NO812477L - Fremgangsmaate og anlegg til stoepvalsing av metaller, saerlig staal, med stor hastighet - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

og et anlegg til støpevalsing av metaller, særlig stål, med høy hastighet, hvor en kontinuerlig dannet støpestreng størkner fullstending og etter gjennomløping av en temperaturutjevningsstrekning tilføres til en grovbane og i tilslutning til denne mellom- og ferdigvalses i flere valsebaner før den i stang-

eller trådform underkastes ytterligere behandlingstrinn.

Ved støpevalsing av stål til fremstilling av stang-

eller trådmatériale må det av økonomiske årsaker arbeides med forholdsvis små tverrsnitt ved høye støpehastigheter. F.eks.

bør et støpevalseanlegg med en teoretisk kapasitet på 65 t/h ha et støpetverrsnitt på 160 mm x 90 mm, noe som betyr en

støpehastighet på 10 m/min. Støpingen av større tverrsnitt

ved samme teoretiske kapasitet fører automatisk til lavere støpehastigheter. En for lav støpehastighet betinger imidler-

tid ved stang- eller trådbaner for lave innføringshastigheter i de første valsestoler i valsebanen som er etterkoplet til støpemaskinen som fremstiller støpestrengen. Valsene i vedkom-mende valsestoler er som følge av det utsatt for høye termiske påkjenninger og slites uforholdsmessig fort.

Arbeiding med mindre støpetverrsnitt og høyere støpehas-tigheter har den ytterligere fordel at grovbanen som er etterkoplet til støpemaskinen behøver et lavere antall valsestoler. Dette fører til en betraktelig senkning av investeringskost-nadene og energibehovet.

Økningen av støpehastigheten er imidlertid en ulempe,

idet lengden av det metallurgiske avsnitt", særlig ved støping av stål, blir meget stort. Dersom det til støpemaskinen og den tilhørende primærkjølestrekning er etterkoplet en temperatur-ut jevningsstrekning, hvis lengde også øker med størrelsen på støpehastigheten, har et slikt støpevalseanlegg et stort plass-

behov i området mellom støpemaskinen og den første valsestol.

I tillegg til de beskrevete vanskeligheter, som skyldes driftsbetingelsene, fører kombinasjonen av støpemaskin og valseverk alltid til en mindre gunstig utbringingsytelse. Dersom støpemaskinen eller valseverket faller ut, faller alltid det andre delanlegg ut eller det kan ikke lenger arbeide Økonomisk.

Støpevalseanlegg er hittil bare kommet til anvendelse med godt resultat for trådfremstilling av ikke-jernmetaller. Dette skyldes fremfor alt at størkningslengden for ikke-jernmetaller er vesentlig mindre enn for stål. Valseverket kan som følge av det anordnes med mindre avstand bak støpemaskinen, noe som fører til en akseptabel totallengde på slike støpevalseverk for ikke-jernmetaller.

Det er også kjent støpevalseanlegg for stål til støping

av forholdsvis store støpetverrsnitt, som omfatter en grovbane som er anordnet umiddelbart etter støpemaskinens sekundær-kjølestrekning. Ved denne anordning skulle størkningslengden bli forkortet og ikke-metalliske inneslutninger og hulrom i støpestrengen bli jevnere fordelt og lukket. Den for sterke deformasjon av den flytende strengkjerne under forvalsingen forårsaket imidlertid så høye spenninger at det oppsto riss i strengkjernen som ikke tillot ytterligere deformasjon.

Som følge av disse ulemper drives de fleste hittil kjente støpevalseanlegg for stål frakoplet, dvs. at støpestrengen kuttes på lengde fullstendig størkning og minskes etter en kort gjenoppvarming så mye i tverrsnitt ved valsing at den egner seg som grovmateriale for en tråd- eller finstålbane.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte og et anlegg til støpevalsing av stål, som ved forholdsvis lave investeringskostnader tillater en avgivelses-ytelse.

Fremgangsmåten og anlegget skal dessuten eventuelt være utformet slik at plassbehovet som særlig ved høye støpehastig-heter er nødvendig, senkes.

Dette oppnås med et anlegg som har de i karakteristikken

i krav 1 angitte trekk.

Løsningen som ligger til grunn for oppfinnelsen består derved i å utstyre støpevalseanlegget med to innbyrdes uavhengige, fullstendige støpestrekninger som er tilordnet valgfritt en eneste grovbane som løper på tvers av støperetningen. Den andre støpestrekning tas i bruk dersom den første støpestrekning faller ut, slik at den etterkoplete. valsebane kan arbeide videre etter et kort avbrudd. I tillegg til kostnadsbesparelsen som følge av at det anvendes bare én grovbane, har den forskyvbare anordning av grovbanen den fordel at støpestrengen uten sving-ning kan føres inn i grovbanens valsestoler.

Innenfor rammen av oppfinnelsen kan imidlertid støpestrek-ningen dessuten være utstyrt med en drivenhet. Denne befinner seg bak temperaturutjevningsstrekningen, med fordel i området mellom denne og en etterfølgende skillesaks.

Hensiktsmessig er anlegget ifølge oppfinnelsen utformet slik at det i området mellom grovbanen og ferdigbanen, som avslutter valsebehandlingen, er anordnet en 180° svingningsenhet, som fastlegger støpestrengens videre bevegelsesretning under de videre behandlingstrinn.

Svingningsenheten er i alle fall anordnet i et område bak grovbanen, dvs. i et område hvor tverrsnittet til den forvalsete støpestreng uten særlige vanskeligheter følger den deformasjon som er forbundet med svingningen. Ved svingningen av støpe-strengen og dens tilbakeføring inne i valseverket kan støpe-valseanleggets lengde i enkelte tilfeller forkortes med opptil 50%. Dette fører ikke bare til en reduksjon av hall-lengden,

men også til en senkning av installasjonskostnadene for støpe-valseanleggets olje-, vann-, luft-, hydraulikk- og elektrisitets-forsyning .

Dersom anlegget ifølge oppfinnelsen omfatter to mellombaner, som er etterkoplet til grovbanen, befinner 180° svingningsenheten seg eventuelt bak den andre mellombane. Avhengig av driftsbetingelsene kan det også være hensiktsmessig å anordne 180° svingningsenheten mellom de to mellombaner.

For å minske innsatsen for forskyvningsdriften er valsestolene i grovbanen forskyvbare i forhold til deres stasjonære vaIsedrivanordning.

I en særlig foretrukket utførelsesform av oppfinnelses-gjenstanden er grovbanens valsestoler anordnet på en egen for-skyvnings ramme og forbundet med dens valsedrivanordning via kardangaksler.

Dersom støpevalseanlegget skal anvendes for trådfremstilling omfatter det fortrinnvis de trekk som er angitt i krav 7 og/eller 8.

Fremgangsmåten til støpevalsing kjennetegnes i det vesent-

lige av at den omfatter trekkene i krav 9 og/eller 10.

Den består altså i at støpestrengen etter å ha gjennom-løpt grovbanen, men før inntreden i ferdigbanen, svinges en vinkel på 180°, og at den forandrete, i forhold til støperet-ningen, motsatte bevegelsesretning bibeholdes under de etter-følgende behandlingstrinn.Fremgangsmåten kan dessuten være anordnet slik at støpestrengen, som etter valg fremstilles på forskjellige støpestrekninger, ved forskyvning av grovbanens valsestoler på tvers av støperetningen kommer inn i deres virksomhetsområde.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser skjematisk oppbygningen av støpevalseanlegget ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk oppbygningen av en valsestol som er forskyvbar på tvers av støperetningen, for den i fig. 1

viste grovbane.

Støpevalseanlegget ifølge oppfinnelsen (fig. 1) omfatter to innbyrdes uavhengige støpestrekninger 1 og la, som består av en støpemaskin henholdsvis 2 og 2a, en sekundærkjølestrek-ning henholdsvis 3 og 3a som føyer seg til støpemaskinen, en. temperaturutjevningsstrekning henholdsvis 4 og 4a, en drivenhet henholdsvis 5 og 5a samt en skillesaks henholdsvis 6 og 6a. Til støpestrekningene 1 og la, som fortrinnsvis er oppbygget på nevnte måte, føyer det seg en eneste grovbane 7, som er felles for begge støpestrekninger og som i det viste utførelseseksem-pel er oppbygget av tre valsestoler 8, 9 og 10. Grovbanen 7

kan forskyves på tvers av støperetningen (pil 11) at den ligger enten i støpestrekningens 1 lengdeakse 12 eller i området for støpestrekningens la lengdeakse 12a. De to nevnte driftsstil-linger, hvor grovbanen 7 er tilordnet enten støpestrekningen 1 eller støpestrekningen la, er på tegningen vist med henholdsvis heltrukne og prikkstrekete linjer. Grovbanens 7 forskyv-barhet på tvers er antydet med en. dobbelpil 13.

Ved anvendelse av to innbyrdes uavhengige støpestrekninger 1 og la, som er anordnet ved siden av hverandre, skal det sik-res at støpevalseanleggets produksjon kan opprettholdes dersom en støpestrekning, særlig en støpemaskin, faller ut. Støpe-maskinene 2 og 2a er utformet på i og for seg kjent måte. De kan nærmere bestemt bestå av to støpebånd som avgrenser et støpe- tverrsnitt, eller av et støpehjul som samvirker med et hensiktsmessig utformet støpebånd.

Det flytende stål som skal bearbeides, blir i den ene av i de to støpemaskiner, f.eks. i støpemaskinen 2, støpt til en støpestreng og oppnår der et ca. 10-20 mm tykt strengskall.

I den følgende sekundærkjølestrekning 3 gjennornstørkner støpe-strengen fullstendig under innvirkning av en intens vannkjøling før temperaturgradienten mellom strengskallet og strengkjernen elimineres i temperaturutjevningsstrekningen 4 og støpestrengen om nødvendig gjenoppvarmes til valsetemperatur.

Til de to støpestrekninger 1 og la føyer valseverket seg, som består av grovbanen 7, en første mellombane 14, en 180° svingningsenhet 15, en andre mellombane 16, en ferdigbane 17,

eh primærkjølestrekning 18, en vikleanordning 19, en sekundær-kjølestrekning 20 samt en samlestasjon 21. Støpestrengen som i grovbanen 7 er grovvalset og redusert til et egnet tverrsnitt, formes videre i mellombanene 14 og 16, før den ved gjennom-

løping av ferdigbanen 17 oppnår det ønskete trådtverrsnitt. I området mellom grovbanen 7 og ferdigbanen 17, i det viste eksempel mellom de to mellombaner 14 og 16, gjennomløper støpe-strengen 180° svingningsenheten 15. Den får derved en bevegelsesretning 22 som er motsatt i forhold til støperetningen 11

og som bibeholdes under de etterfølgende behandlingstrinn. Etter ferdigvalsingen gjennomløper støpestrengen f.eks. i trådform primærkjølestrekningen 18 i valseverket, legges ved hjelp av vikleanordningen 19 i vindinger og føres over valseverkets sekundærkjølestrekning 20, før den i samlestasjonen 21 samles til trådringer.

Svingningen av støpestrengen, som avhengig av tverrsnittet kan foretas før, mellom og etter de to mellombaner 14 og 16,

fører til en betydelig minskning av plassbehovet og installasjonskostnadene i støpevalseanleggets anordninger.

Den forskyvbare anordning av grovbanen 7 gjør eri avbøyning av støpestrengen, som i dette område ennå har det fulle tverrsnitt, overflødig.

Fig. 2 viser et eksempel på den valsestol 8 i grovbanen

7 som ligger foran i støperetningen og som er forskyvbar frem og tilbake i dobbelpilens 13 retning. De skjematisk viste, val-ser 8' og 8" er via kardangaksler 23 forbundet med et gear 24

og under mellomkopling av en kopling 25 med en motor 26 som funk-

sjonerer som valsdrivanordning. Delene 24, 25 og 26 er i mot-

setning til valsestolen 8 anordnet stasjonært på et fundament 27.

Valsestolen 8 (liksom de øvrige, ikke viste valsestoler 9

og 10 i grovbanen 7) er anbrakt på en forskyvningsramme 28 som er bevegelig innenfor en stasjonær føring 29. Forskyvningsrammen 28 er leddforbundet med et sylinderaggregats 30 stempelstang 30' som funksjonerer som drivanordning ved forskyvningen og som i sin tur blir holdt stasjonært ved hjelp av et konsoll 31.

Forskyvningsrammen 28 for valsestolen 8 er utstyrt med en klemanordning 32 som i den valgte driftsstilling holder den fastspent til føringen 29 og derved stasjonært.

I den driftsstilling som er vist i fig. 2 inntar valse-

stolen 8 (og de etterfølgende valsestoler i grovbanen) en stil-

ling hvor valsens sentrum faller sammen med den i fig. 1 an-

tydete lengdeakse 12. Valsestolens 8 andre driftsstilling er slik som antydet med prikkstreket linje i fig. 1.

Til forskjell fra den ovenfor beskrevne utforming av valsestolene i grovbanen 7, kan disse eventuelt være anordnet flere på en felles forskyvningsramme. F.eks. er det mulig å anordne to etter hverandre anordnete valsestoler i grovbanen på en felles forskyvningsramme.

Den i forhold til valsestolene stasjonære anordning av drivanordningen for valsene og forskyvningsdrivanordningen har den fordel at installasjonen av disse drivanordninger blir sær-

lig enkel, og at størrelsen på de bevegelige masser holdes så

lav som mulig.

Støpevalseanlegget og eventuelt 180° svingningsenheten kan,

til forskjell fra den i fig. 1 viste utførelsesform (etterkoplet valsetrådbane) også samvirke med et valseverk til fremstilling av finstål.

Claims (10)

1. /Anlegg til støpevalsing av metaller, særlig stål, med høye hastigheter, hvor en kontinuerlig fremstilt støpestreng størkner fullstendig og etter å ha gjennomløpt en temperaturutjevningsstrekning tilføres til en grovbane og i tilslutning til dette mellom- og ferdigvalses i flere valsebaner før den

i stang- ellet trådform blir underkastet ytterligere behandlingstrinn, karakterisert ved to innbyrdes uavhengige støpestrekninger (1,1a) som hver består av en støpe-maskin (2,2a) med en sekundærkjølestrekning (3,3a), etterkoplet temperaturutjevningsstrekning (4,4a) samt en skillesaks (6,6a), og ved en grovbane (7) som er bevegelig på tvers av støperet-ningen (pil 11) og som kan føres etter valg i området for den langsgående akse (12,12a) for en av støpestrekningene (1,1a). 2. /Anlegg i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det i området mellom grovbanen (7) og ferdigbanen (17), som avslutter valsebehandlingen, er anordnet en 180° svingningsenhet (15) som fastlegger støpestrengens bevegelsesretning (pil 22) under de videre behandlingstrinn.

3. Anlegg i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at det til grovbanen (7) er etterkoplet to mellombaner (14,16), og at 180° svingningsenheten (15) "befinner seg foran den første mellombane (14), men bak den andre mellom bane (16) .

4. Anlegg i samsvar med krav 3, karakterisert ved at 180° svingningsenheten (15) er anordnet mellom de to mellombaner (14,16).

5. Anlegg i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at valsestolene (8,9,10) i grovbanen er forskyvbare i forhold til deres stasjonære, valsedr.ivanord-ninger (24,25,26).

6. Anlegg i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at valsestolene (8,9,10) i grovbanen (7) er anordnet på en separat forskyvningsramme (28) og via kardangaksler er forbundet med valsedrivanordningen (24,25,26).

7. Anlegg til trådfrems tilling i samsvar med et av kravene 1-6, karakterisert ved at det etter ferdigbanen (17) er anordnet minst én kjølestrekning (18) samt en vikleanordning (19) og en samlestasjon (21).

8. Anlegg i samsvar med krav 7, karakterisert ved at det foran vikleanordningen (19) er anordnet en primær-kjølestrekning (18) og etter den en sekundærkjølestrekning (20).

9. Fremgangsmåte til støpevalsing av metaller, særlig stål, med høye hastigheter, hvor en kontinuerlig fremstilt støpestreng størkner fullstendig og etter å ha gjennomlø pt en temperaturutjevningsstrekning tilføres til en grovbane og i tilsiutning til denne mellom- og ferdigvalses i flere valsebaner før den i stang- eller trådform underkastes ytterligere behandlingstrinn, karakterisert ved at støpestrengen etter å ha gjennomlø pt grovbanen, men senest før den kommer inn i ferdigbanen, svinges en vinkel på 180° og bibeholder denne bevegelsesretning, som er motsatt i forhold til stø peretningen, under de etterfølgende behandlingstrinn.

10. Fremgangsmåte i samsvar med krav 9, karakterisert ved at støpestrengen, som etter valg fremstilles på forskjellige støpestrekninger, ved forskyvning av grovbanens valsestoler på tvers av støperetningen kommer inn i dennes virksomhetsområde.