Устройство управления тепловым режимом непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам управления тепловым режимом непрерывного литья и прессования. Устройство непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов содержит корпус, дозатор, основание дозатора, колесо-кристаллизатор с кольцевой канавкой, которая сверху сопряжена с неподвижным дугообразным сегментом, заканчивающимся выступом, перекрывающим поперечное сечение канавки, пресс-матрицу, установленную перед выступом, коллектор для охлаждения кристаллизатора. Оно снабжено дугообразной направляющей, закрепленной посредством подпружиненных П-образных креплений на корпусе в зоне заливки расплава в колесо-кристаллизатор, электродвигателем, установленным на основании дозатора и соединенным посредством шестерни с выполненными на корпусе устройства зубьями, датчиком температуры, установленным на неподвижном дугообразном сегменте, и контроллером, соединенным с датчиком температуры, при этом дозатор выполнен с возможностью перемещения по дугообразной направляющей посредством закрепленных на основании дозатора роликов. Обеспечивается стабильность и точность управления. 2 ил.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам управления тепловым режимом непрерывного литья и прессования.

Известно устройство для непрерывного литья и прессования металла методом конформ, включающее печь-миксер с питателем и дозатором, кристаллизатор, выполненный в виде диска с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, имеющий кольцевую канавку на верхней части диска и сопрягающийся с ней неподвижный дугообразный сегмент с матрицей и с выступом, перекрывающим поперечное сечение кольцевой канавки (Сергеев В.М. Непрерывное литье-прессование цветных металлов: проблемы цветной металлургии / В.М. Сергеев, Ю.В. Горохов, В.В. Соболев [и др.] – М.: Металлургия, 1990. - 85 с.).

Данное устройство позволяет получать пресс-изделия из цветных металлов и сплавов, непрерывным, совмещенным процессом литья и прессования методом конформ. Однако во время кристаллизации расплавленного металла в кольцевой канавке диска и при последующем прессовании выделяется значительное количество тепла, часть которого необходимо удалить для создания изотермических условий при реализации непрерывного процесса литья и прессования. В противном случае непостоянная температура пресс-изделия на выходе из канала матрицы приводит к разбросу механических свойств и искажению геометрии по длине и поперечному сечению пресс-изделий, что снижает качество продукции. Следует отметить, что при достижении температуры, близкой к температуре плавления прессуемого металла, происходит разрушение пресс-изделия, что является окончательным браком. Кроме того, повышенная температура прессования снижает прочность инструмента, что приводит к его преждевременным поломкам. Одним из эффективных способов решения данной проблемы является принудительное охлаждение как прессового инструмента, так и самого профиля (Довженко Н.Н. Прессование алюминиевых сплавов: моделирование и управление тепловыми условиями: монография / Н.Н. Довженко, С.В. Беляев, С.Б. Сидельников [и др.]. - Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 256 с.).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство для охлаждения установки непрерывного литья-прессования металлов, содержащее колесо-кристаллизатор с кольцевой канавкой, которая вверху сопряжена с неподвижным дугообразным сегментом, заканчивающимся выступом, перекрывающим поперечное сечение канавки, и установленную перед выступом пресс-матрицу, коллектор для охлаждения дна кристаллизатора, устройство дополнительно снабжено коллекторами, один из которых охватывает внутреннюю и наружную поверхности колеса-кристаллизатора, а другой установлен на верхней поверхности дугообразного сегмента (Патент на полезную модель 111784 Российская Федерация, МПК В21С 25/00, В21С 23/08, заявл. 04.08.2011; опубл. 27.12.2011 г., бюл. №36).

Данное устройство принимаем за прототип. Известное устройство обеспечивает управление тепловыми условиями непрерывного процесса литья-прессования за счет принудительного охлаждения. Однако известное устройство обладает следующими недостатками:

1. Колесо-кристаллизатор последовательно проходит различные по интенсивности тепловыделения зоны, одна из которых зона кристаллизации деформируемого металла, расположенная между дозатором и дугообразным сегментом. Температура кристаллизатора с каждым оборотом растет и количество тепла, которое необходимо отводить от кристаллизатора, меняется, поэтому в данной зоне необходимо создавать различные условия теплообмена, изменение теплоотвода в известном устройстве не предусмотрено.

Основной задачей изобретения является управление тепловым процессом в момент кристаллизации металла или сплава с момента холодного пуска до наступления установившегося теплового режима работы установки при изменяющихся температурных условиях во времени.

Для решения поставленной задачи устройство для непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов, содержащее корпус, дозатор, основание дозатора, колесо-кристаллизатор с кольцевой канавкой, которая сверху сопряжена с неподвижным дугообразным сегментом, заканчивающимся выступом, перекрывающим поперечное сечение канавки, пресс-матрицу, установленную перед выступом, коллектор для охлаждения кристаллизатора, снабжено дугообразной направляющей, закрепленной посредством подпружиненных П-образных креплений на корпусе в зоне заливки расплава в колесо-кристаллизатор, электродвигателем, установленным на основании дозатора и соединенным посредством шестерни с выполненными на корпусе устройства зубьями, датчиком температуры, установленным на неподвижном дугообразном сегменте, и контроллером, соединенным с датчиком температуры, при этом дозатор выполнен с возможностью перемещения по дугообразной направляющей посредством закрепленных на основании дозатора роликов.

На основании показаний сигналов температуры, поступающей в контроллер с датчика, выбирается перемещение дозатора в соответствии со следующей зависимостью: Т=tтекущая-(tсолидуса-2),

где: Н - коэффициент направления перемещения;

tтекущая - температура металла, замеряемая датчиком;

tсолидуса - температура обрабатываемого металла, при которой металл или сплав находится в полностью твердом состоянии, данная информация предварительно вносится в контроллер.

Конструктивные особенности заявляемого устройства по сравнению с прототипом, характеризующиеся отличительными признаками, обеспечивают термостабильную работу установки в начальный момент работы после холодного пуска.

Направление вращения выбирается в соответствии со следующей зависимостью: Н=tтекущая-(tсолидуса-2),

где: Н - коэффициент направления перемещения;

tтекущая - температура металла, замеряемая датчиком;

tсолидуса - температура обрабатываемого металла, при которой металл или сплав находится в твердом состоянии, данная информация предварительно вносится в контроллер.

Если Н=0 - дозатор не движется;

если Н>0 - необходимо увеличить длину дуги кристаллизующегося металла путем движения дозатора в сторону от неподвижного дугообразного сегмента;

если Н<0 - необходимо уменьшить длину дуги кристаллизующегося металла путем движения дозатора в сторону неподвижного дугообразного сегмента.

За счет шестеренчатой передачи, сопряженной с зубьями корпуса, обеспечивается надежное сцепление дозатора.

Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг. 1 и 2 показана схема предлагаемого устройства;

Заявляемое устройство для непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов методом конформ включает дозатор 1, основание дозатора 2 с установленным на нем электроприводом 3 и роликами 4, позволяющими изменять положение дозатора 1, на корпусе установки 5 выполнен желоб 6 для роликов 4, кристаллизатор 7, выполненный в виде диска с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, имеющий кольцевую канавку 8 на верхней части диска, и сопрягающийся с ней неподвижный дугообразный сегмент 9 с матрицей 10. На дугообразном сегменте 9 установлен датчик температуры 11, соединенный с контроллером 12, связанный с электроприводом 3, который соединен посредством шестерни 13 с зубьями 14, выполненными на корпусе устройства, дугообразную направляющую 15, закрепленную на корпусе П-образными креплениями 16 с пружинами 17.

Работает устройство следующим образом.

Во время работы предлагаемого устройства приводится во вращение кристаллизатор 7. Расплавленный металл из печи-миксера с питателем (на чертеже не показаны) поступает в дозатор 1 и далее заливается в кольцевую канавку 8, выполненную на верхней части диска кристаллизатора 7. За время движения до неподвижного дугообразного сегмента 9 расплавленный металл 18 охлаждается, кристаллизируется и принимает форму поперечного сечения кольцевой канавки 8, после чего поступает под неподвижный дугообразный сегмент 9, где под действием активных сил контактного трения металл деформируется и происходит его выдавливание в проволоку, через матрицу 10. Длина дуги кристаллизации металла регулируется контроллером 12, смещая дозатор 1 электроприводом 3, установленным на основании дозатора 2, в зависимости от температуры, регистрируемой на датчике температуры 11 либо в сторону неподвижного дугообразного сегмента 9, либо в противоположную сторону. При регистрации изменения температуры на датчике температуры 11 электроприводом 3 приводится в движение шестеренка 13, которая сопряжена с зубьями на корпусе 14, после чего основание дозатора 2 движется на роликах 4 по желобу 6, выполненному в корпусе 5, вдоль дугообразной направляющей 15, которая закреплена на корпусе 5 П-образными креплениями 16. Таким образом, в заявляемом устройстве реализуется управление тепловым режимом в установке непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов.

Предлагаемое устройство позволяет управлять тепловым режимом работы установки при холодном пуске, в период изменения температуры всей установки во времени, достичь стационарного теплового режима и повысить его надежность.

Устройство для непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов, содержащее корпус, дозатор, основание дозатора, колесо-кристаллизатор с кольцевой канавкой, которая сверху сопряжена с неподвижным дугообразным сегментом, заканчивающимся выступом, перекрывающим поперечное сечение канавки, пресс-матрицу, установленную перед выступом, коллектор для охлаждения кристаллизатора, отличающееся тем, что оно снабжено дугообразной направляющей, закрепленной посредством подпружиненных П-образных креплений на корпусе в зоне заливки расплава в колесо-кристаллизатор, электродвигателем, установленным на основании дозатора и соединенным посредством шестерни с выполненными на корпусе устройства зубьями, датчиком температуры, установленным на неподвижном дугообразном сегменте, и контроллером, соединенным с датчиком температуры, при этом дозатор выполнен с возможностью перемещения по дугообразной направляющей посредством закрепленных на основании дозатора роликов.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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 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.
Изобретение относится к металлургии, в частности к термодеформационной обработке ферритно-перлитных сталей для формирования гетерогенной структуры «субмикрокристаллическая ферритная матрица - наноразмерные карбиды».

Изобретение относится к области устройств для соединения деталей из легких металлов, например алюминия. В устройстве используется принцип непрерывной экструзии с возможностью добавления проволоки присадочного металла в канавку, разделяющую детали, подлежащие присоединению.

Изобретение относится к области непрерывной экструзии цельных изделий из некомпактного материала (стружки, гранул, порошка и пр.). Устройство содержит матрицу и колесо с кольцевой канавкой для транспортирования материала.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к инструменту для изготовления изделий прессованием с обратным истечением металла. Инструмент содержит контейнер с рабочей втулкой, пробку, закрывающую рабочую втулку с одной стороны, и установленные с другой стороны рабочей втулки матрицедержатель с продольным пазом и составную матрицу, выполненную из двух пар противоположно размещенных элементов, первая из которых закреплена на матрицедержателе, а элементы второй пары - вкладыши - выполнены с увеличивающимся сечением в направлении прессования и закреплены в рабочей втулке.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано преимущественно для получения профилей из цветных металлов и сплавов в виде прутка.

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 обработке металлов давлением с использованием интенсивной пластической деформации и предназначено для пластического структурообразования металлов, а именно для упрочнения металлов в процессе обработки.
Изобретение относится к обработке материалов давлением, а именно к способам уменьшения сопротивления материала деформированию в процессе обработки. Осуществляют деформирование заготовки продавливанием ее пуансоном через каналы и подачу импульсного или постоянного тока к заготовке при одновременном действии ультразвуком.

Изобретение относится к формированию одного или более слоев покрытия на гибких протяженных элементах, например кабелей, методом экструзии. .

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам управления тепловым режимом непрерывного литья и прессования. Устройство непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов содержит корпус, дозатор, основание дозатора, колесо-кристаллизатор с кольцевой канавкой, которая сверху сопряжена с неподвижным дугообразным сегментом, заканчивающимся выступом, перекрывающим поперечное сечение канавки, пресс-матрицу, установленную перед выступом, коллектор для охлаждения кристаллизатора. Оно снабжено дугообразной направляющей, закрепленной посредством подпружиненных П-образных креплений на корпусе в зоне заливки расплава в колесо-кристаллизатор, электродвигателем, установленным на основании дозатора и соединенным посредством шестерни с выполненными на корпусе устройства зубьями, датчиком температуры, установленным на неподвижном дугообразном сегменте, и контроллером, соединенным с датчиком температуры, при этом дозатор выполнен с возможностью перемещения по дугообразной направляющей посредством закрепленных на основании дозатора роликов. Обеспечивается стабильность и точность управления. 2 ил.

Наверх