Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки



Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки
Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки
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 2559615:

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

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 относится к области совмещенных процессов литья и обработки металлов давлением и может быть использовано для получения сплошных и полых пресс-изделий из металлов и сплавов.

Известно устройство для прессования труб (Авторское свидетельство СССР №1667979, 1991), включающее валок с ручьем и валок с выступающим гребнем, образующим калибр, на выходе из которого установлена матрица с камерой сварки и с выступающим в сторону входной части калибра рассекателем, причем на донной поверхности ручья и наружной поверхности гребня выполнены кольцевые канавки с параллельными стенками, а примыкающие к этим стенкам донные поверхности ручья и наружные поверхности гребня выполнены с образующими, наклоненными к осям вращения соответствующих валков под острыми углами, встречно обращенными для каждого из валков своими вершинами, на матрице перед питающими каналами выполнены выступы.

Однако данное устройство не позволяет достичь высоких коэффициентов вытяжки по сварочной зоне, и, как следствие, пресс-изделия имеют сравнительно низкие механические свойства в зоне сварного шва, так как размеры сварной камеры (и соответственно коэффициенты вытяжки по сварочной зоне) зависят от размеров матрицы, а последние ограничены межвалковым пространством, в котором размещена матрица, и размерами рассекателя.

Известно устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования цветных металлов и сплавов (Патент России №73245, 2008), включающее печь-миксер, моталку, два водоохлаждаемых валка, один из которых выполнен с ручьем, а второй с выступом, расположенные в станине и образующие закрытый калибр, на выходе из которого установлена матрица с калибрующим отверстием, имеющая клиновидные полости для охлаждения. Данная установка обеспечивает непрерывность процесса, снижение энергозатрат, высокие механические свойства пресс-изделий за счет значительных степеней деформации при прессовании, варьирование размеров пресс-изделий. Однако отсутствие кристаллизатора усложняет конструкцию установки и требует согласования скоростей наклона печи и скорости вращения валков, что снижает ее производительность, так как не предоставляется возможным увеличить скорость обработки металла в валках из-за низкой скорости кристаллизации литой заготовки.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования цветных металлов и сплавов (Патент России 2100136, 1997), включающее печь-миксер, кристаллизатор роторного типа, валок с ручьем и валок с выступом, образующие рабочий калибр, на выходе из которого установлена матрица с калибрующим пояском. Однако данное устройство не позволяет длительно работать с высокой скоростью прессования из-за отсутствия системы интенсивного охлаждения, так как постоянное поступление расплава металла в валки ведет к перегреву валков и матрицы. Температура пресс-изделия на выходе из матрицы растет и через определенное время работы устройства это приводит к появлению температурных трещин и браку. Устройство также не позволяет получать изделия из высоколегированных сплавов, так как при их обработке требуется поддерживать высокую температуру на всем протяжении участка транспортировки металла от печи-миксера до точки начала кристаллизации.

Основной задачей изобретения является увеличение производительности, расширение технологических возможностей устройства и повышение качества пресс-изделий за счет улучшения теплоотвода.

Технический результат заключается в увеличении интенсивности отвода тепла из рабочей зоны прессования.

Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки, содержащем печь-миксер, закрепленные на валах валок с ручьем и валок с выступом, образующие рабочий калибр и имеющие охлаждаемые каналы, матрицу с калибрующим пояском и охлаждаемыми каналами, установленную на выходе из калибра, согласно заявленному изобретению оно снабжено установленным на выходе из матрицы оросительным устройством с патрубком для подвода хладагента и форсунками для его разбрызгивания на поверхность готового изделия, заглушками, установленными на торцах валков соосно с ними, при этом охлаждаемые каналы выполнены в валках по всей длине 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.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 показан общий вид устройства в разрезе во время осуществления процесса непрерывного литья, прокатки и прессования катанки, на фиг. 2 - продольный разрез валков А-А, на фиг. 3 - валки с валами в изометрии с разрезом указан пути движения хладагента, на фиг. 4 - поперечный разрез Б-Б заглушек по каналам охлаждения спереди, а на фиг. 5 - поперечный разрез В-В заглушек по каналам охлаждения сзади.

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, образующие рабочий калибр 5, перекрытый на выходе матрицей 6 с калибрующим пояском 7. Для увеличения интенсивности отвода тепла в процессе прессования в валке 3 с ручьем и в валке 4 с выступом имеются каналы 8 для перемещения хладагента, которые выполнены по окружности валка 3 с ручьем и валка 4 с выступом, с торцов валков установлены заглушки 9 с проточкам 10, создающие направленное движение хладагента под углом к оси прессования для максимального отвода тепла при первичном охлаждении. Подвод и отвод хладагента к заглушкам 9 обеспечивается с помощью отверстий 11 через подводящие 12 и отводящие 13 отверстия вала 14. На выходе из матрицы 6 установлено дополнительное оросительное устройство 15, выполнение в виде коллектора с подводящим патрубком 16 и форсунками 17. Хладагент через форсунки 17 попадает непосредственно на пресс-изделие 18, обеспечивая вторичное охлаждение.

Устройство работает следующим образом. На фиг. 1 показано, как расплавленный металл 2 из печи-миксера 1 подается на поверхность валков 3 и 4, при этом начинается его кристаллизация. Одновременно с подачей расплава из печи-миксера 1 подается хладагент в охлаждаемые каналы, расположенные в матрице 6 и валах 14 валка 3 с ручьем и валка 4 с выступом, см. фиг. 2. Далее закристаллизовавшийся металл захватывается валками 3 и 4, деформируется в закрытом калибре между валками 3 и 4 и выдавливается по оси прессования через рабочий канал матрицы 6 с калибровочным пояском 7 в виде изделия - катанки 18, которая сматывается на моталку (на фигурах не показана). При этом хладагент с помощью оросительного устройства 15 подается на катанку, охлаждая ее.

На фиг. 3 показано, что для увеличения интенсивности охлаждения подаваемого расплавленного металла 2 в валах 3 и 4 через входное отверстие 12 и боковое 11 подается хладагент в заглушки 9, где через проточки 10 хладагент направляется под углом к оси прессования, проходя отверстия 8, отбирая тепло от валов 3 и 4, попадает в заглушки 9, проходя проточки 10 и выходя из отверстий 11, удаляется из зоны охлаждения через отверстие 13 (фиг. 4, 5).

Охлаждаемые каналы 8 в валке 3 с ручьем и валке 4 с выступом выполнены по окружности, где количество, угол наклона к оси прессования и размер каналов 8 определяется из условия, в соответствии с которым количество тепла, которое необходимо отвести от валков, пропорционально площади контактирующей поверхности с горячим металлом и разности температуры хладагента на входе и выходе из валка.

Отвод тепла из рабочей зоны прессования производится методом конвекции при прохождении хладагента по каналам матрицы 6 и валков 3, 4. Переданную теплоту можно определить с помощью следующего уравнения:

Q=A·α·(T1-T2) Вт/К·м2,

где Q - переданная теплота в Вт, А - поверхность, участвующая в теплопередачи в м2, α - коэффициент теплоотдачи, T1 и Т2 - верхний и нижний уровень температуры в градусах Кельвина. Применение вышеуказанной формулы позволяет разработать модели технологического процесса и создать опытную установку для непрерывного литья, прокатки и прессования цветных металлов и сплавов для различной производительности и формы.

Созданная конструкция устройства для непрерывного литья, прокатки и прессования изготовлена и испытана в промышленных условиях на алюминиевом заводе компании РУСАЛ. Полученные изделия имеют форму прутка круглого сечения с диаметром 9,5 и 15 мм. Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования обеспечивает интенсивный отвод тепла из зоны прессования катанки, тем самым увеличивая производительность процесса прессования и высокое качество пресс-изделий. Свойства полученной катанки отличаются от свойств катанки, полученных на устройстве прототипе более высокой пластичностью, но низкой механической прочностью, при этом электросопротивление остается на прежнем уровне. Высокая пластичность полученного прутка обеспечивает при производстве из него проволоки высокую скорость волочения и более редкий отжиг для снятия нагартованности. При этом прочность проволоки наращивается до требуемой, с сохранением низкого электросопротивления, которое при частом отжиге обычно вырастает. Полученная катанка на устройстве для непрерывного литья, прокатки и прессования имеет высокий потенциал для производства проволоки из новых сплавов с новыми свойствами по прочности и электросопротивлению.

Устройство для непрерывного литья, прокатки и прессования катанки, содержащее печь-миксер, закрепленные на валах валок с ручьем и валок с выступом, образующие рабочий калибр и имеющие охлаждаемые каналы, матрицу с калибрующим пояском и охлаждаемыми каналами, установленную на выходе из калибра, отличающееся тем, что оно снабжено установленным на выходе из матрицы оросительным устройством с патрубком для подвода хладагента и форсунками для его разбрызгивания на поверхность готового изделия, заглушками, установленными на торцах валков соосно с ними, при этом охлаждаемые каналы выполнены в валках по всей длине 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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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 способу получения плоского катаного продукта из высокопрочной низколегированной стали, содержащей 0,15-0,35 вес.% меди. Способ включает отливку полосы на установке разливки с последующим отверждением и непрерывную или полунепрерывную прокатку до конечной толщины катаного продукта. При этом на установке разливки отливают полосу с максимальной толщиной 130 мм. Скорость разливки составляет по меньшей мере 4,5 м/мин. При этом полосу прокатывают за менее чем 5,8 мин. После прокатки проводят охлаждение со скоростью 15-90 K/с до температуры ниже 650°C. Технический результат заключается в снижении образования второго минимума вязкости стали. 14 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам изготовления литой ленты из стали с различными свойствами по поперечному сечению и длине и к устройствам для его осуществления. Способ включает нанесение на поверхность вращающейся ленты горизонтальной установки непрерывного литья, контактирующей со стальным расплавом, покрывающей массы, состоящей из жидкости-носителя и добавок. Подачу стального расплава из плавильного сосуда на вращающуюся ленту с покрывающей массой. Затвердевание предварительно полученной ленты с образованием неразъемного соединения с покрывающей массой. Необязательно, горячую прокатку ленты. В качестве добавок покрывающая масса содержит неметаллические элементы и металлические элементы, осуществляющие легирование расплава в зоне смешивания жидких фаз покрывающей массы и стального расплава, причем долю легирующих элементов относительно основного материала в покрывающей массе регулируют по толщине нанесенной покрывающей массы и ширине отливаемой стальной ленты, перед подачей стального расплава покрывающую массу высушивают для удаления жидких компонентов. Устройство для изготовления литой ленты из стали содержит блок сушки, подключенный к устройству для нанесения покрывающей массы, причем устройство для нанесения покрывающей массы на вращающуюся ленту выполнено в виде валика, контактирующего с поверхностью вращающейся ленты, погруженного в сосуд с покрывающей массой, содержащей неметаллические элементы и металлические элементы, осуществляющие легирование стального расплава. Технический результат заключается в возможности варьирования требуемыми свойствами ленты из стали по ее поперечному сечению и длине. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх