ГОМОГЕНИЗАЦИЯ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОТЛИВАЕМОГО МЕТАЛЛА

1. Способ литья металлического слитка, в котором на этапе (а) подают расплавленный металл, по меньшей мере, из одного источника в область периферийного ограничения расплавленного металла, тем самым создавая периферический участок для расплавленного металла; на этапе (b) охлаждают периферический участок металла, тем самым формируя зародыш слитка, имеющий наружную твердую корку и внутреннюю расплавленную сердцевину; на этапе (с) продвигают зародыш слитка в направлении роста, наружу из области периферийного ограничения расплавленного металла, и одновременно дополнительно подают расплавленный металл в указанную область, тем самым продлевая расплавленную сердцевину, содержащуюся внутри твердой корки, за пределы указанной области; и на этапе (d) охлаждают наружную поверхность зародыша слитка, появляющегося из области периферийного ограничения расплавленного металла, путем направления охлаждающей жидкости на указанную наружную поверхность, отличающийся тем, что удаляют эффективное количество охлаждающей жидкости с наружной поверхности зародыша слитка в области наружной поверхности слитка, где поперечное сечение слитка, перпендикулярное направлению роста, пересекает участок расплавленной сердцевины, так что после отвода указанного эффективного количества охлаждающей жидкости внутренняя теплота расплавленной сердцевины вновь нагревает твердую корку, примыкающую к расплавленной сердцевине, тем самым заставляет температуры сердцевины и корки приближаться к температуре совмещения 425°С или более высокой температуре.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплавленный металл на этапе (а) подают, по меньшей мере, в одно впускное отверстие кристаллизатора для литья с прямым охлаждением, причем указанный кристаллизатор определяет область периферийного ограничения расплавленного металла, а зародыш слитка на этапе (с) продвигают, по меньшей мере, через одно выпускное отверстие кристаллизатора, при этом указанная область наружной поверхности слитка, где на этапе (е) удаляют эффективное количество охлаждающей жидкости, отстоит на определенном расстоянии от указанного, по меньшей мере, одного выпускного отверстия кристаллизатора.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный расплавленный металл подают из двух или более источников, при этом расплавленный металл от каждого источника подают в отдельное впускное отверстие кристаллизатора.
4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что указанное расстояние задают таким образом, что температура совмещения становится равной или больше 450°С.
5. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что указанное расстояние находится в интервале 50-150 мм.
6. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что указанное расстояние находится в интервале 50-100 мм.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают снижение температуры наружной поверхности зародыша слитка до значений меньше 350°С, до удаления эффективного количества охлаждающей жидкости.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанную область наружной поверхности слитка выбирают таким образом, чтобы заставить температуры сердцевины и корки оставаться равными температуре совмещения выше 425°С в течение интервала времени, достаточного для того, чтобы произошла, по меньшей мере, частичная гомогенизация металла.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный интервал времени эффективен для полного завершения гомогенизации металла.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный интервал времени составляет, по меньшей мере, 10 мин.
11. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный интервал времени составляет, по меньшей мере, 15 мин.
12. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный интервал времени составляет, по меньшей мере, 20 мин.
13. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный интервал времени составляет, по меньшей мере, 30 мин.
14. Способ по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что по прошествии указанного интервала времени или более продолжительного интервала слиток подвергают быстрому охлаждению путем приведения его в контакт с дополнительной охлаждающей жидкостью.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что слиток приводят в контакт с указанной дополнительной охлаждающей жидкостью при температуре слитка, равной или более 425°С.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждающая жидкость содержит в своем составе воду.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждающую жидкость удаляют с поверхности зародыша слитка путем ее стирания в указанной области.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждающую жидкость удаляют с поверхности зародыша слитка в указанной области путем управления скоростью подачи охлаждающей жидкости на наружную поверхность слитка, тем самым заставляя охлаждающую жидкость полностью испаряться с зародыша слитка в указанной области.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждающую жидкость удаляют с поверхности зародыша слитка в указанной области за счет пузырькового кипения пленки.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что к указанной охлаждающей жидкости добавляют газ для более интенсивного пузырькового кипения пленки.
21. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждающую жидкость удаляют с поверхности зародыша слитка путем направления струи газа на охлаждающую жидкость в указанной области.
22. Способ по п.1, отличающийся тем, что подаваемый в указанную область металл представляет собой, по меньшей мере, один алюминиевый сплав.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что указанный, по меньшей мере, один алюминиевый сплав является термически необрабатываемым алюминиевым сплавом.
24. Способ по п.22, отличающийся тем, что указанный, по меньшей мере, один алюминиевый сплав является термически обрабатываемым алюминиевым сплавом.
25. Способ по п.23, отличающийся тем, что алюминиевый сплав представляет собой сплав, выбранный из группы, состоящей из сплавов серии АА1000, сплавов серии АА3000, сплавов серии АА4000, сплавов серии АА5000.
26. Способ по п.24, отличающийся тем, что алюминиевый сплав представляет собой сплав, выбранный из группы, состоящей из сплавов серии АА2000, сплавов серии АА6000 и сплавов серии АА7000.
27. Способ по п.22, отличающийся тем, что алюминиевый сплав представляет собой сплав серии АА8000.
28. Способ по п.22, отличающийся тем, что алюминиевый сплав выбирают из группы, состоящей из сплавов АА3003, АА3104 и АА3004.
29. Способ по п.1, отличающийся тем, что после удаления охлаждающей жидкости зародыш слитка охлаждают или обеспечивают возможность остывания слитка, чтобы сформировать полностью кристаллизовавшийся слиток.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что полностью кристаллизовавшийся слиток получают в форме, приспособленной к последующей прокатке.
31. Способ по п.2, отличающийся тем, что в поперечном сечении наружную поверхность зародыша слитка получают некруговой формы посредством указанного кристаллизатора, при этом для создания равенства температур совмещения по периметру наружной поверхности слитка указанное расстояние, по меньшей мере, от одного выпускного отверстия задают различным в разных точках периметра наружной поверхности.
32. Способ по п.31, отличающийся тем, что по периметру наружной поверхности указанное расстояние изменяют пропорционально скрытой теплоте, которой располагает жидкая сердцевина, примыкающая к указанным точкам.
33. Способ литья металлического слитка, в котором на этапе (а) подают расплавленный металл, по меньшей мере, из одного источника в область периферийного ограничения расплавленного металла, тем самым создавая периферический участок для расплавленного металла; на этапе (b) охлаждают периферический участок металла, тем самым формируя зародыш слитка, имеющий наружную твердую корку и внутреннюю расплавленную сердцевину; на этапе (с) продвигают зародыш слитка в направлении роста, наружу из области периферийного ограничения расплавленного металла, и одновременно дополнительно подают расплавленный металл в указанную область, тем самым продлевая расплавленную сердцевину, содержащуюся внутри твердой корки, за пределы указанной области; на этапе (d) охлаждают наружную поверхность зародыша слитка, появляющегося из области периферийного ограничения расплавленного металла, путем направления охлаждающей жидкости на указанную наружную поверхность; и на этапе (е) удаляют эффективное количество охлаждающей жидкости с наружной поверхности зародыша слитка в области наружной поверхности слитка, где поперечное сечение слитка, перпендикулярное направлению роста, пересекает часть расплавленной сердцевины, так что внутренняя теплота расплавленной сердцевины после удаления указанного эффективного количества охлаждающей жидкости повторно нагревает твердую корку, прилегающую к расплавленной сердцевине, в результате чего температура наружной поверхности корки, прежде чем пойти на спад, возрастает до максимальной температуры восстановления, при этом температура восстановления составляет 425°С или более.
34. Металлический слиток, полученный способом по любому из пп.1-33.
35. Металлический слиток по п.34, отличающийся тем, что имеет кристаллическую микроструктуру, по существу идентичную слитку из такого же металла, который получен таким же способом, но без удаления охлаждающей жидкости в указанной области, при этом указанный способ включает в себя полную гомогенизацию в виде последующей отдельной операции.
36. Способ изготовления листового металлического изделия, в котором на этапе (а) получают металлический слиток способом по любому из пп.1-33; и на этапе (b) подвергают слиток горячей обработке для получения обработанного изделия, причем горячую обработку производят без гомогенизации кристаллизовавшегося металлического слитка между этапом (а) получения слитка и этапом (b) горячей обработки.
37. Способ по п.36, отличающийся тем, что на этапе (b) указанный слиток подвергают горячей прокатке, при этом горячую прокатку производят при температуре более низкой, чем температура гомогенизации металла слитка.
38. Способ литья металлического слитка, в котором на этапе (а) подают расплавленный металл, по меньшей мере, в одну область периферийного ограничения расплавленного металла, тем самым создавая периферический участок для расплавленного металла; на этапе (b) охлаждают периферический участок металла, тем самым формируя зародыш слитка, имеющий наружную твердую корку и внутреннюю расплавленную сердцевину; на этапе (с) продвигают зародыш слитка в направлении роста, наружу из области периферийного ограничения расплавленного металла, и одновременно дополнительно подают расплавленный металл в указанную область, тем самым продлевая расплавленную сердцевину, содержащуюся внутри твердой корки, за пределы области периферийного ограничения расплавленного металла; на этапе (d) охлаждают наружную поверхность зародыша слитка, появляющегося из области периферийного ограничения расплавленного металла, путем направления охлаждающей жидкости на указанную наружную поверхность; на этапе (е) удаляют эффективную часть охлаждающей жидкости с наружной поверхности зародыша слитка в области наружной поверхности слитка, где поперечное сечение слитка, перпендикулярное направлению роста, пересекает часть расплавленной сердцевины, тем самым создавая участок слитка, по существу свободный от охлаждающей жидкости, так что внутренняя теплота расплавленной сердцевины повторно нагревает твердую корку, прилегающую к расплавленной сердцевине на указанном участке слитка, в результате чего температуры сердцевины и корки приближаются к температуре совмещения, более высокой, чем температура фазовых превращений в металле, при которой происходит гомогенизация металла in-situ; и на этапе (f) быстро охлаждают указанный участок слитка после пребывания этого участка при температуре совмещения в течение времени, эффективного для обеспечения гомогенизации указанного участка.
39. Способ по п.38, отличающийся тем, что на этапе (а) расплавленный металл подают, по меньшей мере, в одно впускное отверстие литейного кристаллизатора с прямым охлаждением, который формирует область периферийного ограничения расплавленного металла, на этапе (с) зародыш слитка продвигают наружу, по меньшей мере, из одного выпускного отверстия указанного кристаллизатора, при этом указанная область наружной поверхности слитка, где на этапе (е) удаляют существенную часть охлаждающей жидкости, отстоит от указанного, по меньшей мере, одного выпускного отверстия кристаллизатора на определенное расстояние.
40. Способ по п.38 или 39, отличающийся тем, что указанная температура совмещения составляет 425°С или более.
41. Способ получения металлического слитка, пригодного для горячей прокатки без предварительной гомогенизации, содержащий операцию литья металла для формирования слитка при температурных и временных условиях, эффективных для получения кристаллизовавшегося металла, обладающего микроструктурой без неоднородностей.
42. Способ по п.41, отличающийся тем, что указанные условия включают в себя выдерживание слитка при температуре, более высокой, чем температура фазовых превращений, которая эффективна для осуществления гомогенизации in-situ за время 10-30 мин в процессе литья металла.
43. Способ по п.42, отличающийся тем, что указанные условия включают в себя выдерживание слитка при температуре, более высокой, чем температура фазовых превращений, которая эффективна для осуществления гомогенизации in-situ за время 15-20 мин в процессе литья металла.
44. Способ получения металлического слитка, пригодного для горячей прокатки без предварительной гомогенизации, содержащий операцию литья металла для формирования слитка при температурных и временных условиях, эффективных для получения кристаллизовавшегося металла, обладающего микроструктурой с изломами.
45. Способ получения металлического слитка, пригодного для горячей прокатки без предварительной гомогенизации, содержащий операцию литья металла для формирования слитка при температурных и временных условиях, эффективных для получения кристаллизовавшегося металла, обладающего преобразованной микроструктурой, полученной посредством отдельной операции гомогенизации, которая следует за охлаждением слитка.
46. Способ по п.45, отличающийся тем, что указанные условия включают в себя выдерживание слитка при температуре, более высокой, чем температура фазовых превращений, которая эффективна для осуществления гомогенизации in-situ за время 10-30 мин в процессе литья металла.
47. Способ по п.45, отличающийся тем, что указанные условия включают в себя выдерживание слитка при температуре, более высокой, чем температура фазовых превращений, которая эффективна для осуществления гомогенизации in-situ за время 15-20 мин.