RU2089335C1 - Casting and rolling unit - Google Patents
Casting and rolling unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2089335C1 RU2089335C1 RU95107439A RU95107439A RU2089335C1 RU 2089335 C1 RU2089335 C1 RU 2089335C1 RU 95107439 A RU95107439 A RU 95107439A RU 95107439 A RU95107439 A RU 95107439A RU 2089335 C1 RU2089335 C1 RU 2089335C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- rolling
- melt
- length
- casting
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к установкам совмещенного непрерывного литья заготовок из цветных сплавов и их прокатки, и может быть использовано при производстве катанки для контактных проводов. The invention relates to metallurgy, and in particular to installations for combined continuous casting of non-ferrous alloy billets and their rolling, and can be used in the manufacture of wire rod for contact wires.
Установки совмещенного непрерывного литья и прокатки в последнее время получили широкое распространение благодаря высокой производительности, использованию остаточного тепла непрерывнолитой заготовки для проведения прокатки, а также возможности за счет приближения формы заготовки к параметрам конечной продукции снизить затраты на стадии прокатки под конечное изделие. Combined continuous casting and rolling plants have recently become widespread due to their high productivity, the use of residual heat of a continuously cast billet for rolling, as well as the ability to reduce costs at the stage of rolling under the final product by approximating the shape of the billet to the parameters of the final product.
Основной технологической трудностью при создании подобных агрегатов является необходимость согласования скоростей литья и прокатки, поскольку в таком агрегате скорость прокатки намного превышает скорость литья заготовок. The main technological difficulty in creating such aggregates is the need to coordinate the casting and rolling speeds, since in such an aggregate the rolling speed is much higher than the casting speed of the workpieces.
Желание увеличить скорость литья зачастую приводит к получению литой заготовки с неудовлетворительным качеством вследствие предрасположенности металла при кристаллизации, а также при изгибе и выпрямлении заготовки к горячим трещинам. The desire to increase the casting speed often leads to a cast billet with unsatisfactory quality due to the susceptibility of the metal to crystallization, as well as bending and straightening of the billet to hot cracks.
Причины появления горячих трещин кроются как на стадии получения и обработки расплава, так и на этапе формирования литой заготовки на роторном кристаллизаторе и снятии ее с него. The reasons for the appearance of hot cracks lie both at the stage of obtaining and processing the melt, and at the stage of forming a cast billet on a rotary mold and removing it from it.
Первое определяется качеством расплава по наличию примесей, распределением элементов по объему расплава, а следовательно, и по длине заготовки, самим составом металла, тогда как причинами появления трещин при литье могут быть структура металла (крупность зерна и наличие столбчатых кристаллов), интенсивность охлаждения (стремление увеличить скорость литья приводит к чрезмерно интенсивному охлаждению, вызывающему термические напряжения в теле заготовки и сохранение жидких прослоек по границам зерен), механическое воздействие на заготовку изгиб на колесе кристаллизатора и при выпрямлении ее после снятия с кристаллизатора при подаче ее в прокатный стан. The first is determined by the quality of the melt by the presence of impurities, the distribution of elements over the volume of the melt, and therefore along the length of the billet, the composition of the metal itself, while the causes of cracking during casting may be the metal structure (grain size and the presence of columnar crystals), cooling rate (tendency increase the casting speed leads to excessively intense cooling, causing thermal stresses in the body of the workpiece and the preservation of liquid layers at the grain boundaries), mechanical impact on the ku bending mold on the wheel and straightening it after removal from the mold when applying it in the rolling mill.
Попытка увеличить скорость литья за счет снятия неполностью затвердевшей заготовки способствует образованию трещин, поскольку при деформации на границе между твердой и жидкой фазами нарушается сплошность металла, особенно при наличии неблагоприятной структуры литой заготовки (преимущественно при столбчатой структуре). В возникающие трещины затекает металл из жидкой фазы, обогащенной ликвидирующими элементами с более низкой температурой плавления, чем медь, являющимися инициаторами возникновения трещин. An attempt to increase the casting speed by removing incompletely hardened billets contributes to the formation of cracks, since deformation at the interface between the solid and liquid phases disrupts the continuity of the metal, especially in the presence of an unfavorable structure of the cast billet (mainly with a columnar structure). The metal from the liquid phase enriched in the cracks flows enriched with liquidating elements with a lower melting point than copper, which are the initiators of cracking.
В дальнейшем при прокатке присутствие на литой заготовке горячих трещин ухудшает качество изделия, и свойства проката в этих местах весьма низкие. Subsequently, during rolling, the presence of hot cracks on the cast billet worsens the quality of the product, and the properties of rolled products in these places are very low.
Известна установка совмещенного литья и прокатки, включающая средства плавления шихты, кристаллизатор роторного типа и прокатный стан (а.с. СССР N 1627315, кл. В 2 D 11/06, 1988). A known installation of combined casting and rolling, including means of melting the mixture, a rotary-type crystallizer and a rolling mill (USSR AS N 1627315, class B 2 D 11/06, 1988).
Колесо кристаллизатора охвачено на значительной части его периметра бесконечной охлаждаемой стальной лентой, образующей совместно с желобом трепециевидного сечения в теле бандажа колеса полость, формирующую литую заготовку. The crystallizer wheel is covered on a significant part of its perimeter by an endless cooled steel strip, which forms, together with the groove of the trepezoid section in the body of the wheel brace, a cavity forming a cast billet.
Известное решение направлено на повышение качества отливаемой заготовки за счет регламентации размеров желоба и диаметра колеса, связанных следующим соотношением
где Sп.ж. и Sс.ж. площадь поверхности и площадь поперечного сечения желоба соответственно, Dк диаметр колеса кристаллизатора, rпр.ж. приведенный радиус поперечного сечения желоба.The known solution is aimed at improving the quality of the cast billet by regulating the size of the gutter and the diameter of the wheel associated with the following ratio
where S p. and S s.zh. the surface area and the cross-sectional area of the trough, respectively, D to the diameter of the mold wheel, r ave. reduced radius of the cross section of the gutter.
Несмотря на увязки размеров литейного колеса и параметров желоба в известном решении не обеспечивается полная гарантия отсутствия трещин, поскольку, во-первых, не учтены все причины появления трещин, и, во-вторых, для литья медных сплавов указанное соотношение не является оптимальным и подтверждено в описании примерами лишь алюминиевых сплавов. Despite the alignment of the dimensions of the casting wheel and the parameters of the trough in the known solution, a complete guarantee of the absence of cracks is not provided, because, firstly, all the causes of cracks are not taken into account, and secondly, for casting copper alloys, this ratio is not optimal and is confirmed in description of examples of only aluminum alloys.
Известен литейно-прокатный агрегат, включающий индукционную плавильную печь, миксер-накопитель, промежуточную емкость, кристаллизатор роторного типа с формообразующей полостью трапециевидного сечения и охватывающей колесо кристаллизатора на угол 110-130o бесконечной охлаждаемой лентой, образующей зону кристаллизации, систему форсунок, образующих зону вторичного охлаждения, и прокатный стан. Суммарная протяженность зон кристаллизации в известном решении составляет угол 180-210o, а в плавильной печи и миксере создается восстановительная атмосфера ("Машины непрерывного литья металлов и литейно-пркатные агрегаты", Труды ВНИИМЕТМАШ, Сборник N 41, 1975, с. 17-28).A known casting and rolling unit, including an induction melting furnace, a storage mixer, an intermediate tank, a rotor-type crystallizer with a trapezoid-shaped cavity and covering the mold wheel at an angle of 110-130 o with an endless cooled tape forming a crystallization zone, a system of nozzles forming a secondary zone cooling, and rolling mill. The total length of the crystallization zones in the known solution is an angle of 180-210 o , and a reducing atmosphere is created in the melting furnace and mixer ("Continuous Casting Machines and Casting and Casting Units", Proceedings of VNIIMETMASH, Collection No. 41, 1975, pp. 17-28 )
Обладая всеми достоинствами совмещенного процесса как такового, известное решение имеет, однако, и ряд недостатков, ухудшающих качество металла и прокатанного изделия. Possessing all the advantages of a combined process as such, the known solution has, however, a number of disadvantages that worsen the quality of the metal and the rolled product.
Отсутствие средств введения в расплав дополнительных (легирующих) элементов не дает возможности получать катанку из сплавов меди, что резко ограничивает ассортимент производимой продукции. The lack of means for introducing additional (alloying) elements into the melt makes it impossible to obtain wire rod from copper alloys, which sharply limits the range of products.
Отсутствие восстановительной атмосферы не всех этапах производства не гарантирует отсутствия окисления и наводораживания, что приводит к излишнему угару и, как следствие, возможности зашлаковывания литейной системы, что может привести к нарушению непрерывности процесса литья и прокатки. The absence of a reducing atmosphere at all stages of production does not guarantee the absence of oxidation and hydrogenation, which leads to excessive waste and, as a result, the possibility of slagging of the casting system, which can lead to disruption in the continuity of the casting and rolling process.
Непосредственная связь миксера и промежуточной емкости перед кристаллизатором не обеспечивает гарантированного усреднения состава расплава, что чревато разбросом по длине катанных изделий. Именно в связи с этим недостатком часть литой заготовки отрезается и на прокатку не поступает. The direct connection of the mixer and the intermediate tank in front of the mold does not provide guaranteed averaging of the composition of the melt, which is fraught with a spread along the length of the rolled products. It is in connection with this drawback that part of the cast billet is cut off and is not supplied for rolling.
Конструкция и параметры катализатора не обеспечивают устранения горячих трещин в заготовке, что объясняется малым диаметром колеса кристаллизатора, нерациональным сечением профиля бандажа колеса, а также нерациональным соотношением протяженности зоны кристаллизации и зоны вторичного охлаждения. The design and parameters of the catalyst do not ensure the elimination of hot cracks in the workpiece, which is explained by the small diameter of the mold wheel, the irrational section of the wheel band profile, and the irrational ratio of the length of the crystallization zone and the secondary cooling zone.
Указанное обстоятельство приводит к выходу заготовки с кристаллизатора с высокой температурой, что опасно в дальнейшем при выпрямлении заготовки перед ее вводом в прокатный стан. This circumstance leads to the exit of the workpiece from the mold with a high temperature, which is dangerous in the future when straightening the workpiece before it is introduced into the rolling mill.
Кроме того, недостаточный размер колеса не обеспечивает снижение напряжений в сечении литой заготовки при ее выпрямлении и высокий ресурс работы вследствие малого периода теплосмен. In addition, the insufficient size of the wheel does not provide a reduction in stresses in the cross section of the cast billet during its straightening and a high service life due to the short heat exchange period.
Отсутствие средств подачи в расплав кристаллизатором модификаторов не дает возможности влиять на структуру металла литой заготовки в процессе ее кристаллизации и этим снизить опасность образования горячих трещин. The lack of means for feeding modifiers into the melt by the mold does not make it possible to influence the metal structure of the cast billet during its crystallization and thereby reduce the risk of hot cracks.
Кроме того, в известном решении процесс термической обработки вынесен за пределы агрегата, что требует дополнительных площадей для складирования, средств нагрева катанки до высоких (закалочных) температур и оборудования для охлаждения катанки. In addition, in a known solution, the heat treatment process is taken outside the unit, which requires additional storage areas, means for heating the wire rod to high (quenching) temperatures, and equipment for cooling the wire rod.
В основу изобретения положена задача устранения вышеперечисленных недостатков, а именно разработка конструкции литейно-прокатного агрегата, обеспечивающей получение высокого качества продукции за счет устранения угара, перерывов в непрерывном процессе литья и прокатки благодаря устранению горячих трещин, равномерного распределения элементов по длине заготовки; расширение ассортимента выпрямляемых сплавов, получение заданной структуры металла, уменьшение затрат на оборудование и снижение занимаемой им площади. The basis of the invention is the task of eliminating the above disadvantages, namely the development of the design of the casting and rolling unit, providing high quality products by eliminating fumes, interruptions in the continuous casting and rolling process by eliminating hot cracks, uniform distribution of elements along the length of the workpiece; expanding the range of rectified alloys, obtaining a given metal structure, reducing equipment costs and reducing the area occupied by it.
Указанная задача решена за счет того, что известный литейно-прокатный агрегат, содержащий установленные последовательно плавильную печь и миксер со средствами формирования в них восстановительной атмосферы, промежуточную емкость, кристаллизатор роторного типа, формообразующая полость которого образована выточкой трапециевидного сечения в бандаже колеса и охватывающей его по дуге окружности кристаллизатора с центральным углом 110-130o бесконечной стальной лентой, а зона вторичного охлаждения выполнена в виде форсунок, и прокатный стан с черновыми и чистовой клетями снабжен емкостью и механизмом для легирования расплава, установленными между миксером и промежуточной емкостью, устройством для модифицирования подаваемого в кристаллизатор расплава, устройством для нагрева непрерывнолитой заготовки перед подачей ее в стан и устройством для охлаждения раската перед чистовой клетью стана, при этом диаметр бандажа кристаллизатора не менее 1,55 м, отношение большего основания выточки бандажа к ее высоте составляет 1,78-1,88, протяженность зоны вторичного охлаждения составляет длину дуги в 50-54o, а промежуточная емкость для легирования снабжена средствами их нагрева и формирования восстановительной атмосферы в них.This problem is solved due to the fact that the well-known casting and rolling unit containing a sequentially installed melting furnace and a mixer with means for forming a reducing atmosphere in them, an intermediate tank, a rotor-type crystallizer, the forming cavity of which is formed by a groove of a trapezoidal section in the wheel bandage and covering it along an arc of a mold circle with a central angle of 110-130 o with an endless steel strip, and the secondary cooling zone is made in the form of nozzles, and a rolling mill with roughing and finishing stands is equipped with a tank and a mechanism for alloying the melt installed between the mixer and the intermediate tank, a device for modifying the melt fed to the mold, a device for heating a continuously cast billet before it is fed into the mill and a device for cooling the roll before the finishing stand of the mill, the diameter of the mold band is not less than 1.55 m, the ratio of the larger base of the recess of the band to its height is 1.78-1.88, the length of the secondary cooling zone is the length of the arc is 50-54 o , and the intermediate tank for alloying is equipped with means for their heating and the formation of a reducing atmosphere in them.
На фиг. 1 дан литейно-прокатный агрегат, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 dan foundry-rolling unit, general view; in FIG. 2, section AA in FIG. one; in FIG. 3 section BB in FIG. one.
Литейно-прокатный агрегат состоит из плавильной печи 1 (например, шахтного типа) со средствами создания в ней восстановительной атмосферы, миксера 2, отдельно стоящей емкости 3 для легирования расплава спеченной порошковой лигатурой в виде длинномерного изделия, для чего предусмотрено устройство 4 (показано условно) кристаллизатора 5 роторного типа, бандаж которого выполнен с фомообразующей полостью трапециевидного сечения. The casting and rolling unit consists of a melting furnace 1 (for example, a shaft type) with means for creating a reducing atmosphere in it, a mixer 2, a separate tank 3 for alloying the melt with sintered powder ligature in the form of a long product, for which device 4 is provided (conventionally shown) a mold 5 of a rotor type, the bandage of which is made with a shaping cavity of a trapezoidal section.
Бандаж роторного кристаллизатора 5 охватывается бесконечной стальной лентой 6, замыкающей формообразующую полость. Для охлаждения расплава предусмотрена система форсунок 7, подающих воду на стальную ленту 6, охватывающую кристаллизатор 5. Зона вторичного охлаждения состоит из коллектора 8 в виде изогнутой трубы и ряда форсунок. Перед кристаллизатором 5 установлена промежуточная емкость 9, из которой расплав поступает в кристаллизатор 5. Около нее размещено устройство 10 для ввода модификатора в струю расплава, поступающего в кристаллизатор 5. The bandage of the rotor mold 5 is covered by an endless steel tape 6, which closes the forming cavity. For cooling the melt, a system of nozzles 7 is provided, supplying water to a steel strip 6, covering the mold 5. The secondary cooling zone consists of a collector 8 in the form of a curved pipe and a series of nozzles. An intermediate vessel 9 is installed in front of the crystallizer 5, from which the melt enters the crystallizer 5. A device 10 is placed near it for introducing the modifier into the melt stream entering the crystallizer 5.
В линии агрегата расположен прокатный стан 11, имеющий черновые и чистовые клети, а перед станом 11 расположен индуктор 12 проходного типа. В линии прокатного стана 11 перед чистовой клетью установлено устройство 13 для охлаждения заготовки. In the line of the unit is a rolling mill 11 having draft and finishing stands, and an inductor 12 of a passage type is located in front of the mill 11. In the line of the rolling mill 11 in front of the finishing stand, a device 13 for cooling the workpiece is installed.
Бесконечная лента 6 охватывает колесо кристаллизатора 5 по дуге в 110-130o, а коллектор 8 зоны вторичного охлаждения расположена таким образом, чтобы обеспечить температуру литой заготовки 625-670 oC при ее снятии с кристаллизатора 5 на ролики 14.The endless belt 6 covers the mold wheel 5 along an arc of 110-130 o , and the collector 8 of the secondary cooling zone is located so as to ensure the temperature of the cast billet 625-670 o C when it is removed from the mold 5 on the rollers 14.
Литейно-прокатный агрегат работает следующим образом. Casting and rolling unit operates as follows.
Полученный в печи 1 расплав подается в миксер 2 для накопления расплава металла и поддержания его температуры. Затем расплав в случае получения изделий из меди направляется в промежуточную емкость 9, а в случае литья медных сплавов в емкость 3, где при помощи устройства 4 в него вводятся необходимые легирующие элементы и расплав требуемого состава подается в промежуточную емкость 9. Obtained in the furnace 1, the melt is fed into the mixer 2 to accumulate the molten metal and maintain its temperature. Then, in the case of obtaining copper products, the melt is sent to the intermediate vessel 9, and in the case of casting copper alloys to the vessel 3, where, using the device 4, the necessary alloying elements are introduced into it and the melt of the required composition is fed into the intermediate vessel 9.
Выходящая из емкости 9 регулируемая струя расплава обрабатывается модификатором спеченной порошковой медью, вводимой в виде длинномерного изделия устройства 10. The adjustable melt stream emerging from the container 9 is processed by a modifier of sintered copper powder, introduced in the form of a long product of the device 10.
В кристаллизаторе 5 расплав за счет охлаждения бандажа колеса кристаллизатора 5 изнутри, а бесконечной ленты 6 снаружи начинает кристаллизоваться, образуя корочку по периметру литой заготовки. При дальнейшем совместном с кристаллизатором 5 движении заготовка кристаллизуется по всему сечению и после зоны вторичного охлаждения снимается с колеса и по системе роликов 14, постепенно выпрямляясь, направляется в индуктор 12, где нагревается до температуры прокатки. In the mold 5, the melt due to cooling the bandage of the mold wheel 5 from the inside, and the endless tape 6 outside begins to crystallize, forming a crust along the perimeter of the cast billet. With further joint movement with the crystallizer 5, the workpiece crystallizes over the entire cross section and, after the secondary cooling zone, is removed from the wheel and through the system of rollers 14, gradually straightening, is sent to the inductor 12, where it is heated to the rolling temperature.
В клетях прокатного стана 11 литая заготовка подвергается пластической деформации и приобретает требуемую форму. Перед чистовой клетью стана 11 заготовка интенсивно охлаждается со скоростью 60-70o/сек и благодаря достижению температуры рекристаллизации медного сплава у материала катанки фиксируется твердый пересыщенный раствор, а в случае использования меди у катанки повышаются механические свойства.In the stands of the rolling mill 11, the cast billet undergoes plastic deformation and acquires the desired shape. Before the finishing stand of mill 11, the workpiece is intensively cooled at a speed of 60-70 o / sec and, due to the temperature of recrystallization of the copper alloy being reached, a solid supersaturated solution is fixed on the wire rod material, and in case of using copper, the wire rod increases its mechanical properties.
Наличие восстановительной атмосферы на стадиях обработки расплава в емкости для легирования и в промежуточной емкости позволяет полностью исключить окисление легирующих элементов, а отсутствие за счет этого оксидов в расплаве позволяет гарантировать тракт подачи расплава к кристаллизатору от зашлаковывания и нарушений хода процесса. The presence of a reducing atmosphere at the stages of processing the melt in the alloying tank and in the intermediate tank allows the oxidation of alloying elements to be completely eliminated, and the absence of oxides in the melt thereby guarantees the melt supply path to the mold from slagging and process disturbances.
Лучшее усреднение состава сплава за счет емкости для ввода легирующих элементов, наличия металлопровода и промежуточной емкости позволяет снизить вероятность образования горячих трещин вследствие отсутствия ликваций. The best averaging of the alloy composition due to the capacity for introducing alloying elements, the presence of a metal wire and an intermediate tank reduces the likelihood of hot cracks due to the absence of segregations.
Использование отдельной емкости для легирования и наличие в ней нагревателей позволяет варьировать в широких пределах состав сплава, обеспечивая расплавление любых, даже тугоплавких элементов, усреднить состав металла и тем самым получить равномерный состав по длине литой заготовки. The use of a separate tank for alloying and the presence of heaters in it allows you to vary the composition of the alloy over a wide range, ensuring the melting of any, even refractory elements, average the composition of the metal and thereby obtain a uniform composition along the length of the cast billet.
Кроме того, наличие емкости для легирования позволяет гибко осуществлять переход от литья меди к литью ее сплавов, поскольку, как было указано выше, чисто медный расплав минует эту емкость и подается непосредственно в промежуточную емкость кристаллизатора. In addition, the presence of a tank for alloying allows you to flexibly make the transition from casting copper to casting its alloys, since, as mentioned above, a pure copper melt bypasses this capacity and is fed directly to the intermediate capacity of the mold.
Введение в агрегат устройства для модифицирования расплава позволяет насытить ванну кристаллизатора по всему объему микрохолодильниками частицами меди, являющимися центрами (зародышами) кристаллизации, что дает возможность получить мелкозернистую структуру заготовки, обладающую высокой стойкостью к трещинообразованию. The introduction of a device for modifying the melt into the aggregate makes it possible to saturate the crystallizer bath over the entire volume with micro-refrigerators with copper particles, which are crystallization centers (nuclei), which makes it possible to obtain a fine-grained structure of the workpiece, which is highly resistant to cracking.
Увеличение диаметра колеса кристаллизатора свыше 1,55 м позволяет снизить напряжения в сечении литой заготовки при кристаллизации и съеме ее с кристаллизатора, поскольку, во-первых, при том же угловом обхвате колеса бесконечной лентой радиус закругления формирующейся литой заготовки увеличивается, и, во-вторых, увеличивается длина дуги окружности зоны охлаждения литой заготовки, что позволяет исключить резкое (ударное) охлаждение, являющееся одной из причин горячих трещин в литой заготовке. An increase in the diameter of the mold wheel over 1.55 m makes it possible to reduce stresses in the cross section of the cast billet during crystallization and removing it from the mold, because, firstly, with the same angular girth of the wheel with an endless ribbon, the radius of curvature of the formed cast billet increases, and secondly increases the length of the arc of the circumference of the cooling zone of the cast billet, which eliminates the sharp (shock) cooling, which is one of the causes of hot cracks in the cast billet.
Кроме того, увеличение диаметра роторного кристаллизатора снижает температурные деформации в бандаже, поскольку, как известно, он подвергается циклическому процессу изменения температуры (каждая точка бандажа сначала воспринимает воздействие температуры жидкого металла, а затем, в входе вращения кристаллизатора вместе с литой заготовкой бандаж постепенно охлаждается и после схода заготовки с него эта точка вновь приходит в соприкосновение с жидким расплавом, а увеличение диаметра приводит к увеличению периода этого цикла. In addition, increasing the diameter of the rotor mold reduces the temperature deformation in the bandage, since, as you know, it undergoes a cyclic process of temperature change (each point of the bandage first perceives the influence of the temperature of the liquid metal, and then, in the rotation inlet of the mold together with the cast billet, the bandage is gradually cooled and after the workpiece leaves it, this point again comes into contact with the liquid melt, and an increase in diameter leads to an increase in the period of this cycle.
Увеличение диаметра колеса благоприятно действует и на состояние затвердевшей литой заготовки при ее схеме и последующем протягивании через ролики, т.к. позволяет осуществить более плавное выпрямление за счет съема заготовки с уровня ниже оси колеса роторного кристаллизатора. An increase in the diameter of the wheel favorably affects the state of the hardened cast billet during its design and subsequent pulling through the rollers, because allows for smoother straightening by removing the workpiece from a level below the axis of the wheel of the rotor mold.
Взаимное расположение зон охлаждения позволяет обеспечить выход литой заготовки с температурой более низкой, чем 625-670 oC, что также благоприятно сказывается на трещинообразовании в теле уже твердой заготовки.The mutual arrangement of the cooling zones allows to ensure the exit of the cast billet with a temperature lower than 625-670 o C, which also favorably affects the cracking in the body of a solid billet.
Из теории сопротивления материалов известно, что из сечений одинаковой площади меньшей способностью к изгибу обладают те, у которых отношение высоты к основанию больше, т.е. согласно теории для снижения напряжений в теле литой заготовки при ее изгибе и выпрямлении предпочтительно иметь максимальное отношение ширины основания к высоте, приближаясь, в идеале, к плоскости. From the theory of resistance of materials it is known that from cross sections of the same area, those with a higher ratio of height to base have a lower bending ability, i.e. according to the theory, in order to reduce stresses in the body of the cast billet during its bending and straightening, it is preferable to have a maximum ratio of the width of the base to the height, approaching, ideally, to the plane.
Однако заявителем в результате исследований выявлено, что при достижении определенной величины такого отношения дальнейшее уменьшение высоты не вызывает адекватного снижения напряжений при изгибе, но усложняет обработку давлением прокатной в валках стана. However, the applicant as a result of research revealed that upon reaching a certain value of such a ratio, a further decrease in height does not cause an adequate decrease in stress during bending, but complicates the processing of the pressure in the rolling mill rolls.
Выяснилось, что максимальное отношение основания к высоте, выгодное для устранения трещинообразования и процесса прокатки, равно 1,857, однако учитывая особенности прокатки и сложность перехода от плоских сечений к кругу, оптимальным соотношением является 1,78-1,88. Меньшие отношения приводят к опасности появления горячих трещин, а большие невыгодны для прокатки. It turned out that the maximum ratio of the base to the height, favorable for eliminating crack formation and the rolling process, is equal to 1.857, however, given the features of rolling and the complexity of the transition from flat sections to a circle, the optimal ratio is 1.78-1.88. Smaller ratios lead to the risk of hot cracks, and larger ones are disadvantageous for rolling.
Наличие устройства для нагрева заготовки при ее подаче в стан позволяет снизить нагрузки на подшипники клетей стана, облегчить деформацию металла, а также более равномерно распределить температуру по сечению литой заготовки. Кроме того, это устройство позволяет нагреть заготовки из дисперсионнотвердеющих сплавов до температуры закалки, что позволяет проводить термическую обработку катанки в процессе прокатки, исключая тем самым специальную технологическую операцию и оборудование для нагрева изделия и его быстрого охлаждения. The presence of a device for heating the billet when it is fed into the mill reduces the load on the bearings of the mill stands, facilitates the deformation of the metal, and more evenly distributes the temperature over the cross section of the cast billet. In addition, this device allows you to heat billets of dispersion hardening alloys to a quenching temperature, which allows heat treatment of wire rod during the rolling process, thereby eliminating special technological operations and equipment for heating the product and its rapid cooling.
Установка охлаждения раската перед чистовой клетью позволяет получить качественную продукцию за счет снижения температуры до уровня температуры рекристаллизации металла раската в результате наклепа в предыдущих клетях и получения структуры упрочненного (нагартованного) изделия с фиксацией пересыщенного твердого раствора в случае использования для изготовления катанки дисперсионнотвердеющих медных сплавов. The installation of cooling the roll before the finishing stand allows you to get high-quality products by lowering the temperature to the temperature of recrystallization of the rolled metal as a result of hardening in the previous stands and obtaining the structure of the hardened (cured) product with fixation of the supersaturated solid solution if dispersion hardening copper alloys are used for the manufacture of wire rod.
Пример. Путем расплавления и легирования меди получили сплав, содержащий 0,04-0,06 Sn. Полученный расплав после модифицирования порошковой спеченной медью подавали в кристаллизатор с диаметром бандажа 2 м и имеющего сечение желоба трапецию с основанием 65 мм и высотой 35 мм при площади сечения 2100 мм2. Бесконечная лента охватывала колесо кристаллизатора под углом 118o. Протяженность зоны вторичного охлаждения 50-54o. После кристаллизации заготовка с температурой 650 oC снималась с колеса и направлялась в индуктор, где происходит ее нагрев до 860 oC. Литая заготовка подавалась на прокатку и охлаждалась в валках прокатного стана, а после прохождения через черновые клети она подвергалась резкому охлаждению со скоростью 70 град/сек до температуры 380-400 oC, с которой и поспала в чистовую клеть. Катанка имела отклонения от состава стандарта на более ±0,02 и имела следующие характеристики: HB 1052 МПа, σв 320МПа, δ 21,5 и размер зерна 11,8 мкм. Электросопротивление составило 0,0179 нОм.М. При изготовлении катанки по условиям прототипа механические свойства у нее ниже, чем по предполагаемому изобретению. Твердость у материала катанки достигает 640-670 МПа, временное сопротивление sв 240-248МПа, предел текучести 98-115МПа, относительное удлинение 42-46,5 размер зерна 13,4 мкм. Контактный провод у такой катанки имеет σв 370,5 МА, число скручиваний и перегибов до разрушения соответственно 7 и 4. Интенсивное охлаждение раската при горячей прокатке в случае использования дисперсионнотвердеющих медных сплавов позволяет достигнуть равномерного по всей длине катанного изделия перевода сплава в состояние пересыщенного твердого раствора. Прокатка дисперсионнотвердеющего сплава 0,17 Zn, 0,08 Gr, ост. Cu в течение 10 с с температурой подачи в стан 860 oC позволила при скорости охлаждения 70 г/с достигнуть состояния закалки. Электросопротивление сплава в состоянии пересыщенного твердого раствора составило 0,0274 мОм.м, а после старения 0,0197 мОм.м.Example. By melting and alloying copper, an alloy was obtained containing 0.04-0.06 Sn. The resulting melt, after modification with sintered copper powder, was fed into a mold with a band diameter of 2 m and a trapezoid having a groove cross section with a base of 65 mm and a height of 35 mm with a cross-sectional area of 2100 mm 2 . An endless tape covered the mold wheel at an angle of 118 o . The length of the secondary cooling zone is 50-54 o . After crystallization, the billet with a temperature of 650 o C was removed from the wheel and sent to the inductor, where it was heated to 860 o C. The cast billet was fed to the rolling and cooled in the rolls of the rolling mill, and after passing through the roughing stands it was subjected to sharp cooling at a speed of 70 hail / sec to a temperature of 380-400 o C, with which he slept in a finishing stand. The wire rod had deviations from the standard composition by more than ± 0.02 and had the following characteristics: HB 1052 MPa, σ at 320 MPa, δ 21.5, and grain size 11.8 μm. The electrical resistance was 0.0179 nOhm.M. In the manufacture of wire rod according to the conditions of the prototype, its mechanical properties are lower than according to the proposed invention. The hardness of the wire rod material reaches 640-670 MPa, the tensile strength s is 240-248 MPa, the yield strength is 98-115 MPa, the elongation is 42-46.5, the grain size is 13.4 microns. The contact wire for such a wire rod has a σ of 370.5 MA, the number of twists and bends to failure is 7 and 4, respectively. Intensive cooling of the roll during hot rolling in the case of using dispersion hardening copper alloys allows achieving a uniform transition of the alloy to a state of supersaturated solid along the entire length of the rolled product. solution. Dispersion hardening alloy rolling 0.17 Zn, 0.08 Gr, remainder Cu for 10 s with a feed temperature to the mill of 860 o C allowed to reach a quenching state at a cooling rate of 70 g / s. The electrical resistance of the alloy in the state of supersaturated solid solution was 0.0274 mOhm.m, and after aging 0.0197 mOhm.m.
Литейно-прокатный агрегат позволяет обеспечить стабильный процесс производства катанки из меди и ее сплавов с получением высокого качества поверхности и высоких механических характеристик. The casting and rolling unit allows for a stable process for the production of wire rod from copper and its alloys with obtaining high surface quality and high mechanical characteristics.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95107439A RU2089335C1 (en) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Casting and rolling unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95107439A RU2089335C1 (en) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Casting and rolling unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95107439A RU95107439A (en) | 1997-01-27 |
| RU2089335C1 true RU2089335C1 (en) | 1997-09-10 |
Family
ID=20167567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95107439A RU2089335C1 (en) | 1995-05-17 | 1995-05-17 | Casting and rolling unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2089335C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001039912A1 (en) * | 1999-12-01 | 2001-06-07 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiju 'finao' | Method and device for casting copper alloys |
| RU2623559C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-27 | Акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно - конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Casting wheel of rotary casting machine |
| RU2628804C2 (en) * | 2015-12-22 | 2017-08-22 | Акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно - конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Method for obtaining copper graded roll in cast and rolling plant using rotary type casting machine |
| RU2628805C2 (en) * | 2015-12-22 | 2017-08-22 | Акционерное общество Акционерная холдинговая Компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Rotary casting machine to produce copper workpiece in casting and rolling plant |
| RU2643286C1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-01-31 | Акционерное общество Акционерная холдинговая Компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Casting-rolling unit for producing copper cast billet |
-
1995
- 1995-05-17 RU RU95107439A patent/RU2089335C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Машины непрерывного литья металлов и литейно-прокатные агрегаты. Труды ВНИИМЕТМАШ. Сборник N 41. - М.: 1975, с. 17 - 28. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001039912A1 (en) * | 1999-12-01 | 2001-06-07 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiju 'finao' | Method and device for casting copper alloys |
| RU2623559C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-27 | Акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно - конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Casting wheel of rotary casting machine |
| RU2628804C2 (en) * | 2015-12-22 | 2017-08-22 | Акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно - конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Method for obtaining copper graded roll in cast and rolling plant using rotary type casting machine |
| RU2628805C2 (en) * | 2015-12-22 | 2017-08-22 | Акционерное общество Акционерная холдинговая Компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Rotary casting machine to produce copper workpiece in casting and rolling plant |
| RU2643286C1 (en) * | 2016-12-21 | 2018-01-31 | Акционерное общество Акционерная холдинговая Компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") | Casting-rolling unit for producing copper cast billet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95107439A (en) | 1997-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Emley | Continuous casting of aluminium | |
| CN106601324B (en) | A kind of high bond strength Copper-Aluminum compound conductive material and preparation method thereof | |
| CN108411170B (en) | Preparation method of high-magnesium aluminum alloy welding wire | |
| US4151896A (en) | Method of producing machine wire by continuous casting and rolling | |
| KR101186225B1 (en) | Twin roll casting of magnesium and magnesium alloys | |
| US3613767A (en) | Continuous casting and rolling of 6201 aluminum alloy | |
| CN104588430A (en) | Non-ferrous metal continuous casting-rolling-extrusion integral processing forming device and method | |
| US2752648A (en) | Apparatus for the production of tubular metallic objects | |
| CN111187951A (en) | Aluminum-magnesium-scandium-zirconium-titanium alloy and preparation method thereof | |
| CN106077539B (en) | A kind of preparation process of aluminum alloy strip continuous casting and rolling | |
| RU2089335C1 (en) | Casting and rolling unit | |
| SU1279517A3 (en) | Method of rolling copper wire rod from continuous billet | |
| KR101392178B1 (en) | Method and apparatus for manufacturing of forgeable extrusion materials | |
| EP1727918A1 (en) | High copper low alloy steel sheet | |
| US5404931A (en) | Apparatus for making strips, bars and wire rods | |
| US4624298A (en) | Method of cooling strands in the continuous casting of steel | |
| RU2089334C1 (en) | Method of combined continuous casting and rolling of copper and its alloys | |
| JP3885123B2 (en) | Method for producing Zn-Al alloy wire | |
| EP0875317A1 (en) | Method and apparatus for casting metal wires, bars and tubes in an upwardly direction | |
| CN209476915U (en) | A kind of aluminium alloy rod continuous casting and continuous rolling mill | |
| JPH11170014A (en) | Horizontal continuous casting machine | |
| US3672038A (en) | Method and apparatus for producing extruded steel shapes | |
| JPS5938303B2 (en) | Improved solution heat treatment method for aluminum alloys such as 6201 | |
| US1908168A (en) | Making semifinished or finished steel products | |
| JPS639011B2 (en) |