HUT57105A - Method and apparatus for continuous casting flat metal billets - Google Patents

Description

ELJÁRÁS ÉS BERENDEZÉS LAPOS FÉMTUSKÓK FOLYAMATOS ÖNTÉSÉRE

TECHMETAL PROMOTION, Maizieres-les-Metz, Froneioorozág

Feltalálók:

JOLIVET Jean-Marc, Guenange, -Franoiaerczág =FR

RÓBERT Bemard, Metz, Ff QReieoeozóg

Ok.

A bejelentés napja: 1990. ápí4üsö2.

Ok.

Elsőbbsége: 1989. όρρ-ίί-ΐοφ. (89.04857) FfancioorGzóg

Képviselő:

DANUBIA Szabadalmi és Védjegy Iroda Kft.

Budapest

A találmány tárgya eljárás lapos fémtuskók folyamatos öntésére, amelynek során fémolvadékot áthúzó kokillába öntünk, a félig megszilárdult fémet folyamatosan kihúzzuk a kokilla aljából és a kokilla alatt elhelyezett berendezéssel a tuskó vastagságát redukáljuk, amíg a tuskó belsejében még folyékony fém

69505-6091 Er * · · · 9 · · • · ««« Λ · · • · · · · · · •••· · ··· »* ·· van. Ugyancsak a jelen találmány tárgya egy berendezés lapos fémtuskók folyamatos öntésére, amely lapos áthúzó kokillát és ezalatt lévő, az öntött tuskó vastagságát redukáló egységet tartalmaz.

A fent ismertetett eljárást és berendezést már régóta alkalmazzák lapos tüskök előállítására. Lapos tüskön általában olyan tuskókat értünk, amelyek szélessége nagyobb, mint a vastagság háromszorosa, a vastagság pedig körülbelül 120 mm.

Ilyen eljárások során a fémolvadékot természetesen olyan tuskóban dermesztik meg, amelynek vastagsága kicsi a szélességi mérethet képest. Ahhoz azonban, hogy a fémolvadékot kibocsátó csőr beférjen a kokilla oldalai közé, legalábbis a kokilla fölső részén szélesedő kokilla üreget kell kialakítani. Ahhoz tehát, hogy a fent leírt keresztmetszetű lapos tüsköt tudjuk önteni, vagy a kokilla üreget kell a fölső résztől folyamatosan csökkenő keresztmetszetűre készíteni oly módon, hogy a kilépő nyílás négyszögletes legyen, vagy a kokillából kilépő tuskót azonnal hengerek között kell átvezetni, hogy a kívánt keresztmetszetet nyerjük.

Olyan berendezést is alkalmaznak, ahol a fémolvadékot rendkívül keskeny kifolyócsőről átvezetik a kokilla nyílásába, az ilyen kialakítás azonban a szokásos kifolyónyílásoktól jelentősen eltérő konstrukciót igényel.

Ahhoz azonban, hogy a kívánt vastagságú tuskót nyerjük, mindenképpen szükséges a kokillából kihúzott anyagot azonnal alakítani, amíg magrészében még meg nem szilárdult fémolvadék van.

Az ilyen típusú eljárásoknak azonban alapvető hátránya- 2 van. Ugyancsak a jelen találmány tárgya egy berendezés lapos fémtuskók folyamatos öntésére, amely lapos áthúzó kokillát és ezalatt lévő, az öntött tuskó vastagságát redukáló egységet tartalmaz.

A fent ismertetett eljárást és berendezést már régóta alkalmazzák lapos tuskók előállítására. Lapos tuskón általában olyan tuskókat értünk, amelyek szélessége nagyobb, mint a vastagság háromszorosa, a vastagság pedig körülbelül 120 mm.

Ilyen eljárások során a fémolvadékot természetesen olyan tuskóban dermesztik meg, amelynek vastagsága kicsi a szélességi mérethet képest. Ahhoz azonban, hogy a fémolvadékot kibocsátó csőr beférjen a kokilla oldalai közé, legalábbis a kokilla fölső részén szélesedő kokilla üreget kell kialakítani. Ahhoz tehát, hogy a fent leírt keresztmetszetű lapos tüsköt tudjuk önteni, vagy a kokilla üreget kell a fölső résztől folyamatosan csökkenő keresztmetszetűre készíteni oly módon, hogy a kilépő nyílás négyszögletes legyen, vagy a kokillából kilépő tüsköt azonnal hengerek között kell átvezetni, hogy a kívánt keresztmetszetet nyerjük.

Olyan berendezést is alkalmaznak, ahol a fémolvadékot rendkívül keskeny kifolyócsőről átvezetik a kokilla nyílásába, az ilyen kialakítás azonban a szokásos kifolyónyílásoktól jelentősen eltérő konstrukciót igényel.

Ahhoz azonban, hogy a kívánt vastagságú tuskót nyerjük, mindenképpen szükséges a kokillából kihúzott anyagot azonnal alakítani, amíg magrészében még meg nem szilárdult fémolvadék van.

Az ilyen típusú eljárásoknak azonban alapvető hátránya• · · • · · · · · · ·«·· ··a · · «·

- 3 abból adódik, hogy a kokillából kijövő, félig megdermedt tuskó hengerlése a peremeknél nehézségeket okoz. Amint mar korábban említettük, a hengerlést még olyan állapotban végezzük, amikoris a tuskó belseje még folyékony, ami azt jelenti, hogy a művelet nem annyira hengerlési művelet, mint egyszerűen a kokillából kijövő termék megdermedt kérgének összenyomása és ezáltal a kéreg közül a folyékony fém kipréselése. Ezen művelet során a tuskó hosszabbik oldalain kialakult kéreg gyakorlatilag nem szenved alakváltozást, míg az oldalt kialakult kérgeket a művelet során jelentősen deformálják. Ennek eredményeképpen jelentkeznek az ilyen lapos tüskökön az élek mentén különböző anyaghibák, amelyek a hengerlési gyakorlatban jól ismertek. Ugyanakkor az oldalsó kérgek jelentős deformálása a hosszabbik oldalon lévő kéregrészben jelentős feszültségeket eredményezhet, aminek következtében ezek a kéregrészek akár meg is repedhetnek.

További hátrány, hogy az oldalsó kérgek hengerlése és alakítása lényegesen nagyobb erőt igényel, mint ami a hosszú oldalon lévő kérgek egymáshoz szorításához szükséges, ami gyakorlatilag azt jelenti, hogy az ilyen alakító berendezéseket jelentősen túl kell méretezni. A jelen találmánnyal tehát olyan megoldás kidolgozása a célunk, amellyel a fent ismertetett hátrányok kiküszöbölhetők és amely lehetővé teszi lapos tuskók folyamatos öntését kiváló minőségben és a megkívánt vastagságban.

A kitűzött feladatot a találmány szerinti eljárással úgy oldottuk meg, hogy amikor a fémolvadékból félig megszilárdult fémet az áthúzó kokillából folyamatosan kihúzzuk és a kokilla alatt elhelyezett berendezéssel a tuskó vastagságát redu- 4 káljuk, a tuskó vastagságát csak a két szélső megdermedt kéreg között redukáljuk olyan mértékben, hogy a vastagság a megdermedt kéreg vastagságának felénél kisebb legyen és a tuskó deformálatlan széleit levágjuk.

Az eljárás során általában négyszögletes keresztmetszetű tuskót állítunk elő a kokillában és a kokillából kijövő tuskó redukcióját olyan mértékig végezzük, hogy a redukált tuskó teljes keresztmetszetében megdermedt fém legyen.

A redukciót és a tuskónak a kokillából történő kihúzását célszerűen külön berendezésekkel végezzük, de a redukáló hengerek sebességét a kihúzási sebességnek megfelelően szabályozzuk.

A fenti eljárás segítségével a hengerelt termékek széleinél jelentkező hibák gyakorlatilag teljesen megszüntethetők, illetve jelentős mértékben csökkenthetők, hiszen az eljárás során az oldalsó kérgek deformálása nem történik meg. A redukció során csak a termék középső szakaszát alakítjuk, mégpedig olyan szélességben, amelyben a még folyékony fémolvadék található. A művelet során tehát csupán a lapos tuskót határoló hosszabbik oldalakon lévő kérgeket szorítjuk egymáshoz, anélkül, hogy a kérgek anyagát alakítanánk. Az összeszorítás során a fémolvadékot a kokilla felé szorítjuk vissza. A művelet során gyakorlatilag nem történik a tuskó vastagságát jelentő kérgek deformációja sem. Ennek következtében tulajdonképpen a tuskót határoló teljes kéreg megőrzi eredeti vastagságát, illetve hosszúságát, és így a kész termékben nem jelentkeznek felületi feszültségek.

A kitűzött feladat megoldására szolgáló berendezés lapos áthúzó kokillát és alatta lévő, az öntött tuskó vastagságát ♦ 9 · * · 99 * 9 ··· · ·« · · · · ·· • ··· · ··· ··99

- 5 redukáló egységet tartalmaz, ahol a találmány szerint az öntött tuskó vastagságát redukáló elem szélessége kisebb, mint az öntött tuskó szélessége és a berendezés a redukáló egység alatt szélvágó szerkezettel van ellátva.

A berendezésben alkalmazott kokilla alsó keresztmetszete célszerűen négyszögletes és a redukáló egységben legalább egy pár olyan henger van, amelyek alkotójának hossza kisebb, mint a tuskó szélessége, palástjuk és a homlokfelületeik között pedig ívelt felület van.

A fenti berendezés segítségével előállítható olyan lapos tuskó, amely teljesen mentes a felületi feszültségektől. Ezen tűlémenően az alakító hengerek, hajtóművük és tartószerkezeteik kis méretűek lehetnek, minthogy működésük során gyakorlatilag fém alakítást nem végeznek, csupán összeszorítják a megdermedt kérgeket, és kipréselik közülük a folyékony fémet.

A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti berendezés vázlatos met- szete, a

2. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés nézete a F nyíl irányából és a

3. ábra a találmány szerinti berendezésben alakított tuskó keresztmetszetének változása látható.

Az 1. és 2. ábrán látható berendezésben 10 kokilla és alatta 20 redukáló egység van elhelyezve. A 10 kokillában öntött 1 tuskó lapos téglalap keresztmetszetű és a 10 kokilla alatt az 1 tuskó két oldalán helyezkedik el a 20 redukáló egységet alkotó két 22 henger. A 22 hengerek forgástengelye párhu• · · · · « « • · « · · · · * ♦ · · · ·♦· ο» ··

- 6 zamos az 1 tuskó lapjaival és mindkét 22 henger 21 hajtóműhöz van kapcsolva.

A 10 kokilla 11 és 12 falai, valamint a 22 hengerek 14 palástjai a hagyományos módon, például hűtőfolyadék segítségével hűtöttek.

A 2. ábrán látható, hogy a 22 hengerek, illetve alkotóik hossza kisebb, mint az 1 tuskó szélességeA 3 fémolvadék a 10 kokillába kerülve hűlni kezd és a 11, illetve 12 falakkal érintkező részein fokozatosan megdermed. így kialakul az 1 tuskót határoló 4 kéreg, amelyen belül még olvadt állapotban lévő 5 mag található. A 3a ábrán jól látható, hogyan veszi körül az 5 magot a 4, illetve 4' kéreg az 1 tuskó minden oldalán.

Amikor az 1 tuskó a 22 hengerek közé kerül, a 22 hengerek a 3a ábrán látható 6 középső szakaszon összenyomják a két oldalt lévő 4 kérget, míg a két oldalt lévő 7 szélek gyakorlatilag alakváltozást nem szenvednek. A tuskó rövidebbik oldalait határoló 4' kéreg tehát nem nyúlik és vastagsága sem változik. A 3b ábrán látható a 22 hengerek által alakított 1 tuskó keresztmetszete a 22 hengerek közé történő bejutáskor.

Az alakítás befejezése után a szembenfekvő 4 kéregrészek összeérnek és az 1 tuskó teljes keresztmetszete megdermedt fémből áll. A 3c ábrán látható, hogy az így nyert termék lényegében I-szelvényű, aholis a 7' széleken a termék vastagsága lényegében azonos az eredeti vastagsággal, míg a 6' középső szakaszon a vastagság lényegesen csökken. Közelítőleg azt mondhatjuk, hogy a 6' középső szakaszon a termék vastagsága körülbelül fele az eredeti vastagságnak, azaz a 7' szélek alakítás utáni ·· ·»·< ···· ·♦·· • · · · · · · • ο ν · · • · · * * · · ···<· · ··« «« V* vastagságának. Adott esetben a 6' középső szakasz méretét még ennél is kisebbre alakíthatjuk, a redukció elérheti az eredeti vastagság ötödrészét.

Amint azt már korábban is mondottuk, a fémfürdő legalsó részét körülbelül a 22 hengerek forgástengelyével egy magasságban kell tartani, amikoris a 4 kéregrészek közötti kötés éppen a képlékeny fázisok érintkezése következtében igen megbízható. Nincs akadálya azonban annak sem, hogy a dermedési zóna a 22 hengerek alá érjen, különösen ha a végső méret így is elérhető. Mindazonáltal ebben az esetben biztosítani kell, hogy a 22 hengerek közül kijövő tuskó kérge elegendően vastag legyen ahhoz, hogy ne történjék meg a tuskó deformációja, illetve kihajlása. Járulékos hűtéssel is lehet gondoskodni arról, hogy a mag dermedését siettessük.

A bemutatott kiviteli alaknál a 8 szélvágó egység olyan vágóelemeket tartalmaz, amelyek eltávolítják az alakított tuskó 7' széleit. Az ezután nyert 9 végtermék négyszögletes keresztmetszetű (lásd 3d ábra), vastagsága pedig megegyezik a 22 hengerek palástjai közötti távolsággal. A 9 végtermék szélessége a 8 szélvágó beállításától függ.

A bemutatott kiviteli alaknál a 21 hajtóművel meghajtott 22 hengerek biztosítják az 1 tuskónak a 10 kokillából történő kihúzását is. Természetesen alkalmazhatók külön kihúzó elemek, például görgők vagy hengerek, hasonlóak a folyamatos öntőművekben általánosan alkalmazott eszközökhöz.

A kihúzási sebességet tehát a kihúzó eszközök-határozzák meg és a redukáló hengerek sebességét a kihúzás sebességének függvényében kell beállítani.

···» t · · · :

• ·«« · » · • . · · · · • ··· ·· ··

- 8 Megoldható természetesen a kihúzás és az alakítás oly módon is, hogy a kihúzó hengerek rendelkeznek csak meghajtással és a 22 alakító, illetve redukáló hengerek szabadon vannak ágyazva.

Ez utóbbi megoldásnak az is az előnye, hogy egyenletes kihúzást biztosít és megakadályozza a tuskó megcsúszását, amire különösen akkor van esély, ha a dermedési zóna az alakító hengerek forgástengelyének szintje alá nyúlik.

A 22 alakító hengerek palástja célszerűen úgy van kialakítva, hogy minél kevesebb maradó feszültséget okozzon az 1 tuskó 13 átmeneti zónájában, a 6 középső szakasz és a 7 szélek között. Ezért a 22 alakító hengerek 14 palástjai célszerűen úgy vannak kialakítva, hogy 16 ívelt felületekkel csatlakoznak a homlokfelületekhez. A 16 ívelt felületek sugarát a redukció foka, a vastagság és a fémtuskó anyaga határozzák meg.

Természetesen a találmány szerinti eljárás nem korlátozódik a szabályos négyszög keresztmetszetű tuskók előállítására. A tuskók lehetnek például domború felületűek, amikoris a középső részen vastagságuk nagyobb, mint a széleken. Olyen megoldás is lehetséges, amikor a tuskóknak csak a kokillából történő kilépés helyén négyszögletes a keresztmetszetük és a továbbiakban ettől eltérő keresztmetszetet alakítunk ki.

- 9 SZABADALMI IGÉNYPONTOK

Claims (10)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás lapos fémtuskók folyamatos öntésére, amelynek során fémolvadékot áthúzó kokillába öntünk, a félig megszilárdult fémet folyamatosan kihúzzuk a kokilla aljából és a kokilla alatt elhelyezett berendezéssel a tuskó vastagságát redukáljuk, amíg a tuskó belsejében még folyékony fém van, azzal jellemezve, hogy a tuskó vastagságát csak a két szélső megdermedt kéreg között redukáljuk olyan mértékben, hogy a vastagság az eredeti vastagság felénél kisebb legyen és végül a tuskó deformálatlan széleit levágjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy négyszögletes keresztmetszetű tuskót állítunk elő a kokillában.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a redukciót olyan mértékig végezzük, hogy a redukált tuskó teljes keresztmetszetében megdermedt fém legyen.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a redukciót forgó hengerekkel végezzük.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tuskónak a kokillából történő kihúzását és a redukciót külön végezzük.
6. 6. A 4. vagy 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a redukáló hengerek sebességét a kihúzási sebességnek megfelelően szabályozzuk.
7. 7. Berendezés lapos fémtuskók folyamatos öntésére, amely lapos áthúzó kokillát és alatta lévő, az öntött tuskó vastagságát redukáló egységet tartalmaz, azzal jellemezve, ···· · ··

   - 10 hogy az öntött tuskó (1) vastagságát redukáló elem szélessége kisebb, mint az öntött tuskó (1) szélessége és a berendezés a redukáló egység (20) alatt szélvágó szerkezettel (8) van ellátva.
8. 8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a redukáló egységben (20) legalább egy pár olyan alakító henger (22) van, amelyek alkotójának hossza kisebb, mint a tuskó (1) szélessége.
9. 9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kokilla (10) alsó keresztmetszete négyszögletes.
10. 10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az alakító hengerek (22) palástja (14) és homlokfelülete között ívelt felület (16) van.