Способ изготовления аморфной ленты

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве аморфных металлических лент. На подложку в виде металлической ленты подают расплавленный металл, который под действием практически мгновенного охлаждения переходит в аморфное состояние. Металлическую ленту совместно с отлитой аморфной лентой подают на наматывающий барабан, а после формирования рулона ленты отделяют друг от друга. Полученная аморфная лента не испытывает внешних нагрузок, что способствует улучшению ее качества. Обеспечивается повышение надежности технологического процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве тонких металлических лент аморфной структуры, применяемых при изготовлении силовых трансформаторов.

Ресурс силовых трансформаторов с сердечниками из традиционных электротехнических сталей составляет 30-40 лет. Применение аморфной ленты для их изготовления увеличивает этот ресурс до 80-85 лет и обеспечивает существенную экономию электроэнергии. Так, потери в сердечнике из аморфной стали трансформатора мощностью 100кВА в 4-5 раз меньше по сравнению с сердечником из электротехнической стали.

В подавляющем большинстве современных машин аморфная лента изготавливается способом спиннингования расплава на полированную поверхность охлаждаемого водой валка (диска-холодильника), движущегося с линейной скоростью 25-40 м/с. Скорость охлаждения расплава на поверхности валка составляет 106С в секунду.

Однако значительному увеличению объемов производства аморфной ленты и удовлетворению ежегодно растущего на нее спроса препятствует ряд проблем технологического характера. Так, например, высокие скорости литья, малая площадь поперечного сечения ленты, явное отсутствие зон разливки и съема ленты с диска-холодильника, большая (как правило, более 5000 м) длина ленты затрудняют смотку ленты во время процесса литья на намоточное устройство.

В настоящее время в России и ряде других стран на практике эта заключительная операция производства аморфной ленты осуществляется вручную. После того как вся полученная за один цикл тонкая лента (толщиной 0,020…0,035 мм и шириной обычно до 50 мм) - это около 5 км ленты, сбрасывается с формующего валка литейного комплекса, она собирается на специально подготовленный пол или перемещаемый брезент. Такая технология существенно сдерживает наращивание объемов производства аморфной ленты и приводит к значительному браку из-за перегибов, заломов и обрывов ленты, что влечет за собой и ухудшение потребительских качеств такой ленты.

В Японии смотка производится не сразу после схода аморфной ленты с литейной машины. Захват ленты осуществляется со специально подготовленного пола. Большие размеры отполированного пола позволяют накопить необходимый запас ленты, не спутывая ее.

Мировой лидер по производству аморфной ленты США производит ее 132000 т/год. Есть основания полагать, что процесс осуществляется на полностью автоматизированном оборудовании, сущность которого является ноу-хау.

Известен способ изготовления аморфной ленты, сущность которого состоит в том, что с диска-холодильника ленту отделяют с помощью специального съемника. Вращающийся в противоположную сторону наматывающий барабан, покрытый электроизоляцией, располагают в магнитном поле магнита с вектором индукции B, параллельным оси барабана. Благодаря этому, за счет электромагнитной индукции на его поверхности наводятся электростатические заряды, например отрицательные. На конце ленты за счет электростатической индукции возникают положительные заряды и благодаря силам Кулона конец ленты движется навстречу барабану, а после пересечения им силовых магнитных линий магнитного поля не только притягивается, но за счет сил Лоренца и своей начальной скорости начинает совершать круговое движение (захлестывание) вокруг барабана, прижимаясь к его поверхности. Благодаря электроизоляции боковой поверхности барабана от ленты перетекание индуцированных зарядов с ленты на барабан не происходит, из-за чего осуществляется плотная намотка витков рулона без заметного натяжения ленты в зоне между диском-холодильником и барабаном [RU 1740126].

Недостатком аналога является низкая надежность процесса захвата ленты, основанного на электромагнитной индукции с использованием сил Кулона и Лоренца, из-за высокой скорости движения ленты, не обеспечивающей адекватное образование разноименных электростатических зарядов одновременно на барабане и ленте. Кроме того, сложна и мало надежна конструкция системы синхронизации линейных скоростей диска-холодильника и наматывающего барабана.

В качестве прототипа выбран способ изготовления аморфной ленты, описанный в RU 2116159. На вращающийся диск-холодильник (диск) из печи льется расплавленный металл. Застывшая с большой скоростью тонкая полоса металла увлекается диском и втягивается между бесконечной лентой и диском по дуге окружности. На выходе из контакта бесконечной ленты и диска аморфная лента увлекается магнитной поверхностью нижнего натяжного ролика через поверхность вышеупомянутой магнитно-нейтральной бесконечной ленты и втягивается в наматывающий барабан с магнитным основанием, к которому притягивается и на который наматывается, образуя рулон из аморфной ленты. Барабан приводится во вращение бесконечной лентой, которая, в свою очередь, перемещается поверхностью диска. Ось барабана подпружинена, что создает необходимый натяг бесконечной ленте, обеспечивающий одинаковую скорость поверхности диска, бесконечной ленты, аморфной ленты и основания барабана. Наматываясь на основание барабана аморфная лента увеличивает его диаметр и подпружиненный барабан отжимается бесконечной лентой, сжимая пружину. При этом скорости поверхности основания барабана, бесконечной и аморфной лент, а также диска, остаются одинаковыми.

Несмотря на очевидные достоинства предложенного способа, в сравнении со многими известными, он обладает недостаточной надежностью в процессе его реализации. Суть в том, что в значительной мере эффективность работы устройства, реализующего способ, определяется силами трения между бесконечной лентой и диском. Учитывая, что взаимодействие происходит в условиях повышенных и нестабильных температур, меняющихся по длине бесконечной ленты, силы трения могут изменяться в широком диапазоне, что способно привести к относительному скольжению между диском и бесконечной лентой, а значит и различной скорости перемещения их поверхностей. Одним из возможных последствий такого относительного скольжения может быть разрыв аморфной ленты и остановка всего процесса. Другим последствием может быть смятие в «гармошку» аморфной ленты в зоне контакта диска и бесконечной ленты, что также ведет к срыву производства. Другим фактором, снижающим надежность способа-прототипа, является то, что требуется точная настройка магнитных систем основания барабана и натяжного ролика, что особенно важно при весьма высоких скоростях формирования аморфной ленты. Хотя оба они располагаются рядом, но все же на некотором расстоянии, что не дает твердой гарантии передачи конца аморфной ленты с ролика на барабан.

Таким образом, задачей изобретения является повышение надежности процесса изготовления аморфной ленты.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе изготовления аморфной ленты, включающем непрерывное литье расплавленного металла на подвижную, охлаждаемую подложку с последующим формированием из ленты рулона на наматывающем барабане, в качестве подложки используют металлическую ленту, которую совместно с нанесенной аморфной лентой подают на наматывающий барабан, а затем, после окончательного формирования рулона, ленты отделяют друг от друга. Металлическая лента может быть выполнена из латуни и в зоне нанесения на нее расплава она опирается на свободно вращающийся охлаждаемый барабан.

На прилагаемом к описанию чертеже дано схематическое изображение устройства, поясняющее изготовление аморфной ленты по предлагаемому способу.

Устройство включает тигль 1, содержащий расплавленный металл. Напротив сопла тигля 1 располагается подложка в виде металлической латунной ленты 2, которая опирается на охлаждаемый барабан 3 с конструкцией, обеспечивающей высокую степень отвода тепла с его образующей поверхности. Барабан 3 установлен с возможностью свободного вращения на оси 4. Наматывающий барабан 5 располагается на некотором расстоянии от тигля 1 и представляет собой основу 6, установленную с возможностью съема с оси 7, связанной с электроприводом (на чертеже не показан). На основе 6 на радиальных стойках 8 смонтирована цилиндрическая обечайка 9, снабженная средством крепления ленты 2, выполненным, например, в виде сквозного косого паза 10. Аморфная лента на чертеже обозначена позицией 11 в виде пунктирной линии. Рулон 12 состоит из совместно намотанных лент 2 и 11. Рулон-накопитель, с которого сматывается лента 2 и подается в рабочем положении под тигель 1, на чертеже не показан. Также не показано на чертеже средство охлаждения этой ленты.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Подготовительная операция получения аморфной ленты состоит в том, что подложку, предварительно охлажденную до температуры 8-10°C, сматывают с рулона-накопителя и располагают под тиглем 1, опирая на барабан 3. Далее, ленту 2 протягивают до намоточного барабана 5 и ее конец вставляют с натягом в отверстие 10 на обечайке 9. После этого наматывающему барабану 5 придают вращение, обеспечивающее технологическую скорость в 25…40 м/с, и одновременно на движущуюся ленту 2 подают расплав, например, электротехнической стали 7421. Расплав наносят слоем толщиной 0,02 мм и шириной 50 мм. Под действием практически мгновенного охлаждения расплав переходит в аморфное состояние в виде ленты 11, которая свободно лежит на металлической ленте 2 и движется вместе с нею, наматываясь совместно на обечайку 9 наматывающего барабана 5. После завершения операции превращения всего расплава, содержавшегося в тигле 1, в аморфную ленту 11 на наматывающем барабане 5 образуется рулон 12. Затем барабан 5 снимают с оси 7 и на другом оборудовании осуществляют разделение лент 2 и 11, образуя рулоны каждой из них, в частности рулон-накопитель для последующего многократного использования ленты 2. Следует особо отметить, что данный способ позволяет не отрезать начальную, дефектную часть аморфной ленты 11 в процессе ее производства. Эта операция может быть осуществлена при разделении лент.

Предлагаемый способ исключает при изготовлении аморфной ленты такие сложные технологические операции как резка дефектной части на начальной стадии формирования ленты, а также заправка на намоточный барабан, что значительно повышает надежность всего технологического процесса получения аморфной ленты. Кроме того, полученная предлагаемым способом аморфная лента не испытывает внешних нагрузок, что способствует улучшению ее качества.

1. Способ изготовления аморфной ленты, включающий непрерывное литье расплавленного металла на подвижную охлаждаемую подложку с формированием аморфной ленты, которую подают на наматывающий барабан с образованием рулона, отличающийся тем, что в качестве подложки для литья расплавленного металла используют металлическую ленту, которую совместно с аморфной лентой подают на наматывающий барабан, а после формирования рулона ленты отделяют друг от друга.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическую ленту в зоне нанесения расплава опирают, например, на свободно вращающийся охлаждаемый барабан.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют металлическую ленту, например, из латуни.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению высокопрочной тонкой литой полосы с помощью двухвалковой литейной машины. Полоса выполнена из стали, содержащей в вес.%: углерод менее чем 0,25, марганец между 0,20 и 2,0, кремний между 0,05 и 0,50, алюминий менее чем 0,01, ниобий между 0,01% и 0,20%, ванадий между 0,01% и 0,20%, азот при обеспечении соотношения между содержанием ванадия и содержанием азота между 4:1 и 7:1.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения слитков различной формы, включая круглые слитки, а также слитков, ширина которых превышает 250 мм.

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.

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.

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.

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.

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.

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).
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%.
Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к области металлургии. Устройство намотки аморфной ленты содержит наматывающий барабан с цилиндрическим основанием с электромагнитами, равномерно распределенными по окружности и двумя боковыми дисками-ограничителями с обоих торцов основания. Соосно барабану установлен электродвигатель, на диске которого, закрепленном на торце вала электродвигателя, установлены электромагниты и, с другой стороны, общая для всех электромагнитов шина. Напротив электромагнитов размещены постоянные магниты, установленные на внешней стороне ограничителя барабана. На другом ограничителе барабана установлена шина, связанная с электромагнитами основания барабана. Посредством скользящих контактов шины соединены с блоком управления. Вращение барабана обусловлено магнитным взаимодействием между постоянными магнитами и электромагнитами. Обеспечивается упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы. 2 ил.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает подачу стального расплава на вращающийся разливочный конвейер горизонтальной установки, затвердевание его в полосовую заготовку толщиной 6-20 мм, горячую прокатку после полного затвердевания полосы. На еще жидкий и/или находящийся в начале затвердевания стальной расплав воздействуют газовой или плазменной струей, состоящей из металлических и/или неметаллических элементов, влияющих на свойства горячекатаной полосы. За счет изменения воздействующей кинетической энергии газовой или плазменной струи, парциального давления газа и/или приложенной температуры регулируют по толщине и ширине полосы концентрацию внедренных в расплав газовой или плазменной струей и диффундирующих в него элементов. Свойства материала дополнительно регулируют по длине полосы. Обеспечивается целенаправленное установление необходимых поверхностных свойств и свойств сердцевины литой полосы. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к металлургии. Установка содержит формообразующий инструмент в виде двух валков 2, питатель 1 для подачи расплава металла, привод вращения валков, включающий двигатель 5, ременную передачу и систему шестеренок 6, средство приема отделяемых от поверхности валков готовых изделий, систему синхронизации скорости вращения валков в виде шестеренок привода валков, вакуумное подвижное соединение для охлаждения валков водой или газом. На валках смонтированы сменные ролики-кристаллизаторы 3, посредством замены которых регулируют расстояние между валками и обеспечивают получение лент с различной толщиной от 50 до 200 мкм и размером зерна от 20 нм до 500 мкм. Обеспечивается получение магнитных материалов, содержащих редкоземельные металлы с высокими магнитными свойствами. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для получения сплошных и полых пресс-изделий из цветных металлов и сплавов. Установка для непрерывного литья и прессования содержит две пары валков 11 и 12 с рабочими калибрами, матрицу 13 с двумя каналами, расположенными по одной оси, и два водоохлаждаемых кристаллизатора 4 роторного типа с бесконечной лентой 5, моталки 17. Пары валков расположены симметрично относительно центральной плоскости, параллельной осям валков. Заготовки, полученные в роторных кристаллизаторах, подаются валками в два канала матрицы навстречу друг другу. Обеспечивается устойчивость и надежность процесса за счет предотвращения проникновения металла между матрицей и валками. 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает подачу расплавленного металла, поддерживаемого на литейных поверхностях литейных валков и вращение в противоположных направлениях литейных валков для формирования металлических оболочек на литейных поверхностях, сведенных вместе в зоне контакта для подачи литой полосы вниз с регулируемым количеством мягкого материала между металлическими оболочками. В контрольном местоположении вниз по потоку от зоны контакта определяют целевую температуру для литой полосы, соответствующей заданному количеству мягкого материала между металлическими оболочками литой полосы. Измеряют температуру литой полосы, отлитой вниз по потоку от зоны контакта в контрольном местоположении. Формируют сигнал датчика, соответствующего измеренной температуре и принудительно изменяют исполнительным механизмом зазор в зоне контакта между литейными валками в ответ на сигнал датчика, полученный и обработанный для определения разности температур между измеренной температурой и целевой температурой. Обеспечивается контроль скачка температур и сопутствующих ему дефектов. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения сплошных и полых пресс-изделий из металлов и сплавов. Устройство содержит печь-миксер 1, закрепленные на валах валок 3 с ручьем и валок 4 с выступом, образующие рабочий калибр 5 и имеющие охлаждаемые каналы 8, матрицу 6 с калибрующим пояском 7 и охлаждаемыми каналами, установленную на выходе из калибра. На выходе из матрицы установлено оросительным устройство 15 с патрубком 16 для подвода хладагента и форсунками 17 для его разбрызгивания на поверхность готового изделия. На торцах валков установлены заглушки. Охлаждаемые каналы 8 выполнены по всей длине валков и расположены по окружности валка. В заглушках на части длины выполнены проточки, направляющие хладагент под углом к оси прессования, а в валах выполнены отверстия, соединенные с заглушками для подвода хладагента к заглушкам и отвода хладагента из заглушек. Обеспечивается интенсивный отвод тепла из зоны прессования катанки и повышение качества пресс-изделий. 5 ил.
Изобретение может быть использовано для получения полуфабрикатов из труднодеформируемых эвтектических сплавов на основе алюминия, предназначенных для применения в качестве припоя в паяных конструкциях. Осуществляют литье слитков со скоростью охлаждения металла не менее 100°C/мин. Проводят гомогенизационный отжиг слитков при температуре на 10-75°C ниже температуры неравновесного солидуса с выдержкой 1-24 ч и горячую деформацию слитка при температуре 0,75-0,99 от температуры равновесного солидуса с суммарной степенью деформации не менее 80%. После горячей прокатки осуществляют холодную прокатку плоской заготовки с проведением высокого отжига, предшествующего первому проходу, и промежуточных высоких отжигов со скоростью охлаждения, исключающей самозакаливание заготовки. Проводят финишный отжиг полученной фольги. Способ обеспечивает запас технологической пластичности заготовки, необходимый для получения фольги толщиной 0,1 мм и менее. 6 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к металлургии. Машина бесслитковой прокатки содержит верхний 1 и нижний 2 приводные водоохлаждаемые валки, охлаждаемый кристаллизатор 7 и устройство 11 охлаждения поверхности верхнего валка. Нижний валок 2 выполнен в виде стержня с канавками и отверстиями для подвода и отвода охлаждающей воды и жаропрочного бандажа 3. Кристаллизатор 7 спрофилирован в соответствии с радиусом бандажа 3 и выполнен с буртиками, взаимодействующими с поверхностью бандажа для предотвращения вытекания жидкого металла за пределы кристаллизатора. Ширина кристаллизатора меньше длины бочки нижнего валка. Жидкий металл, подаваемый из литейной ванны 12, проходит вместе с бандажом 3 путь от начала вставки 10 кристаллизатора до раствора валков, закристаллизовывается и подвергается прокатке в растворе валков. Прокатанный алюминиевый лист подают на смотку или порезку. За счет увеличения протяженности зоны кристаллизации скорость кристаллизации слитка увеличивается. 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Литейная роторная машина содержит калиброванное литейное колесо 2, поперечное сечение калибра которого выполнено в виде равнобедренной трапеции с углом выпуска αв=7÷9°, натяжное колесо 3, бесконечную подвижную ленту 4, прижимной ролик 8 и трубку-питатель7, установленную на входе в калибр. Продольная ось прижимного ролика 8 и продольная ось литейного колеса 2 расположены в одной горизонтальной плоскости. Жидкую медь заливают в миксер, подают в ванну 6 и направляют на вход калибра через трубку-питатель 7, установленную относительно продольной оси литейного колеса под углом 90°. Корпус трубки-питателя 7 изготовлен из кремнистой высоколегированной стали с содержанием кремния - до 5%, никеля и хрома - по 20÷25%. Выходящая из калибра заготовка 10 перемещается по траектории 11, на выходе из литейной машины разгибается и направляется на последующую прокатку. Обеспечивается повышение качества отливаемой медной заготовки, срока службы трубки-питателя и надежности работы машины. 2 ил.

Изобретение относится к непрерывному литью металлических полос в двухвалковом разливочном устройстве. В процессе непрерывного литья осуществляют позиционирование двух литейных роликов посредством пары рычажных элементов 12a,12b, 12c, 12d на каждый ролик 2a и 2b, установленных с возможностью вращения на рамном элементе 11 вокруг осей 14а, 14b. Подъемные цилиндры 16a, 16b, 16c, 16d воздействуют на свободные концы рычажных элементов. Для опоры литейных валков предусмотрены установочные устройства 18a, 18b на каждый рычажный элемент с опорными устройствами 19a, 19b. В исходном положении цилиндров контактная поверхность 22a, 22b рычажного элемента касается упорной поверхности 21a, 22b упора. Обеспечивается подгонка или изменение литейного зазора между литейными роликами в текущем процессе литья и тем самым влияние на толщину и профиль полученной металлической полосы. 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве аморфных металлических лент. На подложку в виде металлической ленты подают расплавленный металл, который под действием практически мгновенного охлаждения переходит в аморфное состояние. Металлическую ленту совместно с отлитой аморфной лентой подают на наматывающий барабан, а после формирования рулона ленты отделяют друг от друга. Полученная аморфная лента не испытывает внешних нагрузок, что способствует улучшению ее качества. Обеспечивается повышение надежности технологического процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх