[1]Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении медной катанки в совмещенном процессе литья и прокатки.
[2]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).
[3]Недостаток пятироликовой машины - ее большая масса и стоимость.
[4]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).
[5]Достоинство известного способа - меньше вероятность попадания газовых пузырьков в жидкий металл в процессе литья.
[6]Недостаток известного технического решения - вероятность появления поперечных температурных трещин посередине нижнего основания поперечного сечения литой заготовки.
[7]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.
[8]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.
[9]Для иллюстрации предлагаемого технического решения используются чертежи.
[10]Фиг. 1. Схема роторной машины, вид сбоку.
[11]Фиг. 2. Радиальное сечение (А-А на фиг. 1) ручья в литейном колесе роторной литейной машины вместе с отливаемой заготовкой.
[12]Фиг. 3. Нижнее основание трапециевидного поперечного сечения отливаемой заготовки.
[13]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.
[14]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.
[15]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.
[16]Работает установка для литья заготовки следующим образом.
[17]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.
[18]Радиальное сечение калибра в литейном колесе 2, имеющее вид трапеции с выпуклым узким нижним основанием и представленное на фиг. 2, характеризуется равенством углов β1=β2=β3=β.
[19]Для построения математического выражения, вычисляющего величину угла β, воспользуемся следующей системой уравнения:
[23]где Δβ - промежуточный параметр.
[24]Решая эту систему уравнений, получаем рабочую формулу:
[26]Если принять углы выпуска, например, α1=α2=α=9°, то углы β можно рассчитать следующим образом:
[28]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.
[29]Вокруг точки 18 как относительно центра полуокружности очерчен выступ 21 (фиг. 3), причем радиус полуокружности можно рассчитать по эмпирической формуле 
,
[30]где F0 - площадь поперечного сечения отливаемой заготовки, мм2.
[31]Определим отношение α0 охлаждаемой поверхности заготовки к охлаждаемому объему (точнее, охлаждаемого периметра к охлаждаемой площади).
[32]Выполним это на численных примерах: в первом из них площадь поперечного сечения заготовки F0=1000 мм2, а во втором - F0=2500 мм2.
[33]В первом примере охлаждаемой периметр
[35]где а0=31,5 мм - сторона условного квадрата, которую находят как 
[36]Отношение периметра к площади
[37]α0=С0/F0=125/1000=0,125
[38]Степень интенсивности охлаждения заготовки в целом
[40]Радиус выступа на нижнем основании поперечного сечения заготовки
[41]
[42]Охлаждающий периметр на выступе нижнего основания
[43]С1=(πr)=3,14⋅4,0=12,5 мм
[44]Охлаждаемая площадь сечения выступа 21 (фиг. 3)
[45]F1=(πr2/2)=3,14⋅4,02/2=25,0 мм2
[46]Отношение охлаждаемого периметра к охлаждаемой площади
[47]α1=C1/(F1)=12,5/25,0=0,500
[48]Степень интенсивности охлаждения выступа 21
[49]β1=α1/К1=0,500/2=0,250
[50]где К1-2 - коэффициент подпитки теплом извне.
[51]Отношение интенсивности местного охлаждения выступа 21 к средней интенсивности охлаждения заготовки в целом
[52]η=β1/β0=0,250/0,125=2,0
[53]Во втором примере (F0=2500 мм2)
[54]
[55]
[61]F1=3,14⋅52/2=39,3 мм2
[62]α1=15,7/39,3β0=α0=0,080
[63]F1=3,14⋅52/2=39,3 мм2
[67]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.
[68]Это обеспечивает следующие преимущества:
[69]а) ликвидируется опасность возникновения поперечных трещин посередине нижнего основания поперечного сечения заготовки, которые возникают в процессе ее разгибания после выхода из кристаллизатора;
[70]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;
[71]в) ликвидируются скрытые трещины в заготовке, а в последующем и в готовом прокате; а это исключает получение бракованной продукции.
,
