RU2359783C1 - Method and manufacturing line of aluminium foam sheets - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy field, particularly to manufacturing of aluminium foam. Method includes loading of powder composition into the envelope, heating in pusher-type furnace up to the temperature not less than 500C, hot compaction, cutting of compacted semifinished section for sheet billets and high-temperature treatment for effervescence process implementation. Formation for the envelope is implemented of two uniformly fed coiled strip. From the first coiled strip it is formed bottom part of the envelope with foundation and folding walls. Then on the bottom part of the envelope it is applied the second coiled strip and assembled blank is fed to curling of folding sections along the full length. Manufacturing line contains feeder of powder mixture for heating, pusher-type furnace, heated gutter with rollers, feeding powder mixture for compaction, stand of hot compaction of semifinished section from the powder mixture, scissors of cutting-to-length of compacted semifinished section for sheet billets of length, collecting roller table and furnace for effervescence of sheet billets. Additionally, line is outfitted by wrapping device for powder mixture into the envelope. ^ EFFECT: receiving of qualitative sheet billets with uniform mechanical characteristics. ^ 10 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при изготовлении изделий для гражданского строительства, лифтостроения, судостроения, машиностроения, дорожного строительства и других отраслей, где требуются такие свойства, как легкость, плавучесть, негорючесть, жаростойкость и звуковая изоляция.The invention relates to the field of powder metallurgy and can be used in the manufacture of products for civil engineering, elevator building, shipbuilding, mechanical engineering, road construction and other industries where properties such as lightness, buoyancy, incombustibility, heat resistance and sound insulation are required.

Известен способ (принятый в качестве аналога), включающий предварительное уплотнение порошка, нагревание материала до температуры не ниже 500°С, его горячее обжатие в валках при тех же температурах. В качестве алюминиевого порошка используют гранулированный порошок с размером гранул 50-200 мкм. Порошок засыпают в замкнутую оболочку, изготовленную из листовой стали толщиной 0,5-2,0 мм, с равными или различными толщинами стенок, контактирующих при обжатии с валками, и имеющую в поперечном сечении форму, приближенную к форме листовой заготовки. Далее нагревают оболочку вместе с порошком до 500-600°С и при этих температурах обжимают оболочку с порошком в валках диаметром не менее 500 мм, при линейной скорости валков 0,03-0,3 м/с и до толщины, определяемой выражением:A known method (adopted as an analogue), including pre-compaction of the powder, heating the material to a temperature of at least 500 ° C, its hot compression in the rolls at the same temperatures. As an aluminum powder, granular powder with a grain size of 50-200 μm is used. The powder is poured into a closed shell made of sheet steel with a thickness of 0.5-2.0 mm, with equal or different wall thicknesses in contact with the rolls during compression, and having a cross-sectional shape close to the shape of the sheet blank. Next, the shell is heated together with the powder to 500-600 ° C and at these temperatures the shell is compressed with powder in rolls with a diameter of at least 500 mm, with a linear speed of rolls of 0.03-0.3 m / s and to a thickness defined by the expression:

H₁=(0,8-1,0)·[H₀·p₀/p₁+(f₁+f₂)·(1-p₀/p₁)]H ₁ = (0.8-1.0) · [H ₀ · p ₀ / p ₁ + (f ₁ + f ₂ ) · (1-p ₀ / p ₁ )]

где H₁ - толщина материалов вместе с оболочкой на выходе из валков, мм;where H ₁ - the thickness of the materials together with the shell at the exit of the rolls, mm;

Н₀ - толщина материала вместе с оболочкой на входе в валки, мм;H ₀ - the thickness of the material together with the shell at the entrance to the rolls, mm;

р₀ - плотность засыпки материала на входе в валки, г/см³;p ₀ - the density of the filling material at the entrance to the rolls, g / cm ³ ;

p₁ - теоретическая плотность материала, г/см³;p ₁ - theoretical density of the material, g / cm ³ ;

f₁, f₂ - толщины стенок оболочки, контактирующих при обжатии с валками, мм.f ₁ , f ₂ - wall thickness of the shell in contact with compression with rolls, mm

После этого оболочку охлаждают, разрезают и извлекают из нее готовую листовую заготовку. Кроме того, оболочку выполняют в виде корытообразного лотка с крышкой. Для получения в дальнейшем из листовой заготовки пеноалюминиевых листов к порошку перед уплотнением добавляют 0,5-1,0 мас.% порошка порофора (TiH₂), а нагревание оболочки с порошком для последующего обжатия в валках производят до 500-550°С. Гранулы алюминиевого порошка перед уплотнением предварительно обрабатывают полиметилсилоксаном или полиэтилсилоксаном (RU №2206430, B22F 3/18 от 20.06.2003 г.).After that, the shell is cooled, cut and a finished sheet stock is removed from it. In addition, the shell is made in the form of a trough-shaped tray with a lid. To obtain subsequently from the sheet metal foam aluminum sheets, 0.5-1.0 wt.% Porophore powder (TiH ₂ ) is added to the powder before compaction, and the shell with the powder is heated for subsequent compression in rolls to 500-550 ° C. Before compaction, the aluminum powder granules are pretreated with polymethylsiloxane or polyethylsiloxane (RU No. 2206430, B22F 3/18 of 06/20/2003).

Недостатками известного способа является то, что:The disadvantages of this method is that:

- он ориентирован на поштучную малопроизводительную прокатку;- it is focused on piece low-performance rolling;

- стальная оболочка является технологической и подлежит удалению после обжатия, создавая значительно дорогие отходы производства.- the steel shell is technological and must be removed after crimping, creating significantly expensive production waste.

Известна технологическая линия производства пористых и непористых металлических листов (принятая в качестве аналога), характеризующаяся тем, что содержит бункер с металлическим порошком вертикального исполнения, при горизонтальном исполнении: ленточного конвейера, клети холодной прокатки, нагревательной печи вспенивания холоднокатаных листов, транспортного рольганга, клети горячей прокатки и моталки для смотки горячекатаных листов, при этом ленточный конвейер выполнен принимающим металлический порошок из бункера, проходящим вместе с ним через очаг деформации клети холодной прокатки и транспортирующим холоднокатаный лист в нагревательной печи вспенивания (патент Японии 10324904, А B22F 3/18, B22F 3/11, Н01М 4/8 от 27.02.1998 г.).A known production line for the production of porous and non-porous metal sheets (adopted as an analogue), characterized in that it contains a hopper with a metal powder of vertical design, with horizontal design: belt conveyor, stand for cold rolling, heating furnace for foaming cold rolled sheets, transport roller table, hot stand rolling and coilers for winding hot rolled sheets, while the conveyor belt is made receiving metal powder from the hopper, passing capacity e with him through the deformation zone of the cold rolling mill stand and transporting the cold rolled sheet in a foaming heating furnace (Japanese Patent 10324904, A B22F 3/18, B22F 3/11, H01M 4/8 of 02/27/1998).

К недостаткам известной линии относятся холодная деформация порошка, требующая очень больших усилий прокатки, и малая эффективность при образовании новых прочных металлических связей как по местам контактов с чистой поверхностью, так и по местам контактов через металлизированную окисную пленку.The disadvantages of the known line include cold deformation of the powder, which requires very large rolling forces, and low efficiency in the formation of new strong metal bonds both at the points of contact with a clean surface and at the points of contact through a metallized oxide film.

Известен способ и технологическая линия (принятая в качестве прототипа), реализующие производство пористых полуфабрикатов из порошков алюминиевых сплавов, которые включают: дозатор порошковой смеси, проходную нагревательную печь с проходящим через нее ленточным транспортером для приема холодной порошковой смеси, транспортировки нагреваемой порошковой смеси и выдачи нагретой порошковой смеси в желоб вертикального исполнения, оборудованного подогревательным и виброуплотняющим порошковую смесь устройствами, бункер-проводку и прокатную клеть горячего компактирования порошковой смеси в горизонтальном исполнении, ножницы поперечной резки на мерные длины горячекомпактированной листовой заготовки и устройства высокотемпературной обработки для вспенивания горячекомпактированной листовой заготовки (патент RU №2200647, B22F 3/11, С22С 1/08 от 20.03.2003 г.).The known method and production line (adopted as a prototype), realizing the production of porous semi-finished products from powders of aluminum alloys, which include: a powder mixture dispenser, a continuous heating furnace with a conveyor belt passing through it for receiving a cold powder mixture, transporting a heated powder mixture and dispensing a heated powder powder mixture in a vertical chute equipped with heating and vibration-compaction powder mixture devices, hopper wiring and rolling a horizontal stand for hot compaction of the powder mixture, scissors for cross-cutting to measured lengths of the hot compacted sheet and high-temperature processing devices for foaming the hot compacted sheet (patent RU No. 2200647, B22F 3/11, C22C 1/08 of 03.20.2003) .

Линия позволяет производить горячее компактирование с достаточно высокими деформациями. Однако прототип имеет следующие недостатки:The line allows for hot compaction with fairly high deformations. However, the prototype has the following disadvantages:

- неравномерность механических свойств по ширине компактированной листовой заготовки;- uneven mechanical properties across the width of the compacted sheet stock;

- большие энергозатраты за счет двух нагревов, дополнительного подогрева и производства компактирования порошковой смеси при значительной теплоотдачи валкам;- high energy costs due to two heatings, additional heating and compacting of the powder mixture with significant heat transfer to the rolls;

- вертикальное исполнение технологической линии, требующее специализированного производственного здания и осложняющее сочетание надежного управления процессом с обеспечением взрывопожарной безопасности, а также необходимостью защиты для экологической чистоты.- vertical execution of the technological line, requiring a specialized production building and complicating the combination of reliable process control with ensuring fire safety, as well as the need for protection for environmental cleanliness.

Задачей предлагаемого изобретения является получение качественных с равномерными механическими характеристиками как по ширине, так и по длине листовых заготовок, снижение их себестоимости, а также процесса получения пеноалюминия, обладающего высокой технологичностью, при снижении до допустимого уровня взрывопожарных условий процесса производства.The objective of the invention is to obtain high-quality with uniform mechanical characteristics both in width and in length of sheet blanks, reducing their cost, as well as the process of producing foam with high manufacturability, while reducing to acceptable levels of explosive fire conditions of the manufacturing process.

Поставленная задача решается тем, что в способе, включающем засыпку порошковой смеси в оболочку, изготовленную из стали или алюминиевых сплавов, нагревание прокатной заготовки из порошковой смеси в оболочке в проходной печи до температуры не ниже 500°С, горячее компактирование прокатной заготовки, резку компактированной прокатной заготовки на листовые заготовки мерной длины, помещение листовых заготовок в форму и последующую высокотемпературную термообработку для осуществления процесса вспенивания при температуре ликвидуса порошкового сплава, формирование оболочки осуществляют из двух равномерно подаваемых рулонных полос неограниченной длины, при этом вначале из первой рулонной полосы осуществляют формирование нижней части оболочки, включающей основание и стенки с отбортовками, затем по мере заполнения ее уплотненной вибрацией порошковой смесью накладывают на нижнюю часть оболочки вторую рулонную полосу с шириной, равной ширине верхней поверхности нижней части оболочки с отбортовками, и направляют собранную заготовку на завальцовку отбортованных участков по всей длине.The problem is solved in that in a method comprising filling the powder mixture into a shell made of steel or aluminum alloys, heating the rolling stock of the powder mixture in the shell in a feed furnace to a temperature of at least 500 ° C., hot compacting the rolling stock, cutting compacted rolling blanks on sheet blanks of measured length, placing sheet blanks in a mold and subsequent high-temperature heat treatment to carry out the foaming process at a liquidus temperature of the powders of the alloy, the formation of the casing is carried out from two uniformly fed roll strips of unlimited length, while first, from the first roll strip, the lower part of the casing is formed, including the base and walls with flanges, then, as it is filled with compacted vibration, the powder mixture is applied to the lower part of the casing a roll strip with a width equal to the width of the upper surface of the lower part of the shell with flanges, and direct the assembled workpiece to rolling the flanged sections along the entire length.

Кроме того, горячее компактирование порошковой смеси в оболочке осуществляют в закрытом калибре рабочих валков, при этом глубину вреза калибров определяют по формуле:In addition, the hot compaction of the powder mixture in the shell is carried out in a closed caliber of the work rolls, while the depth of cut of the gauges is determined by the formula:

где h_н - глубина вреза калибра;where h _n - the depth of the cut caliber;

α - угол захвата;α is the angle of capture;

Δh - обжатие порошковой смеси;Δh - compression of the powder mixture;

Н - толщина прокатной заготовки,N is the thickness of the rolling billet,

при этом рабочие валки для горячего компактирования порошковой смеси в оболочке смазывают бездымной смазкой, например суспензией коллоидного графита в воде типа "Аквадак" (В.М.Штейнберг, И.Л.Акаро, "Кузнечно-штамповочное производство", Москва, Машиностроение, 1977 год, стр.150-160).at the same time, work rolls for hot compaction of the powder mixture in the shell are lubricated with smokeless grease, for example, a suspension of colloidal graphite in Akvadak-type water (V.M. Shteinberg, I.L. Akaro, "Forging and stamping", Moscow, Machine-building, 1977 year, pp. 150-160).

Реализующая этот способ линия производства листов пеноалюминия, содержащая устройство подачи порошковой смеси на нагрев, проходную нагревательную печь, подогреваемый желоб с роликами, подающими порошковую смесь на компактирование, клеть горячего компактирования прокатной заготовки из порошковой смеси, ножницы поперечной резки компактированной прокатной заготовки на листовые заготовки мерной длины, отводящий рольганг и печь для вспенивания листовых заготовок, согласно изобретению перед устройством подачи порошковой смеси на нагрев установлено устройство упаковки порошковой смеси в оболочку с формой, приближенной к форме прокатной заготовки, включающее два гибочных стана для формирования нижней и верхней частей оболочки, снабженные своими разматывателями рулонных полос, при этом между гибочными станами расположены транспортный механизм продвижения нижней части оболочки, черновой и чистовой дозаторы для засыпки в оболочку порошковой смеси и механизм наложения верхней части оболочки на нижнюю ее часть, кроме того, механизм продвижения нижней части оболочки выполнен в виде двух или более приводных трехроликовых групп тянущих роликов, при этом нижний ролик группы выполнен двухопорным с проточкой в центральной части его бочки при ширине и глубине, превышающих не менее чем по 2 мм ширину и глубину оболочки, а верхние ролики, левый и правый, выполнены консольными и контактирующими с нижней частью оболочки только на ширине ее отбортовок, а также дозаторы и механизм продвижения нижней части оболочки устройства упаковки порошковой смеси в оболочку смонтированы на корпусе вибратора, при этом перед печью вспенивания и за ней установлены шлепперы, перпендикулярные к оси линии, а шлеппер перед печью вспенивания оборудован механизмом задачи листовой заготовки в форму и за печью вспенивания оборудован механизмом выдачи листовой заготовки из формы, а также за проходной печью установлены пресс-ножницы поперечной резки прокатной заготовки, при этом за отводящим рольгангом установлены ножницы продольной резки боковых кромок листовой заготовки, а в клети горячего компактирования порошковой смеси в оболочке установлены рабочие валки с внутренним нагревом.The foam aluminum sheet production line that implements this method, comprising a powder mixture supply device for heating, a continuous heating furnace, a heated chute with rollers feeding the powder mixture for compacting, a hot compacting stand for the rolling stock from the powder mixture, shears for transverse cutting of the compact rolled stock into measured sheet stocks lengths, a discharge roller table and a furnace for foaming sheet blanks, according to the invention, in front of a powder mixture supply device on heating a device was installed for packing a powder mixture into a shell with a shape close to the shape of the rolling billet, including two bending mills for forming the lower and upper parts of the shell, equipped with their own uncoilers of roll strips, while between the bending mills there is a transport mechanism for moving the bottom of the shell, draft and finishing dispensers for filling the powder mixture into the shell and the mechanism for applying the upper part of the shell to its lower part, in addition, the mechanism for moving the lower part of the shell out flax in the form of two or more driven three-roller groups of pulling rollers, while the lower roller of the group is double-supported with a groove in the central part of its barrel with a width and depth exceeding at least 2 mm the width and depth of the shell, and the upper rollers, left and right are made cantilever and in contact with the lower part of the shell only at the width of its flanges, and the dispensers and the mechanism for moving the lower part of the shell of the device for packing the powder mixture into the shell are mounted on the vibrator body, while in front of the furnace foaming, and behind it there are slappers perpendicular to the axis of the line, and the slapper in front of the foaming furnace is equipped with a mechanism for tasking the sheet stock into the mold and behind the foaming furnace is equipped with a mechanism for issuing the sheet blank from the mold, and shears for transverse cutting of the rolled stock at the same time, scissors for longitudinal cutting of the lateral edges of the sheet blank are installed behind the discharge roller table, and work rolls are installed in the shell in the casing of the hot compacting of the powder mixture him heated.

Такое конструкционное исполнение линии производства листов пеноалюминия позволяет:Such a design of the foam aluminum sheet production line allows:

- сократить производственные площади за счет законченности технологического процесса в одной линии производства от подачи порошковой смеси до получения готового изделия,- reduce production space due to the completeness of the technological process in one production line from the supply of the powder mixture to obtain the finished product,

- повысить производительность процесса вследствие снижения до минимума производственных пауз,to increase the productivity of the process due to the reduction to a minimum of production pauses,

- получать панели достаточно больших габаритов,- receive panels of sufficiently large dimensions,

- уменьшить затраты энергии при горячем компактировании порошковой смеси в оболочке вследствие осуществления компактирования в рабочих валках, нагретых до 150-300°С и смазанных суспензией коллоидного графита в воде типа "Аквадак", а также при вспенивании неохлажденных вследствие горячего посада листовых заготовок,- reduce energy costs during hot compaction of the powder mixture in the shell due to compaction in work rolls heated to 150-300 ° C and lubricated with a suspension of colloidal graphite in water such as "Aquadak", as well as when foaming sheet blanks not cooled due to hot planting,

- создать условия для максимально возможной механизации и автоматизации процесса производства листов пеноалюминия вследствие стабилизации работы каждого механизма линии во времени,- create conditions for the maximum possible mechanization and automation of the production process of foam sheets due to the stabilization of the operation of each line mechanism in time,

- повысить качество листовых заготовок вследствие равномерности процесса компактирования прокатной заготовки в закрытом калибре, уменьшающем раздутие заготовки,- to improve the quality of sheet blanks due to the uniformity of the process of compacting the rolled stock in a closed gauge, reducing bloating of the workpiece,

- повысить взрывопожарную безопасность, а также экологическую безопасность вследствие исключения операций с открытой порошковой смесью в горячем состоянии.- to increase fire safety, as well as environmental safety due to the exclusion of operations with an open powder mixture in a hot state.

Предложенные способ и линия производства листов пеноалюминия изображены на чертежах, где на:The proposed method and line for the production of foam sheets are shown in the drawings, where:

фиг.1 показана схема реализации способа производства листов пеноалюминия,figure 1 shows a diagram of an implementation of a method for the production of foam sheets,

фиг.2 приведено сечение А-А фиг.1 сформированной нижней части оболочки,figure 2 shows a section aa of figure 1 formed the lower part of the shell,

фиг.3 указано сечение Б-Б фиг.1 нижней части оболочки, заполненной порошковой смесью,figure 3 shows a section bB figure 1 of the lower part of the shell filled with a powder mixture,

фиг.4 дано сечение В-В фиг.1 сформированной прокатной заготовки, включающей оболочку и уплотненную вибрацией порошковую смесь,figure 4 is a section bb In figure 1 formed a rolling billet comprising a shell and a vibration-compacted powder mixture,

фиг.5 приведена линия производства листов пеноалюминия,figure 5 shows the production line of foam sheets,

фиг.6 показан план участка вспенивания листовых заготовок (вид по стрелке А фиг.5),Fig.6 shows a plan of the foaming section of sheet blanks (view along arrow A of Fig.5),

фиг.7 дана схема сечения А-А фиг.5 по тянущим роликам механизма продвижения нижней части оболочки.Fig.7 is a diagram of a section aa of Fig.5 along the pulling rollers of the mechanism for advancing the lower part of the shell.

Согласно фиг.1 рулонная полоса 1 непрерывно подается на формирование нижней части оболочки в гибочном стане 2, где формируют профиль, показанный на фиг.2, являющийся нижней частью оболочки, включающий основание и стенки с отбортовками по 30-50 мм.According to figure 1, the roll strip 1 is continuously fed to the formation of the lower part of the shell in the bending mill 2, where they form the profile shown in figure 2, which is the lower part of the shell, including the base and walls with flanges of 30-50 mm

По мере движения сформированной нижней части заготовки из дозаторов 3 во внутреннюю ее полость подается порошковая смесь до полного заполнения всей полости (см. сечения Б-Б фиг.3). Затем на нижнюю часть оболочки, заполненной порошковой смесью, накладывают вторую плоскую рулонную полосу 4, имеющую ширину, равную ширине нижней части оболочки по отбортовкам, и собранную заготовку задают во второй гибочный стан 5, который завальцовывает отбортованные участки обеих частей оболочки, завершая этим формирование прокатной заготовки из порошковой смеси в оболочке. Прокатная заготовка нагревается в проходной печи 6 до температуры не ниже 500°С и через утепленную проводку 7 подается для компактирования в закрытый калибр рабочих валков 8, имеющий глубину «h_к», выполненную величиной, определенной из выражения:As the formed lower part of the workpiece moves from the batchers 3, a powder mixture is supplied into its internal cavity until the entire cavity is completely filled (see section BB of FIG. 3). Then, a second flat roll strip 4 having a width equal to the width of the lower part of the shell according to the flanges is applied to the lower part of the shell filled with the powder mixture, and the assembled workpiece is set into the second bending mill 5, which rolls the flanged sections of both parts of the shell, thereby completing the formation of the rolling blanks from the powder mixture in the shell. The rolling billet is heated in a continuous furnace 6 to a temperature of at least 500 ° C and is fed through a heat-insulated wiring 7 for compacting into a closed caliber of work rolls 8, having a depth of "h _k ", made by the value determined from the expression:

где h_н - глубина вреза калибра;where h _n - the depth of the cut caliber;

α - угол захвата;α is the angle of capture;

Δh - обжатие порошковой смеси;Δh - compression of the powder mixture;

Н - толщина прокаткой заготовки.H is the thickness of the rolling workpiece.

При высоте закрытого калибра "h" исключается боковой выход порошковой смеси из очага деформации, а при ширине закрытого калибра, приближенной к ширине прокатной заготовки, обеспечивается равномерная степень компактированная по всей его ширине. Смазка рабочих поверхностей закрытого калибра бездымной смазкой типа суспензии коллоидного графита в воде типа "Аквадак" снижает энергозатраты на компактирование до 10-25%.With the height of the closed gauge “h”, the lateral exit of the powder mixture from the deformation zone is excluded, and with the width of the closed gauge close to the width of the rolled billet, a uniform degree compacted over its entire width is ensured. Lubrication of closed gauge working surfaces with smokeless grease such as a suspension of colloidal graphite in Akvadak-type water reduces the energy consumption for compaction to 10-25%.

Выходящая из рабочих валков листовая заготовка режется на мерные длины на летучих ножницах поперечной резки 9. Листовая заготовка передается на рольганг 10 и, при наличии брака, выводится из потока сталкивателем. Для обрезки боковых кромок листовая заготовка подается в ножницы продольной резки 11. Обрезанная со всех сторон листовая заготовка поступает в форму 12 и печь для вспенивания 13. Готовый лист пеноалюминия извлекается из формы и выдается на приемный рольганг печи 14, где охлаждается и далее подается на складирование.The sheet billet emerging from the work rolls is cut to measured lengths with flying shears of transverse cutting 9. The sheet billet is transferred to the rolling table 10 and, if there is a defect, is taken out of the stream by the scraper. To trim the lateral edges, the sheet blank is fed into slitting shears 11. The sheet blank cut from all sides enters the mold 12 and the foaming furnace 13. The finished sheet of foam aluminum is removed from the mold and delivered to the receiving roller table of the furnace 14, where it is cooled and then fed to storage .

Предлагаемая линия производства листов пеноалюминия, приведенная на фиг.5, 6 и 7, содержит: первый разматыватель со своей рулонной полосой 1; первый гибочный стан 2; вибратор 15 и смонтированные на нем черновой и чистовой дозаторы подачи порошковой смеси 3 (3а - чернового, 3б - чистового), а также механизм продвижения нижней части оболочки 16, выполненный в виде двух или более приводных трехроликовых групп тянущих роликов, показанных на фиг.7, при этом нижний ролик группы выполнен двухопорным с проточкой в центральной части его бочки при ширине и глубине, превышающих не менее, чем по 2 мм ширину и глубину оболочки, а верхние ролики, левый и правый, выполнены консольными и контактирующими с нижней частью оболочки только на ширине отбортовок.The proposed production line of foam sheets, shown in figure 5, 6 and 7, contains: the first unwinder with its roll strip 1; first bending mill 2; a vibrator 15 and mounted on it a draft and finishing dispensers for feeding the powder mixture 3 (3a - draft, 3b - finishing), as well as a mechanism for promoting the lower part of the shell 16, made in the form of two or more drive three-roller groups of pulling rollers shown in Fig.7 moreover, the lower roller of the group is made two-support with a groove in the central part of its barrel with a width and depth exceeding at least 2 mm the width and depth of the shell, and the upper rollers, left and right, are made cantilever and in contact with the lower part of the shell and only at the width of the flanges.

Далее установлены: второй разматыватель 4; механизм наложения плоской рулонной полосы разматывателя на нижнюю часть оболочки 17; второй гибочный стан 5; механизм упаковки переднего торца прокатной заготовки 18; проходная нагревательная печь 6; пресс-ножницы 19; теплоизолирующая проводка 7; прокатная клеть 8; летучие ножницы 9; отводящий рольганг со сталкивателем брака 10; ножницы продольной резки 11; рольганг за ножницами продольной резки 20; шлеппер перед печью вспенивания 21; форма 12 и печь для вспенивания листовых заготовок 13; отводящий рольганг 22 и шлеппер за печью 14 для отвода вспененных листовых заготовок; участок извлечения листа пеноалюминия из формы 23 и обводящий рольганг 24 для передачи форм с этого участка на шлеппер, расположенный перед печью для вспенивания.The following are installed: a second unwinder 4; a mechanism for applying a flat roll strip of the unwinder to the lower part of the shell 17; second bending mill 5; mechanism for packaging the front end of the rolling billet 18; feed-through heating furnace 6; press shears 19; heat insulating wiring 7; rolling stand 8; flying scissors 9; deflector roller conveyor with spreader 10; slitting shears 11; live roll behind scissors slitting 20; Schlepper in front of the foaming oven 21; mold 12 and a foaming furnace for sheet blanks 13; a discharge roller table 22 and a slapper behind the furnace 14 for the removal of foamed sheet blanks; a section for extracting a sheet of foam aluminum from the mold 23 and a bypass roller table 24 for transferring the molds from this section to the Schlepper located in front of the foaming oven.

Работа предложенной линии производится следующим образом. С первого разматывателя непрерывно подается рулонная полоса на формовку нижней части оболочки в первом гибочном стане. Сформированная нижняя часть оболочки, выполненная из основания и боковых стенок с отбортовками, подается на участок вибратора, где черновой и чистовой дозаторы заполняют нижнюю часть оболочки порошковой смесью.The work of the proposed line is as follows. A roll strip is continuously fed from the first unwinder to the molding of the lower part of the sheath in the first bending mill. The formed lower part of the shell, made of the base and side walls with flanges, is fed to the section of the vibrator, where the draft and finishing batchers fill the lower part of the shell with a powder mixture.

Механизмом передвижения нижней части оболочки (фиг.7), смонтированным на корпусе работающего вибратора, обеспечивают равномерное движение нижней части оболочки в процессе заполнения ее внутренней полости порошковой смесью. Рулонная полоса со второго разматывателя подается в механизм наложения плоской рулонной полосы на нижнюю часть оболочки. Собранная заготовка принимается вторым гибочным станом 5, производящим завальцовку отбортованных участков оболочки заполненной порошковой смесью. Передний участок оболочки длинною 300-500 мм, незаполненный порошковой смесью, принимается механизмом упаковки переднего торца сформованной прокатной заготовки.The movement mechanism of the lower part of the shell (Fig. 7) mounted on the body of a working vibrator ensures uniform movement of the lower part of the shell in the process of filling its inner cavity with a powder mixture. The roll strip from the second unwinder is fed into the mechanism for applying a flat roll strip to the lower part of the shell. The assembled billet is taken by the second bending mill 5, rolling the flanged sections of the shell filled with a powder mixture. The front section of the shell 300-500 mm long, unfilled with the powder mixture, is adopted by the packaging mechanism of the front end of the molded billet.

В проходной печи 6 выполняют нагрев непрерывно движущейся прокатной заготовки. При аварийных ситуациях или при технологически необходимой остановке стана включают в работу летучие пресс-ножницы, установленные за проходной нагревательной печью.In the continuous furnace 6, a continuously moving rolling billet is heated. In emergency situations or when the mill is technologically necessary to stop the mill, flying press shears installed behind the continuous heating furnace are put into operation.

Сохранение температуры прокатной заготовки на входе ее в рабочие валки обеспечено теплоизолирующей проводкой, направляющей прокатную заготовку в закрытый калибр рабочих валков, нагретых до температуры 150-300°С.The temperature of the rolling billet at its inlet to the work rolls is maintained by a heat-insulating wiring guiding the rolling billet into the closed caliber of the work rolls heated to a temperature of 150-300 ° C.

Прокатная клеть производит компактирование порошковой смеси в оболочке при степенях обжатия до 62%.The rolling stand compacts the powder mixture in the shell at a compression ratio of up to 62%.

Выходящая из рабочих валков компактированная заготовка подается в летучие ножницы поперечной резки и разрезается ими на мерные листовые заготовки, которые поступают в ножницы продольной резки для обрезки боковых сторон.The compacted workpiece emerging from the work rolls is fed into transverse cutting flying shears and cut by them into dimensional sheet blanks, which enter the longitudinal cutting shears to trim the sides.

Обрезанная со всех сторон листовая заготовка рольгангом подается на шлеппер перед печью для вспенивания и устанавливается перед формой одной из камер печи для вспенивания. Толкатель подает листовую заготовку в форму, затем форму с листовой заготовкой в печь для вспенивания. После вспенивания форма с листом пеноалюминия выдается на шлеппер, установленный за печью для вспенивания, для транспортирования на участок извлечения листа пеноалюминия из формы, а неостывшая форма поступает на шлеппер перед печью для вспенивания, готовой к приему следующей листовой заготовки.A sheet blank cut from all sides by a roller conveyor is fed to the slapper in front of the foaming oven and installed in front of the shape of one of the chambers of the foaming oven. The pusher feeds the sheet blank into the mold, then the sheet blank into the foaming oven. After foaming, the mold with the foam sheet is issued to the slapper installed behind the foaming oven for transportation to the extraction section of the foam sheet from the mold, and the non-cooling form is fed to the splitter in front of the foaming oven, ready to receive the next sheet blank.

Таким образом, выполнение горячего компактирования порошковой смеси в оболочке, сформированной непосредственно в линии производства, из двух равномерно подаваемых рулонных полос неограниченной длины, при этом вначале из первой рулонной полосы осуществляют формирование нижней части оболочки, включающей основание и стенки с отбортовками, затем по мере заполнения ее уплотненной вибрацией порошковой смесью накладывают на нижнюю часть оболочки вторую рулонную полосу с шириной, равной ширине верхней поверхности нижней части оболочки с отбортовками, и направляют заготовку на завальцовку отбортованных участков по всей длине, и реализация предлагаемого способа в линии производства листов пеноалюминия в виде установки перед устройством подачи порошковой смеси устройства упаковки порошковой смеси в оболочку с формой, приближенной к форме прокатной заготовки, включающего два гибочных стана, для формирования нижней и верхней частей оболочки, снабженные своими разматывателями рулонных полос, при этом между гибочными станами расположены транспортный механизм продвижения нижней части оболочки, черновой и чистовой, дозатора для засыпки в оболочку порошковой смеси и механизм наложения верхней части оболочки на нижнюю ее часть, предложенная линия производства листов пеноалюминия позволяют:Thus, the hot compaction of the powder mixture in the shell, formed directly in the production line, from two uniformly supplied roll strips of unlimited length, while first the lower part of the shell, including the base and walls with flanges, is formed from the first roll strip, then as it fills a compacted vibration of the powder mixture impose on the lower part of the shell a second roll strip with a width equal to the width of the upper surface of the lower part of the shell with from with flanges, and directing the workpiece to rolling the flanged sections along the entire length, and implementing the proposed method in the foam aluminum sheet production line in the form of an installation in front of the powder mixture supply device of the powder mixture packaging device in a shell with a shape close to the shape of the rolling stock, including two bending mills, for the formation of the lower and upper parts of the shell, equipped with their unwinder roll strips, while between the bending mills there is a transport mechanism for promoting bo ttom of the shell, roughing and finishing, the dispenser for filling into the shell of the powder mixture and the mechanism overlay coating on top of the lower part, the proposed production line foam aluminum sheets allows:

- снизить себестоимость производства готовых листов пеноалюминия вследствие обеспечения:- reduce the cost of production of finished foam sheets due to the provision of:

- минимальных затрат энергии на нагрев для вспенивания и компактирования порошковой смеси в прокатной клети,- minimum energy consumption for heating for foaming and compacting the powder mixture in a rolling stand,

- высокой производительности линии,- high performance lines,

- повышенной механизации и автоматизации процесса,- increased mechanization and automation of the process,

- удобства обслуживания,- convenience of service,

- повысить взрыво- и пожаробезопасность производства листов пеноалюминия.- to increase the explosion and fire safety of the production of foam aluminum sheets.

Claims (10)

1. Способ производства листов пеноалюминия, заключающийся в том, что формируют оболочку из двух равномерно подаваемых рулонных полос неограниченной длины из стали или алюминиевого сплава, причем вначале из первой рулонной полосы осуществляют формирование нижней части оболочки, включающей основание и стенки с отбортовками, затем заполняют ее уплотненной вибрацией порошковой смесью, обеспечивающей получение пеноалюминия, накладывают на нижнюю часть оболочки вторую рулонную полосу с шириной, равной ширине верхней поверхности нижней части оболочки с отбортовками, и направляют собранную заготовку на завальцовку отбортованных участков по всей длине, после чего осуществляют нагревание прокатной заготовки из порошковой смеси в оболочке в проходной печи до температуры не ниже 500°С, горячее компактирование прокатной заготовки, резку компактированной заготовки на листовые заготовки мерной длины, помещают листовую заготовку в форму и проводят высокотемпературную термообработку для осуществления процесса вспенивания при температуре ликвидуса порошкового сплава.1. A method for the production of foam aluminum sheets, which consists in forming a shell of two uniformly fed roll strips of unlimited length of steel or aluminum alloy, and first, from the first roll strip, forming the lower part of the shell, including the base and walls with flanges, then fill it compacted by vibration with a powder mixture providing foam aluminum, a second roll strip is applied to the lower part of the shell with a width equal to the width of the upper surface of the lower hour these shells with flanges, and direct the assembled workpiece to rolling the flanged sections along the entire length, after which the rolling of the billet of the powder mixture in the shell in the continuous furnace is carried out to a temperature of at least 500 ° C, the hot compaction of the rolling billet, the cutting of the compacted billet to sheet billets measured length, put the sheet blank into the mold and conduct high-temperature heat treatment to carry out the foaming process at the liquidus temperature of the powder alloy. 2. Способ производства листов пеноалюминия по п.1, отличающийся тем, что горячее компактирование порошковой смеси в оболочке осуществляют в закрытом калибре рабочих валков.2. A method for the production of foam aluminum sheets according to claim 1, characterized in that the hot compaction of the powder mixture in the shell is carried out in a closed caliber of work rolls. 3. Способ производства листов пеноалюминия по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что рабочие валки для горячего компактирования порошковой смеси в оболочке смазывают бездымной смазкой.3. A method for the production of foam aluminum sheets according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the work rolls for hot compaction of the powder mixture in the shell are lubricated with smokeless grease. 4. Линия производства листов пеноалюминия, содержащая устройство подачи порошковой смеси на нагрев, проходную нагревательную печь, подогреваемый желоб с роликами, подающими порошковую смесь на компактирование, клеть горячего компактирования прокатной заготовки из порошковой смеси, ножницы поперечной резки компактированной заготовки на листовые заготовки мерной длины, отводящий рольганг и печь для вспенивания листовых заготовок, отличающаяся тем, что перед устройством подачи порошковой смеси на нагрев установлено устройство упаковки порошковой смеси в оболочку, имеющую форму, приближенную к форме прокатной заготовки, включающее два гибочных стана для формирования нижней и верхней частей оболочки, снабженные своими разматывателями рулонных полос, при этом между гибочными станами расположены транспортный механизм продвижения нижней части оболочки, черновой и чистовой дозаторы для засыпки в оболочку порошковой смеси и механизм наложения верхней части оболочки на нижнюю ее часть.4. A foam aluminum sheet production line, comprising a powder mixture feeding device for heating, a continuous heating furnace, a heated chute with rollers feeding the powder mixture for compacting, a hot compacting stand for the rolling stock from the powder mixture, shears for transverse cutting of the compacted blank into sheet blanks of measured length, a discharge roller table and a furnace for foaming sheet blanks, characterized in that a packaging device is installed in front of the powder mixture supply device for heating powder mixture into a casing having a shape close to the shape of a rolling billet, including two bending mills for forming the lower and upper parts of the casing, equipped with their roll unwinders, and between the bending mills there is a transport mechanism for moving the lower part of the casing, roughing and finishing batchers for filling in the shell of the powder mixture and the mechanism for applying the upper part of the shell to its lower part. 5. Линия производства листов пеноалюминия по п.4, отличающаяся тем, что механизм продвижения нижней части оболочки выполнен в виде двух или более приводных трехроликовых групп тянущих роликов, при этом нижний ролик группы выполнен двухопорным с проточкой в центральной части его бочки при ширине и глубине, превышающих не менее чем по 2 мм ширину и глубину оболочки, а верхние ролики, левый и правый выполнены консольными и контактирующими с нижней частью оболочки только на ширине ее отбортовок.5. The foam aluminum sheet production line according to claim 4, characterized in that the mechanism for advancing the lower part of the casing is made in the form of two or more driven three-roller groups of pulling rollers, while the lower roller of the group is double-supported with a groove in the central part of its barrel at a width and depth exceeding at least 2 mm the width and depth of the shell, and the upper rollers, left and right are made cantilever and in contact with the lower part of the shell only at the width of its flanges. 6. Линия производства листов пеноалюминия по п.4, отличающаяся тем, что она содержит вибратор, при этом дозаторы и механизм продвижения нижней части оболочки устройства упаковки порошковой смеси в оболочку смонтированы на корпусе вибратора.6. The production line of foam aluminum sheets according to claim 4, characterized in that it contains a vibrator, while the dispensers and the mechanism for advancing the lower part of the shell of the powder mixture packing device into the shell are mounted on the vibrator body. 7. Линия производства листов пеноалюминия по п.4, отличающаяся тем, что перед печью вспенивания и за ней установлены шлепперы, перпендикулярные к оси линии.7. The production line of foam aluminum sheets according to claim 4, characterized in that in front of the foaming furnace and behind it there are slappers perpendicular to the axis of the line. 8. Линия производства листов пеноалюминия по п.4, отличающаяся тем, что за проходной печью установлены пресс-ножницы поперечной резки прокатной заготовки.8. The production line of foam aluminum sheets according to claim 4, characterized in that behind the feed-through furnace there are installed shears for transverse cutting of the rolled billet. 9. Линия производства листов пеноалюминия по любому из пп.4 и 8, отличающаяся тем, что за отводящим рольгангом установлены ножницы продольной резки боковых кромок листовой заготовки.9. The foam aluminum sheet production line according to any one of claims 4 and 8, characterized in that scissors for longitudinal cutting of the side edges of the sheet blank are installed behind the discharge roller table. 10. Линия производства листов пеноалюминия по п.4, отличающаяся тем, что в клети горячего компактирования порошковой смеси в оболочке установлены рабочие валки с внутренним нагревом. 10. The foam aluminum sheet production line according to claim 4, characterized in that the work rolls with internal heating are installed in the shell in the casing of the hot compacting of the powder mixture.

Images