PL134979B1 - Method of manufacture tubular continuous casting mould of square or rectangular cross-section - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia wlewnicy rurowej krystalizatora o prostokatnym lub kwadratowym przekroju poprzecznym, sluza¬ cej do ciaglego odlewania wysokotopliwych metali, zwlaszcza stali, zlozonej z korpusu z miedzi lub stopu miedzi oraz z odpornej na zuzycie powloki na powierzchni, zwróconej ku roztopionemu meta¬ lowi.Jak wiadomo, wlewnice krystalizatów do ciagle¬ go odlewania wysokotopliwych metali, takich jak zeliwo i stal, powinny byc wykonane z materialu o duzej przewodnosci cieplnej, a grubosc ich scia¬ nek musi byc w kazdym przypadku co najmniej taik duza, aby w wystarczajacej mierze wytrzymy¬ wala oczekiwane naprezenia mechaniczne.Ze wzgledu na swa diuza przewodnosc cieplna miedz sprawdzila sie jako material na wlewnice.Poniewaz jednak wlasciwosci mechaniczne miedzi byly daleko niedostateczne, korzystniejsze okazaly sie ostatnio wlewnice fcrysrtalizatarów do odlewa¬ nia ciaglego, wykonane z nisikostopowego stopu miedziowego, przy czytm swiadomie dopuszczano nieco mniejsza wartosc przewodnosci cieplnej.Wada wlewnic z miedzi lub stopów miedziowych przy odlewaniu ciaglym stali jest to, ze niektóre gatunki stali przejmuja miedz, co prowadzi do dy¬ fuzji miedzykrystalicznej, a tym samym do niebez¬ piecznej kruchosci stali na goraco.W zwiazku z tym proponowano juz nanoszenie odpornych na zuzycie powlok na powierzchnie, Z stykajaca sie z rozttGipion-ym metalem, Powloki te powinny z jednej stronty zwiekszac odpornosc wlewnicy -ma scieranie, a tym samym jej trwalosc, z drugiej zas strony umozliwiac wieksze szybkosci 5 odlewania przez zmniejszenie tarcia pomiedzy od¬ lewanym metajem a wlewnica kry&teUratora,-.Proponowano jruz elektrolityczne powlekanie wlewnic powloka chromowa lub niklowa na po¬ wierzchni stykajacej sie z roztopnanyin metalem. is Powloki takie odznaczaja sie duza odpornoscia n» zuzycie, a takze dobrymi wlasciwosciami slizgo wymi. Przy wytwarzaniu. wlewnic rurowych krys- talizatorów o prostokatnym lub kwadratowym prze¬ kroju poprzecznym napotyka sie jednak na trud- ii nosci, poniewaz ma skutek malej zdolnosci rozpra¬ szania kapieli elektrolitycznej nie jest mozliwe równomierne powlekanie, zwlaszcza w zaokragle¬ niach i mjarozach. Skutek jest taki, iz w przypadku grubosci warstwy, przekraczajacej 150 fim, kontur 20 wewnetrzny wlewnicy rurowej zmienia sie w taki sposób, ze wlewnice przestaja sie nadawac do od¬ lewania (zjawisko zaklinowania).U podstaw wynalazku lezy problem opracowania sposobu, za pomoca którego byloby mozliwe wy- 25 twarzanie wlewnic rurowych krystalizatorów o pros¬ tokatnym lub kwadratowym przekroju poprzecz¬ nym, które mialyby na powierzchni, zwróconej ku roztopionemu metalowi, naniesiona elektrolitycznie, odporna na zuzycie warstwe o grubosci co najmniej 30 150 /*m. 134 9793 Zadanie to zrastalo rozwiazane w tern sposób, ze rure okragla, wytworzona przez prasowanie i/lub walcowanie i/lub ciagnienia, zaopatruje sie na dro¬ dze elektrolitycznej w powloke, po czyni przefor¬ mowuje sie taika rure wielowarstwowa na rure o prostokatnym lub kwadratowym przekroju po¬ przecznym. Zupelnie niespodziewanie okazalo sie, ze przy taikini przeformowaniu wytworzona na drodze elektrolitycznej warstwa zachowuje sie w ten sposób, jak rura miedziana^ dzieki czemu otrzy- .'. muje sie wlewnice rurowa, w której grubosc po¬ wloki równiez po przeformowaniu jest calkowicie równomierna, nawet w obszarze zaokraglen- Po powleczeniu korzystnie jest wyzarzyc rure dwuwarstwowa w temperaturze 500—10O0°C, w celu otrzymania warstwy dyfuzyjnej pomiedzy powloka a korpusem rury. Wypaczenie wlewnicy rurowej, powstajace niekiedy podczas wyzarzania, .mozna usunac przez pózniejsze formowanie na zimno.Celowe jest zaopatrzenie rury w warstwe niklowa, której grubosc wynosi co najmniej 150 //m. Niklowi daje sie pierwszenstwo przed chromem, poniewaz warstwa chromowa, wytworzona na drodze elektro¬ litycznej, nie daje sie w praktyce formowac na zimno. Mniejsza w porównaniu z chromem twar¬ dosc niklu, która jest miarodajna z punktu widze¬ nia odpornosci warstwy na scieranie, mozna w przypadku stosowania niklu skompensowac w ten sposób, ze db elektrolitu dodaje sie czastki stale, np. weglika krzemu. Czastki te osadzaja sie pod¬ czas elektrolizy w sieci krystalicznej niklu, przy¬ czyniajac sie do znacznego wzrostu wytrzymalosci, z jednoczesnym tylko nieznacznym obnazeniem przewodnosci cieplnej. Grubosc naniesionej war¬ stwy powinna wynosic co najmniej 150 (um i moze siegac 4 mm. W ten sposób mozna dostosowywac trwalosc wlewnic do praktycznych wymagan, sto¬ sowanie do róznych warunków zuzywania sie. Moz¬ na takze przeprowadzac ewentualnie pózniejsza mechaniczne operacje obróbkowe.Itairnowande rury dwuwarstwowej celowe jest przeprowadzac przez ciagnienie za pomoca trzpie¬ nia formujacego i matrycy. Dzieki temu grubosc zarówno warstwy miedzianej, jak i warstwy scie¬ ralnej zmniejsza sie równomiernie, tak, iz otrzy¬ muje sie wlewnice rurowa o zadanych wymiarach.Gdy wymagane sa wlewnice rurowe o bardzo duzej dokladnosci wymiarowej, celowe jest dokalibrowa- nie wlewnic po ciagnieniu za pomoca formowania wybuchowego. Przy tymi sposobie obróbki wpro¬ wadza sie do przestrzeni wewnetrznej wlewnicy rurowej trzpien formujacy o prostokatnym lub kwadratowym przekroju poprzecznym i wlewnice formuje sie na tym tazplerilto przez oddzialywanie wybuchowe. Gdy w sposobie tym wprowadza sie zakrzywiony trzpien formujacy, otrzymuje sie tzw. krzywoliniowa wlewnice. W celu wytwarzania wlewnic krzywoliniowych, moze byc jednak rów¬ niez korzystne wprowadzanie do oiagniionych rur zakrzywionego trzpienia formujacego o prostokat¬ nym lub kwadratowym przekroju poprzecznym oraz wspólne sprasowywamde rury i trzpienia za pomoca matrycy. 134 979 4 Szczególnie ekonomiczne wytwarzanie osiaga sie wówczas, gdy zaopatruje s:^ na drodze elektroli¬ tycznej w powloke rure o znacznie wiekszej gru¬ bosci scianki i/lub dlugosci, niz ma gotowa wlew- I nica rurowa, nastepnie przeformowuje sie powle¬ czona rure na rure o prostokatnym lub kwadrato¬ wym przekroju poprzecznym, a wreszcie oddziela sie od rury odcinki rur wlewnioowych o zadanej dlugosci. Czasochlonny proces elektrolityczny prze- io prowadza sie przy zastosowaniu np- dlugiej rury na duza liczbe wlewnic rurowych tylko jeden raz.Wazne jest przy tym to, iz grubosc naniesionej elektrolitycznie warstwy wybiera sie wieksza, niz tego wymaga gotowa wlewnica, poniewaz wskutek 15 pózniejszych operacji ciagnienia grubosc ta ulega, jak wiadomo zmniejszeniu. To samo dotyczy tego przypadku, gdy przy elektrolizie stosuje sie rure o znacznie wiekszej grubosci scianki. Przez póz¬ niejsze operacje ciagnienia otrzymuje sie wskutek 20 malenia przekroju poprzecznego równiez rure o du¬ zej dlugosci, od której mozna oddzielic nastepnie gotowe wlewnice o zadanej dlugosci.Celowe jest powleczona elektrolitycznie rure najpierw doprowadzic ciagnieniem do postaci rury 25 okraglej o mniejszych wymiarach przekroju po¬ przecznego, mianowicie w ramach jednej lub kilku operacji roboczych, a dopiero pózniej przeformowac ma rure czworokatna lub prostokatna. Opisane po¬ wyzej wyzarzanie dyfuzyjne 'mozna wówczas przy 30 wielokrotnym ciagnieniu przeprowadzac jako wy¬ zarzanie miedzyoperacyjne. Mozliwe jest równiez wyzarzanie bezposrednio przed przeformowaniem na przekrój prostokatny lub kwadratowy.Sposób wedlug wynalazku jest objasniony w przykladach.Przyklad I. Odcinek rury miedzianej o dlu¬ gosci 850 mm, o grubosci scianki równej 10,5 mrn oraz o srednicy zewnetrznej 189 mm zaopatruje sie w kapieli elektrolitycznej w powloke niklowa 4D grubosci 050 jum. Odcinek rury miedzianej jest przy tym wlaczony jako katoda, natomiast wew¬ natrz umieszczona jest anoda w jednakowej od¬ leglosci od powierzchni wewnetrznej rury. Niepo- wlekana powierzchnie zewnetrzna oraz powierz¬ chnie czolowe odcinka rury miedzianej pokrywa sie nieprzewodzacym lakierem. Po uzyskaniu zadanej grubosci scianki wyjmuje sie odcinek rury z kapieli.Za pomoca odpowiedniej maszyny formujacej, np. wyoblarki szczekowej, przeformowuje sie okragly odcinek rury w rure o czworokatnym lub kwadrato¬ wym przekroju poprzecznym. W ten uformowany wstepnie odcinek/ rury wbija sie zakrzywiony stoz¬ kowy trzpien formujacy o odpowiednim prosto¬ katnym lub kwadratowym przekroju poprzecznym, 55 a nastepnie przetlacza sie wspólnie wymieniony trzpien i odcinek rury przez matryce. Gotowa rura wlewnicowa ma nastepujace wymiary: 122,6X138 mm; grubosc scianki 7,7 mm; dlugosc 801 mm; promien krzywizny 4939 mm; warstwa 60 niklu 700 ^m.Przyklad II- Na wewnetrzna powierzchnie rury miedzianej o dlugosci 2,1 m, srednicy zew¬ netrznej 300 mm i o grubosci scianki, równej w 24 mm, nanosi sie elektrolitycznie warstwe niklu5 134 979 6 o grubosci 1300 firn. Rure te doprowadza sie za pomoca trzpienia formujacego i matrycy najpierw przez wielokrotne ciagnienie do postaci rury okra¬ glej o srednicy zewnetrznej 277,8 mm i o grubosci scianki, równej 22 mm. Nastepnie wyzarza sie rure w temperaturze 650°C w ciagu kilku godzin, przy czym pomiedzy warstwa niklu i warstwa miedzi powstaje warstwa dyfuzyjna. W wyzarzona rure wprowadza sie trzpien formujacy o prostokatnym przekroju poprzecznym, po czym rure przetlacza sie przez matryce z otworem równiez prostokat¬ nym. Rura ta ma nastepujace wymiary: na zew¬ natrz 214,4X150,4 mm; wewnatrz 194,2X130,2 mm.Grubosc warstwy niklu wynosi przy tym ok. 1028 jum.Od rury oddziela sie teraz stosownie do dlugosci wlewnicy odcinki rurowe, w które wtlacza sie za¬ krzywiony stozkowy trzpien formujacy o prosto¬ katnym przekroju poprzecznym, po czym formuje sie scianke wlewnicy na tym trzpieniu metoda wybuchowa. Trzpien i rure wlewnicowa mozna równiez — jak to opisano powyzej — przetlaczac przez matryce.Zarówno w odindanie wykonania wedlug przy¬ kladu I, jak i w odmianie wykonania wedlug przy¬ kladu II mozna zastosowac zamiast warstwy czys¬ tego niklu inna naniesiona elektrolitycznie war¬ stwe (np. stopu niklu). I tak moza np. dodac do elektrolitu pyl weglika krzemu, który wbudowuje sie w siec krystaliczna niklu.Jesli wymagane sa wl3wnice rurowe z kolnie¬ rzem, to mozna przyspawac kolnierze do rur wlewnicowej metoda spawania elektronopromie¬ niowego bezposrednio po jej przeformowanoju do ksztaltu prostokatnego lub kwadratowego.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wlewnicy rurowej krysta- lizatora o prostokatnym lub kwadratowym prze¬ kroju poprzecznym, do ciaglego odlewania wyso- 5 kotopliwych metali, zwlaszcza stali, zlozonej z kor¬ pusu z miedzi lub stopu miedzi oraz z odpornej na zuzycie powloki na powierzchni, zwróconej ku roz¬ topionemu metalowi, znamienny tym, ze rure okra¬ gla, wytwonzona przez prasowanie i/lub walcowa¬ lo nie i/lub ciagnienie, zaopatruje sie na drodze elek¬ trolitycznej w powloke, po czym taka rure dwu¬ warstwowa przeformowuje sie na rure o prosto¬ katnym Lub kwadratowym przekroju poprzecznym. 2. Sposób wedlug zastrz- 1, znamienny tym, ze ii rure zaopatruje sie w powloke niklowa, której gru¬ bosc wynosi co najmniej 150 ^m. 3. Sposób wedlug zastrz 1, znamienny tym, ze przeformowywanie przeprowadza sie przez ciagnie¬ nie za pomoca trzpienia formujacego i matrycy. 20 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze po przeformowaniu przez ciagnienie, wlewnice ruro¬ wa dokalibrowuje cie przez formowanie wybucho¬ we. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze do 25 poddanej oia^ndeniiu rury wprowadza sie zakrzy¬ wiony trzpien formujacy o prostokatnym lub kwa¬ dratowym przekroju poprzecznym, po czym prze¬ tlacza sie wspólnie rure i trzpien przez matryce. 6. S_:osób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 30 rure o znacznie wiekszej grubosci scianki i/lub dlugosci, niz gotowa wlewnica rurowa, zaopatruje sie na drodze elektrolitycznej w powloke, po czym powleczona rure przeformowuje sie na rure o pros¬ tokatnym lub 'kwadratowym przekroju poprzecz- 35 nym, a wreszcie oddziela sie od rury odcinki rur wlewnicowych o zadanej dlugosci, PL PL PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wlewnicy rurowej krysta- lizatora o prostokatnym lub kwadratowym prze¬ kroju poprzecznym, do ciaglego odlewania wyso- 5 kotopliwych metali, zwlaszcza stali, zlozonej z kor¬ pusu z miedzi lub stopu miedzi oraz z odpornej na zuzycie powloki na powierzchni, zwróconej ku roz¬ topionemu metalowi, znamienny tym, ze rure okra¬ gla, wytwonzona przez prasowanie i/lub walcowa¬ lo nie i/lub ciagnienie, zaopatruje sie na drodze elek¬ trolitycznej w powloke, po czym taka rure dwu¬ warstwowa przeformowuje sie na rure o prosto¬ katnym Lub kwadratowym przekroju poprzecznym.

2. Sposób wedlug zastrz- 1, znamienny tym, ze ii rure zaopatruje sie w powloke niklowa, której gru¬ bosc wynosi co najmniej 150 ^m.

3. Sposób wedlug zastrz 1, znamienny tym, ze przeformowywanie przeprowadza sie przez ciagnie¬ nie za pomoca trzpienia formujacego i matrycy. 204.

4.Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze po przeformowaniu przez ciagnienie, wlewnice ruro¬ wa dokalibrowuje cie przez formowanie wybucho¬ we.

5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze do 25 poddanej oia^ndeniiu rury wprowadza sie zakrzy¬ wiony trzpien formujacy o prostokatnym lub kwa¬ dratowym przekroju poprzecznym, po czym prze¬ tlacza sie wspólnie rure i trzpien przez matryce.

6. S_:osób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 30 rure o znacznie wiekszej grubosci scianki i/lub dlugosci, niz gotowa wlewnica rurowa, zaopatruje sie na drodze elektrolitycznej w powloke, po czym powleczona rure przeformowuje sie na rure o pros¬ tokatnym lub 'kwadratowym przekroju poprzecz- 35 nym, a wreszcie oddziela sie od rury odcinki rur wlewnicowych o zadanej dlugosci, PL PL PL PL