RU2539892C1 - Wire casting and plant to this end - Google Patents
Wire casting and plant to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2539892C1 RU2539892C1 RU2013150159/02A RU2013150159A RU2539892C1 RU 2539892 C1 RU2539892 C1 RU 2539892C1 RU 2013150159/02 A RU2013150159/02 A RU 2013150159/02A RU 2013150159 A RU2013150159 A RU 2013150159A RU 2539892 C1 RU2539892 C1 RU 2539892C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- metal
- nozzles
- pipeline
- sleeve
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области металлургии и может быть использована для производства тонкой металлической проволоки из сплавов на основе алюминия.The group of inventions relates to the field of metallurgy and can be used for the production of thin metal wire from aluminum-based alloys.
Известен способ непрерывного литья тонкой металлической проволоки, согласно которому расплавленный металл помещают в резервуар, куда подают инертный газ. Для формирования проволоки из резервуара калиброванную жидкую струю металла выпускают на перемещающуюся подложку, непрерывно охлаждая струю потоком жидкости, подаваемой на подложку, при этом осуществляют диссипацию турбулентности подаваемой жидкости, которую ускоряют перед входом в нее струи металла.A known method of continuous casting of a thin metal wire, according to which the molten metal is placed in the tank, which serves an inert gas. To form wire from the reservoir, a calibrated liquid metal stream is released onto a moving substrate, continuously cooling the stream with a stream of liquid supplied to the substrate, while the turbulence of the supplied liquid is dissipated, which is accelerated before the metal stream enters it.
Установка для непрерывного литья проволоки содержит перемещаемую подложку, установленный над ней резервуар с выпускным разливочным стаканом и трубопровод для подачи охлаждающей жидкости на подложку, причем установка оснащена сеткой, установленной перпендикулярно направлению перемещения охлаждающей жидкости на участке между выходным торцом трубопровода и выпускным разливочным стаканом (см. патент СССР №1819186, кл. B22D 11/06, 1993 г.).The installation for continuous casting of wire contains a movable substrate, a tank installed above it with an outlet pouring nozzle and a pipe for supplying coolant to the substrate, the installation being equipped with a grid installed perpendicular to the direction of movement of the coolant in the area between the outlet end of the pipeline and the outlet nozzle (see USSR patent No. 1819186, CL B22D 11/06, 1993).
В результате анализа данного решения необходимо отметить, что при ударном контакте струи расплавленного металла с водой независимо от того, ламинарен или турбулентен ее поток, струя металла изменяет свое сечение и на проволоке имеют место участки с уменьшенным размером (например, диаметром, если проволока имеет форму сечения в виде круга. Все это резко снижает основные характеристики полученной проволоки. Кроме того, при используемом методе охлаждения металла невозможно получить достаточно высокую скорость кристаллизации и мелкозернистую структуру. Известно, что при высокой скорости охлаждения металла (103÷104) К/с микроструктура полуфабрикатов имеет мелкозернистую структуру, которая характеризуется высокими физико-механическими свойствами (прочностью, пластичностью). В известном решении охлаждение струи металла ведется в начальный момент с одной стороны, а не со всех сторон. При попадании жидкой струи металла в воду между водой и жидким металлом образуется паровая рубашка, в результате чего резко ухудшается теплоотдача.As a result of the analysis of this solution, it should be noted that in the case of impact contact of a jet of molten metal with water, regardless of whether its flow is laminar or turbulent, the metal jet changes its cross section and sections with a reduced size (for example, diameter, if the wire has the shape cross-section in the form of a circle. All this sharply reduces the main characteristics of the obtained wire. In addition, using the metal cooling method used, it is impossible to obtain a sufficiently high crystallization rate and fine grain fifth structure. It is known that at high metal cooling rate (March 10 ÷ 10 April) K / s, the microstructure of semi-finished products have a fine grain structure, characterized by high physical-mechanical properties (strength, ductility). In the known solution the metal jet cooling is conducted at the initial time on the one hand, and not on all sides.When a liquid stream of metal enters the water between the water and the liquid metal, a steam jacket forms, resulting in a sharp deterioration in heat transfer.
Известен способ литья проволоки, включающий плавку металла, введение в расплав легирующих компонентов, дегазацию расплава и его выпуск по обогреваемому трубопроводу через калибрующую втулку с последующей кристаллизацией струи жидкого металла в охлаждающей среде и отводом ее посредством движущейся подложки к сборнику, причем плавку и дегазацию ведут в вакуумной печи при низком вакууме, а кристаллизацию осуществляют в кристаллизаторе охлаждающей средой, подаваемой в виде распыленных частиц под острым углом по направлению движения кристаллизуемой струи, при этом диаметр распыленных частиц охлаждающей среды составляет не более 0,01-0,1 диаметра жидкой струи кристаллизуемого расплава, а распыленные частицы охлаждающей среды подают к жидкой струе металла под углом 2-7° в направлении перемещения жидкой струи расплава, а плавку и дегазацию расплава ведут при давлении 10-2÷10-3 мм рт.ст.A known method of casting wire, including melting metal, introducing alloying components into the melt, degassing the melt and releasing it through a heated pipe through a calibrating sleeve, followed by crystallization of the liquid metal jet in a cooling medium and removing it by means of a moving substrate to the collector, moreover, melting and degassing are carried out vacuum furnace at low vacuum, and crystallization is carried out in the mold with a cooling medium supplied in the form of atomized particles at an acute angle in the direction of motion of the crystal sprayed particles, the diameter of the sprayed particles of the cooling medium is not more than 0.01-0.1 times the diameter of the liquid stream of the crystallized melt, and the sprayed particles of the cooling medium are fed to the liquid stream of metal at an angle of 2-7 ° in the direction of movement of the liquid stream of the melt, and melting and degassing of the melt are carried out at a pressure of 10 -2 ÷ 10 -3 mm RT.article
Установка для литья проволоки содержит вакуумную печь с тиглем для плавки и дегазации расплава, подогреваемый трубопровод с калибрующей втулкой на его конце, а также подложку для подачи полученной проволоки в сборник. Установка также содержит вакуумный агрегат, связанный с полостью печи, агрегат для подачи в полость печи инертного газа, а также кристаллизатор. Кристаллизатор установлен под калибрующей втулкой трубопровода и выполнен в виде полого корпуса с патрубком для подвода охлаждающей среды и осевым отверстием для прохода струи кристаллизуемого металла, нижняя стенка корпуса выполнена конической формы и вершиной направлена вверх, а на дне имеются форсунки, выполненные под углом в вертикальной оси корпуса, к нижней части которого пристыкована воронка, имеющая коническую форму, при этом форсунки кристаллизатора расположены под углом 2-7° к вертикальной оси корпуса, а угол конусности воронки составляет 4-14°.The wire casting installation comprises a vacuum furnace with a crucible for melting and degassing the melt, a heated pipeline with a calibrating sleeve at its end, and also a substrate for supplying the obtained wire to the collector. The installation also contains a vacuum unit associated with the cavity of the furnace, a unit for supplying inert gas to the cavity of the furnace, and also a mold. The mold is installed under the calibrating sleeve of the pipeline and is made in the form of a hollow body with a nozzle for supplying a cooling medium and an axial hole for the passage of a stream of crystallized metal, the lower wall of the body is conical and the top pointing upwards, and at the bottom there are nozzles made at an angle in the vertical axis case, to the lower part of which a funnel having a conical shape is docked, while the mold nozzles are located at an angle of 2-7 ° to the vertical axis of the case, and the crow angle is Ki is 4-14 °.
(см. патент РФ №2467827, кл. B22D 11/00, 2012 г.) - наиболее близкий аналог для способа и установки.(see RF patent No. 2467827, class B22D 11/00, 2012) - the closest analogue for the method and installation.
В результате анализа данного решения необходимо отметить, что при его реализации кристаллизацию струи металла осуществляют на вертикальном участке истечения струи расплава. В данном случае весьма сложно получить проволоку высокого качества, так как под действием веса струи металла происходит утонение исходного диаметра струи и тем самым проволоки, а в связи с колебанием давления в печи изменяется и скорость истечения металла, что также влияет на изменение диаметра получаемой проволоки.As a result of the analysis of this solution, it should be noted that during its implementation, the crystallization of a metal jet is carried out in the vertical section of the melt stream. In this case, it is very difficult to obtain a high-quality wire, since under the influence of the weight of the metal stream the initial diameter of the stream and thereby the wire is thinned, and due to pressure fluctuations in the furnace, the metal flow rate also changes, which also affects the change in the diameter of the resulting wire.
При проведении волочения полученной проволоки по этой причине происходят частые обрывы, что значительно снижает производительность процесса.When drawing the resulting wire for this reason, frequent breaks occur, which significantly reduces the productivity of the process.
Площадь контакта вертикального участка струи металла с охлаждающей средой незначительна (мала) и ввиду небольшой протяженности для получения интенсивного охлаждения ее требуется повысить расход охлаждающей среды за счет скорости ее истечения (давления), что приводит к слиянию струй охлаждающей среды, ухудшению условий охлаждения и тем самым снижению физико-механических свойств проволоки.The contact area of the vertical section of the metal jet with the cooling medium is insignificant (small) and, due to its small extent, in order to obtain intensive cooling, it is necessary to increase the flow rate of the cooling medium due to its flow rate (pressure), which leads to the merging of the cooling medium jets, worsening of the cooling conditions, and thereby reduction of physical and mechanical properties of the wire.
Техническим результатом настоящей группы изобретений является разработка способа и установки, обеспечивающих получение проволоки высокого качества с повышенными физико-механическими свойствами.The technical result of this group of inventions is the development of a method and installation, providing high-quality wire with enhanced physical and mechanical properties.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе литья проволоки, включающем плавку металла в тигле, помещенном в вакуумную печь, дегазацию расплава и его выпуск по трубопроводу через калибрующую втулку с последующей кристаллизацией струи жидкого металла в охлаждающей среде и укладкой полученной проволоки в сборник, новым является то, что на выходе из калибрующей втулки и поступающей в кристаллизатор струе кристаллизуемого металла придают спиралеобразную форму, а охлаждающую среду подают на образованную спиралеобразную струю металла в распыленном виде посредством форсунок кристаллизатора, охватывающих снаружи спиралеобразную струю. В установке для литья проволоки, содержащей вакуумную печь с тиглем для плавки и дегазации расплава, трубопровод с калибрующей втулкой на его конце, кристаллизатор, который установлен под калибрующей втулкой трубопровода и сборник полученной проволоки, новым является то, что трубопровод выполнен из двух частей, одна из которых, в которой установлена калибрующая втулка, имеет коленообразную форму и оснащена механизмом ее вращения, а кристаллизатор выполнен в виде кольцевой рамы с вертикальными стойками, на которых один над другим закреплены выполненные в виде колец трубопроводы охлаждающей среды, на которых размещены форсунки для подачи охлаждающей среды на кристаллизуемую проволоку, а сборник установлен внутри кристаллизатора.The specified technical result is ensured by the fact that in the method of casting wire, which includes melting metal in a crucible placed in a vacuum furnace, degassing the melt and releasing it through a pipe through a calibrating sleeve, followed by crystallization of the liquid metal jet in a cooling medium and laying the resulting wire in a collector, new is that at the exit from the calibrating sleeve and the stream of crystallizable metal entering the mold, they give a spiral shape, and the cooling medium is fed to the formed spiral sprayed metal stream by means of crystallizer nozzles, covering externally a spiral-shaped stream. In the installation for casting a wire containing a vacuum furnace with a crucible for melting and degassing the melt, a pipeline with a calibrating sleeve at its end, a mold, which is installed under the calibrating sleeve of the pipeline and a collection of the resulting wire, it is new that the pipeline is made of two parts, one of which, in which the calibrating sleeve is installed, has a knee-shaped shape and is equipped with a mechanism for its rotation, and the mold is made in the form of an annular frame with vertical struts, on which one is fixed above one another The pipes made in the form of rings are pipelines of the cooling medium, on which nozzles are placed for supplying the cooling medium to the crystallizable wire, and the collector is installed inside the mold.
Сущность заявленной группы изобретений поясняется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed group of inventions is illustrated by graphic materials on which:
- на фиг.1 - установка для литья проволоки, общий вид;- figure 1 - installation for casting wire, General view;
- на фиг.2 - поворотный механизм коленообразной части трубопровода;- figure 2 is a rotary mechanism of the knee-shaped part of the pipeline;
- таблица сравнительных данных свойств проволоки, полученной при использовании разработанного решения и наиболее близкого аналога.- a table of comparative data on the properties of the wire obtained using the developed solution and the closest analogue.
Установка для литья проволоки включает вакуумную печь 1, в которой установлен тигель 2. С полостью печи соединены вакуумный агрегат 3 и агрегат 4 подачи инертного газа в полость печи. В тигель 2 введен трубопровод 5, выполненный составным из двух частей, причем одна из частей выполнена коленообразной и имеет возможность вращения относительно другой посредством механизма вращения 6. На выходе данной части трубы установлена калибрующая втулка 7. Установка оснащена кристаллизатором 8, выполненным в виде кольцевой рамы, с вертикальными стойками, на которых по высоте установлены полые кольцевые трубопроводы 9, снабженные форсунками 10. Внутри кристаллизатора в нижней его части размещен сборник 11 проволоки.Installation for casting wire includes a vacuum furnace 1, in which a crucible is installed 2. A vacuum unit 3 and an inert gas supply unit 4 are connected to the furnace cavity. A
Для герметизации стыка частей трубопровода 5используется уплотнение, выполненное в виде надетой на трубу и закрепленной на ней винтами 12 втулки 13, в которой размещен герметизирующий элемент 14. В принципе уплотнение может быть выполнено и иным известным специалистам образом.To seal the junction of the parts of the
Механизм вращения 6 включает установленный на стойке (позиций не обозначена) полый корпус 15, смонтированный в подшипниках 16. Вращающаяся часть трубы пропущена через полость корпуса и скреплена с ним. Корпус посредством ременной передачи 17 связан с двигателем 18. Вращающаяся коленообразная часть трубы обозначена позицией 19.The
Конструкция тигля 2, вакуумного агрегата 3, агрегата подачи инертного газа 4 является известной, она не представляет предмета патентной охраны и поэтому в материалах заявки не раскрыта.The design of the crucible 2, the vacuum unit 3, the inert gas supply unit 4 is known, it does not represent the subject of patent protection and therefore is not disclosed in the application materials.
Заявленный способ на приведенной выше установке осуществляется следующим образом.The claimed method on the above installation is as follows.
Загружают в тигель 2 печи 1 шихту, подключают вакуумный агрегат 3, расплавляют металл. Трубопроводы 9 соединяют с источником подачи охлаждающей среды. Осуществляют дегазацию расплава при температуре 700-850°C при вакууме 10-3 мм рт.ст. После выдержки расплава в печь напускают инертный газ до давления, равного атмосферному. Устанавливают трубопровод 5 в тигель на расстоянии от дна тигля 10-15 мм. Включают механизм 6 вращения части 19 трубопровода 5 и подачу охлаждающей среды по трубопроводам 9 через форсунки 10. Поднимают давление инертного газа в печи до необходимого для истечения металла через калибрующую втулку 7.Download the mixture into the crucible 2 of the furnace 1, connect the vacuum unit 3, and melt the metal. Pipelines 9 are connected to a coolant supply source. The melt is degassed at a temperature of 700-850 ° C under a vacuum of 10 -3 mm Hg. After holding the melt inert gas is injected into the furnace to a pressure equal to atmospheric. Install the
Расплавленный металл на выходе из калибрующей втулки с учетом вращения части 19 трубопровода 5 закручивается и имеет спиралеобразную форму. Расплавленный металл поступает в кристаллизатор 8, где охлаждается распыленной средой, подаваемой форсунками 10. Целесообразно форсунки на трубопроводах относительно друг друга расположены в шахматном порядке так, чтобы факелы охлаждаемой среды не перекрывали друг друга.The molten metal at the outlet of the calibrating sleeve, taking into account the rotation of
После кристаллизации проволока поступает в сборник 11, образуя бухту.After crystallization, the wire enters the collector 11, forming a bay.
За счет того что струю металла закручивают по круговой траектории посредством привода, а охлаждающую среду в распыленном виде подают с внешней стороны витков кристаллизуемого металла, обеспечивается увеличение площади контакта струи металла с охлаждающей средой, так как охлаждение струи расплавленного металла осуществляется по горизонтальной плоскости и одновременно по всем виткам, а не на отдельном вертикальном участке, что приводит к увеличению скорости кристаллизации и повышению физико-механических свойств получаемой проволоки.Due to the fact that the metal stream is twisted along a circular path by means of a drive, and the cooling medium is sprayed from the outside of the turns of crystallized metal, the contact area of the metal stream with the cooling medium is increased, since the molten metal stream is cooled along a horizontal plane and simultaneously all turns, and not in a separate vertical section, which leads to an increase in the crystallization rate and an increase in the physicomechanical properties of the resulting wire.
Полученная проволока после кристаллизации имеет блестящую гладкую поверхность, изменение диаметра в пределах 0,02 мм, обладает высокой пластичностью, что позволяет ее обрабатывать волочением в широком диапазоне размеров и без обрывов.The resulting wire after crystallization has a shiny smooth surface, a change in diameter within 0.02 mm, has high ductility, which allows it to be processed by drawing in a wide range of sizes and without breaks.
Физико-механические свойства полученной проволоки по предлагаемому изобретению и по решению, приведенному в наиболее близком аналоге, приведены в таблице. Как видно, проволока, изготовленная по предлагаемой технологии, по сравнению с проволокой, изготовленной по наиболее близкому аналогу, более качественная по показателям пластичности, прочности, удельному электросопротивлению и отклонению диаметров.Physico-mechanical properties of the obtained wire according to the invention and according to the solution given in the closest analogue are shown in the table. As can be seen, the wire made by the proposed technology, compared with the wire made by the closest analogue, is better in terms of ductility, strength, electrical resistivity and deviation of diameters.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150159/02A RU2539892C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Wire casting and plant to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150159/02A RU2539892C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Wire casting and plant to this end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2539892C1 true RU2539892C1 (en) | 2015-01-27 |
Family
ID=53286687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013150159/02A RU2539892C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Wire casting and plant to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2539892C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2090303C1 (en) * | 1991-05-27 | 1997-09-20 | Компани Женераль дез Этаблиссман Мишлен - Мишлен Э.Ко. | Method and apparatus for producing wire from amorphous iron-base alloy, wire and article reinforced with such wire |
RU2203769C2 (en) * | 1997-04-29 | 2003-05-10 | Оутокумпу Ойй | Method of casting of metal wire, bars and pipes from nonferrous metals with moving upward and device for method embodiment |
RU2467827C1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Method of wire casting and plant to this end |
-
2013
- 2013-11-12 RU RU2013150159/02A patent/RU2539892C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2090303C1 (en) * | 1991-05-27 | 1997-09-20 | Компани Женераль дез Этаблиссман Мишлен - Мишлен Э.Ко. | Method and apparatus for producing wire from amorphous iron-base alloy, wire and article reinforced with such wire |
RU2203769C2 (en) * | 1997-04-29 | 2003-05-10 | Оутокумпу Ойй | Method of casting of metal wire, bars and pipes from nonferrous metals with moving upward and device for method embodiment |
RU2467827C1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Method of wire casting and plant to this end |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101641812B1 (en) | Continuous casting equipment | |
JP2007523745A (en) | Continuous casting method | |
JP2010253529A (en) | Secondary cooling method for continuous casting | |
RU2539892C1 (en) | Wire casting and plant to this end | |
JP2008238264A (en) | Centrifugal casting machine for rapidly cooled solidification | |
US3776295A (en) | Method of continuous rotary casting of metal utilizing a liquefied gas to facilitate solidification | |
CN105170980B (en) | Method for establishing inclined twin-jet-nozzle scanning spray forming technological parameters | |
CN106735032B (en) | Nitrogen protection method and its corresponding structure for SCR method casting copper wire base | |
CN112272593B (en) | In-mold flow control device and in-mold flow control method in thin slab casting | |
US2791812A (en) | Apparatus for the continuous and semicontinuous casting of metals | |
JP2011088797A (en) | Method and system of cooling glass tube | |
WO2013152946A1 (en) | A method for producing shot from melt, a device for carrying out same, a device for cooling melt fragments, and a die for producing shot from melt | |
JP2009095874A (en) | Continuous casting equipment of magnesium alloy | |
JP2017164805A (en) | Continuous casting method | |
BR112012004433B1 (en) | DEVICE AND PROCESS FOR GASIFICATION OF A MELTED STEEL PASTA, AND OUTPUT SNORKEL EMPLOYMENT | |
RU2467827C1 (en) | Method of wire casting and plant to this end | |
ITMI20000458A1 (en) | PERFECTED UNLOADER FOR CONTINUOUS CASTING | |
JP5893796B2 (en) | Metal continuous casting process | |
CN105598168A (en) | Short-flow continuous forming device for tin-bismuth alloy welding wire and forming method | |
JPWO2015194642A1 (en) | Dissimilar substrate discharge structure of molten glass, glass article manufacturing apparatus and manufacturing method | |
JP2016533276A (en) | Continuous casting nozzle assembly for casting metal pipes | |
JP6497200B2 (en) | Immersion nozzle for strip casting apparatus and strip casting apparatus | |
US124911A (en) | Improvement in apparatus for manufacturing tin-lined lead pipes | |
US10512969B2 (en) | Up-drawing continuous casting method and up-drawing continuous casting apparatus | |
EP2501507B1 (en) | Continuous casting nozzle for a rod, wire or pipe in upward vertical metal casting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |