RU2009005C1 - Method of producing sheet slab from aluminium and its alloys - Google Patents
Method of producing sheet slab from aluminium and its alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2009005C1 RU2009005C1 RU92011936A RU92011936A RU2009005C1 RU 2009005 C1 RU2009005 C1 RU 2009005C1 RU 92011936 A RU92011936 A RU 92011936A RU 92011936 A RU92011936 A RU 92011936A RU 2009005 C1 RU2009005 C1 RU 2009005C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- crystallization
- zone
- rolls
- alloys
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а конкретно к непрерывному литью алюминия и его сплавов в валковый кристаллизатор. The invention relates to metallurgy, and in particular to the continuous casting of aluminum and its alloys into a roll mold.
Известны способы непрерывного литья металла в валковый кристаллизатор, направленные на улучшение структуры, плотности, механических свойств получаемой полосовой заготовки путем разработки температурных, скоростных режимов литья и прокатки, режимов охлаждения и др. Known methods for continuous casting of metal into a roll mold, aimed at improving the structure, density, mechanical properties of the obtained strip billets by developing temperature, speed modes of casting and rolling, cooling modes, etc.
Известен способ непрерывного литья лент из сталей и сплавов на железной и никелевой основе, формируемых в валках-кристаллизаторах, в котором металл заливают в валки при 1350-1450оС, а скорость охлаждения и температура на выходе заготовки равны 500-5000оС и 1200-1350оС.A method for continuous casting of strips of steels and alloys based on iron and nickel-based generated in the rolls, molds, wherein the metal is poured into rolls at 1350-1450 ° C and the cooling rate and the outlet temperature of the billet are 500-5000 ° C and 1200 -1350 about C.
Известный способ не обеспечивает получение плотной однородной структуры ленты из-за наличия усадочной пористости, рыхлот, связанных с недостаточной подпиткой при кристаллизации металла. The known method does not provide a dense homogeneous structure of the tape due to the presence of shrinkage porosity, looseness associated with insufficient recharge during crystallization of the metal.
Известен способ непрерывного литья полосы в валковый кристаллизатор, в котором разность между окружной скоростью вращения валков кристаллизатора и скоростью вытягивания полосы устанавливают равной 0,004-1,0 м/мин. A known method for the continuous casting of a strip into a roll mold, in which the difference between the peripheral speed of rotation of the rolls of the mold and the speed of drawing the strip is set equal to 0.004-1.0 m / min
Регулирование указанными параметрами также не обеспечивает получение мелкозернистой однородной структуры полосы из-за наличия междендритной усадки, связанной с недостаточной подпиткой при кристаллизации. Известен способ непрерывного литья заготовки в валковый кристаллизатор, в котором температуру поверхности валков поддерживают на 0,1-2К выше температуры кристаллизации металла, теплоотвод осуществляют через интенсивно охлаждаемую заготовку. Указанному способу присущи все вышеперечисленные недостатки. Способ не обеспечивает получение мелкозернистой однородной структуры без усадочной пористости. Известен способ получения тонкой полосовой заготовки из алюминиевых сплавов, включающий подачу расплава в полость между валками-кристаллизаторами, кристаллизацию расплава, деформацию затвердевающей полосы и вытягивание заготовки. В способе для получения полосы толщиной 4-5,8 мм устанавливают расстояние от края насадки до оси валков в пределах 35-60 мм. The regulation of these parameters also does not provide a fine-grained homogeneous structure of the strip due to the presence of interdendritic shrinkage associated with insufficient recharge during crystallization. A known method for the continuous casting of a workpiece into a roll mold, in which the surface temperature of the rolls is maintained at 0.1-2K higher than the crystallization temperature of the metal, heat is removed through an intensively cooled blank. The specified method is characterized by all of the above disadvantages. The method does not provide a fine-grained homogeneous structure without shrinkage porosity. A known method of producing a thin strip billet of aluminum alloys, including the supply of the melt into the cavity between the rolls-crystallizers, crystallization of the melt, deformation of the hardened strip and stretching the billet. In the method for producing strips with a thickness of 4-5.8 mm, the distance from the nozzle edge to the axis of the rolls is set within 35-60 mm.
Это расстояние недостаточной точно определяет зону кристаллизации, лунка жидкого металла может смещаться, особенно при высоких скоростях, за ось валков, вызывая образование пористости, межкристаллитных трещин, либо лунка может сместиться к насадке и кристаллизуя будет начинаться в самой насадке, вызывая ее разрушение. Способ не учитывает металлостатическое давление расплава в зоне кристаллизации, поэтому не обеспечивает стабильное получение мелкозернистой однородной структуры, особенно при литье заготовок большей толщины. This insufficient distance accurately determines the crystallization zone, the liquid metal hole can be displaced, especially at high speeds, beyond the axis of the rolls, causing porosity, intercrystalline cracks, or the hole can move to the nozzle and crystallize will begin in the nozzle itself, causing its destruction. The method does not take into account the metallostatic pressure of the melt in the crystallization zone, therefore, it does not provide stable production of a fine-grained homogeneous structure, especially when casting billets of larger thickness.
Этот способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому и принят в качестве прототипа. This method is the closest in technical essence and the achieved result to the proposed and adopted as a prototype.
Разработанный способ обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в улучшении качества полосы и повышении механических свойств ее путем получения однородной мелкозернистой структуры полосы. The developed method ensures the achievement of a technical result, which consists in improving the quality of the strip and increasing its mechanical properties by obtaining a homogeneous fine-grained structure of the strip.
Указанный технический результат достигается разработкой способа получения полосовой заготовки из алюминия и его сплавов, включающего подачу расплава в полость между валками-кристаллизаторами, кристаллизацию расплава, деформацию затвердевающей заготовки и вытягивания ее, в котором металлостатическое давление расплава в зоне кристаллизации и отношение удельного объемного расхода расплава, подаваемого в полость, к скорости вытягивания заготовки поддерживают по соотношению:
≥ H ≥ ≥ 0,56A, где σ - поверхностное натяжение расплава, Н/м;
ρ - удельный вес расплава, т/м3;
r - радиус мениска расплава в зоне начала кристаллизации, м;
Н - металлостатическое давление расплава в зоне кристаллизации, м;
Q - удельный объемный расход расплава подаваемого в полость валков м3/с. м;
v - скорость вытягивания заготовки, м/с;
A - длина зоны кристаллизации и деформации, м;
0,34 и 0,56 - эмпирические коэффициенты.The specified technical result is achieved by the development of a method for producing a strip billet from aluminum and its alloys, including the supply of the melt into the cavity between the rolls-crystallizers, crystallization of the melt, deformation of the hardened billet and stretching it, in which the metallostatic pressure of the melt in the crystallization zone and the ratio of the specific volumetric flow rate of the melt, fed into the cavity, to the speed of drawing the workpiece is supported by the ratio:
≥ H ≥ ≥ 0.56A, where σ is the surface tension of the melt, N / m;
ρ is the specific gravity of the melt, t / m 3 ;
r is the radius of the meniscus of the melt in the zone of crystallization onset, m;
H - metallostatic pressure of the melt in the crystallization zone, m;
Q is the specific volumetric flow rate of the melt supplied to the roll cavity m 3 / s. m;
v is the speed of drawing the workpiece, m / s;
A is the length of the crystallization and deformation zone, m;
0.34 and 0.56 are empirical coefficients.
В источниках научно-технической и патентной информации не обнаружено технических решений, содержащих, аналогичные отличительные признаки заявляемого технического решения. Следовательно, оно соответствует критерию "Изобретательский уровень". In the sources of scientific, technical and patent information, no technical solutions were found containing similar distinctive features of the claimed technical solution. Therefore, it meets the criterion of "Inventive step".
Способ обеспечивает получение заготовки с однородной мелкозернистой структурой при оптимальных скоростях литья, что достигается за счет подачи достаточного количества расплава в междендритные и межкристаллитные усадочные пустоты в сочетании с эффективной проработкой структуры. The method provides for the preparation of a workpiece with a uniform fine-grained structure at optimal casting speeds, which is achieved by supplying a sufficient amount of melt to the interdendritic and intergranular shrinkage voids in combination with an efficient development of the structure.
Вышеприведенное соотношение параметров способа разработано на основе следующих соображений. The above ratio of process parameters was developed based on the following considerations.
При формировании заготовки в межвалковом пространстве происходят следующие процессы. Поступающий расплав, соприкасаясь с поверхностью валков, охлаждается до температуры кристаллизации. В зависимости от длины зоны кристаллизации и деформации (А) рост дендритов происходит под разным углом к фронту кристаллизации. Экспериментально установлено, что при короткой зоне А вершина лунки перемещается к насадке, кристаллы вытягиваются в сторону поступления расплава из насадки, что способствует образованию грубокристаллической веерной структуры. При увеличении зоны кристаллизации и деформации А вершина лунки перемещается в сторону выхода заготовки из валков, поверхность кристаллизации увеличивается, рост кристаллов происходит в направлении близком к нормали к поверхности валков, в результате образуется более однородная структура. При такой схеме кристаллизации требуется обеспечить доступ расплава для подпитки образующихся междендритных и межкристаллитных пустот. When forming a workpiece in the roll space, the following processes occur. The incoming melt, in contact with the surface of the rolls, is cooled to a crystallization temperature. Depending on the length of the crystallization and deformation zone (A), dendrites grow at different angles to the crystallization front. It was experimentally established that in the case of short zone A, the apex of the hole moves toward the nozzle, the crystals are pulled toward the melt from the nozzle, which contributes to the formation of a coarse-crystalline fan structure. With an increase in the crystallization and deformation zone A, the top of the hole moves toward the exit of the workpiece from the rolls, the crystallization surface increases, the crystal growth occurs in a direction close to the normal to the surface of the rolls, resulting in a more uniform structure. With such a crystallization scheme, it is required to provide melt access to feed the resulting interdendritic and intercrystalline voids.
Для улучшения подпитки расплавом усадочных пустот необходимо создать металлостатическое давление расплава величиной, достаточной для проталкивания расплава в эти пустоты. To improve the melt recharge of shrinkage voids, it is necessary to create a metallostatic pressure of the melt with a value sufficient to push the melt into these voids.
В результате образуется однородная литая структура, проработка которой достигается путем регулирования отношения ( Q/V ) так как оно определяет степень деформации затвердевающего металла (чем больше это отношение, тем больше деформация металла). As a result, a homogeneous cast structure is formed, the elaboration of which is achieved by regulating the ratio (Q / V) since it determines the degree of deformation of the hardened metal (the larger this ratio, the greater the deformation of the metal).
Отношение является характеристикой используемого металла. При превышении указанного отношения произойдет прорыв металла и остановка процесса. Увеличение металлостатического давления Н выше расчетного нецелесообразно из-за загрязнения расплава окислами, футеровкой и повышения энергозатрат. Уменьшение металлостатического давления Н ниже расчетного ухудшает условия подпитки при кристаллизации, повышает неоднородность структуры вплоть до веерной, вызывает рост зерен. Увеличение отношения удельного объемного расхода расплава, подаваемого в полость валков, к скорости вытягивания заготовки выше расчетного приводит к смещению лунки расплава в сторону насадки, вызывая рост грубых столбчатых кристаллов, ухудшающих качество и механические свойства заготовки. При уменьшении указанного отношения ухудшаются условия проработки структуры, она остается близкой к литой, что снижает механические свойства.Attitude is a characteristic of the metal used. If the specified ratio is exceeded, the metal will break through and stop the process. An increase in the metallostatic pressure H above the calculated one is impractical due to contamination of the melt with oxides, lining, and an increase in energy consumption. A decrease in the metallostatic pressure H below the calculated one worsens the feeding conditions during crystallization, increases the heterogeneity of the structure right up to the fan structure, and causes grain growth. An increase in the ratio of the specific volumetric flow rate of the melt fed into the cavity of the rolls to the speed of drawing the workpiece above the calculated value leads to a displacement of the melt hole towards the nozzle, causing the growth of coarse columnar crystals that degrade the quality and mechanical properties of the workpiece. With a decrease in this ratio, the conditions for the development of the structure worsen, it remains close to cast, which reduces the mechanical properties.
На чертеже представлена схема установки бесслитковой прокатки и литья (БПЛ) для осуществления разработанного способа. The drawing shows a diagram of a unitless rolling and casting (BPL) for implementing the developed method.
Установка включает валковый кристаллизатор 1, насадку 2, промежуточную емкость с расплавом 3. The installation includes a roll mold 1, a nozzle 2, an intermediate tank with a melt 3.
Расплав подается в промежуточную емкость 3 и по насадке 2 поступает в полость 4 между валками, затем закристаллизовавшаяся полоса 5 вытягивается из валков и сматывается в рулон. The melt is fed into the intermediate tank 3 and through the nozzle 2 enters the cavity 4 between the rolls, then the crystallized
При реализации способа на установке БПЛ производили отливку полосовой заготовки из различных сплавов с различной скоростью и определяли величину оптимальной зоны кристаллизации и деформации А с помощью щупа. When implementing the method at the BPL installation, casting of a strip billet from various alloys was performed at different speeds and the value of the optimum zone of crystallization and deformation A was determined using a probe.
По соотношению
≥ H ≥ ≥ 0,56A
определили металлостатическое давление расплава H в полости и отношение Q/V , которые поддерживали в процессе бесслитковой прокатки.By ratio
≥ H ≥ ≥ 0.56A
determined the metallostatic pressure of the melt H in the cavity and the Q / V ratio, which were maintained during the process of non-continuous rolling.
Металлостатическое давление расплава в полости валков, равное металлостатическому давлению расплава в промежуточной емкости (по принципу сообщающихся сосудов), поддерживали регулированием количества подаваемого металла в промежуточную емкость из печи или ковша. The metallostatic pressure of the melt in the cavity of the rolls, equal to the metallostatic pressure of the melt in the intermediate vessel (according to the principle of communicating vessels), was maintained by controlling the amount of metal supplied to the intermediate vessel from the furnace or ladle.
Радиус мениска расплава в зоне начала кристаллизации приняли 0,5 зазора между насадкой и валками. Полученные заготовки имели однородную мелкозернистую структуру и высокие механические свойства. Способ позволяет вести процесс на оптимальных режимах, обеспечивая максимальную производительность. The radius of the meniscus of the melt in the zone of onset of crystallization took 0.5 clearance between the nozzle and the rolls. The resulting preforms had a uniform fine-grained structure and high mechanical properties. The method allows to conduct the process in optimal conditions, providing maximum performance.
При необходимости разработанное соотношение дает возможность определить оптимальное сечение насадки для подачи металла, что особенно важно при изменении сечения получаемой заготовки. If necessary, the developed ratio makes it possible to determine the optimal cross section of the nozzle for supplying metal, which is especially important when changing the cross section of the resulting workpiece.
Способ обеспечивает быстрое реагирование на изменения внешних параметров (температуры подаваемого металла, охлаждающей валки воды, окружающей среды), которые вызывают уменьшение или увеличение скорости литья. The method provides a quick response to changes in external parameters (temperature of the supplied metal, cooling water rolls, and the environment) that cause a decrease or increase in casting speed.
Результаты испытания по известному и предлагаемому способу приведены в таблице. The test results of the known and proposed method are shown in the table.
Конкретные пpимеpы реализации способа. Specific examples of the method.
П р и м е р 1. На установке БПЛ получали полосовую заготовку сечением 8 х 1040 мм и сплава А5 при скоростях вытягивания 10,0 и 16,7 мм/с. Величина максимальной зоны кристаллизации и деформации А составляли соответственно 30 и 50 мм. PRI me R 1. On the installation of the BPL received a strip billet with a cross section of 8 x 1040 mm and alloy A5 at drawing speeds of 10.0 and 16.7 mm / s. The maximum crystallization and deformation zones A were 30 and 50 mm, respectively.
Отношение для сплава А5 равно 50 мм.Attitude for alloy A5 is 50 mm.
По отношению
≥ H ≥ ≥ 0,56A определили Н и Q/V.In relation
≥ H ≥ ≥ 0.56A determined H and Q / V.
Фактическое металлостатическое давление поддерживали в промежуточной емкости на уровне 20 и 30 мм при указанных скоростях вытягивания. The actual metallostatic pressure was maintained in the intermediate vessel at a level of 20 and 30 mm at the indicated drawing speeds.
Полученные заготовки имели однородную мелкозернистую структуру и высокие механические свойства. The resulting preforms had a uniform fine-grained structure and high mechanical properties.
Способ позволяет вести процесс на максимальной скорости - в данном случае на 16,7 мм/с. The method allows to conduct the process at maximum speed - in this case, 16.7 mm / s.
П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 получали заготовку сочинением 8 х 1040 мм из сплава АМЦ при скоростях вытягивания 14,0 и 18,0 мм/с. PRI me R 2. Analogously to example 1, a workpiece was obtained with an composition of 8 x 1040 mm from an alloy of AMC at drawing speeds of 14.0 and 18.0 mm / s.
Величина максимальной зоны кристаллизации и деформации А составляла - 46 и 55. Отношение для сплава АМЦ равно 40 мм.The maximum crystallization and deformation zone A was 46 and 55. The ratio for the alloy AMC is 40 mm.
По соотношению определили Н и Q/V. The ratio determined H and Q / V.
Фактическое металлостатическое давление поддерживали на уровне 28 и 35 мм при указанных скоростях вытягивания. Полученные заготовки имели однородную мелкозернистую структуру и высокие механические свойства. The actual metallostatic pressure was maintained at 28 and 35 mm at the indicated drawing speeds. The resulting preforms had a uniform fine-grained structure and high mechanical properties.
Процесс целесообразно вести на скорости 13,0 мм/с. It is advisable to conduct the process at a speed of 13.0 mm / s.
Для реализации способа в промышленных условиях разработанное соотношение параметров представлено в виде графиков, что упрощает обслуживание. To implement the method in an industrial environment, the developed ratio of parameters is presented in the form of graphs, which simplifies maintenance.
Как видно из результатов таблицы разработанный способ обеспечивает получение полосовой заготовки с мелкозернистой структурой и повышенными механическими свойствами при высокой скорости литья. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 214754, B 22 D 11/06, 1969. As can be seen from the results of the table, the developed method provides a strip blank with a fine-grained structure and increased mechanical properties at a high casting speed. (56) 1. USSR author's certificate N 214754, B 22 D 11/06, 1969.
2. Авторское свидетельство СССР N 1584240, кл. B 22 D 11/06, 1989. 2. USSR copyright certificate N 1584240, cl. B 22 D 11/06, 1989.
3. Авторское свидетельство СССР N 1424950, кл. B 22 D 11/06, 1988. 3. Copyright certificate of the USSR N 1424950, cl. B 22 D 11/06, 1988.
4. Патент США N 4751958, кл. B 22 D 11/06, 1988. 4. US patent N 4751958, CL. B 22 D 11/06, 1988.
Claims (1)
≥ H ≥ ≥ 0,56A/
где σ - поверхность натяжения расплава, н/м;
ρ - удельный вес расплава, т/м3;
r - радиус мениска расплава в зоне начала кристаллизации, м;
Q - удельный объемный расход расплава, подаваемого в полость между валками, м3/с;
A - длина зоны кристаллизации и деформации, м; 0,34- и 0,56 - эмпирические коэффициенты.METHOD FOR PRODUCING A STRIP BASIS FROM ALUMINUM AND ITS ALLOYS, including the supply of the melt into the cavity between the rolls, the crystallization of the melt, the deformation of the hardened billet and its stretching, characterized in that the metallostatic pressure of the melt in the crystallization zone H and the ratio of the specific volumetric flow rate to the melt, the cavity between the rollers, to the speed of drawing the workpiece V support the ratio
≥ H ≥ ≥ 0.56A /
where σ is the melt tension surface, n / m;
ρ is the specific gravity of the melt, t / m 3 ;
r is the radius of the meniscus of the melt in the zone of crystallization onset, m;
Q is the specific volumetric flow rate of the melt fed into the cavity between the rolls, m 3 / s;
A is the length of the crystallization and deformation zone, m; 0.34 and 0.56 are empirical coefficients.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92011936A RU2009005C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Method of producing sheet slab from aluminium and its alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92011936A RU2009005C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Method of producing sheet slab from aluminium and its alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009005C1 true RU2009005C1 (en) | 1994-03-15 |
RU92011936A RU92011936A (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=20133656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92011936A RU2009005C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Method of producing sheet slab from aluminium and its alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2009005C1 (en) |
-
1992
- 1992-12-17 RU RU92011936A patent/RU2009005C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4166495A (en) | Ingot casting method | |
US4715428A (en) | Method and apparatus for direct casting of crystalline strip by radiant cooling | |
RU2296034C2 (en) | Method for treating melt metals by means of moving electric arc | |
JP6947737B2 (en) | Continuous steel casting method | |
JP2683157B2 (en) | Method for continuously casting metal, especially steel, on bloom and billet slabs | |
US4678719A (en) | Method and apparatus for continuous casting of crystalline strip | |
CN113128029A (en) | Method and device for improving internal quality of large-section round billet | |
RU2009005C1 (en) | Method of producing sheet slab from aluminium and its alloys | |
EP0174765B1 (en) | Method and apparatus for continuous casting of crystalline strip | |
CN109689247B (en) | Method for continuously casting steel | |
EP0174767B1 (en) | Method and apparatus for direct casting of crystalline strip by radiantly cooling | |
EP0191586A1 (en) | Electromagnetic levitation casting | |
US3746070A (en) | Method for improving continuously cast strands | |
EP0174766B1 (en) | Method and apparatus for direct casting of crystalline strip in non-oxidizing atmosphere | |
RU2403121C1 (en) | Method of continuous steel casting | |
JP2869066B2 (en) | Continuous sheet manufacturing equipment | |
JPS609553A (en) | Stopping down type continuous casting machine | |
RU2184009C1 (en) | Steel continuous casting method | |
RU2422242C2 (en) | Method of cooling billets at continuous casting machines | |
RU2043832C1 (en) | Method of continuous casting of metal | |
RU2741876C1 (en) | Method for continuous casting of slab bills | |
KR101400035B1 (en) | Method for producing high quality slab | |
JPH04178247A (en) | Continuous casting method of steel by casting mold having electromagnetic field | |
JPS60137562A (en) | Continuous casting method for thin sheet | |
SU900951A1 (en) | Method of cooling ingot at continuous casting into electromagnetic mould |