豎式半連續鑄造主要用于鋁線錠、板錠以及供加工型材用的各種變形合金的生產。鋁液經配料后倒入混合爐,由于電線的特殊要求,鑄造前需加入中間合盤Al-B脫出鋁液中的鈦、釩(線錠);板錠需加入Al-Ti--B合金(Ti5%B1%)進行細化處理。使表面組織細密化。高鎂合金加2#精煉劑,用量5%,攪拌均勻,靜置30min后扒去浮渣,即可澆鑄。澆鑄前先將鑄造機底盤升起,用壓縮空氣吹凈底盤上的水分。再把底盤上升入結晶器內,往結晶器內壁涂抹一層潤滑油,向水套內放些冷卻水,將干燥預熱過的分配盤、自動調節塞和流槽放好,使分配盤每個口位于結晶器的*。澆鑄開始時,用手壓住自動調節塞,堵住流嘴,切開混合爐爐眼,讓鋁液經流槽流入分配盤,待鋁液在分配盤內達到2/5時,放開自動調節塞,使鋁液流進結晶器中,鋁液即在底盤上冷卻。當鋁液在結晶器內達到30mm高時即可下降底盤,并開始送冷卻水,自動調節塞控制鋁液均衡地流入結晶器中,并保持結晶器內的鋁液高度不變。對鋁液表面的浮渣和氧化膜要及時清除。鋁錠長度約為6m時,堵住爐眼,取走分配盤,待鋁液全部凝固后停止送水,移走水套,用單軌吊車將鑄成的鋁錠取出,在鋸床上按要求的尺寸鋸斷,然后準備下一次澆鑄。
澆鑄時,混合爐中鋁液溫度保持在690~7l0℃,分配盤中的鋁液溫度保持在685-690℃,鑄造速度為190~21Omm/min,冷卻水壓為0.147~0.196MPa。
鑄造速度與截面為正方形的線錠成比例關系:
VD=K 式中 V為鑄造速度,mm/min或m/h;D為錠截面邊長,mm或m;K為常值,m2/h,一般為1.2~1.5。
豎式半連續鑄造是順序結晶法,鋁液進入鑄孔后,開始在底盤上及結晶器內壁上結晶,由于*與邊部冷卻條件不同,因此結晶形成中間低、周邊高的形式。底盤以不變速度下降。同時上部不斷注入鋁液,這樣在固體鋁與液體鋁之間有一個半凝固區.由于鋁液在冷凝時要收縮,加上結晶器內壁有一層潤滑油,隨著底盤的下降,凝固的鋁退出結晶器,在結晶器下部還有一圈冷卻水眼,冷卻水可以噴到已脫出的鋁錠表面,為二次冷卻,一直到整根線錠鑄完為止。
順序結晶可以建立比較滿意的凝固條件,對于結晶的粒度、機械性能和電導率都較有利。比種鑄錠其高度方向上沒有機械性能上的差別,偏析也較小,冷卻速度較快,可以獲得很細的結晶組織。
鋁線錠表面應平整光滑,無夾渣、裂紋、氣孔等,表面裂紋長度不大于1.5mm,表面的渣子和棱部皺紋裂痕深度不許超過2mm,斷面不應有裂紋、氣孔和夾渣,小于lmm的夾渣不多于5處。
鋁線錠的缺陷主要有:
、倭鸭y。產生的原因是鋁液溫度過高,速度過快,增加了殘余應力;鋁液中含硅大于0.8%,生成鋁硅同熔體,再生成一定的游離硅,增加了金屬的熱裂性:或冷卻水量不足。在結晶器表面粗糙或沒有使用潤滑油時,錠的表面和角部也會產生裂紋。
、趭A渣。鋁線錠表面夾渣是由于鋁液波動、鋁液表面的氧化膜破裂、表面的浮渣進入鑄錠的側面造成。有時潤滑油也可帶入一些夾渣。內部夾渣是由于鋁液溫度過低、粘度較大、渣子不能及時浮起或澆鑄時鋁液面頻繁變動造成。
、劾涓。形成冷隔主要是由于結晶器內鋁液水平波動過大,澆鑄溫度偏低,鑄錠速度過慢或鑄造機震動、下降不均而引起的
、軞饪。這里所說的氣孔是指直徑小于1mm的小氣孔。其產生的原因是澆鑄溫度過高,冷凝過快,使鋁液中所含氣體不能及時逸出,凝固后聚集成小氣泡留在鑄錠中形成氣孔。
、荼砻娲植。由于結晶器內壁不光滑,潤滑效果不好,嚴重時形成晶體表面的鋁瘤;蛴捎阼F硅比太大,冷卻不均產生的偏析現象。
、蘼╀X和重析。主要是操作問題,嚴重的也造成瘤晶。