Непрерывная разливка металла

Непрерывная разливка металла предполагает разливку расплава непосредственно из плавильной печи или ковша в водоохлаждаемый кристаллизатор, из которого затвердевшая отливка вытягивается с помощью затравки и специального привода. Полунепрерывное литье является той разновидностью способа, в которой через определенные промежутки времени все механизмы возвращаются в исходное состояние, и процесс повторяется.

Схема процесса непрерывного литья показана на рисунке 7.3. Расплав из ковша 1 равномерно и непрерывно поступает в водоохлаждаемую металлическую форму – кристаллизатор 2. При подаче первых порций расплава выходное отверстие кристаллизатора закрыто затравкой, поперечное сечение которой повторяет сечение отливки. Частично затвердевшая отливка 3 (слиток, пруток, заготовки прямоугольного и квадратного сечения, трубы, станины станка и др.) непрерывно извлекается тянущими валками 4 или другими устройствами. Если требуется, отливку разрезают на заготовки пилой 5.

Рисунок 7.3 – Схема установки для непрерывного литья заготовок: 1 – ковш; 2 – водоохлаждаемая форма (кристаллизатор); 3 – отливка; 4 – валки; 5 – пила; стрелки – направление перемещения; I – IV – зоны формирования слитка

Особенности формирования непрерывной отливки обусловлены тем, что в разных зонах кристаллизатора одновременно протекают все стадии охлаждения и затвердевания расплава (см. рисунок 7.3): I – заполнение кристаллизатора расплавом; II – отвод теплоты перегрева; III – кристаллизация; IV – охлаждение отливки. Высокая интенсивность охлаждения расплава способствует направленной его кристаллизации, уменьшению ликвации, количества неметаллических и газовых включений в заготовке, а непрерывная подача расплава в верхнюю часть кристаллизующейся отливки – устранению усадочных дефектов (раковин, рыхлот, пористости).

Как правило, непрерывнолитые заготовки имеют плотное, без усадочных дефектов строение, малую ликвационную неоднородность и низкое газосодержание, чистую поверхность, достаточно высокую точность размеров. Однако высокая скорость охлаждения расплава во многих случаях приводит к образованию значительных внутренних напряжений в отливках, а иногда и к возникновению в них трещин.

Производственный опыт позволяет выделить следующие преимущества этого способа литья: возможность получения отливки постоянного поперечного сечения и неограниченной длины; увеличение выхода годного путем уменьшения потерь металла с прибылью и донными частями слитков; уменьшение расходов на изготовление изложниц и литейных форм; повышение качества металла, точности и улучшение поверхности отливок; возможность автоматизации разливки металла, создания непрерывно действующих агрегатов для получения слитков и последующей их прокатки в профили или для получения литых заготовок деталей машин и последующей их обработки вплоть до готового изделия; полное исключение трудоемких операций изготовления литейных форм, выбивки, обрубки, очистки отливок; устранение из литейного цеха формовочных и стержневых смесей и связанное с этим существенное улучшение условий труда и уменьшение вредного воздействия литейного процесса на окружающую среду.