СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ Российский патент 1998 года по МПК B23K35/40 

Изобретение относится к способу изготовления порошковой проволоки, а именно к способу изготовления порошковой проволоки диаметром 5-18 мм, используемой для внепечной обработки стали.

Известен способ изготовления порошковой проволоки, включающий непрерывное формирование ленты в U-образный профиль с одновременным заполнением ее порошком наполнителя, создание замкнутого трубчатого профиля с закрытием замка, редуцирование полученной проволоки и смотку в бунты, при этом в первых трех клетях формируют U-образный желоб с асимметричными отбортовками по краям, в последующих двух клетях U-образный профиль сгибают в трубчатый профиль и формуют вертикально расположенный "стоячий" фальц [1] из отбортованных краев желоба, в последующем формующем калибре "стоячий" фальц [1] прижимается к трубчатому сечению, образуя лежачий фальц, после чего замкнутый трубчатый профиль калибруется в волочильной фильере до заданного диаметра готового профиля [2].

Для реализации данного способа формующий стан включает 7 рабочих клетей -дуо, из них с вертикальными валками - две [2].

Недостатки данного способа:
1. Формирование и выполнение в трубчатой оболочке проволоки замкового соединения "лежачий" фальц являются наиболее трудоемкими и ответственными операциями, которые существенно усложняют отработку и изготовление оптимальной конфигурации калиброванных валков, формующих замковое соединение.

2. Формирование из стальной ленты U-образного желоба с асимметричной отбортовкой краев вызывает определенные технологические трудности (усложняются фасонные калибры, повышается жесткость U-образного профиля с отбортованными краями, что отрицательно сказывается на формировании трубчатого сечения в последующем калибре).

3. Максимальный коэффициент заполнения профиля порошком наполнителя составляет 0,45, а металлургам желательно иметь порошковую проволоку с коэффициентом наполнения 0,5-0,6 и более.

4. Наблюдается неравномерность заполнения по длине трубчатого профиля порошковым наполнителем, так как не обеспечивается необходимого распределения свободно падающего из дозатора порошкового материала по сечению желоба и его длине, что отрицательно сказывается на показателе стабильности линейной массы порошковой проволоки.

5. Операции формирования трубчатой оболочки при изготовлении порошковой проволоки технологически жестко связаны и обуславливают необходимость использования для каждого размера проволоки своей ширины исходной ленты и своего комплекта калиброванных валков для формирующих клетей.

Известен способ изготовления порошковой проволоки, включающий: формирование из металлической ленты желоба с кромками замка, засыпку порошка в желоб, соединение кромок замка желоба с образованием замкнутой оболочки, причем для повышения равноплотности проволоки формуют желоб W-образной формы сечения с высотой ребра складки, не превышающей половины высоты сечения желоба, и углом раскрытия складки 60-100^o, и перед образованием замкнутой оболочки порошок предварительно уплотняют с помощью прижима, выполненного в виде приводного диска, а формирование желоба осуществляют путем протягивания металлической ленты между профилированными роликами [3].

Для реализации данного способа формующий стан включает 8 рабочих горизонтальных клетей-дуо, при этом вертикальные клети отсутствуют [3].

Недостатки данного способа:
1. Формирование и выполнение в трубчатой оболочке проволоки замкового соединения "лежачий" фальц являются наиболее трудоемкими и ответственными операциями, которые существенно усложняют отработку и изготовление оптимальной конфигурации калиброванных валков, формующих замковое соединение.

2. Сложная калибровка валков формующих клетей, начиная с первой клети стана, из-за придания желобу W-образной формы сечения с гнутыми кромками под замок и открытой складкой на дне желоба с ребром, направленным внутрь, увеличивает стоимость их изготовления.

3. Реализация данного способа требует установки на участке дозирования минимум 2-3 дозаторов и 2-3 прижимов в виде приводных дисков, а также прижима в виде плоского разравнивателя порошка, что увеличивает габариты и металлоемкость стана, капитальные и эксплуатационные расходы.

4. Формирование открытой складки, направленной внутрь, с углом раскрытия 60-100^o и высотой ребра до половины высоты желоба, значительно уменьшает количество порошкового наполнителя, размещаемого в желобе и тем самым снижает коэффициент заполнения заготовки шихтой.

5. Многократность дозированной подачи шихты в желоб и ее уплотнение значительно усложняют технологический процесс.

6. Операции формирования трубчатой оболочки при изготовлении порошковой проволоки обуславливают необходимость использования для каждого размера проволоки своей ширины исходной ленты и своего комплекта калиброванных валков для формующих клетей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления порошковой проволоки для обработки металлических расплавов, включающий формовку оболочки из металлической ленты, заполнение заготовки порошковыми материалами, завальцовку краев ленты с образованием замкового соединения и продольного внутреннего гофра, расположенного диаметрально противоположно замковому соединению с последующим замыканием сторон гофра, причем трубчатую заготовку формуют овальной формы с горизонтальной большей осью и образованием направляющей щели между краями отбортовки, а при завальцовке формируют дополнительный продольный гофр, примыкающий к замковому соединению [4].

Для реализации данного способа формующий стан включает 12 горизонтальных клетей-дуо, при этом вертикальные клети отсутствуют [4].

Недостатки данного способа:
1. Формирование и выполнение в трубчатой оболочке проволоки замкового соединения "лежачий" фальц являются наиболее трудоемким и ответственными операциями, которые существенно усложняют отработку и изготовление оптимальной конфигурации калиброванных валков, формующих замковое соединение.

2. Для получения перед дозатором профиля незамкнутой овальной формы с горизонтальной большей осью и отбортовкой краев в виде горловины требуется значительное число рабочих клетей со сложной конфигурацией калиброванных валков.

3. Формирование дополнительного гофра, прилегающего к замковому соединению, дополнительно усложняет калибровку формующих валков.

4. Достигается недостаточно высокий коэффициент заполнения порошковой проволоки, не обеспечивается равномерность заполнения шихтой по длине профиля из-за невозможности применения устройства для уплотнения шихты в желобе, имеющем узкую горловину.

5. Для реализации данного способа требуется значительное количество формующих клетей (12 клетей), что увеличивает габариты и металлоемкость стана, капитальные и эксплуатационные расходы.

6. Дополнительный гофр, прилежащий к замковому соединению, искажает круглую форму сечения готовой проволоки, что отрицательное сказывается при подаче порошковой проволоки в ковш с помощью трайб-аппарата.

7. Операции формирования трубчатой оболочки при изготовлении порошковой проволоки технологически жестко связаны и обуславливают необходимость использования для каждого размера проволоки своей ширины исходной ленты и своего комплекта калиброванных валков для формующих клетей.

Цель изобретения - упрощение технологии формирования трубчатой заготовки и замкового соединения путем изменения конструкции замкового соединения, увеличение коэффициента заполнения порошковой проволоки за счет большей высоты заполнения желоба, а также повышение эксплуатационных характеристик готовой проволоки путем увеличения точности геометрической формы и жесткости сечения профиля.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе изготовления порошковой проволоки для обработки металлических расплавов ленту формуют в U-образный желоб без отбортовки краев с разной высотой вертикальных стенок, замкнутую трубчатую оболочку проволоки формуют с перекрытием кромок заготовки (внахлест), при формировании дополнительного внутреннего гофра внешний край нахлеста прижимается к стороне гофра, а при последующем формировании полученной заготовки стороны дополнительного гофра смыкаются, зажимая между собой край нахлеста, при этом образуется "стоячий" фальцевый шов, утопленный внутрь трубчатой оболочки.

На фиг.1 изображена схема изготовления порошковой проволоки по предлагаемому способу; на фиг.2 - узел I на фиг.1.

На чертежах обозначены: 1, 2, 5, 6 -горизонтальные формующие клети, 3 - дозатор, 4 - устройство валкового типа для разравнивания и уплотнения порошкового наполнителя, 7 - вертикальная клеть-дуо, 8 - трехвалковая клеть, 9 - схема формовки ленты, I - фрагмент готового профиля с замковым соединением "стоячий" фальц.

Исходная полоса в горизонтальных клетях 1 и 2 формируется в желоб U-образной формы без отбортовки краев с разной высотой вертикальных стенок (позиции А, Б, В). Затем этот желоб заполняется дозатором 3 необходимым количеством порошкового наполнителя (позиция Г), который уплотняется устройством 4 (позиция Д). Далее в горизонтальной клети 5 из заготовки (позиция Д) формуется замкнутая трубчатая оболочка проволоки с перекрытием кромок ленты (позиция Е) и в горизонтальной клети 6 формируются гофры, расположенные диаметрально противоположно, причем в верхнем к одной из сторон гофра прижимается внешний край нахлеста (позиция Ж). Калибрующие валки вертикальной клети 7, обжимая заготовку с боков, сводят стороны обоих гофров, образуя профиль круглого сечения, при этом при смыкании сторон верхнего внутреннего гофра край нахлеста зажимается между сторонами гофра, образуя замковое соединение в виде "стоячего" фальцевого шва, утопленного внутрь трубчатой оболочки (позиция З, И, I), повышенное сжатие которого гарантируется высокой плотностью порошкового наполнителя проволоки, что обеспечивает необходимую прочность замкового соединения. Затем в трехвалковой клети 8 осуществляется калибрование заготовки (позиция З) до заданного размера готовой порошковой проволоки (позиция И) с замковым соединением (позиция I).

Таким образом, при формировании порошковой проволоки с замковым соединением согласно предлагаемому способу требуется пять формующих проходов и один калибрующий, причем формирование U-образного желоба и замкового соединения в виде "стоячего" фальца значительно упрощает конфигурацию калиброванных валков формующих клетей. Данный способ позволяет изготовление нескольких смежных размеров проволоки из ленты одной ширины, регулируя величину перекрытия кромок ленты (позиция Е), а также позволяет получить более высокий коэффициент заполнения проволоки за счет увеличения высоты заполнения порошковым наполнителем благодаря отсутствию отбортовки кромок. Поперечное сечение готовой порошковой проволоки имеет форму правильного круга с двумя продольными, симметрично расположенными, внутренними ребрами (сомкнутыми гофрами) (позиции З, И), которые увеличивают жесткость профиля. Данная порошковая проволока, благодаря большей жесткости, обладает повышенной проникающей способностью при введении ее в жидкий металл и лучше противостоит деформациям скручивания, возникающим при использовании статического разматывателя. Отсутствие открытого продольного гофра на порошковой проволоке стабилизирует подачу проволоки трайб-аппаратом в ковш. Таким образом, порошковая проволока с предлагаемым замковым соединением (позиция I) обладает качественно новыми по сравнению с прототипом свойствами.

Способ может быть использован при внепечной обработке стали и предназначен для изготовления порошковой проволоки диаметром 5-18 мм. Металлическую холоднокатанную ленту формируют в U-образный желоб без отбортовки краев с разной высотой вертикальных стенок. Заполняют желоб порошковым материалом. Из желоба формируют замкнутую трубчатую оболочку проволоки с перекрытием продольных кромок оболочки внахлест. Формируют дополнительный внутренний гофр. При формировании дополнительного внутреннего гофра внешнюю часть оболочки в зоне нахлеста прижимают к стороне гофра. Последующее формирование полученной заготовки осуществляют до смыкания сторон дополнительного гофра. Стороны дополнительного гофра зажимают между собой участок оболочки с зоной нахлеста с образованием замкового соединения в виде фальцевого шва. Фальцевый шов утоплен внутрь оболочки. Упрощается технология формирования трубчатой заготовки и замкового соединения, увеличивается коэффициент заполнения порошковой проволоки и повышаются эксплуатационные характеристики готовой проволоки. 2 ил.

Способ изготовления порошковой проволоки для обработки металлических расплавов, включающий формовку трубчатой оболочки из металлической холоднокатаной ленты, заполнение оболочки порошковым материалом, завальцовку замкового соединения оболочки, формирование внутреннего ребра, расположенного диаметрально противоположно замковому соединению, и дополнительного внутреннего гофра, примыкающего к замковому соединению, отличающийся тем, что предварительно из ленты формируют U-образный желоб с вертикальными стенками разной высоты, заполнение порошковым материалом осуществляют путем загрузки его в желоб с последующим формированием из него трубчатой оболочки с перекрытием продольных кромок оболочки внахлест, при формировании дополнительного внутреннего гофра внешнюю часть оболочки в зоне нахлеста прижимают к стороне гофра и подвергают заготовку обработке до смыкания сторон дополнительного гофра, зажатия между ними участка оболочки с зоной нахлеста с образованием замкового соединения в виде фальцевого шва, утопленного внутрь оболочки.