CC BY
16
УД К 621.74
И ВЛИЯНИЕ ПУЛЬСАЦИОННОЙ ПРОДУВКИ НА || МАКРОСТРУКТУРУ ЗАГОТОВОК
П.О. Быков, М.Ж. Тусупбекова, И.Э. Штиль, А.О. Быков
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Ц^ГТерспекгнвным способом повышения качества непрерывнолитыхза-|§§овок является пульсационная продувка расплава в кристаллизаторе
МНЛЗ [1, 2, 3, 4].
;< Реализация способа возможна в нескольких направлениях:
¡¡¡¡Ь отсутствием всасывания расплава в погружную трубу перед подачей
¡¡¡¡ёртного газа под давлением в каждом цикле;
|§§Ь вакуумным всасыванием расплава в погружную трубу перед подачей инертного газа под давлением в каждом цикле.
Были проведены экспериментальные исследования для выявления влияния пульсационной продувки с вакуумным всасыванием на макроструктуру заготовки.
Для экспериментов использовалась лабораторная установка МНЛЗ. Установка непрерывного литья (рисунок I) представляет собой сварной металлический корпус 2, внутри которого смонтирован механизм вытягивания слитка из кристаллизатора 1 Механизм вытягивания состоит из электропривода 12, приводящего во вращение винт 8, по котором}' вверх и вниз перемещается стол машины 3 с затравкой 4. Для предотвращения перекосов стола машина снабжена двумя направляющими стойками 5. Перед началом литья включением пускателя стол машины поднимают вверх так, чтобы затравка вошла в кристаллизатор.
ной установке МНЛЗ:
1 Проверить состояние креплений и устойчивость установки. Установить скорость движения стола машины.
2 Подготовить установку:
а) смазать кристаллизатор вакуумным маслом;
б) ввести затравку в кристаллизатор;
в) в зазор между кристаллизатором и затравкой заложить асбестовый шнур;
г) направить желоб в кристаллизатор;
д) установить пускатель на необходимую скорость литья.
3 Отобрать порцию жидкого сплава из ковша в тигель.
4 Измерить температуру металла в тигле и произвести заливку в катализатор при неподвижной затравке. Температура сплава перед заливкой должна быть на 30 - 50°С выше температуры ликвидуса.
5 По достижении уровня металла в кристаллизаторе на 5 -10 мм ниже верхнего предела включить установку на опускание стола машины. Во
время литья уровень металла в кристаллизаторе следует поддерживать постоянным. После окончания литья дать слитку выйти из кристаллизатора, и выключить установку.
6 Провести пульсационную продувку в необходимом режиме.
7 Выключить воду и снять заготовку с затравки.
8 Оценить качество слитков:
а) по чистоте поверхности;
б) по глубине усадочной раковины;
в) по макроструктуре и плотности. Для этого от каждого слитка отрезать литниковую часть длиной 100-120 мм для изготовления продольного макрошлифа и поперечный темплет толщиной 30 мм, обе стороны которого обработать под макрошлиф.
9 Протравить макрошлифы соответствующим реактивом.
10 Описать особенности структуры металла заготовок.
Получаемые на установке образцы подвергают макроструктурному
анализу
Для проведения макроструктурного анализа литых заготовок используется ГОСТ 10243-76 и ОСТ 14-235-91.
Для травления свинцовых образцов, согласно рекомендациям [5, 6] используется травитель №4, имеющий состав: 42 г Мо02, 29 мл Н1\г03, 100 мл Н ,0. Травитель приготавливается в определенной последовательности. Молибденовую кислоту-тщательно перемешивают с дистиллированной водой, прибавляют гидроксид аммония, фильтруют и добавляют азотную кислоту. Этот раствор после охлаждения смешивают с холодным раствором, состоящим из 400 мл азотной кислоты и 960 мл воды.
Такой реактив служит для быстрого травления и пригоден для удаления слоев обработки большой толщины, образующихся в результате изготовления шлифа. Образец попеременно протирают травителем и смывают проточной водой, причем нужно следить, чтобы поверхность шлифа не окрашивалась в коричневый цвет.
Экспериментальные исследования.
Для выявления особенностей формирования структуры сплавов проведены исследования с применением в качестве материала сплавов системы свинец-висмут (РЬ-Ш). Температура заливки 350 °С, продувка осуществлялась аргоном через трубку диаметром 5 мм. Частота пульсаций
10 в минуту. Давление в трубке 0,15 МПа. Для сравнения был отлит слиток без внешних воздействий при тех же условиях.
Макроструктура полученных образцов представлена на рисунке 2.
а) б)
Рисунок 2 - Макроструктура экспериментального образца экспериментального образца: а) без внешнего воздействия б) в зоне влияния внешнего давления, сплав Pb+3% Bi 424, травление
Анализ макроструктуры полученных образцов показал, что пульсаци-онное воздействие способствует снижению количества дефектов макроструктуры. Осевая зона не имеет резко выраженной осевой рыхлости и крупных пор. Кроме того, пульсационное перемешивание оказывает влияние на протяженность структурных зон, зона столбчатых дендритов сократилась. Количество равноосных макрозерен увеличилось.
Это позволяет сделать выводы о том, что пульсационное воздействие способствует увеличению числа зародышей твердых частиц в расплаве. При этом происходит более быстрое снятие перегрева стали, что ускоряет в свою очередь переход из зоны со столбчатой структурой в зону с равноосной структурой.
Выводы
Таким образом экспериментально удалось установить эффективность воздействия пульсационной продувки на однородность формирующегося слитка и повышение качества заготовки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Предварительный патент на изобретение «Способ непрерывной разливки металлов и сплавов». Заявка № 2006/0861.1. / Сержанов Р.И., Богомолов A.B., Быков ПО.
2. Никитин Г.М., Быков П.О. Способ повышения качества и эффективности производства стальных непрерывных слитков. Материалы международной научной конференции «Первые Ержановские чтения» - Павлодар: ПТУ им. С.Торайгырова, 2004. - Т.1. - с. 308-311
3. Канаев А.Т., Быков П.О., Богомолов А В , Сержанов РИ. Пути повышения качества металлопродукции. - Труды международной научно-технической конференции «Современные проблемы механики, строительства и машиностроения». Том 2 - Павлодар: ПТУ им. С.Торайгырова, 2006. - с. 98 -104.
4. БыковП.О., НикитинГМ., СержановР.И., БогомоловА.В., ИксанЖ.М. Качество непрерывнолитых заготовок. - Труды Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы горно-мегаллургического комплекса Казахстана». (6-7 декабря 2007г) / Министерство образования и науки Республики Казахстан, Карагандинский государственный технический университет. - Караганда: Издательство КарГТу 2007. - с. 379 - 383.
5. Способы металлографического травления: Справочное издание.: Пер. с нем. / Беккерт М., Клемм X. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Металлургия, 1988,- 400 с.
6. A.M. Ямпольский. Травление металлов - М. - Л.: Машиностроение, 1964- 112с.
Туйшдеме
Мацалада б1ркалыпты цалыптасушы слитка мен дайындыктыц жогары сапалыгына эксперементальд1 турде пульсативггп урлеудщ эффективггл эсерт оркатуга жол тускен.
Resume
In the given article was successfully settled an effectiveness of influence ofpulsating blowing upon uniformity of the formed ingot and increasing quality of billet.
