книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы

1) индукционных, где движение расплава удается су­ щественно ограничить путем регулирования подводимой мощности и выбором необходимой конструкции каналов; 2) подовых стабилизационных газовых или мазут­ ных, в которых высокое качество металла достигается путем регулирования характера атмосферы, а также ис­ пользованием различных процессов рафинирования (изучается вопрос использования защитной атмосферы

в этих печах).

Р а ф и н и р о в а н и е р а с п л а в а а л ю м и н и я н е г о с п л а в о в

Неотъемлемой частью процесса разливки является фильтрация расплава через керамические фильтры (на­ пример, из синтетического корунда, магнезита крупно-

Рис. 84. Схема устройства для фильтрования и рафинирования расплава алюминия газами*:

ные куски корунда и других мате­

* Патент (США), № 3010712.

стью 0,5—6 мм) или фильтры на основе стекловолокна (сита из стекла Mg—Са—В с ячейками размером 0,5— 1 мм). Иногда в фильтры подают инертный газ, благо­ даря чему повышается эффект фильтрации. Схема такой установки приведена на рис. 84.

Содержание водорода в металле оказывает сущест­ венное влияние на механические свойства полуфабри­ катов, как это видно на рис. 85. На этом рисунке пока­ зано влияние содержания водорода на механические свойства сплава 5020 (прокат диаметром 75 мм) [227].

Ряд сплавов целесообразно легировать теми элемен­ тами, которые вызывают уменьшение размеров зерен в слитках. Одним из способов легирования лигатурами А1—6% Ті или А1—4% В является их подача в виде про­ волоки в расплав непосредственно перед разливкой слитков, как показано на рис. 86. Американская фирма Kawecki Beryl Со Industries поставляет указанные ли­ гатуры в виде проволоки диаметром около 9 мм. Этот способ легирования имеет много положительных ка­ честв, например высокую эффективность, исключение выделения компонента ТіВ2, которое обычно происходит в печи; экономию времени и равномерность легирования [228].

Выплавка цинка

Крупные низкочастотные индукционные плавильные печи строятся емкостью до 150 г. Расход электроэнергии 100 квт-ч/т цинка. Часовая производительность 20-г пе­ чи составляет 4 г, а 100-г печи 10 т. Подводимая мощ­ ность 20-г печи составляет 450 кет, а 100-г печи 1600 кет. Индукционный нагрев цинковой ванны применяется и в цехах цинкования.

Самый крупный прокатный цех в мире по производ­ ству цинковых листов (цех фирмы Rheinisches Zink­ walzwerk QmbH в Даттельне) годовой производитель­ ностью 40 тыс. г оснащен индукционной печью емко­ стью 75 г, производительностью 5 т/ч.

Английская фирма Morgenite Thermal Designs Ltd. в Нортоне выпускает плавильные агрегаты для цинка и его сплавов, в которых используются погружные обогре­ вательные элементы из SіС, заключенные в защитный кожух. Подводимая мощность такой печи емкостью 1 т составляет 20 ква. Обогревательные элементы можно заменять в процессе работы.

Схема расположения оборудования в плавильном и разливочном цехах по производству цинковых плоских слитков для прокатки показана на рис. 87.

Рис. S7. Схема плавильного и разливочного цехов для по­ лучения цинковых слитков для цпнкопрокатного цеха:

ливочная машина с кристаллизаторами

Выплавка свинца, магния и металлов высокой реакционной способности

Мазутный или газовый нагрев плавильных котлов для выплавки свинца иногда заменяют электронагре­ вом (сопротивлением или индукционным). Для расплав­ ления отходов используют и вращающиеся либо кача­ ющиеся печи.

Для выплавки магния наиболее пригодны индукци­ онные тигельные печи. На более крупных печах расход электроэнергии достигает 450—580 квт-ч/т магния. На многих заводах установлены эффективные установки, позволяющие, например, получать слитки диаметром до 800 мм или плоские слитки сечением 150X700 мм. Для

этой цели, служат печи емкостью до 10 г. Стойкость стальных тиглей достигает 1000 плавок.

Для выплавки металлов высокой реакционной спо­ собности наиболее пригодны вакуумные дуговые, ваку­ умные индукционные пли электронные печи.

4. Н О В Ы Е Н А П Р А В Л Е Н И Я В П Р О И З В О Д С Т В Е С Л И Т К О В И З Ц В Е Т Н Ы Х М Е Т А Л Л О В И И Х С П Л А В О В

Для высокопроизводительных прокатных и прессо­ вых цехов необходимы очень тяжелые слитки. Напри­ мер, для самых крупных действующих прессов следует поставлять слитки диаметром до 1000 мм, а для высоко­ производительных непрерывных прокатных станов по производству полос и листа из алюминия и его сплавов требуются плоские слитки по 15 ти даже более. В СССР

методом полунепрерывного литья были получены слит­ ки массой около 30 т для производства поковок.

Состояние и перспективы технологии получения слит­ ков из цветных металлов и сплавов описаны ниже.

Медь и ее сплавы

Л и т ь е с л и т к о в в и з л о ж ни ц ы

При применении водоохлаждаемых изложниц типа Unkers улучшенной конструкции слитки легко извлекать из изложниц, а изложницы легко чистить. Тележки для изложниц имеют собственный привод.

Из крупных плавильных печей возможно отливать много слитков одновременно (например, по три слитка диаметром 215 мм). На одном поддоне (тележке) уста­ новлено шесть изложниц.

В крупных медеплавильных цехах (например, на за­ воде фирмы Société Générale Métallurgique в Гобокене, в Бельгии) медные слитки могут разливать в большое число водоохлаждаемых изложниц, расположенных на карусели типа Walker. Работа карусели полностью ме­ ханизирована.

По л у н е п р е р ыв н о е литье с л и т к о в

( в е р т и к а л ь и о е)

В настоящее время плоские слитки меди массой до 10 т отливают полунепрерывным способом. Привод раз­

летку под поверхность металла в кристаллизаторе. Ли­ тейная машина гидравлическая [230].

Миксеры большой емкости (например, 15-г) позво­ ляют отливать несколько слитков одновременно. В не­ которых литейных цехах отливают по пять слитков диа­ метром 225 мм одновременно; длина их 8 м. Поступ­ ление расплава в кристаллизаторы регулируется поло­

Для улучшения качества слитков усовершенствуют кристаллизаторы, например установка прибыльных над­ ставок для улавливания неметаллических включений, чтобы они не попадали на поверхность слитка.

Отработана и технология полунепрерывного литья полых слитков и толстостенных труб, например диамет­ ром до 1500 мм, длиной до 10 м. Эта технология внед­ рена английской фирмой Cable and General Instruments. Отливаются медные трубы диаметром до 900 мм со стен­ кой толщиной 75 мм. И в этом случае используются графитовые кристаллизаторы.

Интересное решение расположения литейных цехов с установками полунепрерывного литья слитков разра-

водительность 100 т. Для расплавления здесь использу­ ют индукционные печи емкостью 12—14 г (1200— 1400 кет). Высота кристаллизатора составляет пример­

4500 ква. Непрерывным спо­ собом отливают слитки диаметром 225 мм с отверстием

диаметром 65 мм. Для образования полости был ис­ пользован охлаждаемый графитовый конус. Длина кри­ сталлизатора 750 мм. Из кристаллизатора слиток посту­ пает в охлаждающую камеру длиной 2,1 м, важное зна­ чение для которой имеет конструктивное решение ниж­ него уплотнения. За охлаждающей камерой располо­ жена подвижная пила для резки слитков. Скорость раз­ ливки составляет 300—460 мм/мин, кристаллизатор виб­ рирует с амплитудой 5 мм. Полые слитки успешно вы­ пускаются начиная с 1967 г. [239—242].

Во всем мире успешно развивается непрерывное го­ ризонтальное литье слитков. Эта технология имеет мно­ го преимуществ перед уже известными, например мень­ шие капиталовложения, возможность получения слит­