RU2038913C1

RU2038913C1 - Method of combined continuous casting and deformation of metals and apparatus for reforming the method

Info

Publication number: RU2038913C1
Authority: RU
Inventors: Сергей Павлович Буркин; Юрий Николаевич Логинов; Евгений Алексеевич Коршунов
Original assignee: Сергей Павлович Буркин; Юрий Николаевич Логинов; Евгений Алексеевич Коршунов
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: making of metal products by casting and deformation. SUBSTANCE: method, comprising steps of continuous metal casting through a mold and subsequent rolling, combined with the casting process, also includes a step of extrusion, being performed before the rolling process in such a way, that it is possible to control temperature of a part of a billet, being rolled, by changing a rate of extrusion an a length of the part of the billet, being extruded. besides the blank is supports to be bent before the extrusion operation and after that operation. apparatus for performing the method has a plant for billet continuous casting, a press installation and a rolling mill, mounted in a row. The press installation is provided by a drive unit for moving along an axis of the billet. EFFECT: enhanced efficiency. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к получению металлопродукции методами литья и последующей деформации заготовки. The invention relates to the production of metal products by casting and subsequent deformation of the workpiece.

Известен способ непрерывной разливки плоской заготовки через проходной радиальный кристаллизатор, совмещенный с деформационной обработкой, в частности с прокаткой. По этому способу одновременно с прокаткой осуществляется правка отливаемой в радиальном кристаллизаторе заготовки. Известен также способ непрерывного литья через проходной вертикальный кристаллизатор, совмещенный с прокаткой. По этому способу отливается прямая заготовка, которая затем переводится в горизонтальное положение, пропускается через проходную нагревательную печь и после подогрева прокатывается до заданного размера готовой продукции. A known method of continuous casting a flat billet through a through radial mold, combined with deformation processing, in particular with rolling. According to this method, simultaneously with rolling, the workpiece is cast in the radial mold. There is also known a method of continuous casting through a through vertical mold, combined with rolling. According to this method, a direct billet is cast, which is then transferred to a horizontal position, passed through a continuous heating furnace, and after heating is rolled to a predetermined size of the finished product.

Известен также способ совмещенных литья и прокатки, реализующий различные методы непрерывного литья: в валковые, роторные и конвейерные кристаллизаторы. В этом случае заготовка выдается из литейной машины не дискретными порциями, а непрерывно. There is also a method of combined casting and rolling, which implements various methods of continuous casting: in roll, rotor and conveyor molds. In this case, the workpiece is dispensed from the casting machine not in discrete portions, but continuously.

Недостатками указанных способов является невозможность обработки целого класса материалов, например нержавеющих сталей, вольфрама, молибдена и др. Это связано с тем, что в литом состоянии эти металлы обладают низкой пластичностью. Поэтому при необходимости последующей прокатки слитки из указанных металлов охлаждают до комнатной температуры, транспортируют в кузнечный цех, нагревают, подвергают прессованию или ковке и охлаждают. В результате удается разрушить грубую литую структуру, измельчить зерно, повысить пластичность металла. После последующего нагрева заготовки прокатывают на нужный размер. По такой технологической схеме обрабатывают жаропрочные хромистые стали с содержанием хрома 5-30% жаропрочные сплавы: инконель, инкалой, хастеллой, нимоник, большую группу сплавов на основе вольфрама, молибдена, ниобия и тантала. The disadvantages of these methods is the inability to process a whole class of materials, such as stainless steels, tungsten, molybdenum, etc. This is due to the fact that in the molten state these metals have low ductility. Therefore, if necessary, subsequent rolling, ingots of these metals are cooled to room temperature, transported to the forge shop, heated, pressed or forged and cooled. As a result, it is possible to destroy the coarse cast structure, grind grain, and increase the ductility of the metal. After subsequent heating, the billets are rolled to the desired size. According to this technological scheme, heat-resistant chromium steels with a chromium content of 5-30% are processed: heat-resistant alloys: inconel, incal, hastelloy, nimonic, a large group of alloys based on tungsten, molybdenum, niobium and tantalum.

Недостатком такой технологической схемы является необходимость многократных нагревов заготовки перед каждой операцией деформации, что повышает энергозатраты на процесс. Наряду с этим теплосодержание слитка после литья и кристаллизации никак не используется. The disadvantage of this technological scheme is the need for multiple heating of the workpiece before each deformation operation, which increases the energy consumption for the process. Along with this, the heat content of the ingot after casting and crystallization is not used in any way.

По наибольшему количеству сходных с заявляемым объектом признаков в качестве прототипа выбран способ, включающий непрерывную разливку металла или сплава через кристаллизатор и последующую совмещенную с литьем прокатку. При этом перед прокаткой заготовку подвергают ковке, причем заготовка одновременно подвергается в процессе разливки ковке и прокатке. Напряженное состояние заготовки в очаге деформации при ковке характеризуется более высоким уровнем сжимающих напряжений, чем при прокатке, что позволяет для некоторых металлов осуществить деформацию, повысить пластичность до значения, которое делает возможным дальнейшую прокатку. Но для многих металлов из-за их недостаточной пластичности уровень сжимающих напряжений при осадке слишком низок и не позволяет деформировать металл без разрушения. Известно, что при осадке показатель напряженного состояния колеблется в пределах σ/T -0,58+ 0,4, т.е. в среднем он близок к нулю. Однако в других процессах он склоняется в сторону значительных отрицательных величин, что говорит о более благоприятной (мягкой) схеме напряженного состояния. Так, при прессовании показатель напряженного состояния в среднем равен -3. Это говорит о том, что способ по прототипу обладает недостаточно высокими технологическими возможностями, поскольку не позволяет обрабатывать малопластичные металлы и сплавы. According to the greatest number of features similar to the claimed object, a method is selected as a prototype, which includes continuous casting of a metal or alloy through a mold and subsequent rolling combined with casting. In this case, the preform is forged before rolling, and the preform is simultaneously subjected to forging and rolling during casting. The stress state of the workpiece in the deformation zone during forging is characterized by a higher level of compressive stresses than during rolling, which allows for some metals to deform and increase ductility to a value that makes further rolling possible. But for many metals, due to their insufficient plasticity, the level of compressive stresses during upsetting is too low and does not allow the metal to deform without fracture. It is known that during the upset, the stress state indicator fluctuates within σ / T -0.58 + 0.4, i.e. on average, it is close to zero. However, in other processes, he inclines towards significant negative values, which indicates a more favorable (soft) stress state scheme. So, when pressing, the stress indicator is on average -3. This suggests that the prototype method does not have high technological capabilities, since it does not allow to process low-plastic metals and alloys.

Кроме того, реализация способа по прототипу вследствие цикличности процесса ковки приводит к тому, что разные участки заготовки имеют различную температуру, при этом передний конец участка охлаждается в большей степени, чем задний из-за большей длительности нахождения на воздухе. Соответственно заготовка после ковки имеет различную температуру по длине. Вместе с тем из теории и практики прокатки известно, что разная температура заготовки обусловливает разное уширение при обжатии в калибрах, что искажает профиль получаемой заготовки, ее размеры изменяются по длине, что создает опасность выхода из допусков и получения бракованной продукции. In addition, the implementation of the prototype method due to the cycling of the forging process leads to the fact that different sections of the workpiece have different temperatures, while the front end of the section cools to a greater extent than the rear due to the longer duration of being in the air. Accordingly, the workpiece after forging has a different temperature along the length. At the same time, it is known from rolling theory and practice that different workpiece temperatures cause different broadening during crimping in gauges, which distorts the profile of the obtained workpiece, its dimensions vary in length, which creates a danger of overcoming tolerances and obtaining defective products.

Устройство по тому же прототипу представляет собой машину непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) и прокатный стан. Между МНЛЗ и прокатным станом установлен ковочный блок. Недостатки устройства соответствуют недостаткам способа, который реализован на этом устройстве. The device according to the same prototype is a continuous casting machine (CCM) and a rolling mill. A forging unit is installed between the continuous casting machine and the rolling mill. The disadvantages of the device correspond to the disadvantages of the method that is implemented on this device.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей при сохранении преимуществ совмещенных способов литья и деформации. The aim of the invention is the expansion of technological capabilities while maintaining the advantages of combined methods of casting and deformation.

Предлагается перед прокаткой заготовку подвергать прессованию, причем заготовка одновременно подвергается в процессе разливки прессованию и прокатке. В отличие от прототипа после непрерывной разливки закристаллизованный участок заготовки прессуют, а не осаживают, при этом показатель напряженного состояния снижается с нуля до -3, что говорит о значительном смягчении напряженного состояния, преобладании сжимающих напряжений и повышении пластичности металла. It is proposed that the billet be pressed before rolling, and the billet is simultaneously pressed and rolled during casting. In contrast to the prototype, after a continuous casting, the crystallized portion of the preform is pressed rather than precipitated, while the stress state index decreases from zero to -3, which indicates a significant mitigation of the stress state, the predominance of compressive stresses and an increase in the ductility of the metal.

Применение прессования в качестве подготовительной операции перед прокаткой позволяет нивелировать колебания температуры, возникающие в заготовке из-за нестабильности параметров литья и вторичного охлаждения. Осуществляется это изменением скорости прессования. Известно, что повышение скорости прессования приводит к повышению температуры заготовки в очаге деформации и температуры отпрессованной части заготовки. Происходит это за счет повышения тепловыделения из-за увеличения сопротивления деформации металла (которое является возрастающей функцией скорости деформации) и за счет ограниченности теплоотдачи от заготовки в окружающую среду в условиях закрытого со всех сторон очага деформации, характерного для прессования. Благодаря этому эффекту становится возможным, прессуя с большей скоростью участки заготовки с пониженной температурой, повышать температуру этих участков и выравнивать температуру заготовки во время прокатки. Это позволяет в свою очередь выравнять уширение в разных проходах, уменьшить разнотолщинность заготовки, снизить допуски и получать продукцию более высокого класса точности. The use of pressing as a preparatory operation before rolling allows you to level the temperature fluctuations that occur in the workpiece due to the instability of the casting parameters and secondary cooling. This is carried out by changing the pressing speed. It is known that increasing the pressing speed leads to an increase in the temperature of the workpiece in the deformation zone and the temperature of the pressed part of the workpiece. This occurs due to an increase in heat generation due to an increase in the metal deformation resistance (which is an increasing function of the deformation rate) and due to the limited heat transfer from the workpiece to the environment in the conditions of the deformation zone closed on all sides, which is typical for pressing. Due to this effect, it becomes possible, by compressing sections of the workpiece with a lower temperature at a higher speed, to increase the temperature of these sections and equalize the temperature of the workpiece during rolling. This, in turn, makes it possible to equalize the broadening in different passes, reduce the thickness of the workpiece, reduce tolerances and obtain products of a higher accuracy class.

Вместе с тем изменять скорость прессования в широком диапазоне при нахождении части заготовки в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения машин непрерывного литья заготовок нельзя без опасности нарушения режима литья. Так увеличение сверх допустимой скорости вытягивания может привести к прорыву корочки жидким металлом и возникновению аварийной ситуации. Поэтому увеличение скорости прессования должно сопровождаться увеличением длины прессуемой части слитка. В этом случае время, затрачиваемое на процесс прессования, остается постоянным, а температура части заготовки, подаваемой на прокатку, повышается. Таким образом в предлагаемом способе предлагается регулировать температуру прокатываемой части заготовки изменением скорости прессования и длины прессуемой части заготовки. At the same time, it is impossible to change the pressing speed in a wide range when a part of the workpiece is in the mold and in the secondary cooling zone of continuous casting machines without the danger of breaking the casting mode. Thus, an increase in excess of the allowable drawing speed can lead to a breakthrough of the crust with liquid metal and an emergency situation. Therefore, an increase in the pressing speed should be accompanied by an increase in the length of the pressed part of the ingot. In this case, the time spent on the pressing process remains constant, and the temperature of the part of the billet fed to the rolling increases. Thus, the proposed method proposes to control the temperature of the rolled part of the workpiece by changing the pressing speed and the length of the pressed part of the workpiece.

При отливке заготовок достаточно тонких сечений имеется возможность изгиба отливаемой и отпрессованной части заготовок без опасности возникновения больших деформаций растяжения в местах изгиба и появления трещин. В этом случае для удобства регулирования секундных объемов металла, поступающего на прессование, а затем и на прокатку, удобно иметь запас металла в виде петель между отдельными операциями. Это позволяет изменять хотя бы временно скорости отдельных процессов, не изменяя скорости обработки заготовки в целом, что делает процесс управления более гибким. Поэтому предложено заготовку подвергать изгибу перед прессованием и после него. Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит МНЛЗ и прокатный стан, между которыми размещена прессовая установка. Такое размещение соответствует последовательности операций предлагаемого способа. When casting preforms with sufficiently thin sections, it is possible to bend the part being cast and pressed out of the workpieces without the risk of large tensile deformations at the points of bending and cracking. In this case, for the convenience of regulating the second volumes of metal supplied to the pressing, and then to the rolling, it is convenient to have a supply of metal in the form of loops between separate operations. This allows you to change at least temporarily the speed of individual processes without changing the speed of processing the workpiece as a whole, which makes the control process more flexible. Therefore, it is proposed to subject the preform to bending before and after pressing. A device for implementing the proposed method comprises a continuous casting machine and a rolling mill, between which a press unit is located. This placement corresponds to the sequence of operations of the proposed method.

Выше было указано, что для удобства управления отдельными установками, входящими в состав преложенного устройства, перед прессовой установкой и после нее возможна организация петель с изгибом металла. Однако такой прием можно применить только для металлов, обладающих в литом состоянии достаточным уровнем пластических свойств. В противном случае возможны образование трещин или полное разрушение металла в местах изгиба. Для обработки металлов, не позволяющих осуществлять даже небольшую деформацию изгиба в местах образования петель, предложено применять прессовую установку, имеющую возможность перемещения вдоль оси заготовки. В этом случае все колебания скорости отдельных процессов могут быть согласованы перемещением прессовой установки между МНЛЗ и прокатным станом. Естественно, что это предложение касается прессовых установок небольших габаритов, требующих для перемещения относительно невысоких энергозатрат. It was indicated above that for the convenience of controlling the individual plants that are part of the proposed device, it is possible to organize loops with metal bending before and after the press unit. However, this technique can only be applied to metals that have a sufficient level of plastic properties in the molten state. Otherwise, cracking or complete destruction of the metal at the bending points is possible. For processing metals that do not allow even a slight bending deformation in the places of loop formation, it is proposed to use a press unit that can move along the axis of the workpiece. In this case, all fluctuations in the speed of individual processes can be coordinated by moving the press unit between the continuous casting machine and the rolling mill. Naturally, this proposal concerns small-sized press plants that require relatively low energy costs to move.

На фиг. 1 приведена схема расположения оборудования по предлагаемому способу; на фиг. 2 схема изгиба перед прессованием и после него; на фиг. 3 схема перемещения прессовой установки вдоль оси заготовки. In FIG. 1 shows a layout of equipment according to the proposed method; in FIG. 2 bending diagram before and after pressing; in FIG. 3 diagram of the movement of the press installation along the axis of the workpiece.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит машину для непрерывного литья заготовок 1 (фиг. 1), из которой отлитая заготовка 2 попадает в прессовую установку 3, элементами которой являются разъемный контейнер 4, матрица 5 и пуансон 6. Штриховыми линиями со стрелками а показана траектория перемещения двух половин разъемного контейнера. Отпрессованная часть 7 заготовки поступает в прокатный стан 8. A device for implementing the proposed method includes a machine for continuous casting of billets 1 (Fig. 1), from which the cast billet 2 enters the press unit 3, the elements of which are a detachable container 4, a matrix 5 and a punch 6. The dashed lines with arrows a show the trajectory of movement two halves of a detachable container. The pressed part 7 of the workpiece enters the rolling mill 8.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Расплав металла, поступающий на МНЛЗ 1, кристаллизуется с образованием заготовки 2 и подается в прессовую установку 3, где захватывается половинами разъемного контейнера 4 и, удерживаясь силами трения, выдавливается через отверстие закрепленной на пуансоне 6 матрицы 5 при перемещении контейнера слева направо. После очередного акта выдавливания половины контейнера 4 раздвигаются по вертикали в направлении, указанном стрелками, перемещаются справа налево при наличии зазора между ними и заготовкой сдвигаются по вертикали, захватывая очередной участок заготовки, и цикл повторяется. Отпрессованная часть 7 заготовки подается в прокатный стан 8, который условно изображен в виде пары рабочих валков, хотя конструкция стана может быть выбрана любой. Как видно из вышерассмотренной схемы, заготовка одновременно подвергается в процессе разливки прессованию и прокатке. Это создает такие преимущества как отсутствие необходимости дополнительного подогрева заготовки как перед прессованием, так и перед прокаткой. По сравнению с прототипом расширяются технологические возможности благодаря выполнению деформирующих операций с малопластичными металлами и сплавами. Но самое главное преимущество создается благодаря возможности регулировки температуры на входе заготовки в прокатный стан. Металлы и сплавы в твердом состоянии обладают такой особенностью, что их сопротивление деформации в большой степени зависит от скорости деформации. При преодолении сопротивления деформации металла при больших скоростях деформирования выделяется больше тепла, чем при низких скоростях, что повышает температуру металла. Этот эффект имеет значимое проявление именно при прессовании, поскольку очаг деформации при прессовании закрыт со всех сторон инструментом: контейнером и матрицей, поэтому теплоотвод чрезвычайно затруднен. Благодаря этому даже небольшое изменение скорости приводит к значительному изменению температуры. Повышение скорости прессования при прочих равных режимах может привести к повышению скорости вытягивания заготовки из МНЛЗ, а это чревато прорывом жидкого металла через слишком тонкую корочку затвердевшего металла. Поэтому увеличение скорости прессования следует компенсировать увеличением длины прессуемого участка слитка. Действительно время прессования
t L_n/V_n, где L_n и V_n длина прессуемой части слитка и скорость прессования. Для поддержания времени постоянным необходимо величины длины и скорости изменять пропорционально.The molten metal entering the continuous casting machine 1 crystallizes with the formation of a preform 2 and is fed to a press unit 3, where it is captured by the halves of the detachable container 4 and, being held by friction forces, is squeezed out through the hole of the matrix 5 fixed on the punch 6 when moving the container from left to right. After the next act of extrusion, half of the container 4 moves apart vertically in the direction indicated by the arrows, moves from right to left, if there is a gap between them and the workpiece, they move vertically, capturing the next section of the workpiece, and the cycle repeats. The pressed part 7 of the workpiece is fed into a rolling mill 8, which is conventionally depicted as a pair of work rolls, although the design of the mill can be chosen by anyone. As can be seen from the above scheme, the workpiece is simultaneously subjected to pressing and rolling during casting. This creates such advantages as the absence of the need for additional heating of the workpiece both before pressing and before rolling. Compared with the prototype, technological capabilities are expanding due to the performance of deforming operations with low-plastic metals and alloys. But the most important advantage is created due to the possibility of adjusting the temperature at the inlet of the workpiece in the rolling mill. Metals and alloys in the solid state have such a feature that their deformation resistance largely depends on the strain rate. When overcoming the deformation resistance of a metal at high strain rates, more heat is generated than at low speeds, which increases the temperature of the metal. This effect has a significant manifestation precisely during pressing, since the deformation zone during pressing is closed on all sides by a tool: a container and a die, therefore, heat removal is extremely difficult. Due to this, even a small change in speed leads to a significant change in temperature. An increase in the pressing speed, ceteris paribus, can lead to an increase in the speed of drawing the billet from the continuous casting machine, and this is fraught with a breakthrough of liquid metal through a too thin crust of hardened metal. Therefore, an increase in the pressing speed should be compensated by an increase in the length of the pressed section of the ingot. Indeed pressing time
t L _n / V _n , where L _n and V _{n the} length of the pressed part of the ingot and the speed of pressing. To keep the time constant, it is necessary to change the length and speed values proportionally.

Если обрабатывают металл, который по пластическим свойствам выдерживает изгиб после литья, то целесообразно после литья заготовки ее изогнуть с образованием петли 9, (см. фиг. 2). Это позволяет маневрировать скоростями литья и прессования, что делает процесс более гибким. Становится возможным увеличить скорость прессования на какой-то промежуток времени без увеличения скорости литья. При этом расходуется часть заготовки, расположенная в петле 9. Значительно проще организовать запас металла после прессовой установки в виде петли 10. В этом месте металл уже продеформирован и имеет высокую пластичность. Кроме того, заготовка после прессования имеет сечение гораздо меньшее, чем после литья, и может быть изогнута без опасности разрушения. If a metal is treated that withstands plastic properties after bending after casting, it is advisable to bend it after casting to form a loop 9, (see Fig. 2). This allows you to maneuver the casting and pressing speeds, which makes the process more flexible. It becomes possible to increase the pressing speed for a certain period of time without increasing the casting speed. In this case, the part of the workpiece located in loop 9 is consumed. It is much simpler to organize the supply of metal after the press installation in the form of loop 10. At this point, the metal is already deformed and has high ductility. In addition, the workpiece after pressing has a cross section much smaller than after casting, and can be bent without the risk of destruction.

Для материалов, которые не могут быть подвергнуты изгибу из-за низкой пластичности, возможна реализация устройства по варианту, изображенному на фиг. 3. Прессовую установку снабжают приводом и средством перемещения вдоль оси заготовки. Условно показано, что прессовая установка установлена на роликах 11, имеющих возможность перекатываться по направляющей 12 в направлении стрелок "б" или "в" от привода (не показан). Поскольку процесс прессования осуществляется циклически, а прокатка процесс непрерывной, то для предотвращения остановки прокатного стана на время обратного хода контейнера целесообразно подавать прессовую установку в направлении прокатного стана, питая последний заготовкой. Кроме того, в этом случае не обязательно придерживаться правила постоянства секундных объемов, проходящих через кристаллизатор, пресс и прокатный стан. Недостаток или избыток металла на одной из операций может быть компенсирован перемещением прессовой установки в ту или другую сторону. Так, при недостатке металла на операции прессования прессовая установка сдвигается в направлении стрелки "б", а при недостатке металла на операции прокатки в направлении стрелки "в". Это повышает гибкость в управлении процессом в целом, а значит и технологические возможности. For materials that cannot be bent due to low ductility, it is possible to implement the device according to the embodiment depicted in FIG. 3. The press unit is provided with a drive and a means of moving along the axis of the workpiece. It is conventionally shown that the press unit is mounted on rollers 11, which have the ability to roll along the guide 12 in the direction of the arrows “b” or “c” from the drive (not shown). Since the pressing process is carried out cyclically, and the rolling process is continuous, it is advisable to feed the press unit in the direction of the rolling mill to feed the workpiece to prevent the rolling mill from stopping while the container is returning. In addition, in this case, it is not necessary to adhere to the rule of constancy of the second volumes passing through the mold, press and rolling mill. The lack or excess of metal in one of the operations can be compensated by moving the press system in one direction or another. So, with a lack of metal in the pressing operation, the press unit is shifted in the direction of arrow “b”, and with a lack of metal in the rolling operation in the direction of arrow “c”. This increases the flexibility in managing the process as a whole, and hence the technological capabilities.

П р и м е р 1. По предлагаемому способу отливают стальную заготовку диаметром 160 мм со скоростью вытягивания 0,05 м/с при периодической выдаче ее из кристаллизатора на длину 100 мм. Заготовку прессуют одновременно с вытягиванием на размер диаметром 40 мм с коэффициентом вытяжки 18. Одновременно часть заготовки, выходящая из пресса, подвергается сортовой прокатке в двух клетях прокатного стана с общей вытяжкой за два прохода 2 и получением круглой заготовки диаметром 28 мм. Скорость выхода прутка из матрицы 0,9 м/с, а после прокатного стана 1,8 м/с. Для сравнения при обеспечении той же вытяжки 18 х 2 36 в прокатном стане без применения прессования потребовалось бы при средней вытяжке за проход, равной 1,5, осуществить l_n 36/l_n1,5

9 проходов, при непрерывной прокатке потребовалось бы 9 клетей. В этом примере их заменяют пресс и двухклетевой стан. Основное преимущество прокатки высокая производительность в этом случае нивелируется, поскольку скорость поступления металла в первую клеть слишком мала и не может быть увеличена из-за особенностей процесса кристаллизации.PRI me R 1. According to the proposed method, cast a steel billet with a diameter of 160 mm with a drawing speed of 0.05 m / s with periodic delivery of it from the mold to a length of 100 mm The billet is pressed simultaneously with drawing to a size of 40 mm in diameter with a drawing coefficient of 18. At the same time, a part of the billet exiting the press is subjected to high-quality rolling in two stands of a rolling mill with a total drawing in two passes 2 and obtaining a round billet with a diameter of 28 mm. The bar exit speed from the matrix is 0.9 m / s, and after the rolling mill it is 1.8 m / s. For comparison, while providing the same 18 x 2 36 hood in a rolling mill without pressing, it would be necessary to have l _n 36 / l _n 1,5

9 passes, with continuous rolling, 9 stands would be required. In this example, they are replaced by a press and a double stand mill. The main advantage of rolling is the high productivity in this case is leveled, since the rate of metal entry into the first stand is too low and cannot be increased due to the characteristics of the crystallization process.

П р и м е р 2. По предлагаемому способу отливают заготовку из кадмиевой бронзы Кд1 диаметром 100 мм со скоростью 0,05 м/с. Заготовку прессуют с той же скоростью на той же длине в прямоугольную шину 50х50 мм с коэффициентом вытяжки 31, а затем прокатывают один проход в обжимных, а другой проход в эджерных валках с получением профиля прямоугольного сечения размером 50х4 мм. Получить такую заготовку прокаткой литой заготовки этой бронзы невозможно из-за низкой пластичности сплава. Аналогично сплав не подвергается ковке из-за разрушения. При прессовании благодаря мягкой схеме напряженного состояния задача решается удовлетворительно. PRI me R 2. According to the proposed method, a workpiece is cast from cadmium bronze Kd1 with a diameter of 100 mm at a speed of 0.05 m / s. The billet is pressed at the same speed on the same length into a 50x50 mm rectangular tire with a drawing coefficient of 31, and then one pass is rolled in crimp and the other pass in edger rolls to obtain a rectangular cross-sectional dimension of 50x4 mm. It is impossible to obtain such a billet by rolling a cast billet of this bronze because of the low ductility of the alloy. Similarly, the alloy is not forged due to fracture. When pressing due to the soft scheme of the stress state, the problem is solved satisfactorily.

П р и м е р 3. Измерение температуры перед прокаткой показало, что она мала для обеспечения достаточной пластичности металла при прокатке. Скорость прессования 0,05 м/с, увеличили ее до 0,1 м/с, благодаря чему температура металла повысилась и пришла в норму, но одновременно увеличили длину прессуемой части заготовки с 100 мм до 200 мм для компенсации расхода металла. П р и м е р 4. Перед прессовой установкой обеспечили петлю с радиусом кривизны R 10 м, такую же петлю обеспечили перед прокатным станом, расстояние между агрегатами а 8 м. Избыток металла по длине Δl l a, где l длина дуги, выраженная формулой l

где h R

или при заданных размерах h 10

= 0,84 м
l

= 8,23 м а запас металла по длине 8,23-8,0 0,23 м. Эта величина перекрывает величину вытягивания, т.е. создается возможность изменять скорости процессов вытягивания, прессования или прокатки независимо, но в ограниченных пределах.PRI me R 3. Measurement of the temperature before rolling showed that it is small to ensure sufficient ductility of the metal during rolling. The pressing speed was 0.05 m / s, it was increased to 0.1 m / s, due to which the metal temperature increased and returned to normal, but at the same time, the length of the pressed part of the workpiece was increased from 100 mm to 200 mm to compensate for the metal consumption. Example 4. A loop with a radius of curvature R 10 m was provided in front of the press installation, the same loop was provided in front of the rolling mill, the distance between the units was 8 m. Excess metal in length Δl la, where l is the arc length expressed by the formula l

where h R

or for given sizes h 10

= 0.84 m
l

= 8.23 m and the stock of metal along the length of 8.23-8.0 0.23 m. This value overlaps the amount of stretching, i.e. it creates the ability to change the speed of the processes of drawing, pressing or rolling independently, but to a limited extent.

Технический результат от применения изобретения заключается в расширении технологических возможностей. По сравнению с предварительной деформационной обработкой перед прокаткой методом ковки (прототип) становится возможной обработка малопластичных металлов благодаря улучшению схемы напряженного состояния. По сравнению со схемами совмещенных процессов литья и прокатки достигается тот же эффект и, кроме того, повышается срок службы прокатного оборудования. Это объясняется тем, что в традиционных схемах литья-прокатки из-за низкой скорости литья в первых клетях прокатного стана скорость вращения валков очень невелика. Это вызывает местный перегрев участка бочки валка, последующее охлаждение этого участка, вновь резкий нагрев и т.д. Такое термоциклирование валков станов, работающих на малых скоростях прокатки, вызывает появление разгарных трещин и быстрый выход из строя. В гораздо более лучших условиях находятся валки станов, работающих на высоких скоростях, благодаря чему они не успевают прогреваться. В предлагаемом техническом решении после прессования вследствие высоких коэффициентов вытяжек, характерных для этого процесса (до нескольких сот против 1,5-2,0, характерных для прокатки), заготовка поступает на прокатный стан с высокой скоростью, что уменьшает вредное влияние термоциклирования, и стойкость валков повышается. The technical result from the application of the invention is to expand technological capabilities. Compared with preliminary deformation processing before rolling by forging (prototype), it becomes possible to treat low-plastic metals due to the improvement of the stress state scheme. Compared with the schemes of combined processes of casting and rolling, the same effect is achieved and, in addition, the service life of the rolling equipment is increased. This is because in traditional casting-rolling schemes, due to the low casting speed in the first stands of the rolling mill, the speed of rotation of the rolls is very low. This causes local overheating of the roll barrel section, subsequent cooling of this section, again sharp heating, etc. Such thermal cycling of mill rolls operating at low rolling speeds causes the appearance of hot cracks and a quick failure. In much better conditions are the rolls of mills operating at high speeds, so they do not have time to warm up. In the proposed technical solution, after pressing, due to the high hood coefficients characteristic for this process (up to several hundred versus 1.5-2.0 typical for rolling), the workpiece enters the rolling mill at a high speed, which reduces the harmful effect of thermal cycling, and durability rolls rises.

По сравнению в раздельно выполняемыми операциями литья-прессования-прокатки экономятся энергозатраты из-за отсутствия операций нагрева перед каждым видом обработки. Compared to separately performed casting, pressing, rolling operations, energy costs are saved due to the lack of heating operations before each type of processing.

Claims

1. A method of combined continuous casting and deformation of metals, comprising continuous casting of a metal or alloy through a mold and subsequent rolling, characterized in that the blank is subjected to pressing before rolling, moreover, the casting, pressing and rolling processes are carried out simultaneously.

2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the rolled part of the preform is controlled by changing the pressing speed and the length of the pressed part of the preform.

3. The method according to claim 1, characterized in that before pressing and after it, the workpiece is subjected to bending.

4. A device for combined continuous casting and deformation of metals, containing a continuous casting machine and a rolling mill, characterized in that it is equipped with a press machine located between the continuous casting machine and a rolling mill.

5. The device according to claim 4, characterized in that the press unit is installed with the possibility of movement along the axis of the workpiece.