Способ изготовления контактного провода

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА, включающий подачу расплава в пространство между желобом вращающегося кристаллизатора и бесконечной лентой, прокатку и последующую калибровку волочением полученной фасонной заготовки, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьшгения качества провода, в пространство между желобом и лентой вводят предварительно изогнутЬш по радиусу металлический пруток на расстоянии 0,51 ,5 диаметра прутка от донной части желоба со скоростью, равной линейной скорости точки поверхности кристаллизатора , расположенной на радиусе, (Л равнрм расстоянию от точки ввода прутка до центра кристаллизатора, с а прокатку осуществляют с сохранением пространственного положения плоскости сечения непрерывнолитой зяготовки , совмещая зону, сформированную донной частью, с рабочей зоной контактного провода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О И

РЕСПУБЛИК

09) 0И

101323 А

3(д) В 22 D 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3562152/22-02 (22) 10.01.83 (46) 07.07.84., Бюл. У 25 (72) В.Я. Алехин, В.Н. Антропов, Н.А. Буше, В.Я. Берент, В.В. Войнова и В.И. Романовский (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности и Всесоюзный ордена.

Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт железнодорожного транспорта (53) 621.746.047 (088.8) (56) 1. Власов И.И. Контактная сеть.

M., "Транспорт", 1958, с. 34.

2. Иофф M.M. и др. Новый пособ изготовления контактного провода.

Труды ЦНИИПС М - 473, И., "Транспорт", 1972. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА, включающий подачу расплава в пространство между желобом вращающегося кристаллизатора и бесконечной лентой, прокатку и последующую калибровку волочением полученной фасонной заготовки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества провода, в пространство между желобом и лентой вводят предварительно изогнутый по радиусу металлический пруток на расстоянии 0,51 5 диаметра прутка от донной части желоба со скоростью, равной линейной скорости точки поверхности кристаллизатора, расположенной на радиусе, равном расстоянию от точки ввода прутка до центра кристаллизатора, а прокатку осуществляют с сохранением пространственного положения плоскости сечения непрерывнолитой заготовки, совмещая зону, сформированную донной частью, с рабочей зоной контактного провода..

4 11

Изобретение относится к металлургии, а именно к процессу непрерывного литья и прокатки меди и ее спла- вов на литейно-прокатном агрегате

ЛПА.

Известен способ изготовления контактного провода, заключающийся в отливке армированного слитка прямоугольного сечения вводом в изложницу металлического стержня. Стержень при литье устанавливается, в центре изложницы. Последующую обработку армированных слитков осуществляют на прокатных станах по калибровке овалквадрат. Полученный круглый прокат с уплотненной структурой калибруют волочением (13.

Известный способ имеет тот недостаток, что йм можно получить кон- . тактный провод ограниченной длины . не более 100-150 м. Размещением стержня в слитке удается предотвра« тить образование дефектной структуры в центральной части слитка. Однако этот способ не может обеспечить получение качественного провода, так как при прокатке и последующем волочении, а также при сварке отдельных длин концы армирующего стержня произвольно смещаются по всему сечению контактного провода и не совпадают относительно друг друга по оси, выход армирующего элемента на поверхность провода приводит к коррозионным его повреждениям. Кроме того, наличие сварных швов (более

10 на одну строительную длину, равную 1600-1800 м) значительно снижа, ют его эксплуатационные свойства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления контактного провода, который включает подачу расплава в пространство между желобом вращающегося кристаллиэатора и бесконечной лентой, прокатку и последующую калибровку волочением, полученной фасонной заготовки 23.

Недостаток этого способа заключается в том, что выходящая иэ роторного кристаллиэатора отливка имеет значительную кривизну, и поэтому перед подачей ее в прокатный стан отливку выпрямляют, вследствие чего нарушается целостность литой структуры, особенно в донной части отливки, как наиболее склон01323 3

Установлено, что в процессе кристаллизации при существующих режимах охлаждения металла дефектная зона

45 несколько смещается относительно центра сечения и сторону его домной части.

Наличие в расплаве.прутка, введенного при указанных выше условиях, вйэвано необходимостью армирования донной части отливки, как наиболее дефектной ее зоны, как при литье, так и при разгибании на выходе из кристаллиэатора. Армирующий элемент создает дополнительный центр кристаллизации, за счет чего затвердевание в донной ее части идет более интенсивно и равномерно,при этом получается уплотненная и мелкокрис5

40 ной к образований дефектов, связанных с особенностями охлаждения металла в роторном кристаллизаторе,а также именно донная часть отливки испытывает при выпрямлении наибольшие напряжения растяжением. Попытки изготавливать контактные провода с. высокой износостойкостью по этому способу не увенчались успехом, особенно для бескислородной или легированной меди, так как неизбежно образуются в отливке поперечные трещины и изломы, которые при последующей обработке трудно поддаются исправлению.

Цель изобретения — повышение качества провода.

Для достижения поставленной цели в способе изготовления контактного провода, включающем .подачу расплава в пространство между желобом вращающегося кристаллизатора и беско-. нечной лентой, прокатку. и последующую калнбровку волочением полученной фасонной заготовки, в пространство между желобом и лентой вводят предварительно изогнутый по радиусу металлический пруток на расстоянии

0,5-1,5 диаметра прутка от донной части желоба со скоростью, равной линейной скорости точки поверхности кристаллизатора, расположенной на радиусе, равном расстоянию от точки ввода прутка до центра кристаллизатора, а прокатку осуществляют с сохранением пространственного положения плоскости сечения непрерывно-. литой заготовки, совмещая зону, сформированную донной частью, с рабочей зоной контактного провода.

3 таллическая структура. Устраняется повреждаемость отливки горячими трещинами и изломами, особенно при литье бескислородной меди и меди на ее основе, что позволяет в дальнейшем.улучшить свойства рабочей части контактного провода при соответствующей обработке.

Как показал опыт, без предварительного изгиба и принудительной 10 подачи прутка невозможно добиться устойчивого положения прутка в нужной части желоба кристаллизатора, при этом смещение прутка наблюдалось как в радиальном направлении, 15 так и в перпендикулярном ему.

Увеличение расстояния более 1,5 диаметра прутка требует снижения интенсивности охлаждения ленты и снижения при этом скорости процесса. 20

В этом случае видимо не удастся получить необходимую структуру литой заготовки в донной части.

Что касается скорости ввода в кристаллизатор прутка, равной ли- 25 нейной скорости точки ротора крис.таплиэатора, расположенной на радиусе, равном расстоянию точки ввода прутка от центра кристаллизатора, то такое введение обеспечивает положение прутка практически без смещения.как в радиальном направленни, так и в направлении, перпендикулярном ему.

1101

Структура литой заготовки в донной части, сформированная предлагае-. мым способом, позволяет провести про.катку с сохранением пространственного положения плоскости сечения за- 40 готовки, совмещая зону, сформированную донной частью с рабочей зоной контактного провода, что исключает ее свертывание и перекручивание при дальнейшем волоченииФ обеспечивает 45 симметрию и положение армирующего элемента в рабочей части контактного провода.

На фиг.1 изображено сечение армированного контактного провода, полученного предлагаемым способом, разрез А-А; на фиг.2 — схематично представлено устройство для реализации способа изготовления контакт-, ного провода, на фиг.3 — сечение 55 армированной литой заготовки, на фиг.4 - фотография шлифа армированной металлическим прутком литой

323 4 заготовки на фиг. 5 — предчистовая клеть; на фиг.6 — чистовая клеть.

Контактный провод..(фиг.1) представляет собой матрицу 1 из меди или ее сплавов, армированную металлическим прутком 2, расположенным в рабочей зоне 3 контактного провода, при этом пруток 2 может быть выполнен либо из одинакового с матрицей материала, либо из легированного материала матрицы нли другого инородного металла, в частности, бронзы, стали и др. Сечение прутка берется от 2 до 20Ж от сечения отливки.

Например, для меди 2-10Х, для бронзы

2-20Х для стали - 2-5Х.

Предлагаемьй способ заключается в том, что (фиг.2) в пространство между желобом кристаллизатора 4 и лентой 5 вместе с расплавом непрерывно задают металлический пруток 2.

Указанный пруток вводят между центром сечения и донной частью 6 этого сечения, преимущественно на расстоянии 0,5-1,5 диаметра прутка от донной части. Пруток предваритель но изгибают на радиус г, несколько, превышающий радиус Р донной части ротора 7 кристаллизатора, и прину-: ! дительно подают со скоростью, равной скорости точки 8 ротора кристаллизатора, расположенной на радиусе

Пруток, находящийся на вращающемся барабане 9, подают между двумя тянущими роликами 10 в механизм подачи и направляющую 11,снабженную насадкой 12. Механизм подачи и направляющая обеспечивают необхо" димый изгиб. Направляющее устройство крепится около ротора 7. Ролики подающего механизма раздвигаются. по вертикали, что позволяет менять диаметр задаваемого прутка. Насадка направляет пруток в заданную зону с . большой точностью. Металл в желоб подают через разливочную трубку 13.

Особенности прокатки непрерывной отливки 14 состоят в том, что ее осуществляют с сохранением пространственного положения плоскости сечения

15 (фиг.3 и 4).

В частности, эта цель может быть достигнута путем прокатки отливки на трехвалковом прокатном стане с периодическим смещением валков под углом 60О с соответствующими калибрами. В этом случае калибровку

1101323 можно осуществлять по системе треугольник — круг, а в предчистовой и в чистовой клетях (фиг.5 и 6) предусмотреть дополнительные ручьи в калибрующих валках 16-18. 5

Предлагаемый способ опробован в заводских условиях.

В качестве прутка использовали медные прутки и медные прутки, легированные магнием. Сечение прутков

50,24 мм . Сечение литого металла

1500 мм . Сечение прутков составило

3,35Х от сечения отливки. Угловая скорость кристаллизатора ш=2Т, число оборотов = 2 об./мин, линейная скорость v=iоr.

При расстоянии от оси вводимого прутка до дна желоба кристаллизатора 8 и 12 мм линейная скорость соответственно равна 9,52 и 9,57 м/мин.

Перед вводом в расплав прутки изгибали под радиусом t-=R+(0,5-1,5)8 или г,= 758 мм, = 762 мм.

Армированная медным и легированным прутком отливка не имела на выхо-25 де из кристаллизатора и после выпрямления трещин и изломов. На фиг.4 видна мелкокристаллическая структура в месте расположения армирующего элемента.

Прокатку армированной отливки осуществляют на 17-клетьевом прокатном стане ЛПА с заменой двух последних клетей на клети с фигурными валками (фиг.5 и 6), обеспечивающими на выходе контур фасонной заготовки близкой к профилю контактного провода.

Сечение полученной фасонной заготовки 156 мм . При волочении такой горячекатанной профильной фасонной заготовки исключается ее свертывание и перекручивание и обеспечивается симметрия и положение армирующего элемента в рабочей части контактного провода, Полученная партия армированного медного и легированного провода сечением ИФ-100 мм имела улучшенные физико-механические свойства и износостойкость.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать контактный провод с высокой износостойкостью прогрессивным методом непрерывного литья с последующей прокаткой и волочением.

1101323

Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Закаэ 4704/8

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель В. Балашов, Редактор Е. Папп Техред И. Асталош КорректорГ. Решетник