RU2078644C1

RU2078644C1 - Metal or alloy pouring method

Info

Publication number: RU2078644C1
Application number: RU94027757A
Authority: RU
Inventors: Виктор Константинович Погорский; Виктор Иванович Дубоделов
Original assignee: Институт проблем литья АН Украины
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 1997-05-10
Also published as: RU94027757A

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method involves heating metal in pouring device to pouring temperature; holding for prolonged time at pouring temperature and pouring into molds. Method is characterized in that all metal mass is kept in pouring device at temperature 3-15 C below pouring temperature; at least one portion of metal is withdrawn and heated during intermediate pouring processes by independent heat source to pouring temperature and is poured into casting mold. It allows power consumption to be reduced by 15-20%. EFFECT: reduced loss of main and valuable alloying members, prolonged service life of pouring device linings and improved quality of cast products.

Description

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для периодической разливки жидкого металла. The invention relates to foundry and can be used for periodic casting of liquid metal.

Известен способ дозированной разливки расплавленных металлов из печи, ковша и т. п. (патент ФРГ N 1608689, кл. 31B₂-39/00), включающий нагрев жидкого металла в печи и выдачу дозы путем погружения в указанный резервуар металлического элемента, равного массе сливаемого металла. Недостатками такого способа разливки являются высокие теплопотери и низкая технологичность.A known method of dosed casting molten metals from a furnace, ladle, etc. (German patent N 1608689, CL 31B ₂ -39/00), including heating a liquid metal in a furnace and issuing a dose by immersing a metal element of equal mass into the specified reservoir merged metal. The disadvantages of this method of casting are high heat loss and low processability.

Известен метод разливки металла (а. с. N 1014650, кл. B 22, 39/00), включающий нагрев жидкого металла в емкости электромагнитного устройства, выдержку металла в процессе разливки и выдачу металла по металлопроводу. Недостатком данного метода является необходимость нагрева и выдержки до температуры заливки форм всей массы металла, которая находится в емкости электромагнитного устройства. В некоторых случаях требуется некоторый перегрев металла для обеспечения надежной работы металлопровода. Это обусловливает повышенный расход электроэнергии в процессе разливки металла. A known method of casting metal (and.with. N 1014650, class B 22, 39/00), including heating liquid metal in the capacitance of an electromagnetic device, holding the metal during casting and issuing metal through a metal wire. The disadvantage of this method is the need for heating and holding to the pouring temperature of the molds of the entire mass of metal, which is located in the capacitance of the electromagnetic device. In some cases, some overheating of the metal is required to ensure reliable operation of the metal wire. This leads to increased energy consumption during the casting of metal.

Прототипом предлагаемого способа является способ разливки металла (Применение разливочных агрегатов с индукционным подогревом, Giebereitechnik, 1981, N 9, с. 264-268), включающий нагрев всей массы металла в емкости разливочного устройства до температуры заливки форм, продолжительную его выдержку в течение разливки при температуре заливки форм и выдачу металла в литейные формы, например, с помощью избыточного пневматического давления. Его недостатком является повышенные энергозатраты на нагрев и разливку металла. Это вызвано тем, что при разливке металла, например, на литейном конвейере, производится нагрев до температуры заливки литейных форм всей массы металла, которая находится в разливочном устройстве, и длительная его выдержка при высокой температуре. The prototype of the proposed method is a method of casting metal (The use of casting units with induction heating, Giebereitechnik, 1981, No. 9, pp. 264-268), including heating the entire mass of metal in the capacity of the casting device to the pouring temperature of the mold, prolonged exposure during casting at temperature of casting molds and the issuance of metal in casting molds, for example, using excess pneumatic pressure. Its disadvantage is the increased energy consumption for heating and casting of metal. This is due to the fact that when casting metal, for example, on a casting conveyor, the whole mass of metal that is in the casting device is heated to the pouring temperature of the casting molds, and it is kept for a long time at high temperature.

На практике в процессе разливки металла имеются значительные простои в работе разливочных устройств по причине различных устройств по причине различных технологических остановок, ремонта литейного конвейера и его вспомогательного оборудования. Таким образом, процесс разливки металла носит периодический характер. В таких условиях складывается ситуация, когда для заливки одной или нескольких форм, металлоемкость которых в десятки, а то и сотни раз меньше массы металла в разливочном устройстве, металл в нем перегревают и выдерживают при высокой температуре длительное время, ожидая подачи формы для очередной заливки металла. In practice, in the process of metal casting, there are significant downtimes in the operation of casting devices due to various devices due to various technological stops, repair of the casting conveyor and its auxiliary equipment. Thus, the metal casting process is periodic. Under such conditions, a situation arises when, for pouring one or several molds, the metal consumption of which is tens, or even hundreds of times less than the mass of metal in the casting device, the metal in it is overheated and kept at high temperature for a long time, waiting for the mold to be fed for the next casting of metal .

Анализ процесса заливки металла показывает, что во всем технологическом цикле изготовления отливок, например из чугуна, непосредственно заливка форм занимает лишь 40-50% времени работы линейного конвейера. Остальное время металл неоправданно находится в перегретом состоянии, температура которого при изготовлении тонкостенного мелкого литья достигает 1450^oC и выше. Это приводит, кроме увеличения энергозатрат, к повышенному угару основных и легирующих элементов, интенсивному разрушению стенок футеровки разливочного устройства.An analysis of the process of pouring metal shows that in the entire technological cycle of manufacturing castings, for example from cast iron, directly pouring molds takes only 40-50% of the time the linear conveyor operates. The rest of the time the metal is unreasonably in an overheated state, the temperature of which in the manufacture of thin-walled small castings reaches 1450 ^o C and higher. This leads, in addition to an increase in energy consumption, to increased waste of the main and alloying elements, to intensive destruction of the walls of the lining of the filling device.

В основу изобретения положена задача создать такой способ разливки жидких металлов и сплавов, который обеспечивает значительную экономию электроэнергии, основных и вспомогательных материалов путем дифференцированного нагрева металла в разливочном устройстве. The basis of the invention is the task of creating such a method for casting liquid metals and alloys, which provides significant savings in electricity, basic and auxiliary materials by differentially heating the metal in the casting device.

Поставленная задача в способе разливки жидких металлов и сплавов, включающем подогрев в разливочном устройстве до заданной температуре заливки форм всей массы металла, длительную выдержку его при этой температуре и порционную заливку форм, согласно изобретению решается тем, что всю массу металла в разливочном устройстве выдерживают при температуре на 3-15% ниже температуры заливки форм, отделяют от всей массы по меньшей мере одну порцию металла, подогревают в промежутке между очередными заливками автономным источником нагрева до температуры заливки форм и подают в литейные формы. The problem in the method of casting liquid metals and alloys, including heating in a casting device to a predetermined pour temperature of molds of the entire mass of metal, prolonged exposure to it at this temperature and portioned casting of molds, according to the invention, is solved by the fact that the entire mass of metal in the casting device is kept at a temperature 3-15% lower than the pouring temperature of the molds, at least one metal portion is separated from the entire mass, heated in the interval between successive fillings with an autonomous heating source to a temperature Tours fill forms and fed into molds.

Сущность предлагаемого способа разливки жидких металлов и сплавов заключается в следующем. The essence of the proposed method for casting liquid metals and alloys is as follows.

В разливочное устройство заливают исходный металл. Масса металла, например чугуна, в ванне разливочного устройства выбирается исходя из производительности литейного конвейера и, как правило, составляет 2-10 т, многократно превышает массу металлоемкости одной литейной формы (10-300 кг). Весь жидкий металл в разливочном устройстве во время его разливки поддерживают при температуре, например 1250^oC. Разливочное устройство выполнено так, что кроме основной ванны, где находится вся масса металла, имеется дополнительная разливочная емкость, которая гидравлически сообщается с основной ванной, оснащена автономным источником нагрева и рассчитана на содержание по меньшей мере одной порции металла (например, массой 300 кг) для заливки литейных форм. Эта порция металла подогревается в разливочной емкости до температуры 1285-1290^oC, выше, чем температура основного металла (1250^oC), на 3% и затем подается в литейную форму для получения отливки массой 300 кг. В данном случае из одной порции металла в разливочной емкости изготавливается одна отливка.The source metal is poured into the filling device. The mass of metal, such as cast iron, in the bath of the casting device is selected based on the productivity of the casting conveyor and, as a rule, is 2-10 tons, many times exceeds the mass of metal consumption of one casting mold (10-300 kg). All liquid metal in the casting device during its casting is maintained at a temperature of, for example, 1250 ^o C. The casting device is designed so that in addition to the main bath, where the whole mass of metal is located, there is an additional casting tank, which is hydraulically connected to the main bath, equipped with an autonomous source heating and is designed to contain at least one portion of metal (for example, weighing 300 kg) for casting molds. This portion of the metal is heated in a casting tank to a temperature of 1285-1290 ^o C, higher than the temperature of the base metal (1250 ^o C), by 3% and then fed into the mold for casting weighing 300 kg In this case, one casting is made from one portion of metal in the casting tank.

На литейном конвейере обычно изготавливают различные по массе отливки. И из разливочной емкости при мелком развесе отливок можно залить несколько форм. В данном случае при изготовлении мелкого тонкостенного литья, например массой 10-30 кг, в разливочную емкость набирается 300 кг металла, он подогревается до температуры, например 1450^oC, т.е. выше на 15% по сравнению с температурой основной массы металла и порциями подается в литейные формы. В данном случае из емкости заливают 30-10 форм.Castings of various masses are usually made on a casting conveyor. And from the casting tank with a small weight of the castings, you can fill in several forms. In this case, in the manufacture of small thin-walled castings, for example, weighing 10-30 kg, 300 kg of metal is collected in the casting tank, it is heated to a temperature, for example 1450 ^o C, i.e. 15% higher than the temperature of the bulk of the metal and is fed in portions to the molds. In this case, 30-10 forms are poured from the container.

Таким образом, согласно предложенному способу в разливочной емкости можно отделить от всей массы металла по меньшей мере одну порцию, подогреть ее до требуемой по технологии температуры и подать в литейную форму. Подогрев металла в разливочной емкости производят только между очередными заливками, т. е. тогда, когда уже литейная форма гарантированно будет подана под заливку. При этом максимально исключается влияние различных сбоев в работе конвейера на энергозатраты на нагрев металла. В то же время в разливочном устройстве основную массу металла (2-10 т) выдерживают при температуре на 3-15% ниже температуры заливки форм. Разность температур металла между основной его массой и порцией, которая отделяется, подогревается и подается в литейную форму, например, при изготовлении тонкостенного литья, может достигать 200^oC и выше. При длительной выдержке основной массы металла в разливочном устройстве при температуре на 200^oC ниже температуры заливки форм затрачивается значительно меньше энергии. Это обеспечивает сокращение энергозатрат на разливку металла до 15-20% Кроме того, сокращается угар основных и легирующих элементов, увеличивается продолжительность работы футеровки разливочного устройства из-за снижения теплового и физико-химического действия на ее стенки. Изменяется также динамика работы разливочного устройства, уменьшаются его простои, так как на нагрев всей массы металла затрачивается значительно больше времени, чем на нагрев одной или нескольких порций.Thus, according to the proposed method, at least one portion can be separated from the entire mass of metal in a casting tank, heated to the temperature required by the technology, and fed into the mold. The metal is heated in the casting tank only between successive fillings, i.e., when the casting mold is guaranteed to be cast. At the same time, the influence of various malfunctions in the conveyor operation on energy consumption for heating the metal is excluded. At the same time, in the casting device, the bulk of the metal (2-10 tons) is maintained at a temperature of 3-15% below the pouring temperature of the molds. The temperature difference of the metal between its bulk and the portion that is separated, heated and fed into the mold, for example, in the manufacture of thin-walled casting, can reach 200 ^o C and above. With prolonged exposure of the bulk of the metal in the casting device at a temperature of 200 ^o C below the pouring temperature of the molds, much less energy is spent. This provides a reduction in energy consumption for casting metal by 15-20%. In addition, the waste of the main and alloying elements is reduced, the lining time of the casting device is increased due to a decrease in the thermal and physico-chemical effect on its walls. The dynamics of the operation of the filling device also change, its downtime is reduced, since it takes much longer to heat the entire mass of metal than to heat one or more portions.

Таким образом, предложенный способ отличается существенной простотой и на практике позволяет сократить расход электроэнергии на нагрев и разливку металла, уменьшить расход основных и дорогостоящих легирующих элементов, увеличить срок стойкости футеровки и работоспособности разливочного устройства. Thus, the proposed method is notable for its substantial simplicity and in practice allows to reduce the energy consumption for heating and casting metal, to reduce the consumption of basic and expensive alloying elements, to increase the durability of the lining and the operability of the casting device.

Claims

A method for casting liquid metals and alloys, including feeding it to a casting device, holding it with the possibility of heating to a mold pouring temperature and casting molds, characterized in that the entire mass of molten metals or alloys is kept in the casting device at a temperature of 3 15 below the mold pouring temperature, and heating to the pouring temperature of the molds between successive fillings is carried out separated from the entire mass of at least one portion of the metal or alloy by an autonomous heating source.