Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки



Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки
Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки

 


Владельцы патента RU 2487777:

Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" (RU)

Устройство относится к металлургии и может быть использовано для получения прутков, профилей, преимущественно, из алюминиевых сплавов методом непрерывного совмещенного литья, прокатки и прессования. Устройство содержит печь-миксер 1, валок 3 с ручьем и валок 4 с выступом, имеющие охлаждаемые полости 5 и образующие рабочий калибр. На выходе из калибра установлена матрица 6 с калибрующим пояском 8 и продольными пазами 7, расположенными диаметрально на выходной поверхности матрицы с зазором относительно калибрующего пояска матрицы 8. В выходном отверстии матрицы установлена трубка 10 с наружными ребрами 9, расположенными в продольных пазах 7 матрицы. С одной стороны трубка упирается в калибрующий поясок матрицы, а с другой стороны - в матрицедержатель 12. Охлаждаемые каналы расположены в зазоре 13 между выходной поверхностью матрицы и трубкой и сообщаются с каналами для подвода 14 и отвода 15 хладагента. Внутренний диаметр трубки больше, чем наружный диаметр катанки, а наружный диаметр трубки меньше, чем внутренний диаметр выходной части матрицы. Обеспечивается повышение эффективности охлаждения матрицы, повышение производительности процесса и качества катанки. 2 ил., 1 пр.

 

Настоящее изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для получения катанки, прутков и профилей из цветных металлов и сплавов методом непрерывного совмещенного литья, прокатки и прессования.

Известно устройство для непрерывного литья и прессования полых профилей (Патент 2200644 РФ, МПК B22D 11/06, B21C 23/08. / Сидельников С.Б., Довженко Н.Н., Гришечкин А.И., Сидельникова Е.С.), включающее печь-миксер, валок с ручьем и валок с выступом, имеющие охлаждаемые полости и образующие рабочий калибр, на выходе из которого установлена матрица с клиновидными охлаждаемыми полостями.

Данное устройство обеспечивает непрерывность процесса получения бесшовных полых профилей. Однако в данном устройстве отвод тепла во время кристаллизации и деформации происходит с помощью клиновидных охлаждаемых полостей в матрице, что не обеспечивает достаточной эффективности их охлаждения, не позволяет достичь максимальной производительности процесса изготовления профилей и стабилизировать температурные условия во время проведения процесса и качество профилей. Стабилизация температурных условий матрицы особенно важна для непрерывных совмещенных процессов литья, прокатки и прессования (далее по тексту - СЛИПП). Следует также отметить, что выполнение внутри матрицы клиновидных охлаждаемых полостей усложняет ее конструкцию, приводит к появлению значительных термических напряжений в их объеме и, как следствие, значительно снижает ее надежность во время эксплуатации (Довженко, Н.Н. Прессование алюминиевых сплавов: моделирование и управление тепловыми условиями: монография [Текст] / Н.Н.Довженко, С.В.Беляев, С.Б.Сидельников и др. // - Красноярск: ИНК СФУ, 2009. - 256 с.).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является устройство для непрерывного литья и прессования полых профилей (Патент 2335376 РФ, МПК B22D 11/06, B21C 23/00 / Беляев С.В., Довженко Н.Н., Сидельников С.Б. и др.), включающее печь-миксер, валок с ручьем и валок с выступом, имеющие охлаждаемые полости и образующие рабочий калибр, на выходе из которого установлена матрица, на торцевой наружной поверхности которой, находящейся в контакте с валками, выполнены охлаждаемые каналы.

Данное устройство обеспечивает непрерывность процесса получения профилей методом СЛИПП. Однако во время работы данного устройства на поверхности валков образуется заусенец от деформируемого металла, который частично или полностью перекрывает охлаждаемые каналы на наружной торцевой поверхности матрицы, находящейся в контакте с валками, и нарушает циркуляцию хладагента, что снижает интенсивность и устойчивость отвода тепла вплоть до полного его прекращения. В результате чего дестабилизируются тепловые условия протекания процесса СЛИПП, что вызывает перегрев инструмента и деформируемого металла, появление бракованной продукции и приводит к вынужденной остановки данного устройства. Все это отрицательно сказывается на производительности процесса СЛИПП и качестве получаемых профилей. Кроме того, выполнение охлаждаемых каналов в матрице вследствие ее малых поперечных размеров связано со значительными техническими трудностями.

Основной задачей изобретения является повышение производительности непрерывного совмещенного литья, прокатки и прессования и качества катанки за счет повышения эффективности охлаждения.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки, включающем печь-миксер, валок с ручьем и валок с выступом, имеющие охлаждаемые полости и образующие рабочий калибр, на выходе из которого установлена матрица с калибрующим пояском, имеющая охлаждаемые каналы, согласно изобретению, на выходной поверхности матрицы выполнены продольные пазы, расположенные в диаметральной плоскости с зазором относительно калибрующего пояска матрицы, а в выходном отверстии матрицы установлена трубка с наружными ребрами, упирающаяся с одной стороны в калибрующий поясок, а с другой стороны - в матрицедержатель, и имеющая наружный диаметр, меньший, чем внутренний диаметр выходной части матрицы, при этом наружные ребра матрицы расположены в продольных пазах, а охлаждаемые каналы расположены в зазоре между выходной поверхностью матрицы и трубкой и сообщены с каналами для подвода и отвода хладагента.

Конструктивные особенности заявляемого устройства по сравнению с прототипом, характеризующиеся отличительными признаками, позволяют повысить производительность непрерывного литья, прокатки и прессования и качество катанки.

Выполнение продольных пазов, расположенных в диаметральной плоскости и отстоящих от калибрирующего пояска матрицы, и установка в них наружных ребер трубки позволяет жестко зафиксировать расположение трубки относительно матрицы и обеспечить направленную циркуляцию хладагента в зазоре между выходной поверхностью матрицы и трубкой. Герметичность системы охлаждения матрицы обеспечивается тем, что с одной стороны трубка упирается в калибрующий поясок матрицы, а с другой стороны - в матрицедержатель. При этом значительно упрощается конструкция охлаждаемой матрицы, ее надежность в работе и сохраняется эффектность ее принудительного охлаждения. Образование заусенца на поверхности валков в заявляемом устройстве не будет влиять на интенсивность охлаждения рабочего инструмента, что обеспечит стабильное осуществление процесса СЛИПП.

Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Выполнение устройства для непрерывного литья, прокатки и прессования профилей, имеющего указанную выше совокупность отличительных признаков, позволяет повысить производительность непрерывного литья, прокатки и прессования и качество катанки.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе во время осуществления процесса непрерывного литья, прокатки и прессования катанки, а на фиг.2 - разрез матрицы А-А.

Заявляемое устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки включает печь-миксер 1 с расплавом 2, валок 3 с ручьем и валок 4 с выступом, имеющие охлаждаемые полости 5, при этом валки образуют закрытый калибр, перекрытый на выходе матрицей 6, на выходной поверхности которой выполнены продольные пазы 7, расположенные в диаметральной плоскости и отстоящие от калибрирующего пояска 8 матрицы 6. В продольные пазы 7 вставлены наружные ребра 9 трубки 10, имеющей наружный диаметр меньше, чем внутренний диаметр выходной части матрицы 6. Закристаллизовавшийся металл выдавливается через рабочий канал матрицы 6 в виде катанки 11. С одной стороны трубка упирается в калибрующий поясок 8 матрицы, а с другой стороны - в матрицедержатель 12. Охлаждаемые каналы, расположенные в зазоре 13 между выходной поверхностью матрицы и трубкой, сообщаются с каналами для подвода 14 и отвода хладагента 15.

Устройство работает следующим образом. Вначале расплавленный металл 2 заливается в печь-миксер 1, при этом начинается его кристаллизация на поверхностях валков 3 и 4 за счет охлаждения их с помощью полостей 5. Далее закристаллизовавшийся металл захватывается валками 3 и 4, деформируется в закрытом калибре между валками 3 и 4 и выдавливается через рабочий канал матрицы 6 в виде катанки 11. В момент попадания расплава в печь-миксер 1 одновременно подается хладагент в охлаждаемые каналы, расположенные в зазоре 13 между выходной поверхностью матрицы 6 и трубкой 10.

Пример. С помощью лабораторной установки на базе прокатного стана ДУО 200 провели непрерывное литье, прокатку и прессование катанки (прутка, профиля) диаметром 6 мм из сплава алюминия марки А7. Температура расплава составляла 700°C, а температура прессования 540°C. Прессование катанки проводили через матрицу с вытяжкой 10 с использованием прототипа и заявляемого устройства. При этом фиксировали изменение выходной температуры катанки и максимально-возможную скорость прессования по появлению трещин на поверхности катанки. Во время появления заусенца на поверхности валков в прототипе резко уменьшилась интенсивность охлаждения рабочего инструмента, что вызвало увеличение выходной температуры катанки до предельного значения 590°C, когда началось активное образование трещин на поверхности катанки, т.е. появление брака. Образование заусенца на поверхности валков в заявляемом устройстве практически не влияла на интенсивность охлаждения рабочего инструмента и изменение выходной температуры катанки, что позволило увеличить скорости вращения валков и повысить производительность процесса изготовления катанки до 20% без образования брака.

Таким образом, применение заявляемого устройства по сравнению с прототипом позволяет повысить производительность непрерывной прокатки и прессования и качество катанки.

Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки, содержащее печь-миксер, валок с ручьем и валок с выступом, имеющие охлаждаемые полости и образующие рабочий калибр, на выходе из которого установлена матрица с калибрующим пояском, имеющая охлаждаемые каналы, отличающееся тем, что на выходной поверхности матрицы выполнены продольные пазы, расположенные в диаметральной плоскости с зазором относительно калибрующего пояска матрицы, а в выходном отверстии матрицы установлена трубка с наружными ребрами, упирающаяся с одной стороны в калибрующий поясок, а с другой стороны - в матрицедержатель, и имеющая наружный диаметр меньший, чем внутренний диаметр выходной части матрицы, при этом наружные ребра матрицы расположены в продольных пазах, а охлаждаемые каналы расположены в зазоре между выходной поверхностью матрицы и трубкой и сообщаются с каналами для подвода и отвода хладагента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью металлов с одновременным их прессованием. .

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к металлургическому производству. .

Изобретение относится к литейным установкам с устройством подачи текучей среды, например жидкого металла, на литейную ленту, в частности, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению тонких литых полос. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению исходного материала для спеченного магнита. .

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению полосы из алюминиевого сплава в литейном устройстве. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью полосы в двухвалковой литейной машине
Изобретение относится к металлургии
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению горячекатаной полосы из свободной от превращений ферритной стали. Для создания в горячекатаной полосе мелкозернистой структуры расплав, полученный из стали, содержащей, мас.%: <1,5 С, <30 Cr, >2 Al, <30 Mn, <5 Si, остальное железо и неизбежные примеси разливают в горизонтальной установке для непрерывной разливки с успокоенным течением и без изгибов в полосовую заготовку толщиной 6-20 мм, а затем осуществляют прокатку заготовки в горячекатаную полосу со степенью деформации, по меньшей мере, 50%. 2 н. и 14 з.п. ф-лы.

Устройство содержит емкость (3) для расплава (1), охлаждаемый ленточный транспортер (6), расположенный в направлении литья за емкостью (3), проходящий между двумя отклоняющими роликами (7, 7′) и обеспечивающий транспортировку металлической полосы (4). В зоне между отклоняющими роликами (7, 7′) и/или поверх одного из отклоняющих роликов (7, 7′) расположен по меньшей мере один ролик (8, 8′, 8′′, 9, 9′) для придания профиля толщины металлической полосе. Обеспечивается воздействие на профиль металлической полосы (4) при максимально высоких температурах и предотвращается образование трещин в полосе. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к металлургии и касается литья стальной ленты на горизонтальной ленточной литьевой установке. Литьевое сопло, подключенное к подводящему металл каналу, выполнено в виде прямоугольного пустотелого блока из огнеупорного материала. Зона выхода сопла расположена над охлаждаемой бесконечной лентой, на которую поступает выходящий расплав. Пустотелый блок, по меньшей мере, однократно разделен в направлении литья на сегменты. В месте разделения сегментов расположен узкий уплотнительный элемент. Имеющиеся в зоне разделения щели имеют ширину, компенсирующую тепловое расширение сопла при работе. Многосекционное литьевое сопло имеет необходимую статическую прочность. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению стальной ленты на горизонтальной ленточной литейной машине. Литьевое сопло для выпуска металла в кристаллизатор выполнено в виде узкого прямоугольного пустотелого блока из огнеупорного материала, содержащего днище, крышку и две боковые стенки. Участок выпускного отверстия сопла расположен незначительно выше охлажденной бесконечной ленты, на которую поступает вытекающий расплав. Сечение в свету пустотелого блока на участке выпускного отверстия в направлении потока равномерно уменьшается в направлении к выпускному отверстию. Торцевая сторона днища выполнена относительно поверхности бесконечной ленты таким образом, что расплав на бесконечную ленту поступает вертикально. Обеспечивается равномерное распределение расплава по бесконечной ленте в поперечном направлении и полное заполнение краев отлитой стальной ленты. 14 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения алюминиевых профилей методом непрерывной прокатки и прессования. Расплавленный металл из печи-миксера подают в охлаждаемые валки, на поверхности которых металл кристаллизуется. Закристаллизовавшийся металл захватывается валками, прокатывается в валках и прессуется в матрице. На стадии прессования осуществляют последовательно прямое прессование, угловое прессование и повторное прямое прессование, совмещенное с формообразованием конечного изделия. Устройство содержит валок с ручьем и валок с выступом, образующие рабочий калибр, матрицу, установленную на выходе из калибра. На гладкой бочке валков выполнены пазы, а в матрице выполнен как минимум один Г-образный канал. Г-образный канал состоит из рабочей части с квадратным поперечным сечением и калибрующей части с круглым поперечным сечением. Достигается повышение механических свойств изделий. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления высокоэффективных спеченных постоянных магнитов Fe-Nd-B. Расплавленный в тигле металлический сплав путем донного слива подают в виде свободно падающей струи расплава в зазор между двумя охлаждающими валками, вращающимися навстречу друг другу и по направлению движения струи расплава. Продукты кристаллизации получают при сходе ленты или чешуек с обоих валков по направлению первоначального движения струи расплава. Валки постоянно перемещаются относительно друг друга вдоль оси вращения. Окружная скорость одного валка составляет 0,4-0,6 от окружной скорости вращения другого валка. Струя расплава постоянно попадает на новое место поверхности валков как в окружном, так и в осевом направлении, что способствует эффективному ее охлаждению и получении аморфной или мелкокристаллической структуры продукта. 16 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к металлургии. Горячекатаная стальная полоса, изготовленная литьем посредством двухвалковой машины и последующей горячей прокатки, содержит, по массе, более 0,25% и до 1,1% углерода, между 0,40 и 2,0% марганца, между 0,05 и 0,50% кремния, менее чем 0,01% алюминия. Механические свойства полосы при обжатии 10% и 35% находятся в пределах 10% для предела текучести, предела прочности на разрыв и общего относительного удлинения. Смотку горячекатаной стальной полосы в рулон осуществляют при температуре между 550 и 750°C, чтобы обеспечить микроструктуру, содержащую перлит, бейнит и игольчатый феррит, а также может содержать менее чем 5% полигонального феррита. Содержание свободного кислорода в расплавленной стали для литья полосы находится между 5 и 50 млн-1 или между 25 и 45 млн-1. Обеспечивается получение тонких полос с высокими прочностными характеристиками. 4 н. и 40 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх