29.03.2018

Современное состояние непрерывного литья медных сплавов


В Германии по полностью непрерывному процессу работают четыре установки у фирмы Wieland-Werke AG и одна установка у фирмы Norddeutschen Affinerie.

В литейном цехе фирмы Wieland-Werke AG сейчас весь металл разливается на установках Юнганса и обычным полунепрерывным способом. Отливаются слитки из меди, нейзильбера, латуни, оловянной бронзы, алюминиевой бронзы и мельхиора. Кристаллизаторы медные с водяным охлаждением, они совершают 120—300 колебаний в минуту в вертикальном направлении на расстояние 3 мм. Средняя скорость литья 250 мм/мин. Отливаются оплошные круглые слитки диаметром 90—380 мм, полые слитки диаметром 150—380 мм и плоские слитки сечением 120 X 520 мм. Были получены также хорошие результаты при использовании графитовых вставок в кристаллизаторы.

Фирма Scovill Manufacturing Co в Уотербери (Коннектикут, США) в 1937 г. заимствовала опыт непрерывной разливки латуни в Германии; в 1938 г. фирма пустила машину непрерывного литья, в 1939 г. на машине было получено 27 тыс. т круглых слитков из латуни, имевших очень высокое качество. До введения в строй машины для получения 50 т слитков необходимо было сделать 75—100 плавок, за каждой из которых должен наблюдать литейщик. Необходимо было также измерять каждый раз температуру и проверять скорость литья и охлаждения. Хотя каждый полученный слиток был удовлетворительного качества, однако свойства их не были вполне одинаковыми.

Теперь, после пуска установки непрерывного литья, сплав готовится в большой индукционной печи, оттуда переливается в многотонный миксер, и из него ведется непрерывная отливка плоских или круглых слитков со строго постоянной скоростью в подвижный кристаллизатор. Химический состав в ходе разливки 50 т сплава совершенно не изменяется. Таким образом, преимущества получения слитков на машине следующие:

1. Однородность химического состава, очень небольшие колебания в содержании легирующих компонентов от плавки к плавке, минимальное количество загрязнений и меньшая ликвация всех видов.

2. Высокая плотность металла, равномерность структуры, отсутствие поверхностных пузырей и засоров, отсутствие пористости.

Эти преимущества обнаруживаются также и при других способах непрерывного литья.

Указанная фирма после постройки машины производительностью 3,5 т/чac провела ее модернизацию под руководством И. Росси с целью повышения производительности. К концу 1951 г. было выпущено 500 000 т слитков из латуни.
Установка (рис. 1687—1689) состоит из миксера и машины и выпускает 14 т в час плоских слитков. Установка располагается на четырех этажах и обслуживается бригадой из 11 человек: 4 работают на трех плавильных индукционных печах Аякс-Скомет, 1 работает на кране, 1 обслуживает разливочный ковш, 3 человека работают на машине, 1 обслуживает пилу и 1 работает на рольганге на выдаче отрезанных заготовок.

Плавильные печи имеют производительность 5 т/час. Металл из печей сливают в ковш емкостью 2,3 г, с помощью которого расплав передается в электрический миксер емкостью 4 т.

Миксер имеет два патрубка для заливки металла в кристаллизаторы. После прекращения литья из одного патрубка миксер поворачивают на 180°, наклоняют в другом направлении и литье может продолжаться. Разливочный патрубок внутренним диаметром 13 мм изготовлен из стали с 25% Cr. Патрубок имеет форму перевернутой буквы Т, перекладина которой погружена в металл в кристаллизаторе. Расплав вытекает через отверстия, насверленные по длине перекладины. Скорость истечения регулируется игольчатым клапаном. Металл в кристаллизаторе защищается от окисления набрызгиванием спермацетового жира; по выходе из кристаллизатора слиток защищается факелом пропана. Собственно кристаллизатор имеет обычную конструкцию с водоохлаждаемым кессоном. Кристаллизатор медный с хромированной поверхностью. Ход кристаллизатора вниз совершается с той же скоростью, с какой вытягивается слиток. Ход вверх — втрое быстрее. Кристаллизатор и разливочный патрубок после 2 дней работы разбирают и чистят.

По выходе из кристаллизатора слиток имеет темно-красный цвет, но водой непосредственно не охлаждается. Слиток вытягивают парой роликов и режут пилой на заготовки длиной 0,76—3 м.
На одной машине фирмы Scovill Manufacturing каждые две минуты получают круглую заготовку диаметром 197 мм и длиной 800 мм или каждые шесть минут плоскую заготовку длиной 3 м, весом 1 т с поперечным сечением 64х648 мм.

Указанная фирма в Уотербери в настоящее время отливает плоские слитки из следующих сплавов: томпака (95% Cu), оловянной бронзы с 10% Sn, латуней с 85 и 70% Cu и специальной латуни с 95% Cu.

На старой машине получают круглые слитки диаметром 178—254 мм из автоматной латуни (со свинцом), патронной латуни (70% Cu), из латуни для поковок, а также полые слитки для производства конденсаторных труб из фосфористой бронзы.

В течение последних 10 лет фирма Bristol Brass Co (Коннектикут, США) на установке Росси отливает слитки диаметром 254 мм из свинцовистой латуни. Металл плавится в индукционной низкочастотной печи. Скорость литья 350 мм/мин, производительность 4 т/час.

Химический анализ 25 проб, каждая из которых отбиралась после разливки 1,5 т металла, показал, что содержание меди колеблется в пределах 61,27—62,03% и свинца 2,94—3,15%.

Пробы от 25 последовательных плавок показали колебания по содержанию меди 60,03—63,4% по свинцу 2,55—3,52%.

Установка непрерывного литья типа Росси имеется также у фирмы Bridgport Brass Co (Коннектикут, США). На ней получают круглые слитки (диам. 203 мм) из латуни (61% Cu, скорость литья 250— 300 мм/мин). Производительность установки 5,7 т/час.

На установке непрерывного литья фирмы James Booth and Co (Бирмингам, Англия) разливается латунь из низкочастотного индукционного миксера емкостью 3 т в круглые и плоские слитки диаметром 102—254 мм и сечением 102х406 мм. Скорость литья 200—500 мм/мин. Производительность установки 2,3—4,5 т/час. Предусмотренный вначале приемник для отрезанных заготовок был затем заменен наклонной плоскостью. Охлаждение слитка допускает широкое регулирование. Металл плавится в печах Аякс-Уайт мощностью 350 квт и производительностью 1,5 т/час каждая.

В конце 1947 г. фирма American Metal Co в г. Картрет (Нью-Джерси, США) передала в эксплуатацию машину непрерывного литья типа Росси. С конца 1948 г. на машине отливают непрерывным способом круглые и плоские слитки из бескислородной меди трех основных марок: 1) бескислородная медь без присадок; 2) бескислородная медь с фосфором (0,005—0,015%), 3) бескислородная медь с серебром (0,0375%). Шихта, состоящая главным образом из катодной меди, плавится в 12-г низкочастотной индукционной печи. Печь двухкамерная, качающаяся (угол качания 7°), трехканальная со сменными катушками. Мощность печи 2100 квт, производительность 8 т/час. В печи поддерживается защитная атмосфера, состоящая из 25% CO, 5—6% H2, остальное азот. На поверхности металла наводится покров из графитового боя. Футеровочная масса имеет состав 50% Al2O3 и 50%. SiO2. Из плавильной печи металл переливается но желобам 16-м длины в индукционные миксеры, вмещающие 3 т металла и имеющие мощность по 100 квт. Желоба обогреваются графитовыми элементами сопротивления, они футерованы и герметически закрываются, в них также создается защитная атмосфера. В миксере в качестве защитного газа используется пропан. (Пропан получают как побочный продукт при переработке нефти. Обычно он поставляется в жидком виде в баллонах и содержит примеси CO и азота. Содержание серы в нем не более 0,001%).

При литье миксеры наклоняют. Температура литья 1175°. Схема Литейной машины дана на рис. 1690. На ней получают круглые заготовки диаметром 100 мм и длиной 1,3—1,5 м, а также плоские заготовки толщиной 100—140 мм, шириной 330—400 мм, длиной 330—625 мм. Возможна отливка слитка сечением 85х660 мм. Высота литейной площадки 11 мм, заглубление машины 8 м. Скорость литья слитка диаметром 150 мм равна 600 мм/мин (5—6 т/час). Кристаллизатор медный, внутри хромированный (0,125 мм). Длина кристаллизатора 12—50 мм.
Круглые слитки отливаются с прямым охлаждением. От общего количества тепла 30—50% поглощаются в кристаллизаторе, остальное — за счет прямого охлаждения. При литье слитка диаметром 200 мм через кристаллизатор проходит 200—300 л воды в минуту, непосредственно на слиток подается 400—700 л/мин. Кристаллизатор для плоского слитка изготавливается из цельной медной заготовки и имеет толщину стенок 50 мм (рис. 1691). В стенках перпендикулярно оси насверлены три ряда отверстий для охлаждающей воды. Они расположены в средней по высоте части кристаллизатора, чтобы не было слишком сильного охлаждения слитка на выходе. Прямое охлаждение на плоских Слитках не применяется.

Над зеркалом металла в кристаллизаторе создается атмосфера пропана, подающегося со скоростью 100—200 см3/мин. Поверхность металла присыпается графитом, который служит также для смазки. При литье меди, раскисляемой фосфором, в качестве смазки применяется спермацетовый жир. Поверхность слитков во всех случаях очень хорошая.

В Светозарево (Югославия) на заводе Каблова на машине Рооси отливают медные вайербарсы сечением 100x100 мм со скоростью 800 мм/мин. Медь плавят в низкочастотной индукционной печи производительностью 4 т/час (такова же производительность машины.) Kpoме того в Югославии с 1954 г. производится непрерывная отливка меди и латуни (на машинах Юнганса) на заводе Вальяоника Бакра Севойна в г. Севойна.





Яндекс.Метрика