» » Химическое взаимодействие металла с атмосферой горизонтальной изложницы
04.02.2017

Как правило, в настоящее время при литье в горизонтальные изложницы, в том числе и охлаждаемые водой, смазка не применяется, поэтому при литье может иметь место лишь некоторое окисление металла кислородом воздуха, который присутствует в полости изложницы. При литье слитков из меди обычного качества увеличение содержания кислорода на 0,02—0,03% особого значения не имеет. При литье бескислородной меди приходится принимать особые меры, чтобы избежать такого увеличения содержания кислорода при литье. В этом случае можно пользоваться покровом из борного шлака, который заливается из ковша вместе с металлом или после него. Во избежание попадания борного шлака на поддон следует его отводить от носка ковша в первый момент заливки.
В целях создания направленной кристаллизации горизонтальных слитков в настоящее время широко пользуются литьем в охлаждаемые водой горизонтальные изложницы, а сверху — теплоизоляционными и даже обогреваемыми крышками. Если под крышкой вначале остается воздушная атмосфера, то кислород довольно быстро используется на окисление металла, так что под крышкой создается атмосфера азота. Дальнейшее окисление металла прекращается, и он затвердевает в нейтральной или слабо окислительной атмосфере, если кислород не полностью поглощен металлом или если крышка не плотно прилегает к изложнице. Поверхность медного слитка при этом получается гладкой и неокисленной (рис. 137).
Химическое взаимодействие металла с атмосферой горизонтальной изложницы

В тех случаях, когда теплоизоляционная крышка содержит некоторое количество органических веществ, например из асбеста, который при их изготовлении употреблялся, то после того как изложница расплавленным металлом покрыта крышкой, между металлом и крышкой появляются в результате перегонки органических веществ из крышки, восстановительные газы (главным образом, углеводороды). Если медь содержит хотя бы даже небольшое количество закиси меди, между пей и восстановительной составной частью атмосферы изложницы пойдет реакция (101); отдельные частички меди, полностью восстановленные, успеют насытиться водородом и в последующие моменты под влиянием коннекции перейдут в металл, где тоже будет продолжаться реакция между закисью меди и медью, содержащей водород. В результате такого взаимодействия слиток с поверхности на некоторую глубину окажется пузыристым (рис. 138).
Химическое взаимодействие металла с атмосферой горизонтальной изложницы

Иногда слитки мельхиора отливают в горизонтальные изложницы примeнeниeм засыпки поверхности раскаленным древесным углем. Ha значение угля двоякое: во-первых, предохранить металл от окисления; во-вторых, задержать охлаждение верхней поверхности слитка и дать возможность выйти из металла газам.
В промежутках между кусками угля атмосфера содержит большое количество окиси углерода, а иногда водорода и углеводородов.
Таким образом, над поверхностью расплавленного сплава будет находиться в этом случае восстановительная атмосфера.
Если сплав содержал некоторое количество кислорода в растворе, то при таком методе литья будет происходить реакция закиси никеля, находящейся в растворе, с окисью углерода или водородом, которые частично также перейдут в раствор. В металле будут образовываться углекислый газ:
Химическое взаимодействие металла с атмосферой горизонтальной изложницы

и водяной пар, которые не могут полностью выйти из кристаллизующегося металла, и слиток окажется в верхней части пузыристым (рис. 139).
Таким образом, если при литье полностью раскисленного сплава под покровом раскаленного угля в слитке не образуются пузыри, то металл или сплав, содержащий в растворе кислород (в виде закиси), дает пузыристые слитки в случае применения литья под покровом раскаленного древесного угля. Пузыристость объясняется взаимодействием окисленного металла с восстановительной атмосферой над ним, которую создает древесный уголь.
Химическое взаимодействие металла с атмосферой горизонтальной изложницы