патент
№ RU 2628804
МПК B22D11/06

Способ получения медного сортового проката в литейно-прокатном агрегате с использованием литейной машины роторного типа

Авторы:
Сивак Борис Александрович Чеботарев Владимир Абрамович Самсонов Андрей Вениаминович
Все (12)
Номер заявки
2015155022
Дата подачи заявки
22.12.2015
Опубликовано
22.08.2017
Страна
RU
Дата приоритета
26.06.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Иллюстрации 
2
Реферат

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. На выходе из подвижного кристаллизатора середину нижнего основания поперечного сечения заготовки охлаждают при скорости соударения охлаждающей воды с поверхностью заготовки в 20,-2,5 раза выше, чем в остальной части поперечного сечения заготовки, что приводит к повышению интенсивности охлаждения заготовки в данной области. Непрерывнолитую заготовку подвергают последующей прокатке в непрерывном стане горячей прокатки. Достигается устранение брака по поперечным трещинам по середине нижнего основания трапециевидного поперечного сечения заготовки, а также исключение обрывов заготовки по этим трещинам в процессе ее литья и последующей прокатки заготовки. 2 ил.

Формула изобретения

Способ получения горячекатаного медного сортового проката, включающий непрерывное литье заготовки в машине роторного типа, причем заготовка имеет трапециевидное поперечное сечение, нижнее основание которого выполнено с выступом в виде равнобедренного треугольника, и последующую прокатку литой заготовки в непрерывном стане горячей прокатки, отличающийся тем, что середину нижнего основания поперечного сечения отливаемой заготовки охлаждают при скорости соударения охлаждающей воды с поверхностью заготовки в 2,0…2,5 раза выше, чем в остальной части поперечного сечения заготовки.

Описание

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

Известен способ литья заготовки в 5-ти роликовой 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». В.А. Чеботарев, А.Ю. Шевченко, А.В. Самсонов. Тяжелое машиностроение 5/1997. Стр. 10. Позиция 1 на рисунке).

Недостаток известного способа - большая масса и стоимость литейной машины.

Известен способ литья алюминиевой заготовки в 2-роликовой 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 по середине нижнего основания поперечного сечения литой заготовки.

Технический результат от использования изобретения - ликвидация брака по поперечным трещинам по середине 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 повышению интенсивности процесса охлаждения заготовки в указанной области путем подачи на эту область охлаждающей воды с большей скоростью, чем в целом по заготовке.

Указанный технический результат достигают тем, что используют способ изготовления горячекатаного медного сортового проката, включающий непрерывное литье заготовки в машине роторного типа, причем заготовка имеет трапециевидное поперечное сечение, нижнее основание которого выполнено с выступом в виде равнобедренного треугольника, и последующую прокатку литой заготовки в непрерывном стане горячей прокатки, при этом середину нижнего основания поперечного сечения отливаемой заготовки охлаждают при скорости соударения охлаждающей воды с поверхностью заготовки в 2,0…2,5 раза выше, чем в остальной части поперечного сечения заготовки.

Предлагаемое изобретение проиллюстрировано следующими фигурами:

фиг. 1 - схема литейного участка литейно-прокатного агрегата, в литейной машине которого реализуется предлагаемый способ.

фиг. 2 - радиальное сечение литейного колеса (сечение А-А на фиг. 1).

Литейная машина входит в литейный участок литейно-прокатного агрегата, который состоит из литейной машины 1, правильной машины 2, ножниц 3 и короба 4 для сбора обрезков заготовки (см. фиг. 1).

Литейная машина 1 включает верхнее натяжное колесо 5 и нижнее литейное калиброванное колесо 6, которые охвачены бесконечной лентой 7. В литейном колесе 6 нарезан калибр, который совместно с лентой 7 образует литейный желоб 8, радиальное сечение которого показано на фиг. 2. В процессе вращения литейного колеса 6 по часовой стрелке (стрелка 9 на фиг. 1) литейный желоб 8 превращается в подвижный кристаллизатор, на вход 10 которого подают жидкий металл, а на выходе 11 получают литую заготовку (на фиг. 1 она показана траекторией ее движения 12).

Для жидкого металла имеется ванна 13, которая трубкой-питателем 14 соединена со входом 10 подвижного кристаллизатора. С целью получения геометрически правильной формы радиального сечения литейного желоба 8 литейное колесо оборудовано прижимным роликом 15, продольная ось которого установлена по своей высоте на одном уровне с осью 16 литейного колеса 6.

На выходе из правильной машины 3 (фиг. 1) готовая литая заготовка по стрелке 21 направляется на прокатный участок литейно-прокатного агрегата.

Для повышения производительности роторной литейной машины 1 в радиальном сечении калибра литейного колеса 6 дно калибра выполняют с впадиной в виде равнобедренного треугольника 17 (фиг. 2). Такое усовершенствование позволяет нижнюю часть трапеции разделить точкой 18 на две зоны охлаждения: 19 и 20; в результате разделяется на две зоны и тонкий газовый слой, в каждой из которых он становится в 2…3 раза тоньше; и, таким образом, улучшаются условия теплопередачи от охлаждаемого металла к литейному колесу 6, что в свою очередь, повышает производительность роторной литейной машины 1. Выполнение дна калибра с углом β1 (фиг. 2) позволяет увеличить углы β2 и β3. Увеличение указанных углов до максимально-возможной величины значительно снижает вероятность появления температурных трещин в литейном колесе 6. Максимальным каждый из углов β1; β2 и β3 будет в том случае, когда все три угла будут равны между собой и находиться в диапазоне, при этом 123…130°. Если углы β1; β2 и β3 будут меньше, то при выходе заготовки из калибра будет происходить ее закусывание в калибре и, как следствие, трещинообразование в слитке. Если углы β1; β2 и β3 будут больше, то форма поперечного сечения заготовки будет неоправданно искажена, что потребует в процессе ее прокатки дополнительных проходов.

Итак, при использовании калибра с такой геометрической формой в предлагаемом изобретении новые технические решения обеспечивают получение следующих результатов:

1. Выполнение дна калибра с впадиной в виде равнобедренного треугольника разделяет надвое газовый слой, содержащийся между отливаемой заготовкой и дном калибра, уменьшая тем самым его толщину и улучшая условия теплоотвода от заготовки и, в конечном счете, повышая производительность литейного комплекса.

2. Выполнение дна калибра с впадиной в виде равнобедренного треугольника позволяет увеличить углы у нижнего узкого основания трапециевидного радиального сечения калибра, что снижает вероятность появления термических трещин в углах калибра.

3. Выполнение всех трех углов у нижнего узкого основания трапециевидного радиального сечения калибра одинаковыми по своей величине позволяет дополнительно увеличить углы, которые образованы между дном калибра и его боковыми стенками, что дополнительно снижает вероятность появления термических трещин в углах калибра.

Однако, при наличии перечисленных достоинств, заготовка с поперечным сечением, представленным на фиг. 2, растрескивается в точке 18 поперечного сечения в момент перехода через точку 22 (фиг. 1), т.е. в момент перехода из криволинейного ее состояния в прямолинейное.

Во избежание указанного явления заготовку в точке 18 (и окружающей эту точку области) подстуживают более интенсивно с целью обеспечить температуру этой области на 40..60°С ниже, чем в целом по поперечному сечению заготовки.

Это достигают тем, что на выходе 11 (фиг. 1) литой заготовки из подвижного кристаллизатора на нее подают охлаждающую воду по стрелке 23, причем в точке 18 обеспечивают скорость соударения охлаждающей воды с поверхностью заготовки в 2,0…2,5 раза выше, чем в остальной части поперечного сечения заготовки

А это обеспечивает следующие преимущества:

а) ликвидируется опасность возникновения поперечных трещин по середине нижнего основания поперечного сечения заготовки, которые возникают в процессе ее разгибания перед входом в правильную машину;

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 том числе обрывы раската между прокатными клетями;

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

При этом существует и отрицательное явление - для повышения интенсивности охлаждения в точке 18 поперечного сечения заготовки (фиг. 2) потребуется дополнительный расход охлаждающей воды. Но, в целом, перечисленные выше преимущества превосходят возникшее отрицательное явление и поэтому предложенное техническое решение является вполне актуальным.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты