СПОСОБ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛОС ИЗ МЕДИ ИЛИ МЕДНЫХ СПЛАВОВ
METHOD AND PROCESS LINE TO FABRICATE METAL STRIPS FROM COPPER OR COPPER ALLOYS

Изобретение относится к способу и технологической линии для изготовления металлических полос из меди или медных сплавов путем литья и прокатки.
До настоящего времени подобные металлические полосы из таких мягких металлов, как, например, медь или медные сплавы, производят путем литья в изложницы (DE 692 22 504 Т2). После охлаждения слиток необходимо снова нагревать и в процессе горячей прокатки доводить до требуемой толщины. За горячей прокаткой затем следует фрезерование верхней и нижней стороны и контроль и намотка в рулон. После разматывания рулона металлическая полоса попадает в реверсивную клеть и после процесса холодной прокатки сматывается в рулон и в форме рулона отжигается в колпаковом устройстве отжига для измельчения структуры или же отжигается в устройстве непрерывного отжига в размотанном состоянии, после чего производятся травление, промывка, сушка, дрессировка, и поверхность снова подвергается контролю перед сматыванием в рулон.
Затрачиваемые на это производственные расходы и инвестиционные затраты на новое производство, а также компоновку оборудования при имеющихся полезных основных площадях, в принципе, очень высоки. По технологии горизонтальной разливки отливаются и подвергаются холодной прокатке металлические полосы из меди или медных сплавов в количестве примерно 15-20 000 т/год, да еще и с заметно меньшими инвестиционными затратами.
Повышение объема производства, которое требуется в настоящее время рынком (примерно 30000-70000 т/год), при нынешних затратах больше не может быть достигнуто рентабельным образом.
В основе изобретения лежит задача достичь, тем не менее, требуемого повышения объема производства при небольших производственных затратах и пониженных инвестиционных затратах на оборудование.
Поставленная задача согласно изобретению решается благодаря тому, что расплав разливают в процессе вертикального и/или горизонтального непрерывного литья полосы с получением медной полосы, эту медную полосу очищают путем фрезерования с верхней и нижней сторон, подвергают процессу холодной прокатки и подготавливают к отгрузке, или же после отжига, травления, промывки и сушки и, при необходимости, стадии дрессировочной прокатки подвергают контролю, а затем подготавливают к отгрузке. Преимуществом является то, что полностью исключаются устройство литья слитков, подогрев слитков до температуры прокатки и горячая прокатка. Далее, преимуществом является то, что процесс холодной прокатки можно гибко подогнать к плановым количествам продукции, например, благодаря тому, что холодная прокатка может быть доведена до оптимальной температуры полосы на выходе.
Один вариант реализации заключается в том, что из проконтролированных рулонов путем поперечной резки медной полосы получают листы в виде штабелей.
Еще один усовершенствованный вариант состоит в том, что из проконтролированных рулонов путем продольной резки получают сматываемые в бунты ленты из медной полосы.
Температурный режим может предпочтительно устанавливаться благодаря тому, что при холодной прокатке медную полосу на входной стороне смазывают маслом, а на выходной стороне охлаждают холодными или охлажденными до низких температур (криогенными) инертными газами. Для охлаждения могут быть привлечены различные среды.
При этом является предпочтительным, чтобы заданное значение для параметров прокатки устанавливалось на максимальную температуру полосы 120°. Благодаря этому параметры (действительные значения) для литья и фрезерования можно связать с процессом прокатки.
Способ может быть еще более улучшен благодаря тому, что холоднокатаные до конечной толщины полосы при соблюдении температурного режима рулоны медной полосы подвергают дальнейшему измельчению структуры либо в колпаковом устройстве отжига в форме рулонов, либо в процессе непрерывного отжига, после чего травят, промывают, сушат и контролируют поверхность и подвергают дальнейшей обработке в форме рулонов.
Технологическая линия для изготовления металлических полос из меди или медных сплавов с, по меньшей мере, одним устройством выплавки, устройством литья и устройством прокатки предпочтительно скомпонована для холодной деформации медной полосы по толщине от 23 до 0,2 мм.
Для решения поставленной задачи в отношении устройств предлагается, что вслед за устройством выплавки в направлении технологического маршрута последовательно друг за другом расположены, по меньшей мере, устройство вертикального непрерывного литья полосы и/или устройство горизонтального непрерывного литья полосы, непосредственно примыкающее устройство фрезерования, устройство разматывания полосы из рулона, устройство холодной прокатки, устройство сматывания в рулон и устройство отжига. Устройство литья слитков, которые охлаждаются и должны снова нагреваться в печи до температуры прокатки, и сама клеть горячей прокатки полностью отпадают. Благодаря этому при создании технологической линии требуются не только меньшие инвестиционные затраты, но и меньшие производственные расходы в процессе производства (затраты на ремонт и время на ремонт), которым «противостоит» более высокая производительность установки.
При дальнейшей характеристике технологической линии получаются дополнительные преимущества:
Устройство холодной прокатки состоит из реверсивной клети.
Устройство фрезерования непосредственно примыкает к устройству вертикального непрерывного литья полосы. Медная полоса предпочтительным образом проходит непосредственно в следующее устройство.
Устройство вертикального непрерывного литья полосы, устройство фрезерования и реверсивная клеть примыкают непосредственно друг к другу. Медная полоса без перерыва проходит в следующее устройство.
Устройство холодной прокатки состоит из тандемной клети.
Устройство вертикального непрерывного литья полосы, устройство фрезерования и тандемная клеть непосредственно примыкают друг к другу. Медная полоса без перерыва проходит от устройства к устройству.
Для более высоких прокатных мощностей является предпочтительным, чтобы тандемной клети были приданы два установленные параллельно и перед нею устройства вертикального непрерывного литья полосы с устройствами фрезерования.
Более высокая производительность разливки по сравнению с устройством прокатки может достигаться благодаря тому, что перед тандемной клетью расположены соответственно одно устройство вертикального непрерывного литья полосы и одно устройство горизонтального непрерывного литья полосы соответственно со следующим непосредственно за ними устройством фрезерования.
При двух устройствах литья технологическая линия скомпонована таким образом, что в случае двух параллельно разливающих устройств вертикального непрерывного литья полосы за соответствующим устройством фрезерования соответственно следует реверсивная клеть.
Другая комбинация литья/фрезерования и прокатки получается благодаря тому, что в случае технологически параллельных устройств вертикального и горизонтального непрерывного литья полосы за ними соответственно следует по одной реверсивной клети.
Для всех комбинаций технологической линии предусмотрено, что устройство отжига выполнено соответственно либо из колпакового устройства для отжига рулонов, либо из устройства непрерывного отжига в виде подвесной ленточной печи.
На чертежах представлены примеры реализации изобретения, которые далее описываются более подробно. Они показывают:
Фиг.1 - всю технологическую линию в модульном изображении с отдельными узлами,
Фиг.2 - технологическую линию с обусловленной местом комбинацией из устройства непрерывного литья полосы с устройством фрезерования в блочном изображении,
Фиг.3 - технологическую линию с такой комбинацией из устройства непрерывного литья полосы/устройства фрезерования/реверсивной клети в блочном изображении,
Фиг.4 - технологическую линию с комбинацией устройство непрерывного литья полосы/устройство фрезерования/и тандемная клеть в блочном изображении,
Фиг.5 - технологическую линию с комбинацией устройство непрерывного литья полосы/устройство фрезерования и тандемная клеть в блочном изображении,
Фиг.6 - технологическую линию с двумя параллельными устройствами непрерывного литья полосы, которые скомбинированы с устройством фрезерования и тандемной клетью, в блочном изображении,
Фиг.7 - технологическую линию с устройствами вертикального и горизонтального непрерывного литья полосы с непосредственно примыкающими к ним устройствами фрезерования и тандемной клетью в блочном изображении,
Фиг.8 - технологическую линию с соответственно следующими друг за другом устройствами вертикального непрерывного литья полосы и устройствами фрезерования, после которых расположены параллельные реверсивные клети, в блочном изображении, и
Фиг.9 технологическую линию с параллельными парами из устройства вертикального непрерывного литья полосы/устройства горизонтального непрерывного литья полосы, за которыми соответственно следует реверсивная клеть.
Чтобы изготовить металлическую полосу 1 из такого материала - фиг.1 - расплав 2, например, меди или медного сплава из не показанной более подробно плавильной печи разливают в процессе 3 непрерывного литья полосы и медную полосу 4 очищают от окалины с верхней стороны 5а и нижней стороны 5b путем фрезерования 5 соответственно с помощью установленных наискось друг напротив друга опорных валков, подвергают процессу 6 холодной прокатки и после контроля 12 поверхности сматывают в рулон 13 и подготавливают к отгрузке.
Рулон 13 для дальнейшего снижения толщины 18 медной полосы можно также снова направить в процесс 6 холодной прокатки. Очень сильно уплотненная благодаря этому структура при обработке отжигом 7, травлением 8, промывкой 9, сушкой 10 и, при необходимости, на стадии дрессировочной прокатки 11 после контроля 12 сматывается в проконтролированный рулон 13.
Из проконтролированных в отношении их поверхности рулонов 13 путем поперечной резки 15 медной полосы 4 получают листы 14 в виде штабелей и направляют на отгрузку. Альтернативно, из проконтролированных рулонов 13 путем продольной резки 16 получают сматываемые в бунты ленты 17 из медной полосы и направляют на отгрузку (в направлении стрелки).
Процесс 6 холодной прокатки может для получения желательной структуры и аналогичных свойств для сохранения рабочих валков выполняться таким образом, что медную полосу 4 на входной стороне (фиг.1, слева) смазывают маслом, а на выходной стороне (фиг.1, справа) охлаждают и очищают холодными или охлажденными до низких температур инертными газами, такими как, например, азот. Заданные значения для параметров прокатки устанавливаются на максимальную температуру полосы 120°С на выходной стороне.
Толщина 18 готовой полосы получается на основе такого предпочтительного способа при соблюдении температурного режима, и рулоны 13 медной полосы обрабатывают либо в колпаковом устройстве 31 отжига в форме рулонов 13 (верхняя часть фиг.1), либо в процессе 7 непрерывного отжига с тем, чтобы измельчить структуру и сделать металлическую полосу снова более мягкой. После этого происходит травление 8, промывка 9, сушка 10 и сматывание в проконтролированные в отношении поверхности рулоны 13.
Из устройства 20 выплавки (например, электропечи) расплав направляется в устройство 21 литья, которое состоит из устройства (24а) вертикального или, в особых случаях или в случаях наличия уже существующих мощностей, также из устройства 24b горизонтального непрерывного литья полосы.
В примыкающем непосредственно к устройству 21 литья и фрезерованию 5 устройстве 22 прокатки предпочтительно происходит холодная деформация на толщину 18 медной полосы от 23 мм до 0,2 мм.
За устройством 20 выплавки в направлении 23 технологического маршрута следуют друг за другом, по меньшей мере, устройство 24а вертикального непрерывного литья полосы или, в исключительных случаях, уже имеющееся устройство 24b горизонтального непрерывного литья полосы, непосредственно примыкающее устройство 25 фрезерования, устройство 26 разматывания полосы из рулона, устройство 22 холодной прокатки, устройство 27 сматывания полосы в рулон и устройство 28 отжига, которые все расположены последовательно друг за другом в направлении 23 технологического маршрута.
Устройство 22 холодной прокатки в этом примере реализации состоит из реверсивной клети 29. Существенной составляющей частью изобретения является то, что устройство 25 фрезерования примыкает непосредственно к устройству 24а вертикального непрерывного литья полосы (или устройству 24b горизонтального непрерывного литья полосы). Затем следует реверсивная клеть 29, колпаковое устройство 31 отжига, подвесная ленточная печь 32а вместе со стадией 11 дрессировочной прокатки и, если желательно, поперечная резка 15 с помощью летучих ножниц и продольная резка 16 на ленты 17 из медной полосы.
Согласно фиг.3 устройство 24а вертикального непрерывного литья полосы, устройство 25 фрезерования и реверсивная клеть 29 образуют функционально взаимодействующую систему.
На фиг.4 устройство 22 холодной прокатки состоит из тандемной клети 30. Устройство 25 фрезерования снова примыкает непосредственно к устройству 24а вертикального непрерывного литья полосы.
Согласно фиг.5 устройство 24а вертикального непрерывного литья полосы, устройство 25 фрезерования и теперь уже тандемная клеть 30, подобно представленному на фиг.3, образуют работающую совместно систему. Колпаковое устройство 31 отжига, подвесная ленточная печь 32а, стадия 11 дрессировочной прокатки, при необходимости поперечная резка 15 и/или продольная резка 16, следуют друг за другом без изменения, как и на предыдущих фиг.2-4.
На фиг.6 показано повышение производительности процесса литья. Для этого тандемной клети 30 выделено два расположенных параллельно и перед нею устройства 24а, 24а вертикального непрерывного литья полосы с устройством 25 фрезерования.
Согласно фиг.7 перед тандемной клетью 30 уставлено одно устройство (24а) вертикального непрерывного литья (ВНЛ) и одно устройство 24b горизонтального непрерывного литья (ГНЛ) полосы в каждом случае с функционально связанным с ними устройством (25) фрезерования.
На фиг.8 при двух проходящих параллельно устройствах 24а, 24а вертикального непрерывного литья полосы за соответствующим устройством 25 фрезерования следует соответственно реверсивная клеть 29 на обычном, привязанном к месту расстоянии.
Согласно фиг.9 пришли к тому размещению, что в случае технологически параллельных устройств 24а, 24b вертикального и горизонтального непрерывного литья полосы соответственно на обычном расстоянии расположена реверсивная клеть 29.
Устройство 28 отжига состоит соответственно либо из колпакового устройства 31 для отжига рулонов 13, либо из устройства 32 непрерывного отжига в виде подвесной ленточной печи.
Перечень ссылочных обозначений
1 металлическая полоса
2 расплав
3 процесс непрерывного литья полосы
4 медная полоса
5 фрезерование
5а верхняя сторона металлической полосы
5b нижняя сторона металлической полосы
6 процесс холодной прокатки
7 отжиг
8 травление
9 промывка
10 сушка
11 стадия дрессировочной прокатки
12 контроль
13 (проконтролированный) рулон
14 листы
15 поперечная резка
16 продольная резка
17 ленты из медной полосы
18 толщина медной полосы
19 -
20 устройство выплавки
21 устройство литья
22 устройство (холодной) прокатки
23 направление технологического маршрута
24а устройство вертикального непрерывного литья полосы
24b устройство горизонтального непрерывного литья полосы
25 устройство фрезерования
26 устройство разматывания полосы из рулона
27 устройство сматывания полосы в рулон
28 устройство отжига
29 реверсивная клеть
30 тандемная клеть
31 колпаковое устройство отжига
32 устройство непрерывного отжига
32а подвесная ленточная печь