CS271555B1 - Method of crystallizer's tube liners shaping - Google Patents

Description

(57) Řešení lze uplatnit při výrobě trubkových vložek krystalizátorů pro plynulá odlévání oceli, barevných kovů a jiných materiálů či slitin, kruhového, víceúhelníkového nebo jinak tvarově uspořádaného příčného průřezu, se stálým nebo proměnným podélným profilem se zakřivením podélné osy, a to z trubkového polotovaru za studená na trnu. Podstata řešení spočívá v tom, že fixovaný trubkový polotovar se současně v celém objemu materiálu plasticky tvaruje působením rovnoměrně rozloženého tlaku 0,5 až 15 GPa plynného nebo kapalného média, jako.vody, po celé ploše vnějšího pláště trubkového polotovaru proti leštěné ploše axiálně zajištěného tvarového kovového trnu.

Obr. 4

CS 271 555 B1

Vynález se týká způsobu tvarování trubkových vložek krystalizátorů z mědi a jejích slitin pro plynulé odlévání kovů.

Ve vložce krystalizátoru se uskutečňuje řízený proces odvodu tepla z tekuté i ztuhlé fáze odlévaného materiálu, výrazně se ovlivňuje průběh tuhnutí a zároveň i povrchová a vnitřní kvalita odlévaného slitfci. Dosud se používají vložky krystalizátorů skládané a kompaktní - trubkové, vyrobené z jednoho kusu. Skládané vložky krystalizátorů sestóvají z jednotlivých samostatně chlazených desek, složených kontaktně do tělesa krystulizátoru. Jsou používóny pro odlévání obdélníkových nebo čtvercových průřezů slitků. J3ou chlazeny tlakovou vodou proudící v podélně vyvrtaných otvorech. Hmotnost těchto vložek krystalizátorů je značně vysoká a jejich výroba náročná. Trubkové vložky krystalizótorů vyrobené z jednoho kusu se vyznačují menší hmotností. Jejich vnitřní průřez зе vo směru pohybu chladnoucího slitku zužuje, aby se prodloužila doba přímého styku chladnoucího slitku s vložkou krystalizátoru. Navíc je celá vložka obvykle ještě prostorově tvarována, například zakřivena ve směru podélné osy tuhnoucího slitku. Vnější povrch vložek je omýván chladicí vodou. Největším problémem jejich výroby je obtížné zajištění požadované kvality a především nízké drsnosti tvarově náročného vnitřního povrchu, například Ra < 1,6/Um.

Vzhledem ke zmíněné tvarové náročnosti a vysokým požadavkům na kvalitu povrchu, spočívá dosud výroba trubkových vložek krystalizátorů ve velkém počtu technologických operací, jako lisování, protlačování, několikanásobném tvarování, složitém opracování a dalších. Tím je jejich výroba až dosud technicky, kapacitně a ekonomicky vysoce náročná. Přitom výsledná jakost vnitřního povrchu po celé jejich ploše není rovnoměrná, nedosahuje předepisovaného stupně, protože ani dosud používanými způsoby třískového obrábění nelze tuto kvalitu zajistit. Nedosažení požadovaných tvarových, rozměrových a jakostních parametrů trubkových vložek krystalizátorů má negativní dopad na celý proces plynulého odlévání a kvalitu vyrobených slitků. Z důvodů složitosti výroby a vysokým nákladům je proto výroba trubkových vložek krystalizátorů omezena pouze na úzký okruh výrobců a vzhledem к jejich vysoké ceně jsou pro uživatele nerentabilní. Jako základní materiál pro výrobu vložek krystalizátorů se používá elektrolytická měň vysoké čistoty. Pro zvýšení jejich otěruvzdornosti a životnosti se přistupuje к legování mědi, chromování, alitování nebo к nanášení jiných povlaků na vnitřní povrch.

Uvedené nevýhody dosavadní výroby trubkových vložek krystalizátorů, spojené především s náročným vytvářením jejich vnitřního povrchu, jsou odstraněny způsobem tvarování trubkových vložek krystalizátorů podle vynálezu, při kterém se vložky vyrábějí z trubkového polotovaru za studená na tvarovém kovovém trnu, který je opatřen kluznou mezivrstvou. Podstata vynálezu spočívá v tom, že fixovaný trubkový polotovar se současně v celém objemu materiálu plasticky tvaruje působením rovnoměrně rozloženého tlaku 0,5 až 15 GPa plynného nebo kapalného média, jako vody, a to po celé ploše vnějšího pláště trubkového polotovaru proti leštěné ploše axiálně zajištěného, tvarového kovového trnu.

Výhodou způsobu tvarování trubkových vložek krystalizátorů podle vynálezu je dosažení přesného, výrobně složitého tvaru, rozměrů a rovnoměrné kvality pracovního vnitřního povrchu trubkové vložky, zvláště potom vysoké hladkosti, odpovídající výchozí drsnosti tvarového kovového trnu. Přitom se proti stávajícímu způsobu vytváření vnitřního povrchu trubkových vložek krystalizátorů podstatně sníží počet a náročnost jednotlivých operací, a tím i počet operací při výrobě celé trubkové vložky. Způsobem podle vynálezu dojde к úsporám výchozích měděných polotovarů snížením předváhy a zmetkovitosti. Podstatně se zvýší produktivita výroby trubkových vložek, a to na Jednoduchém, dostupném a investičně nenáročném výrobním zařízení. Zvýší se tak jejich dostupnost při nižších pořizovacích nákladech, což u odběratelů umožní větší používání na úkor skládaných vložek krystalizátorů. Výhodou je také skutečnost, že dochází ke zpevnění materiálu na vnitrním poCS 271 555 Bl vrchu a po průřezu vložek krystalizátorů, což zvyšuje odolnost vložek proti mechanickému opotřebení a schopnost odvodu tepla. V konečném důsledku se zvýšená kvalita trubkových vložek krystalizátorů kladně projeví ve kvalitě vyráběných slitků a v provozu celého zařízení plynulého odlévání.

Dále je uveden příklad provedení způsobu tvarování trubkových vložek krystalizátorů podle vynálezu v souvislosti s připojenýoii výkresy, kde na obr. 1 je trubková vložka krystalizátorů čtvercového průřezu v nárysu, na obr. 2 jo její bokorys, na obr. 3 je je¹ jí půdorys, na obr. 4 jo znázorněn řez B-B sestavou před tvarováním v nárysu a na obr. 5 je řez A-Λ touto sestavou v půdorysu.

• Příklad způsobu tvarování trubkových vložek krystalizátorů podle vynálezu je uváděn pro případ trubkové vložky čtvercového průřezu o straně 200 mm s tlouštkou stěny 16 nim. Jako výchozí trubkový polotovar se použije čtvercová trubka Js 206 až 210 mm, která se vyrobí v daném případě například z výchozí kruhové trubky o průměru 345 mm a tlouštce stěny 18 mm z elektrolytické mědi. Čtvercový trubkový polotovar .se v prvé operaci nasune a zafixuje na leštěný tvarový kovový trn tvaru komolého jehlanu, jehož dvě stěny jsou ve směru podélné osy prostorově zakřiveny poloměrem 9 000 mm, a který je opatřen kluznou vrstvou na bázi sirníku molybdenu. Délka trubkového polotovaru je přitom větší než délka tvarového kovového trnu. Následuje tvarování tlakem 6 GPa, který je přenášen na vnější pláŠt trubkového polotovaru prostřednictvím vodního média, umístěného v pružných vacích, které jsou rovnoměrně rozloženy po vnějším obvodu trubkového polotovaru. Z vnější strany pružných vaků jsou uloženy nálože, které svým výbuchem vyvodí deformační rychlost 1 200 až 7 500 ms~\ Vzniklá tlaková vlna tvaruje plasticky trubkový polotovar současně v celém objemu materiálu s dosažením dokonalého styku vnitřního povrchu trubkového polotovaru s leštěnou plochou axiálně zajištěného tvarového kovového trnu, Čímž se vytvarují vnitřní činné plochy na konečný tvar a požadovanou kvalitu. Potom se v další operaci třískově obrobí vnější povrch vyráběné trubkové vložky, po jeho dokončení následuje její stažení z tvarového kovového trnu, dělení na potřebnou délku a úprava Čel.

Jak patrno z přiložených výkresů se před tvarováním trubkové vložky trubkový polotovar χ nasune na tvarový kovový trn 2, přičemž se jejich vzájemná poloha zajistí z obou stran středícími víky χ, které se přišroubují к čelům tvarového kovového trnu 2 Šrouby 4,. Středící víka £ jsou opatřena plynulou přechodovou částí z vnitřního rozměru trubkového polotovaru X na vnější rozměr tvarového kovového trnu 2.

Způsob tvarování trubkových vložek krystalizátorů podle vynálezu lze využít pro výrobu krystalizátorových vložek pro plynulé odlévání oceli, barevných kovů a jiných materiálů nebo slitin kruhového, víceúhelníkového nebo jinak tvarově uspořádaného průřezu se stálým nebo proměnným profilem a přímou nebo zakřivenou podélnou osou.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (2)

1. Způsob tvarování trubkových vložek krystalizátorů z mědi a jejích slitin pro plynulé odlévání kovů, zejména zakřivených vložek s proměnným průřezem, z trubkového polotovaru za studená na tvarovém kovovém trnu, opatřeném kluznou mezi vrstvou, vyznačující se tím, že fixovaný trubkový polotovar se současně v celém objemu materiálu plasticky tvaruje působením rovnoměrně rozloženého tlaku 0,5 až 15 GPa plynného nebo kapalného média, jako vody, a to po celé ploše vnějšího pláště trubkového polotovaru proti leštěné ploše axiálně zajištěného tvarového kovového trnu.
2. 2 výkresy

   CS 271 555 B1

   1 ! i

   Obr.1 i

   . R • i R Obr. 2

   i_____ď -