Experience in the Production of Horizontal Ingots of Platinum Metals and Alloys

The quality of semi-products of platinum metals and alloys, produced by way of plastic working, essentially depends on or, in many cases, is completely determined by the quality of ingots. Plastic working does not make it possible to eliminate or localize metallurgical defects. In many cases it promotes the occurence thereof. Low-rate casting with directional crystallization can ensure the production of dense ingots free of non-metallic inclusions, shrinkage and gas weakness, with observance of certain temperature/rate modes. After comparative tests of vertical and horizontal molds, preference has been given to horizontal water-cooled molds, allowing to cast all alloys in the conditions of directional crystallization.

高成材率钢锭缺陷控制技术及其研究进展

钢锭凝固过程中将不可避免地产生各类缺陷,严重制约了钢锭成材率,直接影响后续加工工艺和最终产品质量。抑制缺陷形成、探索创新并有效改进模铸工艺对提高钢锭成材率具有重要意义。通过探讨和分析关于提高钢锭成材率的研究现状和最新进展,包括锭型设计、工艺参数优化、先进铸造技术等,展望了多相流动控制、微观结构调控和冷却速率精准管理等未来模铸与凝固技术研究发展方向,为实现高成材率钢锭的稳定生产提供了合理化建议。

锌铝合金铸锭设备自动化进程研究

锌铝合金铸锭设备,是将锌和铝熔合成合金并铸造成锭的关键设备。该设备核心环节在于将阴极锌片和铝元素在熔炼装置中进行加热熔融,形成合金液体,随后将其浇铸到模具中,待冷却后形成高品质的成品锭。整个生产过程涉及加料、熔炼、合金化、浇铸、冷却、脱模、称重、标识等多个环节。鉴于锌锭市场价格疲软,而锌铝合金的高附加值及需求量的日益增长,未来锌铝合金锭有望取代锌锭,成为锌冶炼企业的主打产品。本文深入探讨了锌铝合金锭的应用场景、生产工艺流程以及国内铸锭设备的现状。同时,对国内外锌铝合金铸锭自动化设备的发展动态和自动化进程进行了系统梳理,并重点介绍了直线式和圆盘式两种高自动化程度的铸锭设备,展现了锌铝合金铸锭设备的广阔前景。

关于铝锭铸模生产线激光清理、喷涂、烘烤功能的研究与实用技术

从铝锭铸模生产线和智能生产线几个方面介绍了黄河鑫业有限公司铸造车间装备的发展现状,指出了铝锭铸模生产线自动激光清理、喷涂及烘烤加热三种模式的各自特点,并指明了生产线的发展方向和应用前景。

H11Mo模具钢电渣锭补缩工艺应用研究

张宣科技特材研制公司新开发H11Mo模具钢,但电渣锭头部的渣沟与缩孔较深,自耗电极剩余多。有必要分析电渣重熔热封顶阶段自动控制补缩工艺的不足,提出适合、有效的补缩工艺控制新方式。经实践验证,生产问题得以解决,切损量减少,成材率提高。

LAZ811合金水冷凝固工艺设计与组织性能研究

对LAZ811合金水冷凝固模具与工艺进行了探索,主要包括熔铸工艺分析、水冷模具的结构设计及浇注参数的确定,并制备出了LAZ811合金铸锭。结果表明:真空感应熔炼+氩气保护,合理的水冷模具结构能够使合金快速凝固,有效防止铸锭内部缩孔及缩松的形成,并获得组织细小、拉伸性能优良的镁锂合金材料,并适用于类似合金的生产。

H13钢电渣锭起弧端气孔产生原因与控制

H13模具钢是热作模具钢中应用最为广泛的材料之一。我国正处在模具钢产品飞速发展阶段,产品性能与国际先进企业相比存在较大差距,提高产品质量、降低生产成本、提高竞争力是模具钢企业发展的重中之重。张宣科技在完成特材产线建设后,将H13模具钢作为主研产品,但在研发过程中电渣锭起弧端内部出现气孔现象,气孔直径6~20 mm,数量较多且分布不均匀,无法满足下道工序对坯料钢锭的制备要求,只能通过切除电渣锭起弧端气孔后方可使用,造成了电渣锭起弧端切损大、成材率低、成本居高不下的情况。为此,张宣科技分析了H13模具钢电渣锭起弧端气孔产生的原因,对原辅料、设备、生产准备工艺进行筛查试验,找到了气孔产生的关键原因是氢含量高,并提出渣料烘烤、电极锭制备、设备设施干燥、优化起弧化渣工艺和渣系等措施。通过不断试验及生产工艺优化,彻底消除了H13模具钢电渣锭起弧端内部气孔缺陷,电渣锭产品质量得到大幅提升,电渣锭成材率提高近10%。

大型扁型钢锭模的裂纹分析及结构优化设计

针对大型灰铸铁扁型钢锭模早期裂纹报废问题，采用计算机模拟计算技术对ＦＺ２５ｔ钢锭模使用过程的温度场、热应力和裂纹敏感系数的变化过程进行了数值计算分析，并优化了结构设计。

球铁铝锭模材料热疲劳性能的研究

模拟铝锭模的使用条件,研究了不同基体组织球墨铸铁的热疲劳性能。结果表明,退火铁素体铝铸锭模使用寿命最长。该铝锭模安装在包头铝业公司的2台铝锭连续铸造机上使用,平均每天铸锭48t／台,连续使用410天。而普通材质的球铁铝锭模使用寿命仅为120到150天左右。

20kg铝锭铸造机组脱模的研究

针对目前20kg铝锭铸造机组生产中脱模率低的问题,对影响脱模的因素进行了全面的分析,提出了多项改进措施,通过实践证明,脱模率达到了99%以上,另外推导出了脱模机构动力学方程。

灰铸铁钢锭模的材质与结构的优化

基于ABAQUS模拟了钢锭模工况下的热应力分布,并用正交试验法分析了材料热物参数和结构参数对热应力分布的影响。结果表明,降低材料的弹性模量和热膨胀系数、减小钢锭模内径和外表面换热系数、增加材料的导热系数,能够降低灰铸铁钢锭模外表面的横向拉应力,而在常用范围内模锭比的影响并不显著。

利用红外热像仪判断21CrMo10钢铸锭缺陷的研究

利用红外热像仪直接观察与测定了钢锭凝固过程中铸模外表面的温度分布,对几个关键部位的温度随时间变化的趋势及规律进行了对比和分析,对可能存在的铸锭缺陷进行了判断。采用金相法和氧含量分析法对铸锭的显微结构进行分析,并结合统计数据对结果进行确认。证明利用红外热像仪判断铸锭缺陷在一定程度上是可行的。

铸造铅锭模材料的表面失效机理

为了提高铅锭模的服役寿命,采用模拟铅锭铸造实际工况的方法,对铸渗法制备的石英/灰铸铁基表面复合材料和灰铸铁基材进行了模拟试验。通过SEM、EDS等手段对试验后的试样微观形貌、元素组成进行了分析,重点讨论了试样表面层的失效机理。结果表明:复合材料的失效是由于其自身存在铸造缺陷,在复合层/基材、石英/基体的界面热应力作用下,裂纹萌生,同时,铅液、冷却水、空气的渗入促进裂纹的萌生与扩展;灰铸铁的失效是由于在应力和氧化的协同作用下,表面层内石墨尖端萌生裂纹,并逐渐扩展,造成表层剥落。因此,在铅锭模工况下,造成复合材料失效的因素更多,估计其使用寿命不及灰铸铁基材。这为铅锭模具材料的发展指明了新的方向。

软接触结晶器外对连铸坯施加高频电磁场的基础研究

考察了冷坩埚式结晶器外施加高频电磁场对连铸坯表面质量的影响。研究结果表明 :采用在传统结晶器壁开缝的方法可以有效地提高型内的磁感应强度 ,而且结晶器内磁场分布基本均匀 ;施加高频电磁场的铸坯与传统连铸坯相比 ,表面振动痕深度明显减小 。

重力金属型铸造计算机辅助设计

金属型设计方案的成功与否将会直接影响到产品质量和生产效率。利用计算机凝固模拟技术,对重力铸造金属型在整个生产过程中的状态进行分析,可以有效指导金属型设计,优化生产工艺,这将对企业产生重要的实用价值;同时本文还着重介绍了今后金属型铸造工艺的发展方向。并且通过实例,采用了优秀CAD软件Pro/Engineer和国内著名的模拟工艺优化软件华铸CAE/InteCast,在保证铸件质量的前提下,对钢锭模的结构尺寸进行了优化设计。

大型钢锭模铸造工艺的改进

针对以往大型钢锭模铸件内壁极易出现粘砂、夹砂、气孔、外表面极易有砂眼、缩孔及"胀肚"等缺陷,提出了大型钢锭模铸件铸造工艺的改进措施,使该铸件一级品达80%以上,废品率为零。

导电结晶器电渣重熔空心钢锭电场和温度场的数值模拟

建立了导电结晶器电渣重熔空心钢锭的数学模型.利用有限元软件ANSYS对导电结晶器电渣重熔空心钢锭进行了稳态的电热耦合分析,计算了不同供电方式对电渣重熔空心钢锭体系温度场的影响,进而分析了体系电场和温度场分布对空心钢锭质量的影响.不同供电方式对重熔体系电场、温度场影响的计算结果表明:采用外结晶器导电的电极,能促进电渣池温度均匀,进而使金属熔池更加浅平、均匀.

CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)O-MgO系模铸保护渣微观结构解析

为明晰化学成分变化对模铸保护渣物性的影响机制,采用Raman光谱对CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-Na_(2)O-MgO系熔融模铸保护渣的微观结构进行了解析.熔体结构解析结果表明,熔渣中存在Q_(Si)^(0),Q_(Si)^(1),Q_(Si)^(2),Q_(Si)^(3),Q_(Si)^(4)五种硅氧四面体结构和Q_(Al)^(2),Q_(Al)^(3),Q_(Al)^(4)三种铝氧四面体结构,随着碱度升高和Al_(2)O_(3)质量分数减小,高聚合度四面体结构向低聚合度转变,熔渣非桥氧数增多,聚合程度降低.物理性质测试结果表明,黏度随Al_(2)O_(3)质量分数增大而升高,随碱度的升高而降低;表面张力随Al_(2)O_(3)质量分数的增大而减小,随碱度的升高而增大,这与熔渣微观结构转变行为相符.探讨了渣金界面反应对模铸保护渣微观结构、物理性质及卷渣行为的影响.

根据铸锭的缺陷类型对保温帽结构及材质进行改良

在铸锭质量研究的基础上对某厂的保温帽结构和材质进行改良。具体的措施为:增加保温帽厚度、减小保温帽内壁与垂直方向的夹角、改良绝热材料的配方等。试验结果表明,改良后的保温帽能减少铸锭的疏松缺陷,提高产品合格率。但不能解决因锭尾和横向的凝固速度而导致的内部枝晶缺陷和中心缺陷等问题。宜通过改善铸模的结构来降低铸锭横向和尾部的温度梯度,以及在精炼等方面努力控制缺陷的数量。

铸铁材质铝锭模生产实践

通过比较灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁生产的铝锭模成分、金相组织和性能,设计了铝锭模生产所用的蠕墨铸铁成分、组织、工艺参数。采用共晶点附近成分,碳当量(CE)为4.16,蠕化率为50%,基体组织为50%珠光体+铁素体的蠕墨铸铁作为铝锭模的生产材料。生产实践证明:用作铝锭模材料,蠕墨铸铁使用寿命是灰铸铁(HT250)和球墨铸铁的2倍多。