RU2734291C2 - Способ преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии - Google Patents

Способ преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии Download PDF

Info

Publication number
RU2734291C2
RU2734291C2 RU2018137484A RU2018137484A RU2734291C2 RU 2734291 C2 RU2734291 C2 RU 2734291C2 RU 2018137484 A RU2018137484 A RU 2018137484A RU 2018137484 A RU2018137484 A RU 2018137484A RU 2734291 C2 RU2734291 C2 RU 2734291C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
rolling
temperature
emulsion
metal
Prior art date
Application number
RU2018137484A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018137484A3 (ru
RU2018137484A (ru
Inventor
Джулио ПРОПЕРЦИ
Original Assignee
Джулио ПРОПЕРЦИ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Джулио ПРОПЕРЦИ filed Critical Джулио ПРОПЕРЦИ
Publication of RU2018137484A publication Critical patent/RU2018137484A/ru
Publication of RU2018137484A3 publication Critical patent/RU2018137484A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2734291C2 publication Critical patent/RU2734291C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/003Drawing materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special drawing methods or sequences
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к получению проволоки из цветных металлов и может быть использовано, в частности, для изготовления изделий электротехнического назначения. Способ преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов, таких как алюминий, медь и их сплавы, в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии без использования устройства для отжига включает уменьшение диаметра для перехода от катанки к проволоке посредством процесса пластической деформации, при этом по меньшей мере часть механической энергии, подводимой к обрабатываемому металлу для осуществления уменьшения его диаметра, преобразуют в тепловую энергию для отжига металла, а температурой подвергаемого пластической деформации металла управляют таким образом, чтобы иметь в конце процесса пластической деформации проволоку при температуре, большей или равной температуре рекристаллизации. Изобретение направлено на получение проволоки с характеристиками, аналогичными характеристикам проволоки, подвергнутой операции отжига, что позволяет избежать термообработки отжигом, необходимой в обычных методах производства, за счет чего достигается значительная экономия производственных затрат. 17 з.п. ф-лы, 2 пр., 5 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии. Ради простоты материал катанки и получаемой из нее проволоки ниже будет называться «металлом», независимо от того, состоит ли этот материал из металла или из металлического сплава.
Как известно, начальная обработка катанки из цветных металлов электрического назначения, в частности из меди или алюминия, общеизвестная как стадия черновой обработки или просто черновая обработка, выполняется с использованием многоступенчатых волочильных досок, однопроволочных и двухпроволочных, то есть волочильных досок, которые одновременно обрабатывают две катанки параллельно.
Для ETP или FRHC или бескислородной меди волочильные доски черновой обработки по существу используются для того, чтобы уменьшить катанку диаметром 8 мм до проволоки с диаметром в диапазоне 2-1,5 мм.
Наиболее часто используемым диапазоном является диаметр около 2-1,8 мм вследствие того, что меньшие диаметры в результате внутренних ограничений машины чрезмерно уменьшают производительность.
Для алюминия наиболее распространенный исходный диаметр катанки составляет 9,5 мм, который уменьшается до минимального диаметра приблизительно 2,5 мм.
Многоступенчатые волочильные доски по существу состоят из ряда волочильных досок, чередующихся с волочильными барабанами. Проволока уменьшается до меньшего диаметра, так как она должна пройти через коническое отверстие волочильной доски под натяжением барабана.
Получаемая при волочении холодная деформация уменьшает размеры ячеек кристаллической решетки металла и всегда дает эффект упрочнения металла, т.е. увеличения разрывного усилия с одновременным резким снижением относительного удлинения.
В некоторых случаях этот эффект желателен для того, чтобы увеличить разрывное усилие проволоки; в большинстве случаев, однако, когда проволока должна подвергаться дальнейшим низкотемпературным процессам, этот эффект упрочнения означает, что проволока должна быть подвергнута термической обработке отжигом, поскольку проволока ниже некоторых пределов удлинения уже не является пластичной и тягучей и разрушается при деформации, и поэтому ее невозможно подвергать процессам пластической деформации.
Необходимость отжига проволоки после волочения более важна в обработке алюминиевых сплавов для механических применений и меди, чем для чистого алюминия, известного как «сорт ЕС», поскольку он обычно не обрабатывается до тонких или даже капиллярных диаметров, как это происходит с медью.
Для того, чтобы оптимизировать производство, промышленная практика заключается в том, чтобы использовать на сборочной линии после волочения устройство отжига для восстановления характеристик алюминиевого сплава или меди до исходного состояния, а именно состояния высокой обрабатываемости и пластичности. Поскольку существует слишком много алюминиевых сплавов для механических применений, чтобы описывать поведение каждого из них, настоящее описание будет главным образом рассматривать медь, хотя способ по изобретению также может быть применен и к алюминиевым сплавам.
Встраиваемое в линию устройство отжига в принципе представляет собой нагреватель и охладитель проволоки, которая за очень короткое время доводится (обычно за счет эффекта Джоуля) сначала до температуры рекристаллизации, а затем возвращается к температуре окружающей среды резким охлаждением. Эта термообработка выполняется в контролируемой газовой среде для того, чтобы предотвратить окисление поверхности проволоки, которое происходило бы вследствие высокой температуры.
Эта термообработка снимает упрочнение, которому медь подверглась во время холодной деформации в волочильной доске, восстанавливая удлинение проволоки до уровня около 35-40%, но она оказывает значительное влияние на производственные затраты при изготовлении проволоки.
В качестве примера можно привести одну из самых известных на рынке современных многоступенчатых однопроволочных волочильных досок, которая может превращать катанку диаметром 8 мм из электротехнической (ETP) меди в проволоку с диаметром 2 мм со скоростью 25 м/с, требует установки приблизительно 350 кВт мощности для волочильной доски и приблизительно 220 кВт для устройства отжига. С учетом того факта, что обычно используются приблизительно 70% установленной мощности, фактическое потребление составляет 245 кВт·ч на волочение и 154 кВт·ч на отжиг.
При часовой производительности приблизительно 2,5 т/ч, операция отжига требует потребления электроэнергии около 150 кВт·ч, деленных на 2,5 т/ч, то есть приблизительно 60 кВт·ч на каждую тонну произведенной проволоки.
Следовательно, в целом при традиционном способе производства такого рода на тонну произведенной проволоки потребляется примерно 160 кВт·ч энергии.
Использование устройства отжига, необходимого в обычных методах производства, оказывает значительное влияние на общие производственные затраты, как вследствие ее амортизации, так и из-за стоимости необходимой для отжига энергии, которая добавляется к энергии, требуемой для волочения.
Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать способ преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии, который позволяет заметно уменьшить общие производственные затраты.
В рамках этой цели задача изобретения состоит в том, чтобы разработать способ, который не требовал бы устройства отжига и позволял бы поэтому исключить как капитальные, так и эксплуатационные затраты на этот компонент.
Другая задача изобретения состоит в том, чтобы предложить способ, который можно осуществлять обычными устройствами или устройствами, которые могут быть получены путем простых модификаций из обычных устройств.
Эта цель и эти и другие задачи, которые станут более понятными в дальнейшем, достигается и решаются с помощью способа преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии, в котором уменьшение диаметра для перехода от катанки к проволоке осуществляют посредством процесса пластической деформации, отличающегося тем, что температурой подвергаемого пластической деформации металла управляют так, чтобы иметь в конце процесса пластической деформации проволоку при температуре, большей или равной температуре рекристаллизации.
Дополнительные характеристики и преимущества изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания предпочтительного, но не исключительного, варианта реализации способа по изобретению, который проиллюстрирован в качестве неограничивающего примера на сопроводительных чертежах, где:
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение установки для осуществления способа по изобретению;
Фиг. 2a и 2b представляют собой схематические поперечные разрезы валков двух смежных блоков прокатки прокатного стана, который может использоваться для осуществления способа по изобретению;
Фиг. 3a и 3b представляют собой схематические поперечные разрезы валков двух смежных блоков прокатки прокатного стана другого типа, который может использоваться для осуществления способа по изобретению.
Как показано на фигурах, способ по изобретению основан по сути на использовании по меньшей мере части той механической энергии, которая подводиться к обрабатываемому металлу для осуществления уменьшения его диаметра и которая преобразуется в тепловую энергию, для того, чтобы довести обрабатываемый металл до по меньшей мере температуры рекристаллизации ближе к концу обработки для уменьшения диаметра. Более конкретно, в способе по изобретению уменьшение диаметра для перехода от катанки к проволоке достигается посредством процесса пластической деформации, и температурой подвергаемого пластической деформации металла управляют так, чтобы иметь в конце процесса пластической деформации проволоку при температуре, большей или равной температуре рекристаллизации.
Предпочтительно, процесс пластической деформации предназначен для получения уменьшения площади поперечного сечения катанки по меньшей мере на 85%.
Хотя процесс пластической деформации в способе по изобретению также может быть осуществлен путем волочения или прокатки, предпочтительным является процесс прокатки, управляющий охлаждением прокатываемого металла так, чтобы довести его температуру в конце процесса прокатки по меньшей мере до температуры рекристаллизации металла.
На практике, способ по изобретению основан на использовании для отжига металла мощности электродвигателя или электродвигателей, которые приводят в действие блоки прокатки прокатного стана, которая преобразуется в тепло внутри обрабатываемого металла. В известном уровне техники это тепло полностью отводят контуром охлаждения волочильных досок, которые в настоящее время используются для черновой обработки, или блоков прокатки прокатных станов, используя в качестве охлаждающего агента эмульсию, состоящую из воды и минерального или синтетического масла, или специальный состав с процентом масла, обычно составляющим в диапазоне между 1% и 5 % массовыми в расчете на массу воды.
Способ по изобретению вместо этого использует охлаждающий агент в жидкой форме с другим составом и соответствующий контур охлаждения, который, однако, может управлять отводом тепла из обрабатываемого металла с повышением его температуры на заключительных стадиях прокатки. Эти действия по управлению отводом тепла, то есть конечной температурой металла, легче осуществлять при использовании прокатных станов, поскольку используемые в настоящее время матрицы (фильеры) волочильных досок предназначены для работы при низких температурах.
По сути, металл в способе по изобретению во время прокатки обрабатывают при температуре, которая является более высокой, чем в обычных способах прокатки, и которая является достаточной для того, чтобы получить рекристаллизацию ближе к завершению уменьшения его диаметра при переходе от катанки к проволоке.
Таким образом, проволока получается с минимальным упрочнением, то есть с высоким удлинением, что устраняет какую-либо потребность в отжиге перед последующей обработкой.
Более конкретно, используемый в обычных способах прокатки охлаждающий агент, который также должен обладать смазочными свойствами в отношении валков, прокладок и других деталей машины, обычно представляет собой эмульсию воды и масла конкретного состава, в котором масло присутствует в количестве, составляющем между 1% и 5% массовыми по отношению к количеству воды. В способе по изобретению охлаждающий агент также состоит из эмульсии масла и воды, но масло присутствует в нем с процентном содержании более 5% и вплоть до 25% массовых по отношению к количеству воды. Поскольку масло имеет намного более низкую удельную теплоемкость, чем вода, эта эмульсия, которая имеет высокую долю масла, уменьшает отвод тепла приблизительно в соответствии с соотношением между удельной теплоемкостью масла и удельной теплоемкостью воды и пропорционально проценту масла по отношению к проценту воды.
Установка для осуществления способа по изобретению схематично показана на Фиг. 1 и в целом обозначена ссылочным номером 1.
Катанка 2, сходящая с бунта 3, входит в прокатный стан 4, где она претерпевает уменьшение диаметра до тех пор, пока она не станет проволокой, обозначенной ссылочным номером 2a, и где, как объяснено выше, она претерпевает нагрев, который доводит ее температуру на заключительных стадиях прокатки по меньшей мере до температуры рекристаллизации. Проволока 2a на выходе из прокатного стана 4 входит в камеру 5 с регулируемой неокисляющей атмосферой, где она проходит участок, будучи направляемой шкивами 6, и на выходе из камеры 5 ее охлаждают в трубе 7, в которой охлаждающая эмульсия течет с высокой скоростью. На выходе из трубы 7 проволоку 2a собирают известным самим по себе образом в контейнер 8 сматывающим устройством 9, скорость которого синхронизирована со скоростью прокатного стана 4 посредством датчика 10.
Прокатный стан, используемый для осуществления способа по изобретению, образован прокатным станом с блоками прокатки, расположенными в линию, т.е. последовательно, предпочтительно многоступенчатого прецизионного прокатного стана, выполненного с возможностью прокатки малых диаметров, ≤ 2 мм, например, но не исключительно, прокатного стана типа Micro Rolling Mill производства компании «Continuus-Properzi S.p.A.».
Фиг. 2a и 2b показывают два блока прокатки прокатного стана, который может использоваться для осуществления способа по изобретению, расположенные последовательно друг за другом вдоль пути прохождения металла во время прокатки. В каждом блоке прокатки валки 11, имеющиеся в количестве трех на один блок и распределенные вокруг оси катанки 2, соединены посредством зубчатых колес 12 с приводным валом 13, который, в свою очередь, соединен с зубчатой передачей 14 посредством муфты 15. Зубчатая передача 14 соединена с обычным и не показанным ради простоты электродвигателем, который приводит в действие различные блоки прокатки. Как можно заметить, валки блока прокатки, показанного на Фиг. 2a, выполнены с такой формой контура, чтобы получить у катанки 2 треугольное поперечное сечение со скругленными вершинами, в то время как валки блока прокатки, показанного на Фиг. 2b, выполнены с такой формой контура, чтобы получить у катанки 2 круглое или округлое поперечное сечение. Блоки прокатки прокатного стана располагаются так, чтобы последовательно производить деформацию поперечного сечения катанки в последовательности треугольник-круг-треугольник вплоть до конечного круга.
Фиг. 3a и 3b показывают два блока прокатки другого типа прокатного стана, который также может использоваться для осуществления способа по изобретению, расположенные последовательно друг за другом вдоль пути прохождения металла во время прокатки. В этом случае каждый блок прокатки состоит из двух взаимно противоположных валков 21a, 21b, между которыми пропускается катанка 2. В блоке прокатки, показанном на Фиг. 3a, валки 21a взаимно соединены зубчатыми колесами 22a и посредством муфты 23a соединены с зубчатой передачей 25a, которая соединена, в свою очередь, с электродвигателем 24a. В блоке прокатки, показанном на Фиг. 3b, валки 21b соединены посредством зубчатых колес 22b с приводным валом 25b, который, в свою очередь, соединен с соответствующим электродвигателем 24b посредством муфты 23b. Как можно заметить, в этом случае валки блока прокатки, показанного на Фиг. 3a, выполнены с такой формой контура, чтобы получить у катанки 2 эллиптическое поперечное сечение, в то время как валки блока прокатки, показанного на Фиг. 3b, выполнены с такой формой контура, чтобы получить у катанки 2 круглое или округлое поперечное сечение. Блоки прокатки прокатного стана располагаются так, чтобы последовательно производить деформацию поперечного сечения катанки в последовательности эллипс-круг-эллипс вплоть до конечного круга.
Распределение охлаждающего агента в различных блоках прокатки минимизировано и может быть импульсным и/или синусоидальным, то есть расход эмульсии может регулироваться от нуля до максимума и может произвольно меняться на протяжении временных интервалов; например, он может проходить от нуля до максимума за 2 секунды, а затем возвращаться к нулю еще за 2 секунды, таким образом уполовинивая средний расход эмульсии в единицу времени. Это позволяет избежать повреждения валков, независимо от того, сделаны ли они из стали, или карбида, или керамики, и/или других механических деталей, и в то же самое время произвольно уменьшать в обширном диапазоне возможностей количество тепла, отводимого из металла. Учитывая, что C=K·P·ΔT, где C – количество удаляемых калорий, P – расход эмульсии, ΔT – увеличение температуры эмульсии между точкой подачи и точкой выхода, и K – удельная теплоемкость эмульсии, необходимо уменьшать значение K, как было объяснено ранее, путем увеличения процента масла в эмульсии и минимизации ее расхода по сравнению с известным уровнем техники.
Второй способ распределения эмульсии заключается в различном управлении ею от одного блока прокатки к другому; например, использовании более высокого расхода эмульсии в первых блоках прокатки и уменьшении его до минимума в последних блоках прокатки, или наоборот.
Таким образом получается достаточное смазочное действие эмульсии и, в то же самое время, минимизируется охлаждающее действие, что гарантирует, что большая часть мощности электродвигателя или электродвигателей, которые приводят в действие блоки прокатки, вносит вклад в повышение температуры обрабатываемого металла.
Управление обеспечиваемым эмульсией охлаждением, коррелируемое с выходной скоростью, которая в предпочтительном варианте реализации составляет между 25 и 30 м/с, и коррелируемое с поглощаемой мощностью электродвигателя, может давать проволоку диаметром 2 мм после последнего блока прокатки при желаемой температуре рекристаллизации, большей или равной 250°C.
Эмульсия в соответствии с требованиями может распределяться по всем блокам прокатки или только по части этих блоков. Кроме того, эмульсия может распределяться в распыленной форме.
Необязательно, эмульсия, используемая для управления температурой подвергаемого прокатке металла, может быть снабжена добавкой этилового или метилового или изопропилового спирта в количестве, составляющем между 1% и 3% в расчете на полную массу эмульсии, для того, чтобы использовать преимущество свойства таких спиртов объединяться с кислородом, тем самым химически растворяя окисленный слой поверхности проволоки, если она выполнена из меди.
В проведенных испытаниях было также найдено, что проволока должна оставаться при температуре, по меньшей мере равной температуре рекристаллизации, в течение времени, необходимого для получения достаточной рекристаллизации, чтобы гарантировать, что проволока имеет удлинение 35% или больше перед ее охлаждением. Необходимое время составляет по меньшей мере 1/5 секунды, и оно получается при прохождении проволоки пути между передаточными шкивами 6, расположенными в камере 5 с регулируемой неокисляющей атмосферой.
Проволока на выходе из камеры 5 с регулируемой атмосферой окончательно охлаждается в трубе 7 посредством эмульсии, которая может быть той же самой эмульсией, использовавшейся для управления температурой в прокатном стане 4. Посредством охлаждения в трубе 7 температуру проволоки доводят ниже температуры окисления.
Если производимая проволока продается больше по эстетическим, чем технологическим соображениям, подразумевая, что посредством прокатки могут быть получены допуски на округлость, равные ± 1%, то после охлаждения, но все еще на технологической линии может быть выполнен дрессировочный проход с небольшим относительным уменьшением площади (обжатием) менее 5% с тем, чтобы получить превосходную отделку поверхности с минимальным уменьшением относительного удлинения.
Ниже приведены два примера выполнения способа по изобретению в сравнении с обычным способом, выполняемым с помощью современной многоступенчатой, однопроволочной волочильной доски для преобразования катанки диаметром 8 мм из ETP меди в проволоку с диаметром 2 мм со скоростью производства 25 м/с.
Пример 1:
Первое испытание применения способа по изобретению осуществляли с установкой показанного на Фиг. 1 типа, используя в качестве прокатного стана прокатный стан Micro Rolling Mill производства компании «Continuus-Properzi S.p.А.», г. Милан, Италия, оборудованный размотчиком катанки, контуром для охлаждающей эмульсии, одним электродвигателем мощностью 250 кВт для приведения в действие прокатного стана и намотчиком Niehoff для сматывания проволоки.
Прокатный стан использованного типа имеет восемь блоков прокатки, каждый с тремя валками с теоретическим диаметром 170 мм. Последовательность блоков прокатки принимает медную катанку диаметром 8 мм и по шагам треугольник-круг-треугольник обжимает ее до диаметра 2 мм на выходе. Использовалась стандартная ETP медная катанка с диаметром 8 мм, купленная на европейском рынке.
На выходе из прокатного стана набор из шести шкивов пропускал проволоку по пути длиной приблизительно 6 м в камере с регулируемой неокисляющей атмосферой перед ее входом в охлаждающую трубу, питаемую той же самой охлаждающей эмульсией, что и прокатный стан. Затем проволока сматывалась известным образом.
После некоторых испытаний для стабилизации работы катанку диаметром 8 мм прокатывали до достижения окончательного диаметра 2 мм со скоростью 25 м/с, что соответствует примерно 2500 кг/ч, с эмульсией, подаваемой поочередно ко всем блокам прокатки с нечетными номерами, а через две секунды – к блокам прокатки с четными номерами; то есть каждый блок прокатки получал эмульсию в течение двух секунд с расходом 10 л/мин, поочередно с двумя секундами без эмульсии. Содержание синтетического масла в воде для образования эмульсии поддерживалось в диапазоне между 10% и 11%. Удлинение проволоки, смотанной в бунт, постоянно сохранялось более высоким, чем 40%, в то время как для подобной обработки с помощью обычной волочильной доски было бы вместо этого получено удлинение ≤5% перед отжигом.
Как было упомянуто выше, полное потребление энергии на волочильную доску и устройство отжига, то есть при использовании способа обычного типа, составляет что-то около 160 кВт·ч на тонну произведенной проволоки, согласно данным в предложениях от производителей и собранным эксплуатационным данным.
Новый способ, осуществляемый с использованием модели прокатного стана Micro Rolling Mill, обеспечил среднюю экономию энергии во время испытаний примерно 50%, поскольку энергопотребление на тонну произведенной проволоки составило всего лишь 83-85 кВт·ч.
Пример 2:
Во втором испытании, осуществленном с использованием той же самой установки, что и в примере 1, ту же катанку прокатывали при той же самой скорости, что и в примере 1, и до того же самого окончательного диаметра. В этом втором испытании эмульсию распределяли равномерно по всем блокам прокатки, но под высоким давлением и с использованием распылителей, которые распыляли эмульсию надлежащим образом. Точка равновесия, которая давала (как и в первом испытании) проволоку диаметром 2 мм с удлинением 40%, была достигнута при общем расходе эмульсии, равном 45 л/мин, в восьми блоках прокатки. В последних четырех блоках прокатки использовались высокотемпературные подшипники.
Полное потребление энергии в этом втором испытании также оказалось по-прежнему очень выгодным относительно способов известного уровня техники, стабилизировавшись на примерно 85 кВт·ч на тонну произведенной проволоки.
На практике было найдено, что способ по изобретению полностью достигает поставленной цели, поскольку за счет устранения необходимости в использовании устройства отжига он позволяет заметно снизить затраты на производство проволоки.
При использовании способа по изобретению не только экономится электроэнергия, затрачиваемая на устройство отжига, но и достигается экономия в процессе пластической деформации металла, поскольку деформация прокаткой требует меньше энергии, чем деформация посредством ряда матриц, и это обусловлено разницей, присущей деформации кристаллов металла в этих двух типах деформации, а также тем, что повышение температуры металла означает, что для деформации во время прокатки требуется меньше энергии.
Способ по изобретению также дает экологическую выгоду; фактически, контур технической воды, которая охлаждает эмульсию, и соответствующая градирня также выделяют в окружающую среду такое количество тепла, которое практически наполовину меньше относительно установки с волочильной доской и устройством отжига.
Другое преимущество способа по изобретению состоит в том, что он позволяет осуществлять черновую обработку катанки из цветных металлов с помощью более компактных и менее шумных установок.
Хотя изобретение было описано преимущественно со ссылкой на обработку меди, оно может быть также использовано для обработки алюминиевых сплавов при регулировании температуры металла так, чтобы в конце процесса пластической деформации металла с получением проволоки с желаемым диаметром из катанки получить проволоку с температурой, большей или равной температуре рекристаллизации обрабатываемого металла.
Изложенный таким образом способ можно подвергнуть многочисленным модификациям и вариациям, все из которых входят в объем охраны прилагаемой формулы изобретения. Таким образом, например, вместо того, чтобы использовать моторизованные валки, могут использоваться холостые валки, чередуемые с моторизованными барабанами, которые увлекают обрабатываемую проволоку. Пластическая деформация металла для получения желаемого уменьшения диаметра при переходе от катанки к проволоке, в конце концов, может быть также реализована с помощью волочильных досок, при условии, что они модифицированы относительно обычных волочильных досок, предназначенных для работы при низких температурах, так, чтобы на конечной стадии пластической деформации достигалась температура, по меньшей мере равная температуре рекристаллизации обрабатываемого металла.
Кроме того, все детали могут быть заменены другими, технически эквивалентными элементами.
Раскрытие итальянской патентной заявки № 102016000031451 (UA2016A002023), приоритет которой испрашивается данной заявкой, включено сюда посредством ссылки.
Там, где технические признаки, указанные в каком-либо пункте формулы изобретения, сопровождаются ссылочными обозначениями, эти ссылочные обозначения включены с единственной целью увеличения ясности формулы изобретения, и соответственно такие ссылочные обозначения не оказывают никакого ограничивающего влияния на интерпретацию каждого элемента, идентифицированного для примера такими ссылочными обозначениями.

Claims (18)

1. Способ преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов, таких как алюминий, медь и их сплавы, в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии без использования устройства для отжига, в котором уменьшение диаметра для перехода от катанки к проволоке осуществляют посредством процесса пластической деформации и в котором по меньшей мере часть механической энергии, подводимой к обрабатываемому металлу для осуществления уменьшения его диаметра, преобразуют в тепловую энергию для отжига металла, причем температурой подвергаемого пластической деформации металла управляют таким образом, чтобы иметь в конце процесса пластической деформации проволоку при температуре, большей или равной температуре рекристаллизации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый процесс пластической деформации адаптирован для получения уменьшения площади поперечного сечения катанки, по меньшей мере равного 85%.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уменьшение диаметра для перехода от катанки к проволоке осуществляют посредством процесса прокатки с управлением охлаждением прокатываемого металла таким образом, чтобы довести его температуру в конце процесса прокатки до температуры, более высокой или по меньшей мере равной температуре рекристаллизации металла.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что катанка, подвергаемая процессу пластической деформации, выполнена из ETP или FRHC или бескислородной меди, и тем, что температура проволоки в конце процесса пластической деформации составляет по меньшей мере 250°C.
5. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что катанка, подвергаемая процессу пластической деформации, выполнена из алюминия или алюминиевого сплава и температура проволоки в конце процесса пластической деформации по меньшей мере равна температуре рекристаллизации материала, составляющего катанку.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что охлаждением прокатываемого металла управляют с использованием в качестве охлаждающего агента в процессе прокатки эмульсии синтетического эмульгируемого масла и воды с процентным содержанием синтетического эмульгируемого масла, составляющим между 5 и 25% от количества воды.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что процесс прокатки осуществляют с помощью прокатного стана (4), состоящего из последовательно расположенных блоков прокатки, причем упомянутую эмульсию распределяют по всем блокам прокатки.
8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что процесс прокатки осуществляют с помощью прокатного стана (4), состоящего из последовательно расположенных блоков прокатки, причем упомянутую эмульсию распределяют по части упомянутых блоков прокатки.
9. Способ по любому из пп. 6-8, отличающийся тем, что упомянутую эмульсию распределяют импульсным образом в по меньшей мере часть упомянутых блоков прокатки.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что упомянутую эмульсию распределяют импульсным образом в по меньшей мере часть упомянутых блоков прокатки с переменным периодом импульсов.
11. Способ по любому из пп. 6-10, отличающийся тем, что упомянутую эмульсию распределяют в по меньшей мере часть упомянутых блоков прокатки в распыленной форме.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что проволоку после процесса прокатки выдерживают в неокисляющей атмосфере в течение заданного времени.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что проволоку после процесса прокатки выдерживают в неокисляющей атмосфере в течение времени, равного по меньшей мере 1/5 с.
14. Способ по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что проволоку после процесса прокатки подвергают охлаждению для того, чтобы довести ее температуру до температуры ниже температуры окисления.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что проволоку после процесса прокатки подвергают охлаждению для того, чтобы довести ее температуру до температуры ниже температуры окисления, до температуры, которая является подходящей для прохода дрессировочной прокатки.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что проволоку после упомянутого процесса прокатки подвергают этапу волочения для чистовой отделки поверхности.
17. Способ по п. 15 или 16, отличающийся тем, что упомянутое охлаждение проволоки после процесса прокатки осуществляют посредством той же самой эмульсии, используемой для управления охлаждением прокатываемого металла.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что к упомянутой эмульсии добавляют процент этилового, или метилового, или изопропилового спирта, составляющий между 1 и 3%.
RU2018137484A 2016-03-25 2017-03-24 Способ преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии RU2734291C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102016000031451 2016-03-25
ITUA2016A002023A ITUA20162023A1 (it) 2016-03-25 2016-03-25 Procedimento per trasformare vergella di metalli non ferrosi e loro leghe in filo ad alto allungamento e allo stato ricotto.
PCT/EP2017/057051 WO2017162849A1 (en) 2016-03-25 2017-03-24 Method for converting wire rod of nonferrous metals and alloys thereof to wire with high elongation and in the annealed state

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018137484A RU2018137484A (ru) 2020-04-27
RU2018137484A3 RU2018137484A3 (ru) 2020-05-21
RU2734291C2 true RU2734291C2 (ru) 2020-10-14

Family

ID=56235903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018137484A RU2734291C2 (ru) 2016-03-25 2017-03-24 Способ преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11400500B2 (ru)
EP (1) EP3433394B1 (ru)
JP (1) JP6961674B2 (ru)
KR (1) KR102383934B1 (ru)
CN (1) CN108779541B (ru)
ES (1) ES2912609T3 (ru)
IT (1) ITUA20162023A1 (ru)
MX (1) MX2018011646A (ru)
RU (1) RU2734291C2 (ru)
WO (1) WO2017162849A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11713501B2 (en) 2019-11-15 2023-08-01 Roteq Machinery Inc. Machine line and method of annealing multiple individual aluminum and copper wires in tandem with a stranding machine for continuous operation
CN111560575B (zh) * 2020-06-13 2021-09-10 鹰潭市众鑫成铜业有限公司 一种防氧化的铜线退火方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3613767A (en) * 1969-05-13 1971-10-19 Southwire Co Continuous casting and rolling of 6201 aluminum alloy
SU1289567A1 (ru) * 1985-01-02 1987-02-15 Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности Способ получени медной катанки
US20060157167A1 (en) * 2005-01-17 2006-07-20 Hitachi Cable, Ltd. Copper alloy conductor, and trolley wire and cable using same, and copper alloy conductor fabrication method
US20100230069A1 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 Hitachi Cable, Ltd. Method of making copper wire rod with low semi-softening temperature, method of making copper wire and copper wire
EP2580005A2 (en) * 2010-06-09 2013-04-17 Danieli & C. Officine Meccaniche SpA High-speed wire rod rolling apparatus and method

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2886428A (en) 1956-12-26 1959-05-12 Madono Osamu Method of manufacturing ductile high aluminum iron alloy
JPS4956134U (ru) * 1972-08-26 1974-05-17
US3933660A (en) * 1974-08-13 1976-01-20 Toho Chemical Industry Co., Ltd. Rolling oils
US4066475A (en) 1974-09-26 1978-01-03 Southwire Company Method of producing a continuously processed copper rod
FR2313458A1 (fr) 1975-06-06 1976-12-31 Pechiney Aluminium Perfectionnements aux procedes de fabrication de conducteurs electriques en alliage al-mg-si destines en particulier aux applications sous forme de fils et cables isoles
ZA773464B (en) * 1976-06-16 1978-04-26 Southwire Co Method of producing a continuously processed copper rod
US4132662A (en) 1978-01-05 1979-01-02 Emery Industries, Inc. Rolling oil for aluminous metals
US4402766A (en) 1981-03-23 1983-09-06 Lamitref Aluminium Process of manufacturing of aluminium wire rods
LU83249A1 (fr) * 1981-03-23 1983-02-22 Huwaert Leo Cloostermans Procede de fabrication de fil machine en aluminium
JP2857776B2 (ja) 1989-09-13 1999-02-17 同和ハイテック株式会社 金属表面耐酸化性付与処理方法
JPH1192897A (ja) * 1997-09-24 1999-04-06 Fujikura Ltd 耐熱アルミニウム合金導線の製造方法
JP3107302B2 (ja) 1999-03-15 2000-11-06 住友電気工業株式会社 直流ソリッド電力ケーブルおよび直流ソリッド電力ケーブル線路ならびに直流ソリッド電力ケーブル線路の監視方法
JP4497164B2 (ja) * 2007-02-02 2010-07-07 日立電線株式会社 銅合金導体及びそれを用いたケーブル
JP5589756B2 (ja) 2010-10-20 2014-09-17 日立金属株式会社 フレキシブルフラットケーブル及びその製造方法
JP6233634B2 (ja) * 2012-10-25 2017-11-22 住友電気工業株式会社 銅線材、銅伸線材、銅平角線、被覆銅線、銅線材の製造方法、銅伸線材の製造方法、及び銅平角線の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3613767A (en) * 1969-05-13 1971-10-19 Southwire Co Continuous casting and rolling of 6201 aluminum alloy
SU1289567A1 (ru) * 1985-01-02 1987-02-15 Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности Способ получени медной катанки
US20060157167A1 (en) * 2005-01-17 2006-07-20 Hitachi Cable, Ltd. Copper alloy conductor, and trolley wire and cable using same, and copper alloy conductor fabrication method
US20100230069A1 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 Hitachi Cable, Ltd. Method of making copper wire rod with low semi-softening temperature, method of making copper wire and copper wire
EP2580005A2 (en) * 2010-06-09 2013-04-17 Danieli & C. Officine Meccaniche SpA High-speed wire rod rolling apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
CN108779541B (zh) 2022-04-15
US20200298296A1 (en) 2020-09-24
ES2912609T3 (es) 2022-05-26
CN108779541A (zh) 2018-11-09
EP3433394A1 (en) 2019-01-30
US11400500B2 (en) 2022-08-02
JP2019510887A (ja) 2019-04-18
RU2018137484A3 (ru) 2020-05-21
ITUA20162023A1 (it) 2017-09-25
EP3433394B1 (en) 2022-04-06
WO2017162849A1 (en) 2017-09-28
JP6961674B2 (ja) 2021-11-05
KR20180125508A (ko) 2018-11-23
KR102383934B1 (ko) 2022-04-08
RU2018137484A (ru) 2020-04-27
MX2018011646A (es) 2019-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2302304C2 (ru) Способ и установка для изготовления горячекатаной полосы из аустенитных нержавеющих сталей
US20110214834A1 (en) Method and production line for manufacturing metal strips made of copper or copper alloys
CN103352381A (zh) 一种高强度钢绳的生产方法
KR20090007777A (ko) 박 슬래브를 기반으로 하는 열간 압연 스트립 규소강의 제조 방법 및 그 시스템
RU2734291C2 (ru) Способ преобразования катанки из цветных металлов и их сплавов в проволоку с высоким удлинением и в отожженном состоянии
CN104745935A (zh) 冲压性能优良的冷轧钢板生产方法
CN104694817A (zh) 超低碳冷轧钢板生产方法
EP2067541B1 (en) Method for continuously manufacturing cold-rolled steel
CN108286022B (zh) 一种省略低温退火处理的crb600h及其轧制工艺
CN101484593B (zh) 基于薄板坯生产硅钢热轧带轧制材料的方法和设备
JPH11503491A (ja) 例えば高合金鋼又は過共折鋼から成る棒材又は管材等の熱間仕上げの延伸された製品の製造方法
KR100983762B1 (ko) 냉간 압연강의 연속 제조방법
RU2011119637A (ru) Способ и устройство для изготовления горячекатаной полосы из кремнистой стали
JP2007046128A (ja) 微細フェライト組織を有する熱延鋼板の製造方法
JPH06346146A (ja) 冷間成形コイルばね用線材の製造方法と装置
CN106399647A (zh) 一种实现高强度高疲劳弹簧窄带钢索氏体化冷轧工艺
JP2015172234A (ja) 鋼材の徐冷処理方法
RU2779121C1 (ru) Способ производства электротехнической анизотропной стали
RU2479366C1 (ru) Способ обработки полуфабрикатов из титанового сплава вт6
JP2019523710A (ja) 複合圧延押し出し方法およびそれを実行するための装置
CN111495984A (zh) 一种变径圆棒轧钢的生产方法
JPH05255748A (ja) 伸線用線材の製造方法および装置
JP2004238654A (ja) めっき線の製造装置
CN112159939A (zh) 一种低能耗直接张拉处理的crb600h生产方法
CN115430705A (zh) 一种高强度大桥缆索镀锌钢丝用盘条生产方法