11：半連續(xù)鑄造工藝試驗有色金屬冶金學

半連續(xù)鑄造工藝實驗實驗目的和意義了解半連續(xù)鑄造成型的設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理，進而了解連續(xù)鑄鋼的原理；了解半連續(xù)鑄造質(zhì)量控制技術(shù)。實驗原理及方法連續(xù)鑄造是將金屬液連續(xù)地澆注到結(jié)晶器內(nèi)，結(jié)晶器通入冷卻水冷卻，金屬在結(jié)晶器內(nèi)形成一定坯殼厚度的型坯，在拉坯機的拉動下，向下移動，出結(jié)晶器后繼續(xù)噴水冷卻，直至完全凝固，該方法稱為連續(xù)鑄造。在實驗室條件下金屬的熔化和連續(xù)澆鑄是間歇進行的，所以稱為半連續(xù)鑄造。先檢查實驗設(shè)備的正常運行情況，主要包括拉矯設(shè)備的的運行，冷卻水路及電路；在熔煉爐內(nèi)熔化金屬熔體，精煉后調(diào)整澆注溫度，準備澆注。實驗設(shè)備及工作原理實驗設(shè)備：(1)熔煉爐，準備金屬熔體；(2)半連續(xù)鑄造機：①100的銅質(zhì)水冷結(jié)晶器，高220mm；(3)石墨坩堝，抱鉗等。實驗材料：鋁合金，精煉劑實驗操作步驟(1)熔煉爐、水路、結(jié)晶器、拉矯設(shè)備等的檢查；(2)在熔煉爐中熔化鋁合金；(3)熔清后加入精煉劑，脫氣，除渣，將澆注溫度控制在720°C(參數(shù)一)；開啟結(jié)晶器冷卻水閥，調(diào)整為中等冷卻水量(參數(shù)二)；手動控制坩堝傾倒速度，使金屬液緩緩流入結(jié)晶器，待達到一定高度并且確保形成一定厚度的坯殼后，開始啟動拉坯系統(tǒng)。(6)控制卷揚電機轉(zhuǎn)速150r/min，對應拉坯速度大約10cm/min(參數(shù)三)。(7)對拉出的鑄坯沿徑向中心和邊緣取樣，制樣，觀察金相組織。

結(jié)果記錄：畫出半連鑄機設(shè)備以及結(jié)晶器結(jié)構(gòu)。鋁合金熔體引錠桿Jt熔化爐圖1半連鑄裝置示意圖（兩個都行）鋁合金熔體引錠桿Jt熔化爐圖1半連鑄裝置示意圖（兩個都行）（自己畫，禁止復印粘貼，可以參照其他文獻進行補充或調(diào)整）2.7055鋁合金半連鑄鑄態(tài)組織。（a）（a）7055半連鑄鑄錠邊緣部位冷卻強度大（等軸晶）（b）7055半連鑄鑄錠中心部位冷卻強度?。ㄖВ﹫D2半連鑄條件下7055鋁合金鑄態(tài)組織（X200倍）分析可得：從基體晶粒形貌和尺寸來看，在鑄態(tài)試樣的邊緣急冷位置（圖2a）,晶粒為等軸晶，平均尺寸50?60urn；中心部位為枝晶形貌（圖2b）?？梢娨驈较蚍较蚶鋮s條件差異，導致組織特征的差異。施加電磁攪拌有望改善六思考題分析半連續(xù)鑄造工藝操作中的注意事項答：協(xié)調(diào)引錠頭啟動時機、澆注速度和拉坯速度之間的關(guān)系很重要。拉坯速度和冷卻水量存在何關(guān)系；答：比如在高速連鑄工藝中，要求提高拉坯速度，從1-2/min上升到3-4m/min這時為了保證離開結(jié)晶器時有一定的坯殼厚度，必須加大冷卻強度，提高冷卻水量。查閱文獻，回答提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量的途徑。（至少寫出三個）以下是參考答案：a） 氧化物冶金：傳統(tǒng)的鋁脫氧和細化晶粒的方法有缺陷，采用更為穩(wěn)定的晶粒細化劑鈦或鋯添加劑代替鋁生產(chǎn)無鋁鋼，可有效控制凝固組織的結(jié)構(gòu)，氧化物在低濃度下不易形成聚集團絮狀，有利于改善鋼的清潔性，又利于防止水口堵塞。b） 電磁制動：目前采用的浸入式水口、保護渣工藝應用廣泛，但是從浸入式水口射出的流股一會對出生坯殼形成沖刷，二會把夾雜物帶到液相穴深處不能上浮，這樣會增加鑄坯表面裂紋，會影響鑄坯清潔度。電磁制動技術(shù)是在結(jié)晶器內(nèi)安裝電磁制動器，使結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生一個橫向靜磁場，該磁場與液面相互作用產(chǎn)生一個與流股方向相反的制動力，減弱流股運動c） 無彎月面澆注技術(shù)：連鑄坯表面缺陷（振痕、縱裂）都受到自由彎月面影響，無彎月面澆注技術(shù)是在結(jié)晶器內(nèi)彎月面區(qū)鑲嵌入導熱性差的不銹鋼或陶瓷材料插件來減弱彎月面的熱流，延緩坯殼的收縮，從而減少表面缺陷d） 熱輕壓下技術(shù)：在液相末端附近強制噴水冷卻，借助強冷產(chǎn)生的表面收縮應力對中心造成的壓縮作用，將危害產(chǎn)品中心質(zhì)量的因素降到最低。在改善鑄坯從提