УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ И ПРЕССОВАНИЯ ПОЛЫХ ПРОФИЛЕЙ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована для получения бесшовных полых профилей, в том числе труб, преимущественно из медных, магниевых и алюминиевых сплавов методом непрерывного литья и прессования.
Известно устройство для непрерывного литья и прессования металла (Патент №2100136 РФ, МПК В 22 D 11/06, В 21 С 23/00. / Сидельников С.Б., Довженко Н.Н., Ешкин А.В.), включающее печь-миксер, кристаллизатор роторного типа, валок с ручьем и валок с выступом, образующие рабочий калибр, на выходе которого установлена матрица.
Однако данное устройство не позволяет получать бесшовные полые профили, качество которых значительно выше сварных полых профилей.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по технической сущности и достигаемому результату является устройство для непрерывного литья и прессования полых профилей (Патент №2200644 РФ, МПК В 22 D 11/06, В 21 С 23/08. / Сидельников С.Б., Довженко Н.Н., Гришечкин А.И., Сидельникова Е.С.), включающее печь-миксер, валок с ручьем и валок с выступом, имеющие охлаждаемые полости и образующие рабочий калибр, на выходе из которого установлена матрица с клиновидными охлаждаемыми полостями; снабженное установленной соосно матрице длинномерной иглой с механизмом ее отвода, жестко закрепленной фиксатором и расположенной в обойме с каналами для подачи смазки.
Данное устройство обеспечивает непрерывность процесса получение бесшовных полых профилей. Однако в данном устройстве не достаточная жесткость закрепления иглы и ее соосность относительно матрицы, что отрицательно сказывается на точности размеров, разностенности по длине и поперечному сечению получаемых полых профилей. Недостатком обладает
также процесс прессования полых профилей через простые матрицы, когда колебания иглы относительно оси прессования приводит к появлению разнотолщинности по длине и поперечному сечению полых профилей (Перлин И.Л. Теория прессования металле / И.Л.Перлин, Л.Х.Райтбарг. - М.: Металлургия, 1975. - 448 с.). Кроме того, отвод тепла во время кристаллизации и деформации в данном устройстве через охлаждаемые внутри валки и клиновидные охлаждаемые полости в матрице не обеспечивает достаточной эффективности охлаждения, не позволяет увеличить производительность процесса изготовления полых профилей.
Основной задачей изобретения является повышение производительности непрерывного литья и прессования и качества полых профилей за счет повышения эффективности охлаждения и снижения разностенности получаемых полых профилей по длине и поперечному сечению.
Для достижения поставленной задачи устройство для непрерывного литья и прессования полых профилей, включающее печь-миксер, валок с ручьем и валок с выступом, имеющие охлаждаемые полости и образующие рабочий калибр, на выходе из которого установлена матрица с клиновидными охлаждаемыми полостями, с расположенной соосно матрице длинномерной иглой с механизмом ее отвода, жестко закрепленной фиксатором и расположенной в обойме с каналами для подачи смазки, длинномерная игла дополнительно снабжена направляющей втулкой с регулировочными упорами, расположенной соосно длинномерной игле и матрице. Причем, направляющая втулка с регулировочными упорами имеют охлаждаемые каналы, а валок с ручьем и валок с выступом снабжены устройством с возможностью охлаждения их снаружи.
Конструктивные особенности заявляемого устройства по сравнению с прототипом, характеризующиеся отличительными признаками, позволяют повысить производительность непрерывного литья и прессования и качество полых профилей.
По отношению к прототипу у предлагаемого устройства имеются следующие отличительные признаки: длинномерная игла снабжена направляющей втулкой с регулировочными упорами, расположенной соосно длиномерной игле и матрице. Кроме того, направляющая втулка с регулировочными упорами имеют охлаждаемые каналы, а валок с ручьем и валок с выступом снабжены устройством с возможностью охлаждения их снаружи.
Установка на длинномерной игле направляющей втулки с регулировочными упорами регулирует центровку иглы и ее соосность с матрицей, увеличивает жесткость фиксации иглы, тем самым обеспечивает снижение разнотолщиности получаемых полых профилей по длине и поперечному сечению. Наличие охлаждаемых каналов в направляющей втулке с регулировочными упорами значительно увеличивает поверхность теплообмена в зоне кристаллизации, повышает интенсивность охлаждения и производительность процесса непрерывного литья и прессования. Дополнительное охлаждение валков снаружи обеспечивает дополнительный отвод тепла, снижает термические напряжения, повышает их работоспособность, стабилизирует температурные условия протекания процесса непрерывного литья и прессования.
Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь. Выполнение устройства для непрерывного литья и прессования полых профилей, имеющего указанную выше совокупность отличительных признаков, позволяет повысить производительность непрерывного литья и прессования и качество полых профилей.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами.
На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе во время протекания процесса непрерывного литья и прессования полых профилей.
Заявляемое изобретение - устройство для непрерывного литья и прессования полых профилей включает печь-миксер 1 с расплавом 2, валок 3
с ручьем и валок 4 с выступом, имеющие охлаждаемые полости (на чертеже не показаны) и образующие закрытый калибр, перекрытый на выходе матрицей 5. Длинномерная игла 6 расположена в обойме 7 соосно каналу матрицы 5 и жестко закреплена фиксатором 8 с помощью винта 9 и державки 10. Механизм отвода длинномерной иглы 6 включает винт 9 и пружину 11. По периметру длинномерной иглы 6 в обойме 7 выполнены каналы 12 для подачи смазки. На матрице 5 выполнены клиновидные охлаждаемые полости 13. На длинномерной игле 6 соосно ей и матрице 5 расположена направляющая втулка 14 с регулировочными упорами 15 с охлаждаемыми каналами 16. Каждый валок охлаждается снаружи устройством, состоящим из защитного экрана 17, разбрызгивающего канала 18, желоба 19 отвода хладагента и отсекателя 20.
Устройство работает следующим образом. Длинномерная игла 6 обойме 7 устанавливается соосно каналу матрицы 5, закрепляется фиксатором 8 с помощью винта 9 и державки 10 и жестко центрируется направляющей втулкой 14 с помощью регулировочных упоров 15. В каналы 12 подается смазка. Расплавленный металл 2 заливается в печь-миксер 1. При этом начинается его кристаллизация на поверхностях валков 3, 4 и направляющей втулки 14. Далее закристаллизовавшийся в виде полой заготовки металл захватывается валками 3 и 4, деформируется в закрытом калибре между валками 3 и 4 и выдавливается в зазор между иглой 6 и калибрующим пояском матрицы 5. В момент попадания расплава 2 в печь-миксер 1 включается внутреннее и внешнее охлаждение валков 3 и 4, матрицы 5, за счет клиновидных охлаждаемых полостей 13 и направляющей втулки 14 с регулировочными упорами 15, снабженных охлаждаемыми каналами 16. Каждый валок охлаждается снаружи устройством, состоящим из защитного экрана 17, разбрызгивающего канала 18, желоба 19 отвода хладагента и отсекателя 20.
Пример. С помощью лабораторной установки на базе прокатного стана ДУО 200 провели опытное прессование трубы диаметром 8 мм с толщиной стенки 1 мм из сплава алюминия марки А7. Температура расплава составляла 680°С, а температура прессования 510°-530°С. Прессование проводили с помощью плоской матрицы с вытяжкой 15 с использованием прототипа и заявляемого устройства. При этом фиксировали максимально-возможную скорость прессования по появлению трещин на поверхности трубы, т.е. максимальную производительность. При этом охлаждаемая направляющая втулка с регулировочными упорами в заявляемом устройстве практически полностью исключала контакт расплавленного металла с длинномерной иглой. Из отпрессованных труб выбирали образцы в поперечном сечении и проводили замеры разнотолщинности по длине и поперечному сечению. Использование в заявляемом устройстве охлаждаемой направляющей втулки с регулировочными упорами и дополнительное охлаждение валков снаружи позволило увеличить производительность процесса до 40%, снизить разнотолщиность почти в пять раз и стабилизировать температурные условия протекания процесса непрерывного литья и прессования.
Таким образом, применение заявляемого устройства по сравнению с прототипом позволяет повысить производительность непрерывного литья и прессования и качество полых профилей.