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锡青铜的水平连铸

2024-04-09 10:55:48 admin 1018

卧式连铸生产线由熔化炉、保温炉、模具(铜水套和石墨衬里)、铅铸机(拖拉机)、锯床、辅助芯片收集机构组成。。。。。。。。

为了找出相关因素对棒材质量的影响,,,,,并采取相应的措施,,,,,有必要对水平连铸结晶过程、特点及机理进行分析,,,,,以便采取合理的工艺制度,,,,,获得高质量的产品。。。。。。。。

2.1当停止浇铸时,,,,,结晶器中板坯的应力;;;;;当停止浇铸时,,,,,结晶器中板坯受到下列力:①熔炉中熔融金属产生的静水压力,,,,,由P=HPG(h为液柱高度;;;;;P为液体密度;;;;;G为重力加速度):P 1>P2;;;;;②板坯的重力,,,,,由于水平连铸是闭式连铸,,,,,铸液、型腔与炉料相连接,,,,,直接传热。。。。。。。。因此,,,,,炉子附近的石墨板上没有冷凝。。。。。。。。在石墨板内壁上形成冷凝,,,,,进入合金结晶温度,,,,,即液固两相区,,,,,冷凝逐渐向出口方向变厚,,,,,直到凝固成铜棒。。。。。。。。由于冷凝和收缩,,,,,石墨中冷凝壳之间的间隙有利于铸坯,,,,,但是由于冷凝壳薄和液态金属柱的静压,,,,,一些冷凝壳(L1和L2区域)没有离开套筒的内表面,,,,,只在厚凝壳板坯(结晶器高度16mm,,,,,结晶器出口铜排厚度约0.5mm,,,,,结晶器宽度456MM,,,,,结晶器出口铜排收缩约7mm),,,,,在静压P1(P1>P2)和重力对凝析的双重作用下,,,,,结晶器下部金属壳体使铸件侧下部与石墨的接触面积L1>上部的接触面积L2;;;;;此外,,,,,由于接触界面的不均匀性和粘着性,,,,,导致下部的析出电阻远大于上部。。。。。。。。

2.2在停止拉拔过程中,,,,,为了方便对模具中熔融金属的凝固过程和应力分析,,,,,假设上下结晶在垂直界面上结晶。。。。。。。。拉伸开始后,,,,,熔体的一部分将在熔体和固体之间释放。。。。。。。。在金属液体的静压作用下,,,,,后面的金属会立即补充。。。。。。。。熔体纵向与石墨的距离越近,,,,,冷却强度越大,,,,,金属温度越低,,,,,流动性越差,,,,,而中间金属温度高,,,,,流动速度快。。。。。。。。根据流体力学原理,,,,,液体中的流速越快,,,,,压力越小,,,,,所以从石墨壁的位置到纵向中位置,,,,,熔体上的压力逐渐减小,,,,,在熔体内部形成压差,,,,,它迫使金属沿着箭头的方向流动。。。。。。。。由于金属键的牵引作用,,,,,形成薄壳状冷凝部分,,,,,但拉拔停止时下表面的静压力大于上表面的静压力,,,,,因此下表面的曲率小于上表面。。。。。。。。

随着拉距的增加,,,,,s的新面积逐渐加大,,,,,凝汽壳的弧长不断增加。。。。。。。。当摩擦力足够小,,,,,凝结壳强度足够高时,,,,,没有断裂,,,,,形成弧面(槽),,,,,但弧面粗糙。。。。。。。。在大多数情况下,,,,,随着拉距的增加,,,,,结晶区的铜水温度越来越高,,,,,冷凝壳越薄,,,,,这是冷凝壳中弱的一个,,,,,一股新的小液流从裂缝中溢出,,,,,填满了冷凝壳的凹部。。。。。。。。如果这恰好是拉拔的终点,,,,,则这部分金属在停止过程中瞬间结晶,,,,,并与弧形凝固壳的其他部分相连接。。。。。。。。当再次铸造时,,,,,它被一起拉出。。。。。。。。凝固壳的金属要在中间生长,,,,,形成一个大的柱状晶体,,,,,其晶粒大小是左右细晶的100-150倍,,,,,见金相照片3、4。。。。。。。。

填充的细晶粒和柱状晶体具有明显的分离和彼此错开的遮挡,,,,,并且结中应含有丰富的金属,,,,,在铣削表面时,,,,,须在氧化和凝固过程中产生的气体被研磨掉。。。。。。。。

粗晶区为结晶的部分,,,,,细晶区为断裂后充填的部分。。。。。。。。(为了测量细晶厚度,,,,,对左侧表面进行铣削,,,,,使其多出一个零件,,,,,以纵向明显弧线为铣削标记)。。。。。。。。

从结晶原理和相关照片可以看出,,,,,这种新老凝壳由于温度差和不均匀性的周期性变化而被氧化,,,,,形成了表征沥青的环形斑点,,,,,工艺条件的确定和操作,,,,,浇注温度比金属液温度高100-105℃,,,,,它要求比浇注温度高30-40℃,,,,,以避免熔体流过溜槽时的热损失。。。。。。。。H65的铸造温度为1040-1060℃,,,,,保温炉的波动范围控制在±10℃以内。。。。。。。。

3.2拉-停系统

拉铸采用反向推-拉-停程序。。。。。。。。逆推功能为:①防止与模具直接接触区的壳面与模具壁粘连(结晶过程中该区石墨上有针状铜吸附,,,,,接触去除的石墨时有绑手的感觉)。。。。。。。。②清洁石墨模具上附着的氧化锌和锌(在板坯与石墨之间有间隙的区域),,,,,以减少模具与铸件之间的摩擦。。。。。。。。③振动细化晶粒。。。。。。。。锌氧的亲和力大于碳氧的亲和力。。。。。。。。在富锌HPb59-1中,,,,,氧与石墨不发生反应,,,,,液相区石墨相对平坦、光滑、无凹坑。。。。。。。。但凝固区石墨板与Zn0和Zn结合,,,,,摩擦阻力较大。。。。。。。。为了避免Zn0和Zn在同一区域的叠加力,,,,,随着铸造工艺的发展,,,,,通过适当的减速使该区域向体积方向向内移动,,,,,可以实现结晶,,,,,从而提高铸坯的表面质量和石墨的使用寿命。。。。。。。。

从水平连铸成型的角度来看,,,,,间歇铸造的作用是在壳体停止时获得足够的厚度和强度,,,,,以免出现裂纹或泄漏,,,,,因此拉-停系统的选择是非常重要的。。。。。。。。

绘图和停止是相互制约的两个因素。。。。。。。。停车时间长-拉拔时间长-拉拔距离可以增加,,,,,停车时间短-拉拔距离可以缩短。。。。。。。。由于H65两相区宽,,,,,枝晶发达,,,,,凝固过程中释放的气体缓慢扩散到液相区,,,,,一般采用中低冲程、中瞬时转速、中高频拉拔铸造,,,,,保证铜棒出口温度达到固相线的30%~35%(对于16mm厚的铜棒),,,,,结晶出口处的铜棒表面暗红色较好。。。。。。。。

3.3冷却强度

良好的铸坯质量是铸坯温度、铸坯温度和冷却强度综合作用的结果。。。。。。。。在确定温度和拉拔系统的条件下,,,,,通常选择水压为6bar,,,,,然后通过调节各出口来调节冷却强度,,,,,以保证出口铜排温度达到金属固相线温度的30-35%,,,,,为了保证实际的冷却强度,,,,,降低热阻,,,,,增加二次冷却水,,,,,使液腔变浅、致密,,,,,在实际生产中石墨与水冷铜套的配合间隙不得超过0.02mm,,,,,铜冷套应定期打磨,,,,,并在其上结垢冷却水腔内壁应定期清除。。。。。。。。

4.水平连铸常见质量问题、影响因素及控制措施。。。。。。。。

主要通过控制熔化金属的含气量,,,,,降低假电阻,,,,,提高壳体强度,,,,,降低壳体断裂时小液流的补焊深度。。。。。。。。

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