Борьба с усадочными раковинами при непрерывном литье стали и чугуна

При непрерывном литье сплавов на железной основе глубокая и пикообразная часть жидкого металла в сердцевине слитка может привести к образованию в расплаве затвердевших мостиков металла, разделяющих жидкую сердцевину на части, и вызвать появление усадочной раковины по оси слитка. По предложению Клейна, удалось для стали и других металлов с низкой теплопроводностью сделать пикообразную сердцевину жидкого металла более плоской и значительно уменьшить опасность образования мостов, охлаждая одну сторону слитка вначале слабее и в зоне появления мостов сильнее, чем противоположную (рис. 1785). В кристаллизаторе 1 разливается слиток 2 удлиненного прямоугольного сечения. Сторона 3 охлаждается сильнее, чем сторона 4, чтобы фронт затвердевания 5 падал менее круто, чем фронт затвердевания 6. Баковая сторона слитка 4 резко охлаждается водяной струей 7, сильнее, чем сверху и с противоположной стороны. Новый фронт затвердевания, распространяясь по линии 8, срезает нижний пик 9 жидкой сердцевины.

Фирма Gebr. Bohler Co AG хотела устранить возникновение пустот в слитке из-за образования мостиков при непрерывном литье металлов с высокой температурой плавления. Для этого охлаждали вначале слиток по всему периметру до образования корочки, выдерживающей ферростатическое давление жидкого металла, а затем охлаждали только с двух сторон, чтобы затвердевание развивалось только по вертикали к охлаждаемым поверхностям. Жидкая сердцевина имеет при этом клинообразную форму, как показано на рис. 1786 и 1787.

Если теперь образуется мостик затвердевшего металла, то он не может препятствовать протеканию расплавленного металла, так как не распространяется на всю ширину жидкого металла. В случае необходимости неохлаждаемые поверхности слитка теплоизолируются.

Особенно целесообразен этот способ при разливке профилей, имеющих прямоугольное поперечное сечение.

Фирма Mannesmann AG в 1953 г. выяснила, что можно избежать образования пустот в сердцевине слитка, воздействуя вибрацией или электромагнитным вращающимся полем на жидкую сердцевину металла при постоянном выдерживании условий охлаждения. С этой целью работают или с равномерной скоростью разливки или с увеличенной скоростью вытягивания слитка. При равномерном охлаждении слитка должны безусловно устраняться причины остановок опускания слитка. и замедления скорости разливки. В качестве вибраторов могут применяться механические вибраторы или звуковые и ультразвуковые.

По другому способу фирмы Mannesmann AG (1953 г.) жидкий металл вытягивается мощными обжимающими валками, как показано на рис. 1788. При этом слиток не прокатывается, а только выжимается Жидкая сердцевина, и толщина его равняется сумме толщин двух затвердевших стенок. Тянущие валки должны быть упругими, чтобы не вызывать нежелательной деформации слитка. На рис. 1789 в ряду А показаны сечения слитков на выходе из кристаллизатора, в ряду В — незадолго перед обжатием и в ряду С — после обжатия. Слитки, сечения которых показаны в колонках b и g, при выходе из кристаллизатора могут деформироваться под действием ферростатического давления жидкого металла в слитке. Это явление можно избежать, применяя опорные ролики.