Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15407/steelcast2024.02.004

Ключові слова:

машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), мідь вогневого рафінування, матеріал для кристалізаторів, вміст фосфору, температура знеміцнення, температура початку рекристалізації, фізико-механічні властивості

Анотація

Одним із ключових елементів, що визначає технічний рівень та експлуатаційні можливості кристалізатора машин безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), є комплекс фізико-механічних властивостей міді або мідних сплавів, що використовуються для його виготовлення. В роботі проведено комплексну оцінку можливості отримання високо-кондиційних мідних плит для кристалізаторів машини безперервного лиття заготовок на базі вітчизняних технологій та обладнання під час використання рафінованої міді. Особливу увагу приділяли потребі оптимізації хімічного складу мідного сплаву в більш вузькому діапазоні значень хімічних елементів. Аналіз досліджень показує, що використовувані на даний момент для виготовлення кристалізаторів МБЛЗ мідні сплави мають достатньо широкий діапазон коливань основних експлуатаційних властивостей, а саме теплопровідності (260—390 Вт/(м·К)) і температури знеміцнення (250—700 °C). Проте більшості використовуваних сплавів притаманні більш вузькі межі коливань допустимих значень, що складають для теплопровідності 340—390 Вт/(м·К), а для температури знеміцнення 300—370 °C і суттєво залежать від вмісту домішок у мідному сплаві. Узагальнюючи графічні залежності, слід припустити, що раціональний вміст фосфору у сплаві знаходиться в інтервалі 40—120 ppm. При цьому теплопровідність сплаву буде в інтервалі 370—400 Вт/(м·К), температура знеміцнення становитиме 410—440 °C, а температура початку рекристалізації 370—400 °C. Крім того, такий інтервал вмісту фосфору технологічно можливо зберегти під час відливки заготовок. Також показано, що нормалізаційний відпал після холодної деформації в інтервалі температур 320—350 °C здатний підвищити теплопровідність сплаву на 1—2 %. В результаті проведених досліджень встановлено оптимальні межі вмісту фосфору в міді вогневого рафінування, що забезпечують рівень її фізико-механічних властивостей не нижче показників, характерних для сплавів, отриманих з катодної міді. Проте, крім фосфору, на властивості матеріалу, виготовленого з рафінованої міді, можуть впливати інші домішки сплаву, вміст яких відрізняється від значень, характерних для сплавів, отриманих з катодної міді. Тому подальші дослідження будуть спрямовані на вивчення їх комплексного впливу на фізико-механічні властивості рафінованих сплавів.

Посилання

Smirnov, O.M., S.V. Kubersʹkyy, S.V., Shtepan, Ye.V. (2010). Continuous pouring of steel. Alchevsʹk: DonDTU [in Ukrainian].

Smirnov, A.N., Shutov, I.V., Spiridonov, D.V., Kuberskiy, S.V., Smirnov, Ye.N. (2011). Evaluation of the physical and mechanical properties of refined copper as a material for the working walls of crystallizers of the ССM. Collection of scientific works, iss. 35, Alchevsʹk: DonDTU, 114-122 [in Russian].

Brower, J.K., Powers, M.J., Rapp, K.D. (2008). New developments and the versatility of high-hardness nickel-alloy coatings for mold liner. Proceedings of Continuous Casting Conference’08. Linz, May 26-27, 2008. Vienna: Siemens AG, 10 p.

Nikolayev, A.K., Ashikhmin, G.V. (2003). Application of heat-resistant copper alloys in continuous casting molds. Tsvetnaya metallurgiya, 11, 28-36 [in Russian].

Bredikhin, V.N., Manyak, N.A., Kaftanenko, A.Ya. (2006). Copper secondary. Donetsk: DonNTU [in Russian].

Shinkarenko, P.S., Savenkov, Yu.D., Kvachenyuk, N.Ye. (2007). Copper fire refining complex at the Artemovsky Non-Ferrous Metals Processing Plant company. Metall, 3, 60-62 [in Russian].

Arderiu, O.G., Properzi, G. (1996). Continuous Copper Rod Production from 100 % Scrap. Proc. 65th Annual Convention of the Wire Association International. Atlanta, Georgia, USA, March 1995. Wire Journal International, pp. 75-82.

Sysoyeva, A.I., Aguzhen, A.Ya., Bravaya, V.V., Yelovskikh, Ye.N. (1994). Research on the structure and properties of tape and wire made of copper and brass. Tsvetnyye metally, 12, 58-60 [in Russian].

Kolobov, G.A., Bredikhin, V.N., Manyak, N.A., Shevelev, A.I. (2007). Metallurgy of non-ferrous metals. Donetsk: DonNTU [in Russian].

Thomas, B.G. (2001). Continuous casting: Complex Models. The Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Oxford: Elsevier Science Ltd., vol. 2, pp. 1599-1609.

Savenkov, Yu.D., Dubodelov, V.I., Shpakovskiy, V.A., Kozhanov, V.A., Shtepan, Ye.V. (2008). Refined copper of Ukraine. Dnepropetrovsk: ART-PRESS [in Russian].

Naydek, V.L., Narivskiy, A.V. (2008). Improving the quality of castings from aluminum and copper alloys by plasma-reagent processing of their melts. Kyiv: Naukova dumka [in Russian].

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-07-25