Вплив режимів роботи електромагнітного перемішувача на структуру сортової заготовки в умовах сучасних мікрозаводів

Анотація

Поліпшення якості заготовки може бути досягнуто застосуванням зовнішніх впливів на метал, що твердне, зокрема, при впливі біжучого магнітного поля на рідку фазу злитка. Електромагнітне перемішування може здійснюватися на різних ділянках заготовки під час її формування на машині безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), тобто в кристалізаторі, в зоні вторинного охолодження і в нижній частині рідкої лунки. Електромагнітне перемішування в кристалізаторі МБЛЗ є одним з найбільш ефективних методів фізичного впливу на рідкий метал з метою формування якісної поверхні і внутрішньої структури безперервнолитого злитка. Це пов'язано з тим, що первинна коринка заготовки, що твердне, має незначну товщину, і її термічний опір теплопередачі до стінки кристалізатора мінімальний. При цьому створення примусового перемішування сприяє переміщенню більш гарячого металу до фронту тверднення, тобто інтенсифікуються тепло- і масообмінні процеси на даній ділянці.

Експериментальні дослідження впливу режимів роботи електромагнітного перемішувача (ЕМП) на дендритну структуру квадратної заготовки 180 мм були проведені на шестиструмковій радіальній МБЛЗ. Дослідження макроструктури проводили на металі заготовок, відлитих на першому і шостому струмку МБЛЗ при величинах струмів в обмотках ЕМП 217 А і 500 А, відповідно. Для аналізу відібрано поперечні темплети (шайби), з яких вирізали поперечну смужку шириною 25 мм. Після шліфування, полірування і огляду поверхні темплетів проводилося їх травлення на дендритну структуру реактивом Стєда з метою вивчення впливу інтенсивності електромагнітного перемішування на структуру, швидкість кристалізації і розподіл неметалевих включень.

Експериментальні дослідження показали, що електромагнітне перемішування металу в кристалізаторі МБЛЗ істотно підсилює тепло- і масообмінні процеси і значно впливає на формування структури заготовки. Зі збільшенням інтенсивності електромагнітного перемішування протяжність зони стовпчастих дендритів з боку малого радіуса зменшується на 20 мм, відповідно розширюється зона рівноосних кристалів. Було встановлено, що найбільш характерними неметалевими включеннями в досліджуваних заготовках є оксиди і сульфіди. Слід зазначити, що збільшення величини струму в обмотці ЕМП призводить до усунення осьової рихлості і зменшення на 7–8 % повного часу твердіння заготовки.