Роторная литейная машина для получения медной заготовки в литейно-прокатном агрегате

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении медной катанки в совмещенном процессе литья и прокатки. Роторная литейная машина содержит раму, на которой смонтированы литейное колесо и натяжное колесо, охваченные бесконечной подвижной лентой, которая совместно с калибром в литейном колесе образует подвижный кристаллизатор. Радиальное сечение кристаллизатора имеет форму трапеции с верхним широким основанием 15 и нижним узким основанием в виде равнобедренного треугольника 17, в котором три нижних угла β1, β2, β3 равны между собой. В ручье литейного колеса выполнена дополнительная впадина 21 с радиусом r, которая приводит к увеличению интенсивности охлаждения в данной области относительно заготовки в целом. Обеспечивается устранение брака по трещинам в середине нижнего основания трапециевидного поперечного сечения заготовки, а также исключение обрывов заготовки по этим трещинам в процессе ее литья и последующей прокатки заготовки. 1 з.п. ф-лы 3 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении медной катанки в совмещенном процессе литья и прокатки.

Известен способ литья заготовки в пятироликовой роторной литейной машине, включающий формирование литейного желоба между центральным колесом машины и охватывающей лентой и заливку жидкого металла на вход этого желоба; при этом вход в литейный желоб расположен горизонтально (см. статью «Полосовые литейно-прокатные агрегаты для производства полос из цветных металлов». А.В. Чеботарев, А.Ю. Шевченко, А.В. Самсонов. Тяжелое машиностроение. 5/1997. Стр. 10. Позиция 1 на рисунке).

Недостаток пятироликовой машины - ее большая масса и стоимость.

Известен способ литья алюминиевой заготовки в двухроликовой литейной машине, включающий формирование литейного желоба между нижним колесом и охватывающей лентой (см. статью «Литейно-прокатные агрегаты для производства алюминиевой и медной катанки». А.Ю. Шевченко, В.А. Чеботарев и др. Тяжелое машиностроение 5/1997. Стр. 12. Позиция 1 на рисунке).

Достоинство известного способа - меньше вероятность попадания газовых пузырьков в жидкий металл в процессе литья.

Недостаток известного технического решения - вероятность появления поперечных температурных трещин посередине нижнего основания поперечного сечения литой заготовки.

Технический результат от использования изобретения - ликвидация брака по поперечным трещинам посередине нижнего основания трапециевидного поперечного сечения заготовки, а также исключение обрывов заготовки по этим трещинам в процессе ее литья и последующей прокатки заготовки за счет местного снижения температуры заготовки в местах локализации этих трещин благодаря увеличению интенсивности процесса охлаждения заготовки в указанной области.

Данный технический результат достигают тем, что используют роторную литейную машину для получения медной заготовки в литейно-прокатном агрегате, включающую раму, в которой установлены два колеса: верхнее натяжное и нижнее калиброванное литейное, охваченные бесконечной подвижной лентой, которая совместно с калибром, нарезанным в литейном колесе, образуют подвижный кристаллизатор, имеющий в радиальном сечении форму трапеции с верхним широким и нижним узким основаниями, причем на входе в кристаллизатор подвижная лента прижата к калибру, выполненному в литейном колесе, с помощью прижимного ролика, узкое основание трапеции выполнено выпуклым в виде равнобедренного треугольника; при этом горизонтальная ось прижимного ролика совмещена с горизонтальной осью литейного колеса, а трапеция с выпуклым узким нижним основанием, представляющая собой радиальное сечение калибра в литейном колесе, характеризуется тем, что в ручье калиброванного литейного колеса вокруг вершины равнобедренного треугольника выполнена впадина, очерченная радиусом r.

Для иллюстрации предлагаемого технического решения используются чертежи.

Фиг. 1. Схема роторной машины, вид сбоку.

Фиг. 2. Радиальное сечение (А-А на фиг. 1) ручья в литейном колесе роторной литейной машины вместе с отливаемой заготовкой.

Фиг. 3. Нижнее основание трапециевидного поперечного сечения отливаемой заготовки.

Литейная машина включает: раму 1 (фиг. 1), на которой смонтированы литейное колесо 2 и натяжное колесо 3, охваченные бесконечной подвижной лентой 4, которая в сочетании с литейным колесом 2 образует подвижный кристаллизатор.

Возле рамы 1 установлен миксер 5 (а точнее, на фиг. 1 позицией 5 обозначена точка, относительно которой осуществляют опрокидывание миксера) с ванной 6 и трубкой-питателем 7. Со стороны входа в подвижный кристаллизатор бесконечная лента 4 прижата к литейному колесу 2 с помощью прижимного ролика 8, приводимого в действие пневмоцилиндром 9. Выходящая из подвижного кристаллизатора литая заготовка 10 (фиг. 2) показана штрихпунктирной линией 11 в виде траектории ее движения.

Прижимной ролик 8 предназначен для того, чтобы обеспечивать правильную форму поперечного сечения отливаемой заготовки 10. Для этой цели его горизонтальная ось совмещена с горизонтальной осью литейного колеса 2.

Работает установка для литья заготовки следующим образом.

Жидкий металл заливают в миксер 5, из которого ее подают в ванну 6 и далее трубкой-питателем 7 дозированно направляют на вход подвижного кристаллизатора. На рабочей длине L кристаллизатора при вращении литейного колеса 2 по часовой стрелке (см. стрелку 12) жидкий металл затвердевает, и на выходе 13 из кристаллизатора получают заготовку с поперечным сечением (фиг. 2) в виде трапеции с выпуклым узким нижним основанием, представляющим собой радиальное сечение калибра в литейном колесе 2, и характеризующимся тем, что все три нижних угла в нем равны между собой. Непрерывно выдвигаясь из кристаллизатора, заготовка движется по криволинейной траектории 11 и на выходе из литейной машины имеет вид заготовки 14, разогнутой в прямую линию.

Радиальное сечение калибра в литейном колесе 2, имеющее вид трапеции с выпуклым узким нижним основанием и представленное на фиг. 2, характеризуется равенством углов β123=β.

Для построения математического выражения, вычисляющего величину угла β, воспользуемся следующей системой уравнения:

Δβ=(β1-90°)-α

Δβ=(180°-β2)/2

Δβ12,

где Δβ - промежуточный параметр.

Решая эту систему уравнений, получаем рабочую формулу:

β=120°+0,67α

Если принять углы выпуска, например, α12=α=9°, то углы β можно рассчитать следующим образом:

β=120°+0,67⋅9°=126°

Поперечное сечение отливаемой заготовки, показанное на фиг. 2, включает: верхнее основание 15, две боковые грани 16 и выпуклое нижнее основание в виде равнобедренного треугольника 17, вершина 18 которого разделяет нижнее основание на две самостоятельные зоны охлаждения 19 и 20.

Вокруг точки 18 как относительно центра полуокружности очерчен выступ 21 (фиг. 3), причем радиус полуокружности можно рассчитать по эмпирической формуле ,

где F0 - площадь поперечного сечения отливаемой заготовки, мм2.

Определим отношение α0 охлаждаемой поверхности заготовки к охлаждаемому объему (точнее, охлаждаемого периметра к охлаждаемой площади).

Выполним это на численных примерах: в первом из них площадь поперечного сечения заготовки F0=1000 мм2, а во втором - F0=2500 мм2.

В первом примере охлаждаемой периметр

С0=4а0=4⋅31,5=125 мм

где а0=31,5 мм - сторона условного квадрата, которую находят как

Отношение периметра к площади

α00/F0=125/1000=0,125

Степень интенсивности охлаждения заготовки в целом

β00=0,125

Радиус выступа на нижнем основании поперечного сечения заготовки

Охлаждающий периметр на выступе нижнего основания

С1=(πr)=3,14⋅4,0=12,5 мм

Охлаждаемая площадь сечения выступа 21 (фиг. 3)

F1=(πr2/2)=3,14⋅4,02/2=25,0 мм2

Отношение охлаждаемого периметра к охлаждаемой площади

α1=C1/(F1)=12,5/25,0=0,500

Степень интенсивности охлаждения выступа 21

β111=0,500/2=0,250

где К1-2 - коэффициент подпитки теплом извне.

Отношение интенсивности местного охлаждения выступа 21 к средней интенсивности охлаждения заготовки в целом

η=β10=0,250/0,125=2,0

Во втором примере (F0=2500 мм2)

С1=3,14⋅5,0=15,7 мм

β1=0,400/2=0,200

С0=4⋅50=200 мм

α0=200/2500=0,080

β00=0,080

F1=3,14⋅52/2=39,3 мм2

α1=15,7/39,3β00=0,080

F1=3,14⋅52/2=39,3 мм2

α1=15,7/39,3=0,400

β1=0,400/2=0,200

η=0,200/0,080=2,5

Итак, интенсивность местного охлаждения на выступе 21 (фиг. 3) в 2,0…2,5 раза выше, чем в целом по заготовке. Это получается за счет того, что на дне калибра выполнена впадина с радиусом r; в результате охлаждаемый периметр увеличивается в раза, а температура выступа 21 получается на 40…60°C ниже, чем в целом по заготовке 10.

Это обеспечивает следующие преимущества:

а) ликвидируется опасность возникновения поперечных трещин посередине нижнего основания поперечного сечения заготовки, которые возникают в процессе ее разгибания после выхода из кристаллизатора;

б) как следствие, ликвидируются разрывы в заготовке, возникающие в процессе ее литья, а также при последующей ее прокатке; а это исключает аварийные ситуации в литейно-прокатном агрегате;

в) ликвидируются скрытые трещины в заготовке, а в последующем и в готовом прокате; а это исключает получение бракованной продукции.

1. Роторная литейная машина для получения медной заготовки в литейно-прокатном агрегате, содержащая раму, в которой установлены верхнее натяжное колесо и нижнее калиброванное литейное колесо, охваченные бесконечной подвижной лентой, которая совместно с калибром, нарезанным в литейном колесе, образует подвижный кристаллизатор, имеющий в радиальном сечении форму трапеции с верхним широким и нижним узким основаниями, причем узкое основание трапеции выполнено с впадиной в виде равнобедренного треугольника, отличающаяся тем, что в ручье калиброванного литейного колеса вокруг вершины равнобедренного треугольника выполнена дополнительная впадина, имеющая в сечении вид полуокружности.

2. Роторная литейная машина по п. 1, отличающаяся тем, что радиус r дополнительной впадины определяют по зависимости

,

где F0 - площадь поперечного сечения калибра, мм2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сортового проката в совмещенном процессе литья и прокатки. В роторной литейной машине непрерывным литьем получают заготовку, имеющую трапециевидное поперечное сечение, нижнее основание которого выполнено с выступом в виде равнобедренного треугольника.

Изобретение относится к металлургии. Система загрузки расплава для горизонтального литья полосы расплавленного металла содержит летку, в частности насадку (9), и по меньшей мере одно нагревательное устройство (21, 22, 28) для нагрева летки.

Изобретение относится к транспортирующему устройству, в частности для перемещения охлаждающих блоков в машине для литья с гусеничной формой. Транспортирующее устройство содержит роликовые элементы, которые циркулируют бесконечно наподобие гусеницы по траектории U циркуляции и выполнены с возможностью приведения в движение посредством приводного устройства, по меньшей мере две параллельные направляющие дорожки.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве медной и алюминиевой катанки. Литейное колесо, которое охвачено бесконечной лентой 7 роторной литейной машины, содержит калибр, который совместно с лентой 7 образует литейный желоб 8.

Изобретение относится к металлургии. Двухвалковая литейная машина включает в себя пару литейных валков 102,104, размещенных параллельно друг другу с зазором между ними, и боковые перегородки 106, параллельные друг другу, формирующие ванну P между литейными валками и боковыми перегородками.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к бесслитковой прокатке ленты между валками-кристаллизаторами. Устройство содержит металлоприемник (1), валки-кристаллизаторы (2) и индуктор (6) с магнитно-импульсной установкой, соединенный с металлоприемником.

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.
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.

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.

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.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения профилей, катанки, секторных жил. Устройство содержит роторный кристаллизатор 3, формирующий непрерывную литую заготовку 4, валок 7 с ручьем и валок 8 с выступом, образующие рабочий калибр, матрицу 9 на выходе из калибра, устройство 5 для регулирования температуры литой заготовки, направляющие элементы 6. Верхняя часть выступа 14 валка 8 имеет Т-образную форму, а на цилиндрической поверхности валка 7 выполнены выступы 12. На цилиндрической поверхности валка 8 выполнены пазы 13, образующие с выступами 12 лабиринтное сопряжение валков. В матрице и матрицедержателе выполнены сопрягаемые пазы и выступы, обеспечивающие фиксацию положения матрицы. Матрица размещена в рабочем калибре с зазорами относительно поверхностей валков. Заготовка из кристаллизатора 3 с заданной температурой прокатывается в рабочем калибре и затем прессуется через калиброванное отверстие в матрице. При подаче литой заготовки в рабочий калибр металл литой заготовки выдавливается в зазоры между рабочими поверхностями валков и матрицы с образованием плакирующего слоя металла на поверхности валков. Обеспечивается снижение износа валков и потерь металла за счет самоуплотнения сопряжения ручей-выступ. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии. Литейно-прокатный агрегат содержит роторную литейную машину 1, правильную машину 2, летучие ножницы 3 с барабанами 26 и 27, короб 4 для сбора обрезков. Верхнее натяжное колесо 5 и нижнее литейное колесо 6 охвачены бесконечной лентой 7. В колесе 6 нарезан калибр трапециевидной формы, который совместно с лентой 7 образует литейный желоб 8. Жидкий металл заливают в ванну 13, которая через трубку-питатель 14 соединена с входом 10 желоба. В дне калибра литейного колеса выполнена впадина в виде равнобедренного треугольника. В нижних правильных роликах 21 выполнены калибры, по форме и размерам соответствующие впадине в дне калибра литейного колеса. Электропривод нижних правильных роликов обеспечивает вращение роликов с линейной скоростью, превышающей линейную скорость вращения барабанов летучих ножниц на 1-3%. Подвергаемая правке заготовка 23 своим нижним основанием входит в калибр нижних правильных роликов, а своим выступом на верхнем основании опирается на цилиндрические верхние правильные ролики 24, что устраняет поворот заготовки вокруг своей продольной оси. Калибры в нижних правильных роликах предотвращают поперечные смещения заготовки вдоль правильных роликов, что обеспечивает самоцентрирование заготовки и ликвидацию несплошностей и трещин в заготовке. 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении медной катанки в совмещенном процессе литья и прокатки. Роторная литейная машина содержит раму, на которой смонтированы литейное колесо и натяжное колесо, охваченные бесконечной подвижной лентой, которая совместно с калибром в литейном колесе образует подвижный кристаллизатор. Радиальное сечение кристаллизатора имеет форму трапеции с верхним широким основанием 15 и нижним узким основанием в виде равнобедренного треугольника 17, в котором три нижних угла β1, β2, β3 равны между собой. В ручье литейного колеса выполнена дополнительная впадина 21 с радиусом r, которая приводит к увеличению интенсивности охлаждения в данной области относительно заготовки в целом. Обеспечивается устранение брака по трещинам в середине нижнего основания трапециевидного поперечного сечения заготовки, а также исключение обрывов заготовки по этим трещинам в процессе ее литья и последующей прокатки заготовки. 1 з.п. ф-лы 3 ил.

Наверх