СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕДНЫХ ГИЛЬЗ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК Российский патент 2004 года по МПК B21K21/06 B22D11/04 

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов.

Известен способ изготовления гильз кристаллизаторов из круглых или прямоугольных медных труб катаных (холоднокатаных и горячекатаных), горячетянутых и прессованных. Катаные и тянутые трубы используются для изготовления гильз кристаллизаторов с толщиной стенки меньше 10 мм. Это, как правило, гильзы, имеющие сечение 128 мм и меньше. Для больших типоразмеров используют прессованные трубы (толстостенные).

Недостатком известного способа является низкий коэффициент использования металла для гильз кристаллизаторов сечением больше 128 мм.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления медных гильз из цельнотянутой трубы с толщиной стенки 100 мм (отчет о НИР “Разработка и внедрение технологии и оснастки для изготовления бесшовных прямоугольных гильз кристаллизаторов пластическим деформированием” заключительный. Тема 123-4212-01. Краматорск, 1983. - 45 с.), заключающийся в том, что заготовку отрезают от цельнотянутой трубы, нагревают до ковочной температуры, осаживают, раскатывают и приплющивают.

Данный способ сложно применить, так как он не предусматривает получение трубы-поковки большой длины с малой толщиной стенки.

Задачей данного изобретения является повышение коэффициента использования металла и эксплуатационной стойкости кристаллизатора путем изменения технологии изготовления заготовки.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе изготовления медных гильз для кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок, включающем резку на штучные заготовки, нагрев до ковочной температуры, осадку и раскатку, согласно изобретению используют слиток, полученный в печи электронно-лучевого переплава, резку на штучные заготовки производят на ленточной пиле, после чего осуществляют фрезерование штучной заготовки по контуру со снятием фасок, после осадки полученную заготовку вытягивают на круг, прошивают в ней отверстие и осуществляют его горячее дорнование, а после раскатки заготовку вытягивают на оправке за несколько проходов.

Данные отличительные признаки позволяют повысить коэффициент использования металла и эксплуатационную стойкость кристаллизатора.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг.1-12, на которых изображена структура технологии ковки заготовки для гильзы кристаллизатора.

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Пример. От медного слитка с содержанием меди 99,98%, полученного в печи электронно-лучевого переплава, отрезается заготовка на ленточной пиле.

Минимальный вес заготовки рассчитывается, начиная с размеров готовой гильзы до размеров исходной заготовки (куба). Такой подход к расчету позволяет учесть вытяжку заготовки на операциях, где меняется поперечное сечение, и получить минимальный вес заготовки (куба).

Заготовка фрезеруется по контуру, острые углы притупляются фасками 10×45.

Перед осадкой литые заготовки подвергаются нагреву со следующими режимами: температура посадки в печь 600°С; нагрев заготовки воздухом печи до температуры 350-370°С; выдержка один час при температуре 350-370°С; нагрев до ковочной температуры 900-920°С со скоростью 180°С/ч; выдержка при этой температуре 0,3 ч. Продолжительность повторного нагрева 0,5 ч.

Осадка производится со степенью деформации 15-20%, а ковка ведется в интервале температур 760-900°С.

Способ изготовления заготовки включает в себя следующие операции.

1. Нагрев заготовки до ковочной температуры, фиг.1.

2. Осадка на квадрат, фиг.2.

3. Вытяжка на круг, фиг.3, 4.

Величина обжатия Δh=30 мм.

4. Осадка, фиг.5.

5. Прошивка отверстия d₁, выталкивание выдры, фиг.6. Размеры выдры на фиг.7.

6. Нагрев заготовки.

7. Горячее дорнование отверстия d₁ на d₂ на всю глубину, фиг.8.

Масса выдры m=2,2 кг, что составляет 2% от массы заготовки.

8. Нагрев заготовки.

9. Раскатка (раздача) на оправке d/d₁ за “n” проходов, фиг.9.

Размеры заготовки после раскатки на фиг.10.

10. Нагрев заготовки.

11. Раскатка на оправке d₂/d₃ за “n” проходов, фиг.9.

12. Нагрев заготовки.

13. Вытяжка на оправке d₂/d₃ в вырезных бойках за “n” проходов, фиг.11.

Размеры заготовки после вытяжки D_нар=200±7; d_вм=155±10; S_ст=24±4; L_тр=855±20, фиг.12.

Размеры заготовки до ковки 240×225×225 мм.

Масса заготовки для гильзы 107,8 кг.

Масса детали 59 кг.

Коэффициент использования металла КИМ=54/107,8=0,55.

Кованая труба, полученная предложенным способом, имеет твердость на торцах по Бринеллю 77НВ, после зачистки шлифовальной машинкой 71НВ.

Твердость по Бринеллю кованой заготовки (аналога) из марки меди М2 составляет 52-56НВ. Так как твердость заготовки повысилась, следовательно, повысится эксплуатационная стойкость гильзы.

При применении предложенного способа ковки заготовка дефектов не имеет.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении медных гильз кристаллизаторов, используемых при непрерывной разливке металла. Медный слиток, полученный в печи электронно-лучевого переплава, на ленточной пиле режут на штучные заготовки. Полученную штучную заготовку фрезеруют по контуру со снятием фасок и нагревают до ковочной температуры. Затем производят осадку заготовки, последующее ее вытягивание на круг, прошивку в заготовке отверстия и его горячее дорнование. После последующей раскатки заготовки ее вытягивают на оправке за несколько проходов. В результате обеспечивается повышение коэффициента использования металла и эксплуатационной стойкости полученных кристаллизаторов. 12 ил.

Способ изготовления медных гильз для кристаллизаторов машин непрерывного литья заготовок, включающий резку на штучные заготовки, нагрев до ковочной температуры, осадку и раскатку, отличающийся тем, что используют слиток, полученный в печи электронно-лучевого переплава, резку на штучные заготовки производят на ленточной пиле, после чего осуществляют фрезерование штучной заготовки по контуру со снятием фасок, после осадки полученную заготовку вытягивают на круг, прошивают в ней отверстие и осуществляют его горячее дорнование, а после раскатки заготовку вытягивают на оправке за несколько проходов.