образуется раковина в центре слитка. При охлаждении слитка происходит усадка металла и на поверхности слитков образуются трещины. Недостаток этого способа заключается в образовании раковин и трещин в слитке.
Наиболее близким к предлагаемому является способ литья плоских и цилиндрических слитков из алюминия или алюминиевых сплавов на литейной машине (см. Плавка и литье алюминиевых сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1983, с.159-171). Схема установки (чертеж) содержит поддон 1, кристаллизатор - 2, миксер - 3, ручьи для заливки металла в формы - 4. Способ литья заключается в следующем. Кристаллизатор закреплен на литейной машине неподвижно. Снизу под кристаллизатор подводится поддон. В кристаллизатор из миксера (или ковша) заливается металл. Происходит кристаллизация металла. Поддон со слитком с равномерной скоростью опускается вниз. Одновременно в кристаллизатор непрерывно с постоянной скоростью заливается металл в центр формы и далее металл растекается в кристаллизатор. Первоначально начинается кристаллизация металла у стенок кристаллизатора и фронт кристаллизации движется к центру слитка. Стенки слитка охлаждаются, и в результате чего происходит усадка слитка с образованием трещин по всей поверхности слитка. Слитки с трещинами бракуются и для прокатки не годны.
Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении качества слитка путем исключения трещин и раковин в теле слитка.
Технический результат, полученный при осуществлении изобретения, заключается в повышении качества слитка.
Для достижения изобретением технического результата предлагается способ литья плоских и цилиндрических слитков из алюминия и его сплавов, включающий заливку расплава в кристаллизатор и охлаждение слитка, в котором расплав подают одновременно через два ручья в кристаллизатор по его периферии, охлаждение производят путем подачи хладагента в центр слитка, при этом в качестве хладагента используют твердую углекислоту или жидкий азот.
С целью повышения качества слитков (исключения трещин в слитках) предлагается новый способ литья слитков. В этом случае в центре слитка в кристаллизаторе будет поддерживаться наиболее низкая температура. Металл кристаллизуется в центре слитка. Фронт кристаллизации движется от центра к периферии. При этом исключается образование усадочной раковины в центре слитка и на боковых поверхностях слитка отсутствуют трещины.
Пример.
Опыт 1.
В лабораторных условиях выполнены исследования по кристаллизации алюминиевого слитка. Для этого изготовили кристаллизатор с внутренним диаметром 90 мм. Внутреннюю поверхность кристаллизатора покрыли антипригарной массой. В кристаллизатор залили расплавленный алюминий одновременно через два ручья. В центральную часть через металлическую трубку подали жидкий азот и визуально наблюдали кристаллизацию слитка сверху. Фронт кристаллизации металла продвигался из центра к периферии. Охлажденный слиток подвергли обследованию с применением лупы с десятикратным увеличением. На поверхности слитка и на боковых стенках трещин и раковин в слитке не обнаружено.
Опыт 2.
Аналогично опыту 1 внутренние поверхности кристаллизатора покрыли антипригарной массой, что облегчало извлечение слитков из кристаллизатора. В кристаллизатор залили одновременно через два ручья расплавленный алюминий. В центральную часть через металлическую трубку подали кусочки сухого льда, представляющего собой белую твердую массу с температурой ниже минус 71°С. По мере нагрева сухой лед превращался в углекислый газ и испарялся. Охлажденный слиток подвергли обследованию с применением лупы с десятикратным увеличением. На поверхности слитка и на боковых стенках трещин и раковин в слитке не обнаружено. Слиток, пригодный для дальнейшей металлообработки, в частности для прокатки листа.
Из результатов исследований следует, что предлагаемый способ позволяет получить качественные слитки без трещин и раковин.