CZ14099A3 - Způsob kontinuálního lití tenkých kovových výrobků a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Description

(57) Anotace:

Předložené řešení se týká způsobu kontinuálního lití tenkých kovových výrobků, přičemž tento způsob obsahuje operaci předehřevu alespoň dvojice žárovždorných desek /7/ pro boční vymezení a uzavírání lázně roztaveného kovu vytvořeného mezi dvojicí protisměrně otáčivých válců /1, 2/, a operaci uvádění alespoň dvojice desek /7/ do bočního opěrnéQ , _t ho záběru s každou plochou čelních konců uvedené dvojice /1, 2/, a spočívá v tom, že ^{; 1} >> dále obsahuje operaci aplikace řízené elastic> co ké nebo elasticko/plastické deformace na alespoň dvojici desek /7 / v odpovídajícím stykovém oblouku mezi plochami desek /7 / a obvodovým úsekem čelních konců dvojice válců /1, 2/, a operaci řízeného ovládání elastické nebo elasticko/plastické deformace alespoň dvojice desek /7/ během celého procesu odlévání tak, aby bylo zaručeno snižování opotřebení opěrných ploch desek /7/ a čel válců /1, 2/ na co možná nejmenší míru, udržování vzdálenosti mezi válci /1, 2/ a

N deskami /7/ na hodnotě, která je menší než

O předem stanovená hodnota, a minimalizování výskytu pronikání roztaveného_kovu___ mezi desky Π l a čelní konce válců /1,

2/.

140-99 :i

19 20

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2 * 4 · · * • •«V 9 · · · 4 · * »· 4·· · * · 4 « · 4 4 » «•••4a 9 *

4444 ·· 44 «444 ·« 4«

ZPŮSOB KONTINUÁLNÍHO LITÍ TENKÝCH KOVOVÝCH VÝROBKU A ZAŘÍZENÍ K JEHO PROVÁDĚNÍ

Oblast techniky

Předložený vynález se týká způsobu kontinuálního lití tenkých kovových výrobků a zařízení pro jeho provádění; a, přesněji řečeno, zdokonaleného způsobu kontinuálního lití a odpovídajícího typu zařízení k provádění takového způsobu, založeného na principu dvou protisměrně otáčivých válců.

Dosavadní stav techniky

Zařízení k provádění kontinuálního lití kovového pásového materiálu s protisměrně otáčivými válci jsou ze stávajícího stavu techniky dostatečně známá. Pomocí takového zařízení je možné přejít z konvenční technologie - používané pro získávání plochých výrobků o tloušťce pohybující se v rozmezí od 150 do 250 mm, které se zpravidla podrobují dalšímu zpracování válcováním za tepla a eventuálně po něm následujícímu válcování za studená - na technologii takzvaného lití pásového materiálu. Tato technologie umožňuje vytváření plochých nebo pásových výrobků vykazujících tloušťku menší než 10 mm, po kterém může následovat další zpracování válcováním za tepla/za studená.

Pro výrobu pásové oceli se až doposud používají shora citované technologie. Pro uvedené účely se využívá zejména více rozšířená technologie lití pásového materiálu, kterou

76885 (76885a.doc)

4 44 «4 4 4 4 4 4 ·· 4 4 · · 4 4 44444»

94444» 4 4

444« 44 94 4444 44 44 je takzvané technologie lití mezi dva válce, spočívající v odlévaní roztaveného kovu, například oceli, do licího prostoru vymezeného prostřednictvím dvojice protisměrně otáčivých, zevnitř ochlazovaných válců, jejichž podélné osy jsou navzájem paralelní, přičemž tyto válce jsou uspořádané horizontálně a odsazené od sebe o vzdálenost, jejíž velikost v podstatě odpovídá tloušúce odlévaného pásového materiálu, a dvojice uzavíracích bočních stěn nebo uzávěr vyrobených zežárovzdorného materiálu, které jsou uspořádané ve vzájemném styku s čelními plochami uvedených válců.

Kluzný styk mezi bočními stěnami nebo uzávěrami a válci musí zaručovat naprostou neexistenci unikání roztaveného kovu a jeho pronikání mezi boční stěny a válce. Tento’ požadavek je nezbytný vzhledem k tomu, že boční stěny nebo uzávěry a čelní plochy válců jsou během vlastního procesu vystavené působení různých specifických provozních podmínek.

Patrné deformace působením tepla, které modifikují, původní geometrii uzavíracích bočních stěn nebo uzávěr, jsou důsledkem účinku předehřevu, který se uskutečňuje ve dvou časových bodech: tj . v okamžiku před jejich dotlačením a uvedením, do bočního, opěrného záběru, s . čelními. _L konci., válců a. . v okamžiku po jejich opření během operace spouštění procesu před vlastním odléváním v ustáleném stavu.

Potřeba takového předehřevu vychází z požadavku snižování pravděpodobnosti možného výskytu nežádoucího tuhnutí oceli na bočních stěnách nebo uzávěrách, které by v případě zachytávání tuhých částic oceli a jejich ulpívání mezi válci mohlo být ve svém důsledku příčinou výskytu nepřijatelných vad pásového materiálu a poškození samotných bočních stěn, na co možná nejmenší míru.

76885 (76885a.doc)

9 •9·9 99

9 9

9 9

9999 • « · • 9 9« « * 9

99

Mimoto jsou účinku deformací působením tepla během odlévání vystavené rovněž tak válce, a to jak .v radiálním, tak i v axiálním směru, přičemž tyto deformace pozměňují tvarovou konfiguraci jejich čelních ploch, určených pro uvádění do vzájemného styku s bočními stěnami.

Z této skutečnosti vychází úvaha, že při- teplotě místnosti leží dvě zmiňované plochy, tj. jedna z ploch bočních stěn a jedna z ploch čelních konců válců, v jedné a téže rovině, zatímco při ovlivnění působením tepla, během počátečního přechodného stavu a během vlastního odlévání, se tento stav mění. Uvedená skutečnost má za následek vytvoření mezer v celé oblasti vzájemného stykového spřažení těchto dvou ploch, čehož následkem je nežádoucí unikání roztaveného kovu.

Takové unikání nebo přetékání roztaveného kovu pak ve svém důsledku způsobuje vytváření vad podél bočních okrajů pásových výrobků a nerovnoměrnost provádění vlastního procesu odlévání, které může ve velmi nepříznivých případech vést až k úplném přerušení provozního chodu odlévacího zařízení.

Do vzájemného opěrného záběru sdružené plochy bočních stěn a čelních konců válců jsou kromě toho vystavené opotřebení, které je způsobené následkem jejich relativního vzájemného pohybu a opěrného tlaku.

Takové opotřebení způsobuje snižování doby životnosti jednotlivých součástí zařízení a ve svém důsledku zvyšování provozních nákladů; přičemž tyto náklady jsou vyšší, čím větší jsou působící přítlačné síly, aplikované z důvodu

76885 (76885a.doc) • · 9 9 • · · · 9 9 * · 9 9 9 •9 999 9 * 9 999 999

99999« 9 «

9999 9· »9 >999 9« «9 udržování odpovídajícího vzájemného styku k sobě přiřazených ploch.

Z důvodu překonání a odstranění popsaných nevýhod byla vyvinuta různá zařízení a prostředky. Jako příklad těchto snah uvádíme zveřejněné patentové přihlášky EP 0546206 a EP 0698433, ve kterých se popisuje zařízení, jehož boční uzavírací- stěny se uvádí- do bočního opěrného- záběru -s čelními konci válců jako tuhé těleso, a jehož každá boční stěna je svou zadní plochou uložená a nesená prostřednictvím kovové desky, na kterou se aplikují příslušné přítlačné síly, distribuované následně po celé ploše boční stěny. Tímto způsobem proti čelním koncům dotlačovaná boční stěna nebo uzávěra je na svých úsecích, nacházejících se ve vzájemném styku s čelními konci válců, vystavená opotřebení a proto se dopředu směrované posunutí celé boční stěny uskutečňuje až tehdy, kdy celá kluzná plocha boční steny nebo uzávěry dosáhne stejného tvarového obrysu jako protilehlá opěrná plocha čelního konce válce, přičemž setakto zajišťuje vytvoření odpovídajícího utěsnění proti vytékání a unikání roztavené oceli.

Shora popsané metody . však, bohužel.,. . vykazují následující nevýhody:

a) počáteční lokalizace přítlačné síly pouze na stykovou oblast mezi plochou boční stěny a plochou čelních konců válců s tím, že hodnoty lokálního přítlaku není možné stanovit předem, a že tyto hodnoty mohou být velmi vysoké, což může ve svém důsledku vést až k porušení nebo destrukci žárovzdorného materiálu, jakož i k jejich podstatnému opotřebení;

76885 (76885a.doc) φ

φφφ • ♦ φ φ · φ φ φ φ φ · φ φ φ φ φ φφφ φφφ • Φ Φ Β

ΦΦ ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦ

b) nezbytnost existence určité doby, potřebné pro dosažení požadovaného opotřebení plochy boční stěny a jejího odpovídajícího spřažení s plochami čelních konců válců (například podle shora zmiňované patentové přihlášky EP 0546206 se tato doba, která uplyne před zahájením operace odlévání, pohybuje v rozmezí od 0,5 do 1 minuty).

Následně, po provedení operace předehřevu, se bočníuzavírací stěny uvádí do bočního opěrného záběru s čelními konci válců, přičemž dochází ke snižování teploty bočních stěn nebo uzávěr, neboř čelní plochy válců jsou obvykle chladnější. Na základě uvedené skutečnosti se odvozuje, že tento krok musí být co možná nej kratší z důvodu vystříhání se nadměrného ochlazení boční stěny, neboř takové ochlazení' by mohlo ve svém důsledku vést k nežádoucímu tuhnutí roztavené oceli na její stykové ploše:

c) kontakt roztavené oceli s válci a bočními stěnami během počátečních kroků odlévání bude způsobovat velmi rychlou deformaci těles válců a opěrných ploch. Tato deformace zhoršuje boční opěrný záběr mezi plochami čelních konců válců a plochami bočních stěn. Proto jé opět nezbytné vyčkat; určitou dobu, dokud opotřebení ploch .bočních ..stěn. nedosáhne nového tvarového obrysu, který umožní jejich uvedení, do odpovídajícího bočního opěrného záběru,·

d) použití žárovzdorných bočních stěn, které jsou svými zadními plochami uložené a nesené prostřednictvím kovové desky, představuje v důsledku uspořádání bočních stěn velmi komplikovaný ohřev jejich ploch, které jsou v kontaktu s roztavenou ocelí. Z uvedeného vyplývá, že se takto uspořádané boční stěny musí ohřívat z vnitřního prostoru, určeného pro zavádění roztavené oceli, a prostřednictvím

75885 (76885a.doc) fl··· flfl · · · · fl flfl ··· · ♦ fl «·«··· • fl · · · fl · · flflflfl ·« flfl ♦··· flfl flfl zařízení, které se musí před zahájením vlastního odlévání z tohoto prostoru stáhnout {viz patentová přihláška EP 0698433 Al). Během časového rozpětí mezi stažením ohřívacího zařízení a zahájením odlévání oceli jsou boční stěny vystavené ochlazování. Kromě toho není ve zmiňovaných dokumentech žádná zmínka o možnosti ohřevu bočních stěn během procesu odlévání. Tato skutečnost zvyšuje riziko nežádoucího tuhnutí oceli na bočních stěnách a jejich možného poškození.

Ze shora uvedeného vyplývá, i přes určitá významná zdokonalení, dosažená v této oblasti, že problémy týkající se uzavírání roztaveného kovu v licím prostoru, nepřiměřeného opotřebovávání bočních stěn, jakosti bočních okrajů odlitého pásového materiálu, a samozřejmě přerušování procesu kontinuálního lití, jsou z velké části nevyřešené a stále přetrvávají.

Podstata vynálezu

Cílem předloženého vynálezu je proto snížit účinky shora. ...zmiňovaných . problémů... na ..co . možná_ nej.menš.í.. míru. prostřednictvím navrhovaného způsobu a zařízení pro kontinuální lití tenkých kovových výrobků, zdokonalených dále popsaným způsobem tak, že jednak omezují možnost unikání roztaveného kovu mezi plochy bočních stěn nebo uzávěr a plochy čelních konců válců a současně zmenšují rozsah opotřebení jak ploch bočních stěn, tak i ploch čelních konců válců.

Dalším cílem předloženého vynálezu je významné snížení množství vad týkajících se bočních okrajů odlitého výrobku.

76885 (76885a.doc)

_Ί?οθϋΡΡ-'

Ještě dalším cílem předloženého vynálezu je snížení pravděpodobnosti zastavování procesu kontinuálního lití, způsobovaného pronikáním roztaveného kovu mezi boční stěny a čelní konce válců, jakož i snížení pravděpodobnosti tuhnutí roztaveného kovu na bočních stěnách na minimum.

Podle předloženého vynálezu se tedy navrhuje způsob kontinuálního lití tenkých kovových výrobků, obsahující operaci předehřevu alespoň dvojice žárovzdorných desek pro boční vymezení a uzavírání lázně roztaveného kovu vytvořené mezi dvojicí protisměrně otáčivých válců, uspořádaných navzájem paralelně a vzdálených od sebe tak, že celkový rozměr je větší než součet jejich poloměrů, přičemž tato vzdálenost v podstatě odpovídá tlouštice odlévaného kovového výrobku, a operaci uvádění alespoň dvojice desek do bočního opěrného záběru s každou plochou čelních konců uvedené dvojice válců, přičemž tento způsob spočívá v tom, že dále obsahuje:

operaci aplikace řízené deformace na alespoň dvojici desek v odpovídajícím stykovém oblouku mezi plochami desek a obvodovými úseky čelních konců dvojice válců prostřednictvím přítlačných prostředků, spřažených s uvedenými deskami, stanovené na základě předem shromážděných a zpracovaných údajů pomocí matematického modelu, představujícího chování desek a válců se stejnými chemickofyzikálními a rozměrovými charakteristikami jako v procesu použité desky a válce a při stejných experimentálních podmínkách; a operaci aplikace řízeného ovládání deformace alespoň dvojice desek během celého procesu odlévání prostřednictvím přítlačných prostředků a s nimi spřažené řídicí jednotky pro udržování opotřebení opěrných ploch desek a čelních konců válců na minimální hodnotě, pro

76S85 (76885a.doc) ” 8 - Ufkaflfená tfítaťfit.

*4 44 ·”· 4i I » » J ♦> · · · ♦ · · 4 444 444

444444 4 «

4444 44 «4 »444 44 4» udržování vzdálenosti mezi válci a deskami na hodnotě, která je menší než předem stanovená hodnota, a pro zajištění minimálního výskytu pronikání roztaveného kovu mezi desky a čelní konce válců.

Podle předloženého vynálezu se dále navrhuje zařízení pro zdokonalené kontinuální lití tenkých kovových výrobků, obsahující dvojici protisměrně otáčivých válců, uspořádaných navzájem paralelně a ve vzdálenosti od sebe tak, že celkový rozměr je větší než součet jejich poloměrů, přičemž tato vzdálenost v podstatě odpovídá tloušťce odlévaného kovového výrobku, a boční uzavírací ústrojí, uspořádané na každé ploše čelních konců dvojice válců s tím, že uvedené boční uzavírací ústrojí obsahuje kovový rám, vytvořený z kovu, desku, vytvořenou ze žárovzdorného materiálu a uloženou uvnitř tohoto rámu, a přítlačné prostředky, uspořádané na zadní straně desky ze žárovzdorného materiálu a napevno spřažené s rámem, a nacházející se ve vzájemném zákrytu se stykovým obloukem mezi deskou a čelními konci válců;

spočívající v tom, že boční uzavírací ústrojí dále zahrnuje:

ohřívací prostředky pro desku ze žárovzdorného materiálu, uspořádané napevno na rámu, pro řízení ohřevu zadní plochy desky;

prostředky pro zjišťování deformace desek, spřažené s uvedenými přítlačnými prostředky; a že dále obsahuje řídicí jednotku, jejíž vstup je spojený se zařízením pro vstup a zpracování dat, a jejíž výstup je spojený s dvojicí válců a bočním uzavíracím ústroj ím.

V zařízení pro kontinuální lití podle předloženého vynálezu uspořádané přítlačné prostředky obsahují:

76835 (76885a.doc)

Uppvéná eVan*^.

• · · 4 >44 4··

8a

4» 44

4«

444 • ' 4

4

4444 44'

4444

4« množství keramických válců;

množství olejových tlakových akčních členů, uložených napevno na rámu a koaxiálních s uvedenými keramickými válci; přičemž jejich vzájemné uspořádání je takové, že každému a jakémukoliv přestavení akčních členů odpovídá přestavení k nim přiřazených keramických válců.

Dále, v zařízení pro kontinuální lití podle předloženého vynálezu uspořádané ohřívací prostředky obsahují alespoň hořák, uspořádaný na rámu a upravený pro usměrňování svého plamenu na ' zadní plochu desky ze žárovzdorného materiálu.

Dále, v zařízení pro kontinuální lití podle předloženého vynálezu uspořádané prostředky pro zjišťování deformací desek jsou spřažené s olejovými tlakovými akčními členy, přičemž těmito prostředky jsou snímače polohy.

Přehled obrázků na výkresech

Předložený vynález bude blíže vysvětlen v následujícím

76885 (76885a.doc) • · · *4·· · · 4 4

4444 4 4 4 4 · 4 4

4 4 · 4 4. 4 4 III 444 • 4 · 4 4 · · 4

444· 44 ·4 lili 44 ·« popisu na základě žádným způsobem rozsah neomezujícího příkladu jeho konkrétního provedení v kombinaci s připojenou výkresovou dokumentací, ve které představuje:

obr. 1 schematické perspektivní zobrazení zařízení pro kontinuální lití podle předloženého vynálezu;

obr. 2 schematické zobrazení bočního uzavíracího ústrojí v příčném řezu; a obr. 3 schematické zobrazení bočního uzavíracího ústrojí, znázorněného na obr. 2, v čelním pohledu.

Příklady provedení vynálezu

S odvoláním na obr. 1 je znázorněno, schematicky a v perspektivním zobrazení, zařízení pro kontinuální lití podle předloženého vynálezu.

Toto zařízení obsahuje, v souladu se standardním ..uspořádáním,.....dvojici .. protisměrně..,otáčivých ..válců i... a 2,. .* uspořádaných navzájem paralelně a vzdálených od sebe tak, že celkový rozměr je větší než součet jejich poloměrů, přičemž tato vzdálenost v podstatě odpovídá tloušťce odlévaného výrobku, a dvojici bočních stěn £ a 4., činných jako boční uzavírací ústrojí (které bude podrobně popsáno dále) a uspořádaných proti čelním koncům příslušných válců 1 a 2.

Na základě uvedeného uspořádání se vytvoří licí prostor, vymezený takto mezi válci 1 a 2 a k nim přiřazenými bočními stěnami £ a 4, do kterého se může zavádět roztavený

76885 (76885a.doc)

• · 4

44 • · 4

4 4

kov 2, tuhnoucí následně do plochého, tenkého kovového výrobku £.

S odvoláním na obr. 2 je znázorněno, ve schematickém zobrazení v příčném řezu, boční uzavírací ústrojí podle předloženého vynálezu.

Z důvodu zjednodušení popisu vynálezu bude dále, díky jejich vzájemné souměrnosti, popsáno pouze jediné z příslušných bočních uzavíracích ústrojí.

Boční uzavírací ústrojí obsahuje desku 1 ze žárovzdorného materiálu, takového jako je například karbid křemíku (SiC) , která je uložená a zajištěná v nosné' konstrukci £, vytvořené například jako odlitek ze směsi oxidu křemičitého a oxidu hlinitého. Deska 7 je uspořádaná tak, že se může v nosné konstrukci £ volně, paralelně vzhledem k osám otáčení válců 1 a 2, posouvat.

Tato nosná konstrukce 8 vykazuje vnitřní dutinu a je opatřená dvojicí otvorů 2 a 12, z nichž první, v uvedeném pořadí, je uspořádaný v její vrchní části, a druhý v její spodní části. Tyto otvory 2 a _10 j sou uspořádané z důvodu umožnění vzájemného spojení vnitřní dutiny nosné struktury 2 s vnějším, prostředím.

Nosná konstrukce 2, ve které je uložená shora zmiňovaná deska 2, je uspořádaná v prvním kovovém rámu, který je rovněž tak opatřený otvory, a to otvorem 12 ve své vrchní části a otvorem 13 ve své spodní části s tím, že každý z těchto otvorů 12 a 12 je, v uvedeném pořadí, uspořádaný ve vzájemném zákrytu s příslušným otvorem 9 a 10.

76885 (76885a. doc) «0« 0000 0 0 0 * 0 000 »0 0 0 0 0 0 • 0 0 · « 0 0 * ΜΙ*·«

000··· 0 0

000* ·· 0* 0000 00 0*

Kromě toho je rám 11 upravený pro kluzně posuvné zavádění keramických válců 14 (z nichž jsou na citovaném obr. znázorněné pouze čtyři) tak, že tyto keramické válce 14 procházejí vnitřně skrze nosnou konstrukci fi. s tím, že jejich první konce se nacházejí ve vzájemném styku se zadní plochou desky 2, zatímco jejich opačné konce vystupují vně z rámu 11.

Dále rám 11 nese hořák 11, který prochází skrze nosnou konstrukci 1 a vystupuje do vnitřní dutiny, a který je uspořádaný pro usměrňování jeho plamenu na vnitřní stěnu desky 1 a lokální ovlivňování této desky za účelem dosažení jejího ohřevu na teploty vyšší než 1 000 °C. Zplodiny hoření, vznikající při spalování, se díky popsanému uspořádání odvádí, jak je na citovaném obr. naznačeno prostřednictvím šipek, do vnějšího prostředí skrze dva otvory 9 a 10.

Rám 11, uspořádaný popsaným způsobem, je prostřednictvím šroubů 17 s maticemi napevno uložený do druhého rámu 16. Tento rám 16 je ve svém vnitřním prostoru opatřený devíti olejovými tlakovými válci 18 (z nichž jsou na. . .citovaném obr.. ...znázorněné ..pouze, čtyři),.....které. ..jsou.

prostřednictvím svých pístnic 19 uspořádané ve vzájemném styku s keramickými válci 14 a takto na uvedené keramické válce 14 přenášejí svou přítlačnou sílu.

Kromě toho je každý akční člen 18 spřažený se snímačem 20 polohy. Každý z těchto snímačů 20 polohy je uspořádaný pro ' zjišťování lokálního opotřebení desky, které po zpracování převádí na příslušnou pístnici 19.

Rám 16 je na své spodní části upravený pro kluzný posuv

76885 (76885a.doc) • ft ·· ·· ·· ·· ·· • · · · · · · · · · · • · ·· · * · · · · · • ft ··· ft · « ft····· ······ · · ···· ·· *· ftftftft ·· ·· po vedení 21. po kterém se může, v důsledku příslušného přestavování olejového tlakového válce 22. připevněného k rámu 16, horizontálně posouvat ve smyslu šipky, naznačené na citovaném obr.

S odvoláním na obr. 3 je znázorněno, ve schematickém zobrazení v čelním pohledu, boční uzavírací ústrojí podle předloženého vynálezu.

Jak může být z tohoto obr. seznatelné, uspořádání devíti keramických válců 14 a k nim přičleněných akčních členů 18 (znázorněné pouze schematicky) ' je provedené tak, že působí proti desce 2. a příslušným obvodovým okrajům čelních konců válců 1 a 2.

Přítlačná soustava akčních členů 18. působící na boční stěny 2 a i, je během procesu kontinuálního lití jako celek ovládaná prostřednictvím řídicí jednotky, která není z důvodu zjednodušení a vzhledem k tomu, že taková řídicí jednotka je.dostatečně známá ze stávajícího stavu techniky, na citovaných obr. znázorněná.

_______ Tato. řídicí, jednotka je__uspořádaná. . pro přijímání na svém vstupu, prostřednictvím zařízení pro vstup a zpracování dat, všech logicky nutných informací, jako údajů předem shromážděných a zpracovaných pomocí matematického modelu, představujícího válce a desky se stejnými chemickými a fyzikálními charakteristickými veličinami a zatěžovanými stejnými provozními podmínkami jako skutečné, v procesu použité válce a desky. Následně, po zpracování přijatých údajů, převádí uvedená řídicí jednotka takto zpracované údaje na akční členy a další příslušné pomocné vybavení za účelem dosažení vytvoření soustavy lokálně nastavitelného a m 7fiíía5 neaasa.dod #· ·» ·4 ·« «4 ·» • 4 »·«· 4··» ·* 4 4 4 · · · · • 4 · * 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

44·44> 4 4

44·« ·4 44 4444 44 44 regulovatelného přítlaku, a to jak doby jeho působení, po celou kontinuálního lití.

jeho velikosti, tak i dobu trvání procesu

Soustava přítlačných sil je determinována na základě matematického výpočtu, založeného na principu metody konečných prvků pro daný typ desky. Na základě této metody se provádí analýza tepelných a mechanických napětí, působících na každou desku a válec během několika operací procesu kontinuálního lití, tj. během následujících operací: předehřev bočních stěn, uvedení bočních stěn do bočního opěrného záběru s válci, zahájení odlévání, a odlévání v ustáleném stavu.

Kromě toho se uvedený matematický model přizpůsobuje naměřeným hodnotám lokálních teplot na desce, které se zjišťují v průběhu celého procesu. Na základě této matematické analýzy je možné. získat interpretovanou představu o deformaci desky pro průběh každé tepelné distribuce během přechodných stavů procesu.

Kromě toho je možné tuto matematickou simulaci aplikovat, . na_ proces . vzájemného__styku desky s obvodovými obrysy čelních konců válců, které jsou ovlivňované deformací působením tepla ve velkém rozsahu, na základě čehož je možné získat interpretovanou představu o deformaci příslušné desky, nacházející se ve vzájemném styku s válcem, která se využije pro účely zajištění utěsnění desky proti unikání roztaveného kovu.

V případě získání deformovaného obrysu desky je možné na základě aplikace iteračního výpočtu, který je dostatečně známý a tvoří součást stavu techniky, determinovat soustavu

76885 (76885a.doc)

99 99 99 ♦ * 9 9 9 9 •9·9 99 9

9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9

99t9 99 99 9999 lt 9 9 9 9

9 9

999 >99

9

9* 99 sil pro aplikaci na zadní stěnu desky při různých krocích procesu za účelem získání takového její obrysu, který zaručuje dosažení maximálního těsnicího účinku proti unikání roztaveného kovu a minimálního opotřebení.

A v poslední řadě je trojrozměrný matematický model navržený a vypracovaný pro vyhodnocování posouvání vzájemného styku mezi deskou a válci po celé délce stykového oblouku. Podle zavedené konvence představuje tento model > souřadnicová soustava tří navzájem kolmých os: X, X, X, jejichž počátek leží v bodě minimální vzdálenosti mezi válci (takzvaný dotykový bod), osa X_je uspořádaná paralelně s osami válců, a osa X je leží v rovině souměrnosti desky.

Dále bude uveden ilustrativní příklad experimentální realizace procesu kontinuálního lití, stanovený na základě aplikace metody výpočtu soustavy sil, působících na desku, pomocí shora zmiňovaného matematického modelu.

Příklad

Pro uvedené účely použitá boční uzavírací ústrojí

I obsahují_ desky ze žárovzdorného materiálu, kterým je karbid křemíku (SiC), vykazující po celé délce oblouku vzájemného styku mezi deskou a válci tloušťku 35 mm.

Kromě toho použité protisměrně otáčivé válce vykazují následující charakteristické veličiny:

šířka válců průměr válců materiál vnějšího pláště válců maximální obvodová rychlost

800 mm

500 mm

Cu slitina 100 m/min.

Vnitřní plocha válců se ochlazuje prostřednictvím

76885 (76885a.doc) • · · 44*4 4-4 4 * • 4 4 · 4 4 · 4 44 · •4 444 4 4 · 444444 • 44444 4 4 • 44* 4* 44 4444 4* ·Π nucené cirkulace vody.

Pro účely provádění výpočetních a procesních operací pomocí matematickém modelu se použije výpočet založený na principu metody konečných prvků (ANSYS). Pro trojrozměrné schematické vyjádření souřadnicových soustav matematického modelu byly použity prvky strojového kódu ANSYS SOLID 70 pro výpočty tepelných charakteristik a prvky strojových kódů SOLID 45 a CONTACT 49 pro výpočty tepelných a mechanických charakteristik..

Následně, před zahájením procesu odlévání, byly desky podrobeny ohřevu na teplotu 1 200 °C a tento stav se udržuje během celého procesu.

Na základě zpracování údajů pomocí metody matematického modelu se získá následující soustava sil, která se aplikuje na boční stěny:

a) Po uplynutí 10 sekund po operaci uvedení bočních' stěn do bočního opěrného záběru s válci se na zadní stěnu desky aplikují následující síly:

síla_ F = 120 kg_f odpovídající spodní oblasti desky; síla F = 60 kg_f odpovídající vrchní oblasti desky; a síla F = 120 kgfodpovídající středové oblasti desky, jejichž prostřednictvím se dosáhne odpovídající vzájemný styk mezi Čelními konci válců a čelní plochou desky s mezerou o velikosti 0,07 mm, odpovídající spodní oblasti, a mezerou o velikosti 0,04 mm, odpovídající středové oblasti.

b) Během operace odlévání se aplikují následující síly: síla F = 100 kg_f odpovídající spodní oblasti desky;

76885 (76885a.doc) • · · t · « * • ·«· * ♦ » • * « 9 9 · 9 « « · · * » ·

4·«» ·* ·· ···« • · ·· · *

··» tt síla F = 100 kg_f odpovídající vrchní oblasti desky; a síla F = 290 kg_f odpovídající středové oblastí desky, jejichž prostřednictvím se dosáhne odpovídající vzájemný styk válců s deskou nebo v každém případě alespoň mezera mezi válci a deskou o velikosti menší než 0,1 mm.

V konečné fázi procesu se pak provádí zjišťování míry opotřebení opěrných ploch desek, které bylo v tomto případě během celého procesu asi 0,1 mm/km odlitého pásového materiálu; tato skutečnost naznačuje dosažení významné redukce míry opotřebení z hlediska procesu kontinuálního lití kovových výrobků malé tloušťky, neboť při těchto procesech se obvykle dosahuje hodnota opotřebení asi 5 mm/km odlitého pásového materiálu.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob kontinuálního lití tenkých kovových výrobků, ' obsahující operaci předehřevu alespoň dvojice žárovzdorných desek (7) pro boční vymezení a uzavírání lázně roztaveného kovu vytvořené mezi dvojicí protisměrně otáčivých válců (1, 2), uspořádaných navzájem paralelně a vzdálených od sebe tak, že celkový rozměr je větší než součet jejich poloměrů, přičemž tato vzdálenost v podstatě odpovídá tlouštice odlévaného kovového výrobku, a operaci uvádění alespoň dvojice desek (7) do bočního opěrného záběru s každou plochou čelních konců uvedené dvojice válců (1, 2), vyznačující se tím, že dále obsahuje:

   - operaci aplikace řízené deformace na alespoň dvojici desek (7) v odpovídajícím stykovém oblouku mezi plochami desek (7) a obvodovými úseky čelních konců dvojice válců {1, 2) prostřednictvím přítlačných prostředků (14, 18), spřažených s uvedenými deskami (7), stanovené na základě předem shromážděných a zpracovaných údajů pomocí matematického modelu, představujícího chování desek a válců se stejnými chemicko-fyzikálními a rozměrovými charakteristikami jako v procesu použité desky a válce a při stejných experimentálních podmínkách; a operaci aplikace řízeného ovládání deformace alespoň dvojice desek (7) během celého procesu odlévání prostřednictvím přítlačných prostředků (14, 18) a s nimi spřažené řídicí jednotky pro udržování opotřebení opěrných ploch desek (7) a čelních konců válců (1, 2) na minimální hodnotě, pro udržování vzdálenosti mezi válci (1, 2) a deskami (7) na hodnotě, která je menší než předem stanovená

   16 76885 (76885a.doc)

   49 »9 • 4

   4 4 44 ·; 9 ·

   4 9 9 •4·« ··

   Upravená «frwiá_:

   4 4 « 44

   4 4« «4 «44«

   4 4 4 44« ♦ 4

   4« 4« hodnota, a pro zajištění minimálního výskytu pronikání roztaveného kovu mezi desky (7) a čelní konce válců (1, 2) .
2. 2. Způsob kontinuálního lití tenkých kovových výrobků podle nároku 1, vyznačující se tím, že operace aplikace řízené deformace na alespoň dvojici desek (7) během celého procesu odlévání zahrnuje použití přítlačných prostředků (14, 18) a použití ohřívacích prostředků (15); přičemž tyto ohřívací prostředky jsou uzpůsobené jak pro předehřev, tak i pro ohřívání uvedené desky během celého procesu odlévání.
3. 3. Způsob kontinuálního lití tenkých kovových výrobků podle jednoho nebo obou předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hodnota předem stanovené vzdálenosti mezi deskami (7) a čelními konci válců (1, 2) po celé délce jejich stykového oblouku není větší než 0,1 mm.
4. 4. Způsob kontinuálního lití tenkých kovových výrobků podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že řídicí jednotka je uspořádaná pro přijímání údajů na vstupu, přiváděných ze zařízení pro vstup a zpracování dat s tím, že tyto údaje jsou odvozené pomocí matematického modelu, představujícího chování desek a válců se stejnými chemickofyžikálními a rozměrovými charakteristikami jako v procesu použité desky a válce a při stejných experimentálních podmínkách, a že po zpracování údajů je prostřednictvím svého výstupu schopná -vykonávat řízené ovládání dvojice válců (1, 2), přítlačných prostředků (14, 18) a ohřívacích prostředků (15) během celého procesu kontinuálního lití.
5. 5. Zařízení pro zdokonalené kontinuální lití tenkých kovových výrobků, obsahující dvojici protisměrně otáčivých

   16 76885 (76885a.doc)

   - 19 - Uprattuiáirtt-aífii.

   • 999 9 9 · « 99 « • · 9 9 9 · 9 φ 99999« «99999 9 φ «99« 99 99 9999 99 99 válců (1, 2) , uspořádaných navzájem paralelně a ve vzdálenosti od sebe tak, že celkový rozměr je větší než součet jejich poloměrů, přičemž tato vzdálenost v podstatě odpovídá tloušťce odlévaného kovového výrobku, a boční uzavírací ústrojí (3, 4), uspořádané na každé ploše čelních konců dvojice válců (1, 2} , přičemž uvedené boční uzavírací ústrojí obsahuje rám {11, 16), vytvořený z kovu, desku (7), vytvořenou ze žárovzdorného materiálu a uloženou uvnitř tohoto rámu (11, 16), a přítlačné prostředky {14, 18), uspořádané na zadní straně desky (7) ze žárovzdorného materiálu a napevno spřažené s rámem (11, 16), a nacházející se ve vzájemném zákrytu se stykovým obloukem mezi deskou (7) a čelními konci válců (1, 2) vyznačující se tím, že boční uzavírací ústrojí dále zahrnuje:

   ohřívací prostředky (15) pro desku (7) ze žárovzdorného materiálu, uspořádané napevno na rámu (11,

   16), pro řízení ohřevu zadní plochy desky (7);

   prostředky (20) pro zjišťování deformace desek (7), spřažené s uvedenými přítlačnými prostředky (14, 18); a že dále obsahuje řídicí jednotku, jejíž vstup je spojený se zařízením pro vstup a zpracování dat, a jejíž výstup je spojený s dvojicí válců (1, 2) a bočním uzavíracím ústroj ím.
6. 6. Zařízení pro kontinuální lití tenkých kovových výrobků podle nároku 5, vyznačující se tím, že přítlačné prostředky obsahují:

   množství keramických válců (14);

   množství olejových tlakových akčních členů (18) , uložených napevno na rámu (11, 16) a koaxiálních s uvedenými keramickými válci (14); přičemž jejich vzájemné uspořádání je takové, že každému a jakémukoliv přestavení akčních členů

   16 76885 (76885a.doc) .··.♦·* UJlraV&náátBaíia.

   • 4 44 4 · · · 4 *4 4

   444444 4» 4*4 444

   444444 * 4

   44·· 44 4fl ·4·· 4· 44 (18) odpovídá přestavení k nim přiřazených keramických válců (14) .
7. 7. Zařízení pro kontinuální lití tenkých kovových výrobků podle kteréhokoli z nároků 5 nebo 6, vyznačující se tím, že ohřívací prostředky obsahují alespoň hořák (15), uspořádaný na rámu (11, 16) a upravený pro usměrňování svého plamenu na zadní plochu desky (7) ze žárovzdorného materiálu.
8. 8. Zařízení pro kontinuální lití tenkých kovových výrobků podle kteréhokoli z nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že prostředky (20) pro zjišťování deformací desek (7) jsou spřažené s olejovými tlakovými akčními členy (18).
9. 9. Zařízení pro kontinuální lití tenkých kovových výrobků podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že uvedenými prostředky pro zjišťování deformací jsou snímače polohy.