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锡青铜的水平连铸

2024-04-09 10:55:48 admin 1021

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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