Способ получения тонкой ленты из расплава и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B22D11/06 

Изобретение относится к литейному производству, а конкретно к способам экс- трузирования расплавов и устройствам для их осуществления.

Известен способ и устройство для экструзии расплавов, включающий приготовление и заливку жидкого металла в вертикальную форму с нагревательными элементами, продавливание расплава через фильеры путем приложения к нему избыточного давления, создаваемого за счет вращения емкости с расплавом и воздействия на него центробежными силами и охлаждение, например, посредством валковых холодильников.

Однако существующим способом и устройством невозможно получить широкую тонкую ленту и даже одновременно две ленты.

Цель изобретения -увеличение ширины получаемой ленты и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения тонких лент из расплава, включающего центробежное воздействие на расплав, посредством которого его

формируют в виде полого параболоида вращения с фланцем, продавливают расплав через кольцевой капилляр, а в процессе охлаждения формируют в виде желоба, который затем калибруют в плоскую ленту.

Цель достигается тем, что в устройстве для получения тонкой ленты из расплава, включающем вертикальную форму для центробежного литья и холодильники, согласно изобретению, форма для центробежного литья выполнена в виде двух коаксиально расположенных эквидистантных параболоидов вращения, выходное сечение которых сопряжено с горизонтальным щелевым кольцевым неподвижным капилляром, при этом поверхность холодильников выполнена в виде катеноида, которые расположены вокруг формы с возможностью образования замкнутого контура и в выходной зоне валковых холодильников размещена валковая клеть для калибровки желоба в плоскую ленту.

Валковая клеть состоит из заданного (экспериментально) количества пар валков с изменяющейся формой образующей бочки каждой пары валков от цепной линии, задаел

С

vj со vj

4 00 V

ющей форму катеноида, до прямой линии, задающей форму получаемой ленты.

Формирование расплава в виде полого параболоида вращения с фланцем и последующее его продавливание через кольцевой капилляр позволяет создать новую схему приложения внешних сил к материалу расплава. При вращении металлического расплава по пространственной поверхности в форме параболоида, в зависимости от скорос тнй режимов и степени переохлаждения расплава совокупность тангенциальных и радиальных сил во фланцевой части параболоида позволяет дифференцировать массу расплава и осуществлять массу расплава и осуществлять его съем посредством холодильников в виде желоба, который целесообразно калибровать в исходную ленту. Предварительное получение желоба позволяет за счет схемы напряженного состояния исключить непланжетность в получаемой последующей калибровкой широкой ленте.

Предполагаемую ширину ленты b можно рассчитывать по формуле

b

jrd

где d - диаметр кольцевого капилляра,

или оперируясь радиусом образующей катеноидной формы валков

27ГГ

-ПК

Такая технология позволяет получать одновременно из одной заливки, согласно цели изобретения, две широкие ленты, причем ширина получаемых лент ограничивается очевидно только конструктивными соображениями.

Вращение нижнего параболоида (формы) и возвратно-поступательного перемещения верхней формы с рабочей частью в виде наружного параболоида вращения позволяет управлять и толщиной получаемых лент и их структурой.

На фиг. 1 показано устройство в разрезе; на фиг. 2 - вид устройства сверху расположенными вокруг него холодильниками в виде катеноидов; на фиг. 3 - схема образования желоба посредством валкового холодильника на поверхности катеноида и первый калибрующий валок валковой части.

На чертежах показана принципиальная схема осуществления процесса получения тонкой ленты из расплава по предлагаемому способу, где: 1 - нижний параболоид вращения, 2 - верхний параболоид враще

ния; 3 - кольцевой капилляр, 4 - холодильники в виде катеноида, 5 - отверстие для подачи расплава, 6, 7 - калибрующая валковая клеть /показано условно/, 8 - желоб, А

- параболоид вращения, В - рабочий зазор, С - катеноид, D - выходная зона холодильников.

Устройство для осуществления способа состоит из обогреваемой по всей боковой

0 поверхности электропечи /на схеме условно не показано/, формы для расплава, состоящей из двух частей 1 и 2, конструктивно выполненных с рабочей поверхностью в виде параболоидов вращения А. Нижняя часть

5 1 формы установлена с возможностью осевого вращения, а верхняя часть 2 формы с возможностью осевого перемещения /привод осевого движения условно не показан/, что позволит изменять величину рабочего

0 зазора В. Части 1 и 2 формы сопряжены с неподвижным кольцевым горизонтальным капилляром 3. В плоскости выхода расплава из капилляра расположено два холодильника 4 с рабочей поверхностью в виде катено5 ида С так, что они образуют между собой замкнутый контур вокруг формы. В их выходной зоне размещены валковые клети 7, предназначенные для плоской калибровки полученного желоба в прямую широкую

0 ленту.

Устройство работает следующим образом.

Через отверстие 5 в верхней части 2 дозировочными порциями расплав б под5 ают в форму, и он попадает на внутреннюю поверхность А вращающейся нижней части 1 параболоида. При ее вращении происхо-. дит как бы закручивание расплава и истечение его под воздействием возникающих при

0 этом центробежных сил через щелевой капилляр 3. Расплав при этом формируется в виде тонкого, равномерного слоя, съем которого производится на холодильниках в виде катеноидов 4. Ось валкового

5 холодильника 4 расположена в плоскости выхода расплава. Получающая при охлаждении лента формируется катеноидами в виде желоба и затем направляется в валковую клеть 7 для калибровки в плоскую ленту.

0 Параболоидная форма верхней и нижней частей обеспечивают создание достаточно высокого давления в зоне щелевого капилляра 3, что позволяет получать изделие толщиной в несколько микрометров.

5 Пример. Для получения ленты из порошкового материала марки РеебСотбВчбРзпутем нагревало 1650° Сбыл приготовлен расплав, который заливали в обогреваемую емкость с кольцевым капилляром во фланцевой части, причем количество подаваемого и вытекающего расплава в единицу времени было одинаково. Обогреваемая емкость в сечении имеет форму параболоида, образованного двумя поверхностями /частями 1 и 2/, одна из которых 1 /донная часть/ установлена с возможно- стью осевого вращения, а другая 2 /верхняя часть/ с возможностью осевого перемещения. Фланцевые части емкости образуют кольцевой капилляр 3 с регулируемым зазором от 10 до 100 мкм.

Диаметр емкости по фланцевой части равен 80 мм. Донная часть 1 вращалась со скоростью 10000 об/мин. Вращение расплава с указанной скоростью обеспечивало давление вблизи кольцевого капилляра за счет центробежных сил и параболоидной формы емкости, равное 8,5 105 Н/м2, Слой жидкого металла выдавливается через кольцевой капилляр 3 с последующим съемом его на два холодильника в виде катеноида, расположенные вокруг фланцевой части емкости.

По сравнению с известным способом за счет непрерывности литья и схема изделия сразу по меньшей мере на два автономных холодильника производительность процесса увеличивается. Кроме того представляется возможным получение очень широких лент, что целесообразно для дальнейшего применения изделия.

По сравнению с известным способом и устройством предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества, за счет непрерывности процесса, создания высокого давления в зоне щелевого капилляра обеспечивается съем расплава сразу на два холодильника, расположенных по периметру кольцевого капилляра, производительность при этом увеличивается в 2 раза. Формула изобретения

1. Способ получения тонкой ленты из расплава, включающее центробежное воздействие на расплав с последующим охлаждением на холодильниках/о тличающий- с я тем, что, с целью увеличения ширины получаемой ленты и повышение производительности, расплав в процессе центробежного воздействия формируют в виде полого параболоида вращения с фланцем и продавливают через кольцевой капилляр, а в процессе охлаждения расплав формируют в виде желоба, который калибруют в плоскую ленту.

2. Устройство для получения тонкой ленты из расплава, содержащее вертикальную форму для центробежного литья и валковые холодильники, отличающееся тем, что, с целью увеличения ширины получаемой ленты и повышения производительности, оно снабжено калибровочной валковой клетью, форма для центробежного литья выполнена в виде коаксиально расположенных эквидистантных верхнего и нижнего параболоидов вращения, верхний из которых смонтирован с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, а нижний - с возможностью осевого вращения, при этом выходной торец формы сопряжен с горизонтальным щелевым кольцевым неподвижным капилляром, холодильники расположены вокруг формы с возможностью образования замкнутого контура и в их выходной зоне размещена калибровочная валковая клеть, а поверхности холодильников выполнены в виде катеноидов.

Сущность изобретения: способ включает центробежное воздействие на расплав б, посредством которого его формируют в виде полого параболоида вращения с фланцем, продавливают расплав через кольцевой капилляр 3, а в процессе охлаждения формируют в виде желоба 8, который затем калибруют в плоскую ленту. 2 с.п.ф- лы, 3 ил.