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

Авторы патента:

Сивак Борис Александрович (RU)

Гесслер Юрий Владимирович (RU)

Чеботарев Владимир Абрамович (RU)

Самсонов Андрей Вениаминович (RU)

B22D11/06 - в литейные формы с подвижными стенками, например с роликами, пластинами, лентами, гусеницами (B22D 11/07 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2628804:

Акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно - конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") (RU)

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.

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.

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.

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.

Транспортирующее устройство // 2627827

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.

Литейное колесо роторной литейной машины // 2623559

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.

Двухвалковая литейная машина и способ управления ею // 2605026

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.

Устройство для бесслитковой прокатки жидкого металла // 2603412

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.

Способ и устройство для изготовления литой ленты из стали // 2593044

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.

Способ получения высокопрочной низколегированной стали // 2589961

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.

Устройство и способ позиционирования, по меньшей мере, одного из двух литейных роликов в непрерывном процессе литья для получения металлической полосы // 2582410

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.

Литейная роторная машина для получения медной заготовки // 2574915

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.

Машина бесслитковой прокатки алюминиевого листа // 2567943

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.

Роторная литейная машина для получения медной заготовки в литейно-прокатном агрегате // 2628805

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.

Способ совмещенного непрерывного литья, прокатки и прессования металлической заготовки и устройство для его реализации // 2639203

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.

Литейно-прокатный агрегат для производства медной литой заготовки // 2643286

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.