ES2268522T3 - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A HOLLOW BODY AS A SEMI-FINISHED PRODUCT FOR A CRISOL OR FOUNDRY ROLLER. - Google Patents
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Abstract
Description
Procedimiento para fabricar un cuerpo hueco como producto semiacabado para un crisol o un rodillo de fundición.Procedure to manufacture a hollow body like semi-finished product for a crucible or cast iron roller.
La invención concierne a un procedimiento para la fabricación de un cuerpo hueco cilíndrico de cobre o de una aleación de cobre como producto semiacabado para un crisol o un rodillo de fundición para colada continua de acuerdo con las características contenidas en el preámbulo de la reivindicación 1.The invention concerns a method for the manufacture of a hollow cylindrical copper body or a copper alloy as a semi-finished product for a crucible or a casting roller for continuous casting according to the characteristics contained in the preamble of the claim one.
Un procedimiento habitual para la fabricación de un cuerpo hueco cilíndrico como producto semiacabado para un crisol o un rodillo de fundición para colada continua se compone de los pasos fundir-agujerear-forjar. En primer lugar se recalca en dirección longitudinal un bloque fundido en colada continua. Para evitar el pandeo del bloque durante el recalcado la máxima relación entre la longitud y el diámetro vale aproximadamente 3:1. El bloque recalcado se perfora a continuación a lo largo de toda su extensión vista en la dirección de recalcado con ayuda de un mandril punzonador.A usual procedure for the manufacture of a cylindrical hollow body as a semi-finished product for a crucible or a casting roller for continuous casting consists of melt-pierce-forge steps. In first, a molten block is stressed in the longitudinal direction in continuous casting. To prevent buckling of the block during stressed the maximum relationship between length and diameter is worth approximately 3: 1. The highlighted block is then drilled along its entire length seen in the highlighting direction with the help of a punching mandrel.
Después de esto, el bloque perforado se calienta otra vez y en este segundo calentamiento se ensancha mediante forja sobre un mandril. En función de las condiciones, para un adecuado mandrilado, eventualmente el bloque perforado tiene que pasar un tratamiento térmico mediante un tercer calentamiento.After this, the perforated block is heated again and in this second warming it widens by forging on a mandrel. Depending on the conditions, for a suitable boring, eventually the perforated block has to pass a heat treatment by a third heating.
El bloque mandrilado se deforma a continuación, por regla general mediante forjado libre a golpe de martillos, hasta conseguir un cuerpo hueco con o sin brida, y por cierto en función de que finalmente a partir de este producto semiacabado se pretenda fabricar un crisol o un rodillo de fundición. A este respecto puede ser necesario calentar sucesivamente varias veces el bloque perforado y ensanchado por el mandril.The boring block deforms then as a rule by free forging with hammer blow, until you get a hollow body with or without a flange, and by the way in function that finally from this semi-finished product it pretend to make a crucible or a cast iron roller. To this respect may be necessary to heat successively several times the block drilled and widened by the mandrel.
En relación con el hecho de que para un adecuado recalcado del bloque fundido y para evitar el pandeo del bloque solamente se pueda presentar una longitud que corresponda aproximadamente al triple de su diámetro se llega al resultado de que debido al condicionamiento de emplear grandes dimensiones de bloque solamente se pueden conseguir pequeños grados de deformación. Por consiguiente se reducen las propiedades que se pueden conseguir en el material.In relation to the fact that for a suitable highlighting of the molten block and to prevent buckling of the block only one length can be presented that corresponds approximately three times its diameter, the result of that due to the conditioning of employing large dimensions of block only small degrees of deformation. Consequently, the properties that are reduced are reduced. They can get on the material.
Otra desventaja en el caso conocido consiste en que durante el forjado mediante las fuerzas de forjado que actúan solamente de forma local, se origina una deformación no homogénea. Debido a ello se producen defectos en las propiedades del material que teóricamente serían alcanzables.Another disadvantage in the known case consists in that during the slab using the slab forces that act only locally, a non-homogeneous deformation originates. Due to this, defects in material properties occur that theoretically would be attainable.
Además existe el peligro de crecimiento del grano debido al calentamiento múltiple durante el mandrilado del bloque perforado y durante el forjado en longitud.There is also the danger of growth of grain due to multiple heating during boring of the perforated block and forged in length.
En conjunto, debido a que la precisión en la elaboración es solamente limitada, el procedimiento conocido está unido a la disposición de grandes cantidades de material, lo cual conduce a que la llamada relación E/A (relación entrada/salida) esté situada en la zona sobre 4. El rendimiento económico queda por tanto reducido.Together, because the accuracy in the processing is only limited, the known procedure is together with the disposal of large quantities of material, which leads to the so-called I / O ratio (input / output ratio) is located in zone over 4. The economic performance is for so much reduced.
Partiendo del estado de la técnica, la invención tiene pues como tarea principal presentar un procedimiento para la fabricación de un cuerpo hueco cilíndrico de cobre o de una aleación de cobre como producto semiacabado para un crisol o un rodillo de fundición que garantice un rendimiento más económico con propiedades del material mejoradas.Starting from the state of the art, the invention Its main task is to present a procedure for manufacture of a hollow cylindrical body made of copper or an alloy of copper as a semi-finished product for a crucible or roller foundry that guarantees more economical performance with properties of the material improved.
Esta tarea queda resuelta con las características indicadas en la reivindicación 1.This task is solved with the characteristics indicated in claim 1.
Debido al hecho de que a partir de ahora tanto el recalcado del bloque fundido como también el perforado se realizan manteniendo al bloque bajo soporte radial, ahora se puede emplear un bloque fundido que presente un diámetro claramente más pequeño con respecto a su longitud. El pandeo del bloque que por consiguiente es muy esbelto se puede impedir por ejemplo en el interior de un alojamiento en forma de cubeta con una matriz interior. De esta forma se pueden conseguir grados de deformación no solamente más elevados sino también más uniformes. También se puede preparar para su deformación un bloque que en su conjunto tenga un formato más pequeño.Due to the fact that as of now so much the highlighting of the molten block as well as the perforated is perform keeping the block under radial support, now you can use a molten block that has a clearly larger diameter Small with respect to its length. The buckling of the block that by consequently it is very slender it can be prevented for example in the interior of a bucket-shaped housing with a matrix inside. In this way, degrees of deformation can not be achieved. only higher but also more uniform. It also can prepare for its deformation a block that as a whole has a smaller format
Con el mandrilado por fases de proceso mediante un mandril ensanchador y el estirado por medio de un mandril estirador se consigue de nuevo una deformación adicional en la zona exterior de las paredes del bloque y finalmente del cuerpo hueco con lo cual se favorece la producción de una micro estructura de grano fino.With the boring by process phases by a widening mandrel and stretching by means of a mandrel stretcher again achieves additional deformation in the area outside the walls of the block and finally the hollow body which favors the production of a micro structure of fine-grained.
El cuerpo hueco así fabricado se puede transformar nuevamente de la forma habitual en un crisol o un rodillo de fundición.The hollow body thus manufactured can be transform again in the usual way into a crucible or a casting roller
La invención con los supuestos incluidos consigue que el grado de deformación total y la homogeneidad de la deformación del bloque cilíndrico puedan ser mejorados notablemente debido a las etapas del proceso de perforar por compresión y la sucesiva embutición. La elevada precisión dimensional también lleva aparejada que las demasías de material para pérdidas sean notablemente pequeñas. La economía se mejora notablemente.The invention with the assumptions included get the degree of total deformation and the homogeneity of the deformation of the cylindrical block can be greatly improved due to the stages of the compression drilling process and the successive drawing. High dimensional accuracy also carries coupled with too many loss material being remarkably small. The economy is greatly improved.
Al estado de la técnica pertenece además la fabricación de un cuerpo hueco cilíndrico como producto semiacabado para la producción de un crisol o un rodillo de fundición mediante el curvado en redondo y la soldadura longitudinal de chapas. Frente a ese procedimiento la invención presenta la ventaja adicional de que las propiedades del material son homogéneas a lo largo de todo el contorno del cuerpo hueco.The state of the art also includes the manufacture of a cylindrical hollow body as a semi-finished product for the production of a crucible or a cast iron roller by round bending and longitudinal sheet welding. Front In this process the invention has the additional advantage of that the properties of the material are homogeneous throughout The hollow body contour.
En general mediante la combinación del mandrilado y el estirado del bloque se puede influir en la orientación de los cristales del cuerpo hueco que se está fabricando de tal manera que se origine una orientación de la estructura del grano en dirección longitudinal o transversal. De esta forma la orientación del grano y con ello la resistencia se puede adecuar a la dirección de la solicitación principal. En consecuencia se pueden conseguir mejores tiempos de duración en particular en los rodillos de fundición fabricados a partir de cuerpos huecos.In general by combining the boring and stretching of the block can influence the orientation of the crystals of the hollow body being manufacturing in such a way that an orientation of the grain structure in longitudinal or transverse direction. From this way the orientation of the grain and with it the resistance is You can adapt to the address of the main solicitation. In consequently you can get better duration times in particular in cast iron rollers manufactured from hollow bodies
El rendimiento económico se mejora todavía más de acuerdo con la invención si de acuerdo con la reivindicación 2 se ejecutan todos los pasos de la deformación en un único calentamiento. Esta forma de proceder se puede alcanzar mediante la adecuada combinación del perforado por compresión con el estirado por compresión. El gasto en energía térmica durante la preparación de los trabajos se reduce de este modo considerablemente.The economic performance is further improved according to the invention if according to claim 2 all deformation steps are executed in a single heating. This way of proceeding can be achieved by proper combination of compression punching with stretching by compression. Thermal energy expenditure during preparation of work is thus reduced considerably.
Si de acuerdo con la reivindicación 3 durante el estirado del bloque mandrilado se produce un reborde en el cuerpo hueco, por ejemplo debido a que en el proceso de estirado no se desplaza del todo el bloque a través de la matriz, entonces dicho reborde ofrece un punto de partida ideal para la soldadura de una brida si a partir del cuerpo hueco fabricado se desea finalmente producir un crisol.If according to claim 3 during the stretching of the boring block a flange occurs in the body hollow, for example because the stretching process does not completely displaces the block through the matrix, then said flange offers an ideal starting point for welding a flange if from the manufactured hollow body it is finally desired produce a crucible
A continuación y con la ayuda de los dibujos se explica con más detalle la invención. Se muestran:Then, with the help of the drawings, explains the invention in more detail. Shows:
Figura 1 en una vista lateral un bloque cilíndrico fundido;Figure 1 in a side view a cast cylindrical block;
Figura 2 en sección transversal vertical esquemática un alojamiento con matriz para el bloque de la figura 1;Figure 2 in cross section schematic vertical a housing with matrix for the block of the Figure 1;
Figura 3 en sección transversal vertical esquemática el alojamiento con matriz durante el proceso de perforado del bloque;Figure 3 in cross section schematic vertical housing with matrix during the process block drilling;
Figura 4 en sección longitudinal vertical esquemática el mandrilado del bloque perforado, yFigure 4 in longitudinal section schematic vertical the boring of the perforated block, and
Figura 5 en sección longitudinal vertical esquemática el estirado del bloque mandrilado.Figure 5 in longitudinal section Schematic vertical stretching of the boring block.
En la figura 1 se ha designado con 1 un bloque cilíndrico de SF-Cu, CuAg, CuNi o una aleación de cobre en proceso de templado. El bloque 1 es de fundición continua. La relación de la longitud L al diámetro D alcanza un valor hasta de 6:1.In Figure 1 a block has been designated with 1 cylindrical of SF-Cu, CuAg, CuNi or an alloy of copper in tempering process. Block 1 is continuous casting. The ratio of length L to diameter D reaches a value up to of 6: 1.
El bloque 1 de la figura 1 se coloca de a cuerdo
con lo representado en la figura 2 en una matriz 2 que se encuentra
en un alojamiento 3. El bloque 1 está representado con una línea de
trazos. Mediante un proceso de recalcado en la dirección de la
flecha PF el bloque queda modificado en sus dimensiones generales
externas. Al final del proceso de recalcado el bloque posee la
longitud L1 y el diámetro D1. La matriz 2 impide el pandeo del
bloque 1 durante el recalca-
do.The block 1 of figure 1 is placed according to what is represented in figure 2 in a matrix 2 that is located in a housing 3. The block 1 is represented with a dashed line. Through a process of highlighting in the direction of the PF arrow the block is modified in its general external dimensions. At the end of the highlighting process the block has the length L1 and the diameter D1. Matrix 2 prevents buckling of block 1 during overheating.
do.
De acuerdo con la representación de la figura 3 se introduce centralmente por compresión un mandril 4 punzonador siguiendo la dirección de la flecha PF1 en el bloque 1a recalcado y con ello se perfora el bloque 1a. El material del bloque 1b recalcado asciende entonces formando un cilindro hueco entre la pared 5 interior de la matriz 2 y la superficie 6 exterior del mandril 4 punzonador. El perforado en la dirección de la flecha PF1 se realiza de tal manera que en el bloque 1b perforado permanece un fondo 7.According to the representation of figure 3 a punching mandrel 4 is inserted centrally by compression following the direction of arrow PF1 in block 1a highlighted and with this the block 1a is perforated. The material of block 1b highlighted then ascends forming a hollow cylinder between the inner wall 5 of the die 2 and the outer surface 6 of the 4 punch mandrel. Drilling in the direction of the arrow PF1 it is carried out in such a way that a perforated block 1b remains a background 7.
El bloque 1b perforado se ensancha a continuación por mandrilado de acuerdo con la representación de la figura 4 mediante un mandril 8 ensanchador que se desplaza en la dirección de la flecha PF2, incrementándose su diámetro interior desde ID a ID1 y su diámetro exterior desde AD a AD1. El bloque 1b en proceso de ensanche se apoya para ello en una placa 9 de contención.The perforated block 1b widens to continued by boring according to the representation of the Figure 4 by means of a spreader mandrel 8 that moves in the direction of the arrow PF2, increasing its inner diameter from ID to ID1 and its outside diameter from AD to AD1. Block 1b in the process of widening it is supported by a plate 9 of containment.
Tras el ensanchado del bloque 1b perforado se procede a desplazar el bloque 1c mandrilado de la figura 5 con la ayuda de un mandril 10 estirador en la dirección de la flecha PF3 a través de una matriz 11 de estirado, estirándose el bloque 1c mandrilado hasta formar un cuerpo 12 hueco con un fondo 7.After widening the perforated block 1b, proceed to move the boring block 1c of figure 5 with the help of a mandrel 10 stretcher in the direction of the arrow PF3 to through a stretching die 11, the block 1c being stretched boring to form a hollow body 12 with a bottom 7.
El estirado se puede producir de tal manera que el bloque 1c mandrilado no se desplace por completo a través de la matriz 11 de estirado con lo cual entonces se origina un reborde 14 en el extremo 13 libre del cuerpo 12 hueco. Este reborde 14 se puede utilizar para soldar allí una brida.Stretching can occur in such a way that the boring block 1c does not travel completely through the stretching die 11 whereby a flange 14 then originates at the free end 13 of the hollow body 12. This flange 14 is You can use to weld a flange there.
Todos los procesos de deformación según las representaciones de las figuras 2 a 5 se ejecutan en un único calentamiento, es decir el calentamiento del bloque 1 fundido.All deformation processes according to representations of figures 2 to 5 are executed in a single heating, ie the heating of the molten block 1.
A continuación de la fabricación del cuerpo 12 hueco según la figura 5 dicho cuerpo hueco se sigue elaborando hasta formar un crisol o un rodillo de fundición en función de los requerimientos de cada caso.Following body fabrication 12 hollow according to figure 5 said hollow body is still made to form a crucible or a casting roller depending on the requirements of each case.
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