Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок
One of the key elements defining the technical level and operational capabilities of continuous casting machines (CCM) is the complex of physico-mechanical properties of copper or copper alloys used in its production. The paper provides a comprehensive assessment of the possibility of obtaining high...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/266 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471993863143424 |
|---|---|
| author | Смірнов, О.М. Нарівський, А.В. Ухін, В.Є. Туник, В.О. |
| author_facet | Смірнов, О.М. Нарівський, А.В. Ухін, В.Є. Туник, В.О. |
| author_sort | Смірнов, О.М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-06-04T06:57:48Z |
| description | One of the key elements defining the technical level and operational capabilities of continuous casting machines (CCM) is the complex of physico-mechanical properties of copper or copper alloys used in its production. The paper provides a comprehensive assessment of the possibility of obtaining high-quality copper plates for CCBC crystallizers based on domestic technologies and equipment using refined copper. Special attention was paid to the need to optimize the chemical composition of the copper alloy within a narrower range of chemical element values. The analysis of the research shows that currently used copper alloys for CCM crystallizer manufacturing have a wide range of fluctuations in the main operational properties, namely thermal conductivity (260-390 W/(m·K)) and solidification temperature (250-700 °C). However, most of the alloys used have narrower fluctuation limits for acceptable values, constituting 340-390 W/(m·K) for thermal conductivity and 300-370 °C for solidification temperature, significantly depending on the impurity content in the copper alloy. Generalizing graphical dependencies, it should be assumed that the rational phosphorus content in the alloy is in the range of 40-120 ppm. In this case, the thermal conductivity of the alloy will be in the range of 370-400 W/(m·K), the solidification temperature will be 410-440 °C, and the recrystallization start temperature will be 370-400 °C. Moreover, such a phosphorus content interval is technologically feasible to maintain during billet casting. It is also shown that normalization annealing after cold deformation in the temperature range of 320-350 °C is capable of increasing the thermal conductivity of the alloy by 1-2 %. As a result of the conducted research, optimal limits of phosphorus content in fire-refined copper were established, ensuring the level of its physico-mechanical properties not lower than the indicators characteristic of alloys obtained from cathode copper. However, besides phosphorus, other alloy impurities, the content of which differs from the values characteristic of alloys obtained from cathode copper, may affect the properties of the material made from refined copper. Therefore, further research will focus on studying their complex impact on the physico-mechanical properties of refined alloys. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:22Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-266 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:22Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2662025-06-04T06:57:48Z The effect of phosphorus content in copper alloys used for crystallisers of continuous casting machines Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок Смірнов, О.М. Нарівський, А.В. Ухін, В.Є. Туник, В.О. Continuous casting machine (CCM) fire-refined copper material for crystallizers phosphorus content softening temperature recrystallization temperature physical and mechanical properties машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) мідь вогневого рафінування матеріал для кристалізаторів вміст фосфору температура знеміцнення температура початку рекристалізації фізико-механічні властивості One of the key elements defining the technical level and operational capabilities of continuous casting machines (CCM) is the complex of physico-mechanical properties of copper or copper alloys used in its production. The paper provides a comprehensive assessment of the possibility of obtaining high-quality copper plates for CCBC crystallizers based on domestic technologies and equipment using refined copper. Special attention was paid to the need to optimize the chemical composition of the copper alloy within a narrower range of chemical element values. The analysis of the research shows that currently used copper alloys for CCM crystallizer manufacturing have a wide range of fluctuations in the main operational properties, namely thermal conductivity (260-390 W/(m·K)) and solidification temperature (250-700 °C). However, most of the alloys used have narrower fluctuation limits for acceptable values, constituting 340-390 W/(m·K) for thermal conductivity and 300-370 °C for solidification temperature, significantly depending on the impurity content in the copper alloy. Generalizing graphical dependencies, it should be assumed that the rational phosphorus content in the alloy is in the range of 40-120 ppm. In this case, the thermal conductivity of the alloy will be in the range of 370-400 W/(m·K), the solidification temperature will be 410-440 °C, and the recrystallization start temperature will be 370-400 °C. Moreover, such a phosphorus content interval is technologically feasible to maintain during billet casting. It is also shown that normalization annealing after cold deformation in the temperature range of 320-350 °C is capable of increasing the thermal conductivity of the alloy by 1-2 %. As a result of the conducted research, optimal limits of phosphorus content in fire-refined copper were established, ensuring the level of its physico-mechanical properties not lower than the indicators characteristic of alloys obtained from cathode copper. However, besides phosphorus, other alloy impurities, the content of which differs from the values characteristic of alloys obtained from cathode copper, may affect the properties of the material made from refined copper. Therefore, further research will focus on studying their complex impact on the physico-mechanical properties of refined alloys. Одним із ключових елементів, що визначає технічний рівень та експлуатаційні можливості кристалізатора машин безперервного лиття заготовок (МБЛЗ), є комплекс фізико-механічних властивостей міді або мідних сплавів, що використовуються для його виготовлення. В роботі проведено комплексну оцінку можливості отримання високо-кондиційних мідних плит для кристалізаторів машини безперервного лиття заготовок на базі вітчизняних технологій та обладнання під час використання рафінованої міді. Особливу увагу приділяли потребі оптимізації хімічного складу мідного сплаву в більш вузькому діапазоні значень хімічних елементів. Аналіз досліджень показує, що використовувані на даний момент для виготовлення кристалізаторів МБЛЗ мідні сплави мають достатньо широкий діапазон коливань основних експлуатаційних властивостей, а саме теплопровідності (260—390 Вт/(м·К)) і температури знеміцнення (250—700 °C). Проте більшості використовуваних сплавів притаманні більш вузькі межі коливань допустимих значень, що складають для теплопровідності 340—390 Вт/(м·К), а для температури знеміцнення 300—370 °C і суттєво залежать від вмісту домішок у мідному сплаві. Узагальнюючи графічні залежності, слід припустити, що раціональний вміст фосфору у сплаві знаходиться в інтервалі 40—120 ppm. При цьому теплопровідність сплаву буде в інтервалі 370—400 Вт/(м·К), температура знеміцнення становитиме 410—440 °C, а температура початку рекристалізації 370—400 °C. Крім того, такий інтервал вмісту фосфору технологічно можливо зберегти під час відливки заготовок. Також показано, що нормалізаційний відпал після холодної деформації в інтервалі температур 320—350 °C здатний підвищити теплопровідність сплаву на 1—2 %. В результаті проведених досліджень встановлено оптимальні межі вмісту фосфору в міді вогневого рафінування, що забезпечують рівень її фізико-механічних властивостей не нижче показників, характерних для сплавів, отриманих з катодної міді. Проте, крім фосфору, на властивості матеріалу, виготовленого з рафінованої міді, можуть впливати інші домішки сплаву, вміст яких відрізняється від значень, характерних для сплавів, отриманих з катодної міді. Тому подальші дослідження будуть спрямовані на вивчення їх комплексного впливу на фізико-механічні властивості рафінованих сплавів. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2024-07-25 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/266 10.15407/steelcast2024.02.004 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 32 No. 2 (2024): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 32 № 2 (2024): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/266/265 Авторське право (c) 2024 Метал та лиття України |
| spellingShingle | машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) мідь вогневого рафінування матеріал для кристалізаторів вміст фосфору температура знеміцнення температура початку рекристалізації фізико-механічні властивості Смірнов, О.М. Нарівський, А.В. Ухін, В.Є. Туник, В.О. Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок |
| title | Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок |
| title_alt | The effect of phosphorus content in copper alloys used for crystallisers of continuous casting machines |
| title_full | Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок |
| title_fullStr | Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок |
| title_full_unstemmed | Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок |
| title_short | Ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок |
| title_sort | ефект вмісту фосфору в мідних сплавах, що використовуються для кристалізаторів машин безперервного лиття заготовок |
| topic | машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) мідь вогневого рафінування матеріал для кристалізаторів вміст фосфору температура знеміцнення температура початку рекристалізації фізико-механічні властивості |
| topic_facet | Continuous casting machine (CCM) fire-refined copper material for crystallizers phosphorus content softening temperature recrystallization temperature physical and mechanical properties машина безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) мідь вогневого рафінування матеріал для кристалізаторів вміст фосфору температура знеміцнення температура початку рекристалізації фізико-механічні властивості |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/266 |
| work_keys_str_mv | AT smírnovom theeffectofphosphoruscontentincopperalloysusedforcrystallisersofcontinuouscastingmachines AT narívsʹkijav theeffectofphosphoruscontentincopperalloysusedforcrystallisersofcontinuouscastingmachines AT uhínvê theeffectofphosphoruscontentincopperalloysusedforcrystallisersofcontinuouscastingmachines AT tunikvo theeffectofphosphoruscontentincopperalloysusedforcrystallisersofcontinuouscastingmachines AT smírnovom efektvmístufosforuvmídnihsplavahŝovikoristovuûtʹsâdlâkristalízatorívmašinbezperervnogolittâzagotovok AT narívsʹkijav efektvmístufosforuvmídnihsplavahŝovikoristovuûtʹsâdlâkristalízatorívmašinbezperervnogolittâzagotovok AT uhínvê efektvmístufosforuvmídnihsplavahŝovikoristovuûtʹsâdlâkristalízatorívmašinbezperervnogolittâzagotovok AT tunikvo efektvmístufosforuvmídnihsplavahŝovikoristovuûtʹsâdlâkristalízatorívmašinbezperervnogolittâzagotovok AT smírnovom effectofphosphoruscontentincopperalloysusedforcrystallisersofcontinuouscastingmachines AT narívsʹkijav effectofphosphoruscontentincopperalloysusedforcrystallisersofcontinuouscastingmachines AT uhínvê effectofphosphoruscontentincopperalloysusedforcrystallisersofcontinuouscastingmachines AT tunikvo effectofphosphoruscontentincopperalloysusedforcrystallisersofcontinuouscastingmachines |