SK280491B6 - Spôsob plynulého liatia na valec alebo medzi dva v - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu plynulého liatia tenkých kovových výrobkov, hlavne oceľových plechov, na valec alebo medzi dva valce a zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu,

Doterajší stav techniky

Tento spôsob liatia je známy a vykonáva sa privádzaním roztaveného kovu do styku s chladeným pohybujúcim sa povrchom. Pri styku s chladeným povrchom liaty kov chladne a tuhne, pričom je pohybujúcou sa plochou poháňaný alebo ťahaný.

Jedným zo známych problémov tohto spôsobu liatia je zaistenie rovnomerného tuhnutia kovu v styku s chladenou plochou, pričom tento problém je daný skutočnosťou, že pri styku roztaveného kovu s chladenou plochou sa kov pri tuhnutí zmršťuje, čo spôsobuje, že sa kôra tuhnúceho kovu miestne oddeľuje od lejacej plochy. V dôsledku toho je v miestach, kde dochádza k oddeleniu, ochladzovanie relatívne pomalšie oproti miestam, kde je kôra v dobrom styku s chladeným povrchom. Zistilo sa, že tento jav sa pri hladkých plochách vyskytuje neusporiadane, čo má za následok nepravidelnosti tak z hľadiska povrchu liateho výrobku, ako i v jeho štruktúre, ktoré môžu viesť ku vzniku defektov, akými sú napríklad povrchové trhliny.

Na prekonanie týchto problémov a zaistenie homogenity tuhnutia liateho kovu bolo navrhnuté vybaviť chladený povrch zdrsnením. Rovnomerné rozloženie zdrsnenia v oblastiach, kde je liaty kov v styku s chladeným povrchom, vedie k rovnomernejšiemu tuhnutiu konečného výrobku.

Zariadenia tohto typu sú opísané hlavne v patentových spisoch EP 309 247 a JP 622 54 953, kde sú opísané lejacie valce, ktorých povrch má zvláštnu drsnosť, určenú rozmermi a usporiadaním profilu, teda najvyššími a najnižšími bodmi drsnosti. Hoci použitie lejacích plôch s charakteristickou povrchovou drsnosťou umožňuje dosiahnutie lepšej akosti výrobkov, hlavne z hľadiska ich povrchu, dochádza počas liatia k chybám, ako je pretrhnutie alebo stiahnutie liateho kovu, ktoré sa prejaví nielen defektmi odliatku, ale tiež vážnymi poruchami pri vlastnom procese liatia. Tieto defekty sa obvykle vyskytujú smerom k okrajom lejacích plôch v blízkosti bočných stien alebo priehradiek, ktoré zadržujú z boku tekutý kov a určujú tak šírku výrobku. Tieto bočné steny sú nepohyblivé a okraje odliatkov majú snahu na nich prilipnúť, zatiaľ čo v určitej vzdialenosti od stien je tuhnúci kov, ktorý je v styku s lejacou plochou, poháňaný touto plochou ďalej v smere pozdĺž stien. Výsledkom toho je rozdielna rýchlosť pohybu medzi okrajmi a strednou časťou výrobku, ktorá je dosiaľ nedokonale stuhnutá. To môže spôsobiť pretrhnutie alebo aspoň vážne defekty okrajov výrobku.

Cieľom vynálezu je odstrániť tieto nedostatky, spôsobujúce zlievarcnské chyby, ako sú pretrhnutia alebo stiahnutia a dosiahnuť požadovanú akosť výrobku v celej jeho šírke a hlavne na jeho okrajoch.

Podstata vynálezu

Na dosiahnutie tohto cieľa sa podľa vynálezu navrhuje spôsob liatia tenkých kovových výrobkov na valec alebo medzi dva valce, pri ktorom sa roztavený kov uvádza do styku s chladenými otáčajúcimi sa povrchmi uvedeného valca alebo valcov, pričom tuhne a tvorí tuhé kôry, ktoré sú počas tuhnutia poháňané otáčaním valca alebo valcov.

Podstata vynálezu spočíva v tom, že tuhnúca kovová kôra je rozdelená do aspoň troch pozdĺžnych pásiem, pričom aspoň jedno z týchto pozdĺžnych pásiem sa poháňa prednostne. Podľa jedného uskutočnenia vynálezu sa prednostne poháňa pozdĺžne pásmo alebo pás ma v blízkosti okrajov alebo na okrajoch odliatku. Pri tomto prvom uskutočnení sú okraje kôry počas tuhnutia vystavené zvlášť vysokej hnacej sile, čo zabraňuje ich prilípaniu na pevných bočných stenách, alebo v prípade, kedy sa priľnutie začína objavovať, spôsobuje ihneď porušenie tuhnúceho kovu, čím je zaistené, že množstvo priľnutého materiálu sa nezväčšuje a dochádza k odtrhnutiu tekutého kovu v smere toku.

Dosiaľ nebolo možné presne vysvetliť zlepšenie dosiahnuté prednostným pohonom iba okrajov tuhnúcej kôry. Podľa jednej hypotézy prednostné poháňanie okrajov, to jest oblasti so sklonom kôry k brzdeniu v dôsledku trenia o bočné steny alebo prehradenia a navyše so sklonom k rýchlejšiemu tuhnutiu kôry, umožňuje vyhnúť sa problémom s pretrhávaním a stiahnutiami, zatiaľ čo kôra v strednom pásme je vystavená nižším hnacím silám a teda nižším povrchovým napätiam v dôsledku týchto síl, ktoré by mohli mať nepriaznivý vplyv na akosť výrobku v tomto strednom pásme.

Podľa ďalšieho uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu sa prednostne poháňa pozdĺžne pásmo alebo pásma v stredne časti odliatku. Pri tomto druhom uskutočnení sa teda pôsobí vyššou hnacou silou na strednú časť výrobku vzhľadom na okraje. V tomto prípade majú okraje kôry pri procese tuhnutia určitú voľnosť na deformáciu a v prípade prilípania na bočných stenách môže dôjsť k porušeniu iba v týchto pásmach, pretože sú vystavené pozdĺžnemu šmykovému namáhaniu, zatiaľ čo stredná časť výrobku, na ktorú sa pôsobí vyššou hnacou silou, nie je vystavená povrchovým napätiam. Zdá sa, že v tomto prípade majú okraje kôry určitým spôsobom tlmiaci účinok z hľadiska napätí, vznikajúcich trením o bočné steny, ktoré sú rozložené po celej šírke nepoháňaných okrajových pásiem. Tento efekt sa zväčšuje so šírkou okrajových pásiem. Je zrejmé, že ak budú tieto okrajové pásma veľmi porušené, môže byť nutné ich odstrihnutie po opustení lejacieho zariadenia.

Vynález tiež rieši zariadenie na liatie tenkých kovových výrobkov na valec alebo medzi dva valce, obsahujúce jeden alebo dva poháňané otočné valce, ktoré majú chladené steny. a bočné steny vymedzujúce spolu s valcom alebo valcami lejací priestor.

Podstata vynálezu spočíva v tom, že povrch valca alebo valcov je rozdelený do aspoň troch obvodových pásiem, pričom aspoň jedno obvodové pásmo má väčšiu povrchovú drsnosť, než je povrchová drsnosť ostatných obvodových pásiem.

Podľa jedného výhodného uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu má povrch valcov dve drsné pásma, z ktorých každé je umiestnené v blízkosti bočnej steny a ktorých povrchová drsnosť je väčšia než povrchová drsnosť tretieho pásma umiestneného medzi nimi. Toto prvé uskutočnenie zariadenia umožňuje vykonávanie prvého variante opísaného spôsobu poháňaním okrajov kôry tuhnúcej na povrchu valca alebo valcov.

Pri druhom výhodnom uskutočnení zariadenia podľa vynálezu má povrch valca aspoň jedno drsné stredné obvodové pásmo, ktorého povrchová drsnosť je väčšia než povrchová drsnosť ostatných obvodových pásiem, umiestnených v blízkosti bočných stien. Druhé uskutočnenie zariadenia umožňuje uskutočňovanie druhého opísaného spôso bu podľa vynálezu prednostným pohonom stredného pásma tuhnúcej kôry, pričom okraje kôry preklzávajú.

Zistilo sa, že nehľadiac na výhodné aspekty rovnomerného tuhnutia liateho výrobku, sa môžu zvláštne vlastnosti, týkajúce sa povrchovej drsnosti lejacích plôch, podieľať na zlepšení podmienok liatia a uľahčovať výrobu odliatkov liatych na valec alebo medzi dva valce predovšetkým tým, že odstraňujú dobre známe problémy vyplývajúce zo styku kovu s pevnými bočnými stenami.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Ďalšie znaky a výhody vynálezu budú zrejmé z nasledujúceho opisu niekoľkých príkladných uskutočnení vynálezu na pripojenom výkrese, kde na obr. 1 je schematický pohľad na zariadenie na liatie medzi dva valce podľa vynálezu, na obr. 2 je schematický pohľad na zariadenie s axiálne presadenými valcami, na obr. 3 je pôdorysný pohľad na ďalšie zariadenie, kde lejací povrch je v strednej časti drsnejší než v okolí okrajov a na obr. 4 jc pôdorysný pohľad na valec, ktorý má veľkú povrchovú drsnosť na okrajoch, pričom zdrsnenie povrchu má zvláštne usporiadanie.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 predstavuje schematicky zariadenie na liatie medzi dva valce podľa vynálezu. Toto zariadenie je tvorené dvoma valcami 1 poháňanými v smere šípok 2 a dvoma pevnými bočnými stenami alebo priehradkami 3 umiestnenými proti čelám valcov 1 tak, že uzavierajú lejací priestor 4, do ktorého sa počas liatia nalieva roztavený kov. Valcovité steny valcov 1 sú chladené, a ako je dobre známe, roztavený kov nalievaný do lejacieho priestoru 4 chladne a tuhne stykom s týmito ochladzovanými stenami, a tak sa vytvárajú kôry tuhnúceho kovu, ktoré postupne zväčšujú svoju hrúbku a v oblasti roviny prechádzajúcej osami valcov 1 sa spojujú a tak vytvárajú výrobok liaty do tvaru tenkého pásu alebo pruhu, ktorý je priebežne vyťahovaný zospodu.

Podľa vynálezu majú povrchy valcov 1 v blízkosti oboch bočných stien 3 obvodové pásma 5, znázornené šrafovaním, ktorých povrchová drsnosť je väčšia než povrchová drsnosť stredného obvodového pásma 6. Napríklad pri šírke lejacieho priestoru 800 mm je šírka drsných obvodových pásiem 5 asi 10 mm, pričom povrchová drsnosť Rz uvedených drsných obvodových pásiem 5 je 150 mikrometrov a povrchová drsnosť stredného obvodového pásma 6 je 80 mikrometrov. Tieto hodnoty sa však môžu líšiť vo väčšom rozsahu v závislosti od rozmerov valcov, vlastností lejacieho povrchu a druhu odlievaného kovu. Prednostne je povrchová drsnosť Rz najdrsncjších obvodových pásiem 5 približne rovnajúca sa alebo väčšia než dvojnásobok povrchovej drsnosti zostávajúcich obvodových pásiem. Takéto povrchové drsnosti lejacích plôch môžu byť dosiahnuté mnohými spôsobmi, ako je ryhovanie, brokovanie, elektroerózia, kovanie atď. Typ alebo profil povrchovej drsnosti závisí od zvoleného spôsobu opracovania. Napríklad v prípade zdrsnenia vytvoreného ryhovaním môžu byť tyhy krížové, ako ukazuje obr. 1 alebo rovné priečne, vedené rovnobežne s osou valca, ako ukazuje obr. 2.

Povrchová drsnosť rôznych obvodových pásiem môže byť samozrejme vytvorená rozdielnymi druhmi opracovania.

Pri riešení znázornenom na obr. 1, kde sú bočné steny 3 umiestnené oproti čelám valcov, nezasahujú do priestoru medzi valcami a nie sú v styku s ich valcovitými plochami, sú drsné obvodové pásma 5 umiestnené priamo na okrajoch lejacích povrchov, to jest na každom z koncov oboch valcov 1.

Obr. 2 znázorňuje uskutočnenie zariadenia, v ktorom sú valce 1 proti sebe axiálne posunuté, pričom každá bočná stena 3' je uložená jednak proti čelu valca a súčasne oproti valcovitej ploche druhého valca. Je známe, že toto všeobecné usporiadanie umožňuje meniť prostredníctvom vzájomného posunu valcov v axiálnom smere šírku lejacieho priestoru, a tým aj šírku liateho tenkého pásu. V tomto prípade má každý valec 1 obvodové pásmo 5' s veľkou povrchovou drsnosťou na jednom okraji lejacieho povrchu a ďalšie obvodové pásmo 5 s veľkou povrchovou drsnosťou v určitej vzdialenosti od druhého okraja, pričom táto vzdialenosť je určená podľa vzdialenosti medzi bočnými stenami 3'. Obvodové pásmo 7, ktoré je v styku s bočnými stenami 3' má prednostne veľmi nízku povrchovú drsnosť, aby sa odstránilo riziko oteru bočnej steny 3' počas liatia.

Valec typu znázorneného na obr. 4 môže byť použitý namiesto valca 1 v zariadení zobrazenom na obr. 1. Drsné obvodové pásma 8 valca tohto typu sú charakteristické tým, že je ich obvod rozdelený do niekoľkých segmentov 8', 8, ktoré majú striedavo rozdielnu povrchovú drsnosť. Napríklad segmenty 8’ majú väčšiu povrchovú drsnosť, než je povrchová drsnosť segmentov 8, ktorých povrchová drsnosť je rovnajúca sa alebo väčšia než je povrchová drsnosť stredného obvodového pásma 6. Toto usporiadanie uľahčuje prípadné orezávanie okrajových častí liateho výrobku, ktorý je vyrobený týmito valcami, vytvorením pásiem, kde sú uvedené okrajové časti porušené. Zistilo sa, že náhle zmeny drsnosti povrchu valcov, ktoré vyplývajú zo striedania segmentov 8' a 8, môžu vytvoriť výrobok, ktorý je v oblasti striedania povrchových drsností zoslabený, čo uľahčuje následné odstránenie okrajových častí, napríklad odstrihnutím.

Je zrejmé, že použitie valcov a zariadení opísaných s odkazmi na obr. 1, 2 a 4 umožňuje uskutočňovanie výrobného postupu podľa prvého variantu spôsobu podľa vynálezu pomocou lejacích plôch s vysokou povrchovou drsnosťou, umiestnených v blízkosti bočných stien, čo podporuje poháňanie okrajových častí tuhnúcej kovovej kôry.

Zariadenie znázornené na obr. 3 je upravené na uskutočňovanie druhého variantu spôsobu podľa vynálezu. Pri tomto riešení zariadenia majú valce ľ stredné obvodové pásmo 6' s vyššou povrchovou drsnosťou, než akú majú obvodové pásma 9 umiestnené v blízkosti bočných stien 3. Ako bolo uvedené, povrchová drsnosť obvodových pásiem 9 je dostatočne malá, aby dovoľovala preklzávanie okrajových častí kôry tuhnúcej na týchto pásmach, ak tieto okrajové časti majú tendenciu byť zadržované stykom s bočnými stenami. Toto preklzávanie môže byť navyše uľahčené namazaním povrchov obvodových pásiem 9 pred liatím alebo pravidelným mazaním počas liatia. Zdrsnenie stredného obvodového pásma 6' valcov ľ môže byť vytvorené uvedenými spôsobmi.

Rozsah vynálezu nie je obmedzený zariadeniami opísanými pomocou uvedených príkladov. Vynález môže byť aplikovaný aj na zariadenia na liatie na jeden valec.

Claims (8)

1. Spôsob plynulého liatia tenkých kovových výrobkov na valec alebo medzi dva valce, pri ktorom sa roztavený kov uvádza do styku s chladenými otáčajúcimi sa povrchmi uvedeného valca alebo valcov, pričom tuhne a tvorí tuhé

SK 280491 Β6 kôry, ktoré sú v priebehu tuhnutia poháňané otáčaním valca alebo valcov, vyznačujúci sa tým, že tuhnúce kovové kôry sú rozdelené do aspoň troch pozdĺžnych pásiem, pričom aspoň jedno pozdĺžne pásmo sa poháňa prednostne.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa prednostne poháňa pozdĺžne pásmo alebo pásma v blízkosti okrajov alebo na okrajoch odliatku.

3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa prednostne poháňa pozdĺžne pásmo alebo pásma v strednej časti odliatku.

4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že na prednostne poháňané pozdĺžne pásmo alebo pásma sa pôsobí vyššou hnacou silou než na ostatné pozdĺžne pásma.

5. Zariadenie na plynulé liatie tenkých kovových výrobkov na valec alebo medzi dva valce, obsahujúce jeden alebo dva poháňané otočné valce (1) s chladenými stenami a bočné steny (3), pričom valcom alebo valcami (1) a bočnými stenami (3) je vymedzený lejací priestor (4), vyznačujúce sa tým, že povrch valca alebo valcov (1) je rozdelený do aspoň troch obvodových pásiem (5, 6), pričom aspoň jedno obvodové pásmo (5) má väčšiu povrchovú drsnosť než ostatné obvodové pásma (6).

6. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa t ý m , že povrch valca alebo valcov (1) má dve drsné obvodové pásma (5), umiestnené v blízkosti bočných stien (3), pričom povrchová drsnosť obvodových pásiem (5) je väčšia než povrchová drsnosť tretieho obvodového pásma (6) umiestneného medzi obvodovými pásmami (5).

7. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa t ý m , že povrch valca alebo valcov (1) má aspoň jedno drsné stredné obvodové pásmo (6), ktorého povrchová drsnosť je väčšia než drsnosť ostatných obvodových pásiem (9) umiestnených v blízkosti bočných stien (3).

8. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 5 až 7, vyznačujúce sa tým, že povrchová drsnosť obvodového pásma alebo pásiem s väčšou drsnosťou je rovnajúca sa alebo väčšia ako dvojnásobok povrchovej drsnosti ostatných obvodových pásiem.