Принцип непрерывного литья
Непрерывное литье из серого и высокопрочного чугуна изготавливается способом горизонтального непрерывного литья. На рис.1 представлены три основные составляющие установки горизонтального непрерывного литья: раздаточный ковш с присоединенным, быстросъемным, водоохлаждаемым, проточным кристаллизатором; тянущая клеть с электронной системой правления, а также механизм надрезки и ломки. Проточный кристаллизатор, как важнейший элемент установки, определяет в большой степени качество поверхности отливок, точность, структуру и скорость литья. Проточный кристаллизатор изготавливается из графита и заключается в водоохлаждаемую рубашку.
Содержимое раздаточного ковша или иначе печи вытягивания сообразуется с производственной мощностью установки непрерывного литья и с циклом готовности чугунного расплава. Во время литья раздаточный ковш пополняется через регулярные интервалы времени расплавленным чугуном и таком образом осуществляется непрерывный процесс.
После выпуска из печи (рис.2) расплавленный чугун дополнительно обрабатывается (обработка магнием, введение модификатора) и в заключении переливается в раздаточный ковш. В зависимости от размеров поперечного сечения слитков и скорости литья этот процесс повторяется с периодом длительностью от 15 до 30 минут. В течение первой фазы охлаждения чугуна в проточном кристаллизаторе – первичное охлаждение заготовки внутри кристаллизатора – образуется внешняя несущая корочка отливаемой заготовки. За ней следует вторая фаза охлаждения, в течение которой заготовка охлаждается неподвижным воздухом.
После выхода заготовки из кристаллизатора процесс кристаллизации по всему поперечному сечению еще не закончен. Центральная часть заготовки остается в жидком состоянии. Проточный кристаллизатор, изготавливаемый преимущественно из электротехнического графита, выполняет задачу формообразования и, в силу своих физических свойств и интенсивности охлаждения, регулирует скорость охлаждения слитка в желаемом диапазоне. Водяное охлаждение кристаллизатора (рис. 3) регулируется. За счет этого может изменяться интенсивность охлаждения. За счет смазывающих свойств графита уменьшается сила трения между кристаллизатором и заготовкой.
Ферростатический уровень расплава в раздаточной печи оказывает на заготовку аккумулирующее воздействие. Усадка жидкого и кристаллизующегося материала непрерывно компенсируется постоянным поступлением расплава. Одновременно с этим, вызванное в процессе кристаллизации, за счет выделение графита, расширение материала препятствует образованию усадочных раковин. Благодаря этому при непрерывном литье создается особо плотная и однородная кристаллическая структура, не имеющая раковин и пор.
Цикл вытягивания состоит, как правило, состоит из двух фаз: фазы движения и фазы покоя (выдержки). При непрерывном литье чугуна для движения слитка как раз и характерна последовательная смена фаз. Длина вытягивания в зависимости от размеров поперечного сечения и материала слитка находиться в диапазоне от 30 до 80 мм.
До начала литья кристаллизатор закрыт с выпускной стороны (рис. 4) затравкой-захватом. За тянущей клетью находится отрезное устройство, которое делит движущуюся отливку на отрезные заготовки. Отрезное устройство движется параллельно отливке, надрезает заготовку, а затем механизм ломки отламывает мерную заготовку. На рис. 5 и рис.6 представлены фрагменты установки непрерывного литья в режимеработы: проходные кристаллизаторы и литье в два и три ручья.
