CZ279738B6 - Způsob a zařízení k plynulému lití na válec nebo mezi dvěma válci - Google Patents

Abstract

Zařízení pro lití tenkých kovových výrobků sestává z jednoho nebo dvou válců (1), které jsou otočné a mají chlazené stěny a z bočních stěn (3), vymezujících licí prostor (4). Povrch každého válce je rozdělen alespoň do tří obvodových pásem, z nichž alespoň jedno pásmo (5) má drsnost větší než je drsnost ostatních pásem (6).ŕ

Description

Roztavený kov se uvádí do styku s chlazenými povrchy otáčejícího se válce nebo válců, přičemž tuhne a tvoří tuhé kovové kůry, které Jsou v průběhu tuhnutí otáčením válce nebo válců poháněny. Tento způsob lití Je zdokonalen tím, že tuhnoucí kovové kůry jsou rozděleny do alespoň tří podélných pásem, přičemž alespoň Jedno z těchto podélných pásem se pohání přednostně. Na přednostně poháněné podélné pásmo nebo pásma se působí vyšší hnací silou než na ostatní podélná pásma. Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává z Jednoho nebo dvou poháněných otočných válců (1) s chlazenými stěnami a z bočních stěn (3), přičemž válcem nebo válci (1) a bočními stěnami (3) Je vymezen licí prostor (4).Povrch válce nebo válců (1) Je rozdělen do alespoň tří obvodových pásem (5,6), přičemž alespoň Jedno obvodové pásmo (5) má větší povrchovou drsnost než ostatní obvodová pásma (6). Povrchová drsnost obvodového pásma nebo pásem Je alespoň dvojnásobkem drsnosti ostatních obvodových pásem.

Způsob a zařízení k plynulému lití na válec nebo mezi dva válce

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení k plynulému lití tenkých kovových výrobků, zejména ocelových plechů, na válec nebo mezi dva válce.

Dosavadní stav techniky

Tento způsob lití je známý a děje se přiváděním roztaveného kovu do styku s chlazeným pohybujícím se povrchem. Při styku s chlazeným povrchem litý kov chladne a tuhne, přičemž je pohybující se plochou poháněn nebo tažen.

Jedním ze známých problémů tohoto způsobu lití je zajištění rovnoměrného tuhnutí kovu ve styku s chlazenou plochou, přičemž tento problém je dán skutečností, že při styku roztaveného kovu s chlazenou plochou se kov při tuhnutí smršťuje, což způsobuje, že se kůra tuhnoucího kovu místně odděluje od licí plochy. V důsledku toho je v místech, kde dochází k oddělení, ochlazování relativně pomalejší vůči místům, kde je kůra v dobrém styku s chlazeným povrchem. Bylo zjištěno, že tento jev se u hladkých ploch vyskytuje neuspořádaně, což má za následek nepravidelnosti jak z hlediska povrchu litého výrobku, tak v jeho struktuře, které mohou vést ke vzniku vad, jakými jsou například povrchové trhliny.

Pro překonání těchto problémů a zaj ištění homogenity tuhnutí litého kovu bylo navrženo opatřit chlazený povrch zdrsněním. Rovnoměrné rozložení zdrsnění v oblastech, kde je litý kov ve styku s chlazeným povrchem, vede k rovnoměrnějšímu tuhnutí konečného výrobku.

Zařízení tohoto typu jsou popsána zejména v patentových spisech EP 309 247 a JP 622 54 953, kde jsou popsány licí válce, jejichž povrch má zvláštní drsnost, určenou rozměry a uspořádáním profilu, tedy nejvyššími a nejnižšími body drsnosti. Ačkoliv použití licích ploch s charakteristickou povrchovou drsností umožňuje dosažení lepší jakosti výrobků, zejména z hlediska jejich povrchu, dochází v průběhu lití k závadám jako je protržení nebo staženi litého kovu, které se projeví nejen vadami odlitku, ale také vážnými poruchami při vlastním procesu lití. Tyto vady se obvykle vyskytují směrem k okrajům licích ploch v blízkosti bočních stěn nebo přepážek, které zadržují z boku tekutý kov a určují tak šířku výrobku. Tyto boční stěny jsou nepohyblivé a okraje odlitků mají snahu na nich ulpět, zatímco v určité vzdálenosti od stěn je' tuhnoucí kov, který je ve styku s licí plochou, poháněn touto plochou dále ve směru podél stěn. Výsledkem toho je rozdílná rychlost pohybu mezi okraji a střední částí výroku, která je dosud nedokonale ztuhlá. To může způsobit protržení nebo alespoň vážné vady okrajů výrobku.

Cílem vynálezu je odstranit tyto nedostatky, způsobující slévárenské vady, jako jsou protržení nebo staženiny, a dosáhnout požadované jakosti výrobku v celé jeho šířce a zejména na jeho okraj ích.

-1CZ 279738 B6

Podstata vynálezu

Za tímto účelem se podle vynálezu navrhuje způsob lití tenkých kovových výrobků na válec nebo mezi dva válce, při němž se roztavený kov uvádí do styku s chlazenými otáčejícími se povrchy uvedeného válce nebo válců, přičemž tuhne a tvoří tuhé kůry, které jsou v průběhu tuhnutí poháněny otáčením válce nebo válců.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že tuhnoucí kovová kůra je rozdělena do alespoň tří podélných pásem, přičemž alespoň jedno z těchto podélných pásem se pohání přednostně.

Podle jednoho provedení vynálezu se přednostně pohání podélné pásmo nebo pásma v blízkosti okrajů nebo na okrajích odlitku. U tohoto prvního provedení jsou okraje kůry v průběhu tuhnutí vystaveny zvláště vysoké hnací síle, což zabraňuje jejich ulpívání na pevných bočních stěnách, nebo v případě, kdy se ulpívání začíná objevovat, způsobuje ihned porušení tuhnoucího kovu, čímž je zajištěno, že množství ulpělého materiálu se nezvětšuje a dochází k odtržení tekutého kovu ve směru toku.

Dosud nebylo možno přesně vysvětlit zlepšení, dosažené přednostním pohonem pouze okrajů tuhnoucí kůry. Podle jedné hypotézy přednostní pohánění okrajů, to jest oblastí se sklonem kůry k ubržďování v důsledku tření o boční stěny nebo přehrazení a navíc se sklonem k rychlejšímu tuhnutí kůry, umožňuje vyhnout se problémům s protrháváním a staženinami, zatímco kůra ve středním pásmu je vystavena nižším hnacím silám a tedy nižším povrchovým napětím v důsledku těchto sil, které by mohly mít nepříznivý vliv na jakost výrobku v tomto středním pásmu.

Podle dalšího provedení způsobu podle vynálezu se přednostně pohání podélné pásmo nebo pásma ve střední části odlitku. U tohoto druhého provedení se tedy působí vyšší hnací silou na střední část výrobku vzhledem k okrajům. V tomto případě mají okraje kůry při procesu tuhnutí určitou volnost pro deformaci a v případě ulpění na bočních stěnách může dojít k porušení pouze v těchto pásmech, protože jsou vystavena podélnému smykovému namáhání, zatímco střední část výrobku, na kterou se působí vyšší hnací silou, není vystavena povrchovým napětím. Zdá se, že v tomto případě mají okraje kůry určitým způsobem tlumicí účinek z hlediska napětí, vznikajících třením o boční stěny, které jsou rozloženy po celé šířce nepoháněných okrajových pásem. Tento efekt se zvětšuje se šířkou okrajových pásem. Je zřejmé, že budou-li tato okrajová pásma velmi porušena, může být nutné jejich odstřižení po opuštění licího zařízení.

Vynález také řeší zařízení pro lití tenkých kovových výrobků na válec nebo mezi dva válce, obsahující jeden nebo dva poháněné otočné válce, které mají chlazené stěny, a boční stěny vymezující spolu s válcem nebo válci licí prostor.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že povrch válce nebo válců je rozdělen do alespoň tří obvodových pásem, přičemž alespoň jedno obvodové pásmo má větší povrchovou drsnost, než je povrchová drsnost ostatních obvodových pásem.

-2CZ 279738 B6

Podle jednoho výhodného provedení zařízení podle vynálezu má povrch válců dvě drsná pásma, z nichž každé je umístěno v blízkosti boční stěny a jejichž povrchová drsnost je větší než povrchová drsnost třetího pásma umístěného mezi nimi. Toto první provedení zařízení umožňuje provádění první varianty shora popsaného způsobu poháněním okrajů kůry tuhnoucí na povrchu válce nebo válců.

U druhého výhodného provedení zařízení podle vynálezu má povrch válce alespoň jedno drsné střední obvodové pásmo, jehož povrchová drsnost je větší než povrchová drsnost ostatních obvodových pásem, umístěných v blízkosti bočních stěn. Druhé provedení zařízení umožňuje provádění druhého shora popsaného způsobu podle vynálezu přednostním pohonem středního pásma tuhnoucí kůry, přičemž okraje kůry prokluzují.

Bylo objeveno, že nehledě na výhodné aspekty rovnoměrného tuhnutí litého výrobku, se mohou zvláštní vlastnosti, týkající se povrchové drsnosti licích ploch, podílet na zlepšení podmínek lití a usnadňovat výrobu odlitků litých na válec nebo mezi dva válce zejména tím, že odstraňují dobře známé problémy vyplývající ze styku kovu s pevnými bočními stěnami.

Přehled obrázků na výkrese

Další znaky a výhody vynálezu budou zřejmé z následujícího popisu několika příkladných provedení vynálezu na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je schematický pohled na zařízení pro lití mezi dva válce podle vynálezu, na obr. 2 je schematický pohled na zařízení s axiálně přesazenými válci, na obr. 3 je půdorysný pohled na další zařízení, kde licí povrch je ve střední části drsnější než v okolí okrajů a na obr. 4 je půdorysný pohled na válec, který má velkou povrchovou drsnost na okrajích, přičemž zdrsnění povrchu má zvláštní uspořádání.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 představuje schematicky zařízení pro lití mezi dva válce podle vynálezu. Toto zařízení je tvořeno dvěma válci 1 poháněnými ve směru šipek 2. a dvěma pevnými bočními stěnami nebo přepážkami 2 umístěnými proti čelům válců 1 tak, že uzavírají licí prostor 4, do kterého se v průběhu lití nalévá roztavený kov. Válcovité stěny válců 1 jsou chlazeny, a jak je dobře známo, roztavený kov nalévaný do licího prostoru 4 chladne a tuhne stykem s těmito ochlazovanými stěnami a tak se vytvářejí kůry tuhnoucího kovu, které postupně zvětšují svoji tloušřku a v oblasti roviny procházející osami válců 1 se spojují a tak vytvářejí výrobek litý do tvaru tenkého pásu nebo pruhu, který je průběžně vytahován zespodu.

Podle vynálezu mají povrchy válců 1 v blízkosti obou bočních stěn 3 obvodová pásma 5, znázorněná šrafováním, jejichž povrchová drsnost je větší než povrchová drsnost středního obvodového pásma

6. Například při šířce licího prostoru 800 mm je šířka drsných obvodových pásem 5 asi 10 mm, přičemž povrchová drsnost Rz uvedených drsných obvodových pásem 5 činí 150 mikrometrů a povrchová drsnost středního obvodového pásma 6 je 80 mikrometrů. Tyto hodnoty se mohou ovšem lišit ve větším rozsahu v závislosti na

-3CZ 279738 B6 rozměrech válců, vlastnostech licího povrchu a druhu odlévaného kovu. Přednostně je povrchová drsnost Rz nejdrsnějších obvodových pásem 5 přibližně stejná nebo větší než dvojnásobek povrchové drsnosti zbývajících obvodových pásem. Takových povrchových drsností licích ploch může být dosaženo mnoha způsoby, jako je rýhování, otryskávání broky, eleAroeroze, kování atd. Typ nebo profil povrchové drsnosti závisí na zvoleném způsobu opracování. Například v případě zdrsnění vytvořeného rýhováním mohou být rýhy křížové, jak ukazuje obr. 1 nebo rovné příčné, vedené rovnoběžně s osou válce, jak ukazuje obr. 2.

Povrchová drsnost různých obvodových pásem může být samozřejmě vytvořena rozdílnými druhy opracování.

U řešení znázorněného na obr. 1, kde jsou boční stěny 3 umístěny proti čelům válců, nezasahují do prostoru mezi válci a nejsou ve styku s jejich válcovitými plochami, jsou drsná obvodová pásma 5 umístěna přímo na okrajích licích povrchů, to jest na každém z konců obou válců 1.

Obr. 2 znázorňuje provedení zařízení, ve kterém jsou válce 1 vůči sobě axiálně přesazeny, přičemž každá boční stěna 2' je uložena jednak proti čelu válce a současně proti válcovité ploše druhého válce. Je známo, že toto obecné uspořádání umožňuje měnit prostřednictvím vzájemného posunu válců v axiálním směru šířku licícho prostoru, a tím i šířku litého tenkého pásu. V tomto případě má každý válec χ obvodové pásmo 5' s velkou povrchovou drsností na jednom okraji licícho povrchu a další obvodové pásmo 5'' o velké povrchové drsnosti v určité vzdálenosti od druhého okraje, přičemž tato vzdálenost je určena podle vzdálenosti mezi bočními stěnami 3'. Obvodové pásmo 7, které je ve styku s bočními stěnami 2' má přednostně velmi nízkou povrchovou drsnost, aby se odstranilo riziko otěru boční stěny 2' ^v průběhu lití.

Válec typu znázorněného na obr. 4 může být použit namísto válce 1 v zařízení zobrazeném na obr. 1. Drsná obvodová pásma 8 válce tohoto typu jsou charakteristická tím, že je jejich obvod rozdělen do několika segmentů 8', 8'', které mají střídavě rozdílnou povrchovou drsnost. Například segmenty 2' mají větší povrchovou drsnost než je povrchová drsnost segmentů 8¹¹, jejichž povrchová drsnost je stejná nebo větší než je povrchová drsnost středního obvodového pásma 6. Toto uspořádání usnadňuje případné ořezávání okrajových částí litého výrobku, který je vyroben těmito válci, vytvořením pásem, kde jsou uvedené okrajové části porušeny. Bylo zjištěno že náhlé změny drsnosti povrchu válců, které vyplývají za střídání segmentů 8' a 8¹¹, mohou vytvořit výrobek, který je v oblasti střídání povrchových drsností zeslaben, což usnadňuje následné odstranění okrajových částí například odstřižením.

Je zřejmé, že použití válců a zařízení popsaných s odkazy na obr. 1, 2 a 4 umožňuje provádění výrobního postupu podle první varianty způsobu podle vynálezu pomocí licích ploch s vysokou povrchovou drsností, umístěných v blízkosti bočních stěn, což podporuje pohánění okrajových částí tuhnoucí kovové kůry.

-4CZ 279738 B6

Zařízení znázorněné na obr. 3 je upraveno k provádění druhé varianty způsobu podle vynálezu. U tohoto řešení zařízení mají válce 1' střední obvodové pásmo 6' s vyšší povrchovou drsností, než jakou mají obvodová pásma 9 umístěná v blízkosti bočních stěn

3. Jak bylo uvedeno, povrchová drsnost obvodových pásem 9 je dostatečně malá, aby dovolovala prokluzování okrajových části kůry tuhnoucí na těchto pásmech, jestliže tyto okrajové části maj í tendenci být zadržovány stykem s bočními stěnami. Toto prokluzování může být navíc usnadněno namazáním povrchů obvodových pásem 9 před litím nebo pravidelným mazáním v průběhu lití. Zdrsnění středního obvodového pásma 6' válců 1' může být vytvořeno shora uvedenými způsoby.

Rozsah vynálezu není omezen zařízeními popsanými pomocí uvedených příkladů. Vynález může být aplikován i na zařízení pro lití na jeden válec.

-5CZ 279738 Β6

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob plynulého lití tenkých kovových výrobků na válec nebo mezi dva válce, při němž se roztavený kov uvádí do styku s chlazenými otáčejícími se povrchy uvedeného válce nebo válců, přičemž tuhne a tvoří tuhé kůry, které jsou v průběhu tuhnutí poháněny otáčením válce nebo válců, vyznačuj ící se tím, že tuhnoucí kovové kůry jsou rozděleny do alespoň tří podélných pásem, přičemž alespoň jedno podélné pásmo se pohání přednostně.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se přednostně pohání podélné pásmo nebo pásma v blízkosti okrajů nebo na okrajích odlitku.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se přednostně pohání podélné pásmo nebo pásma ve střední části odlitku.
4. 4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že na přednostně poháněné podélné pásmo nebo pásma se působí vyšší hnací silou než na ostatní podélná pásma.
5. 5. Zařízení k plynulému lití tenkých kovových výrobků na válec nebo mezi dva válce, obsahující jeden nebo dva poháněné otočné válce (1) s chlazenými stěnami a boční stěny (3), přičemž válcem nebo válci (1) a bočními stěnami (3) je vymezen licí prostor (4), vyznačující se tím, že povrch válce nebo válců (1) je rozdělen do alespoň tří obvodových pásem (5, 6), přičemž alespoň jedno obvodové pásmo (5) má větší povrchovou drsnost než ostatní obvodová pásma (6).
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že povrch válce nebo válců (1) má dvě drsná obvodová pásma (5), umístěná v blízkosti bočních stěn (3), přičemž povrchová drsnost obvodových pásem (5) je větší než povrchová drsnost třetího obvodového pásma (6) umístěného mezi obvodovými pásmy (5).
7. 7. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že povrch válce nebo válců (1) má alespoň jedno drsné střední obvodové pásmo (6), jehož povrchová drsnost je větší než drsnost ostatních obvodových pásem (9) umístěných v blízkosti bočních stěn (3).
8. 8. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že povrchová drsnost obvodového pásma nebo pásem o větší drsnosti je stejná nebo větší než dvojnásobek povrchové drsnosti ostatních obvodových pásem.

   1 výkres