Файл: Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов..pdf

Вертли1 предложил также устройство, которое с по­ мощью пружин перемещает заготовку в обратном на­ правлении. Величина шага возвращения заготовки ре­ гулируется с помощью установочных винтов. За счет сокращения остановки заготовки в кристаллизаторе до минимума ее поверхность получается гладкой и дальней­ шее вытягивание происходит значительно легче, чем при существующих способах.

Несмотря на большое число патентов на способ го­ ризонтального непрерывного литья металлов и сплавов, машины горизонтального типа начали внедрять в про­ мышленность только с 1934 г. Первые промышленные машины Вертли были построены на заводе фирмы « С к о ­ б и л мануфактурннг» (США) [3]. В 1963 г. появилось сообщение [4], что за рубежом работают 44 машины Вертли, на которых разливают медные сплавы и заго­ товки сплошного и полого сечения диаметром до 150 мм в один пли несколько ручьев. В плавильную тигельную печь одним концом вставлен графитовый кристаллиза­ тор длиной 300 мм, другой конец находится в медном водоохлаждаемом кожухе. Заготовку вытягивают из кристаллизатора с помощью двух гидравлических зажи­ мов, имеющих прижимное усилие в 10 тс и действующих периодически. Продолжительность вытягивания устанав­ ливают в пределах 3—43 с, а продолжительность оста­ новок 2—20 с. Шаг вытягивания заготовки равен 30— 100 мм. Циркулярной пилой или шлифовальным кругом заготовку режут на мерные длины. Кроме литья круг­ лых заготовок, на машине Вертли можно отливать поло­ сы из латуни и бронзы с поперечным сечением 12X90 и 8X90 мм для прокатки. Фирма «Уэлс мануфакчтуринг компани» на машине Вертли отливает заготовки диа­ метром 30—120 мм из специального никелевого чугуна.

Машина для горизонтального непрерывного литья цветных металлов, подобная одноручьевой машине Вертли, изготовлена фирмой «Лугерт» [4]. Водоохлаж­ даемый кристаллизатор вставлен в миксер; отливаемую заготовку периодически извлекают из кристаллизатора при помощи автоматического устройства, оборудованно­ го бесступенчатым приводом. Аналогичные машины име­ ются у фирмы «Бочар» в Австрии, Венгрии, Югославии и Италии.

1 Пат. (франция), № 1395479, 1965.

9

Несколько позднее горизонтальным способом непре­ рывного литья стали изготовлять алюминиевые шины для электролизных вамп [5]. Горизонтальные машины для этой цели внедрены французской фирмой «Сосайт де электро-Химис де Южине» совместно со швейцарской фирмой «Гаучи электро-Фоиз». В настоящее время стро­ ят новые заводы во Франции, Канаде, Камеруне, Шве­ ции и ФРГ, на которых устанавливают горизонтальные машины непрерывного литья Южин — Гаучи. Особенно­ стью кристаллизатора машины Южин — Гаучи является то, что для улучшения стабильности процесса он от мсталлоприемника отделен утолщенной теплоизоляцион­ ной плитой, и отверстие для подвода жидкого металла расположено ниже оси кристаллизатора. Механизм вы­ тягивания представляет собой передвижную тележку со смонтированными на ней затравками. На машине Южин — Гаучи отливают прямоугольные заготовки се­ чением до 700X200 мм, круглые — диаметром от 25,4 до 203,2 м, а также толстостенные трубы.

В конце 50-х годов разработана и внедрена в про­ мышленность машина Тессмана для литья заготовок из алюминиевых сплавов. Особенностью машины является то, что кристаллизатор совершает возвратно-поступа­ тельное движение в горизонтальной плоскости [2].

Японская фирма «Ниппон консультант Комо» [6] разработала и изготовила горизонтальные машины (НКК), широко применяемые па заводах по обработке меди и ее сплавов. На них отливают прутки круглого, квадратного, шестигранного сечений и трубные заготов­ ки. Машина НКК состоит из наклоняющейся плавиль­ ной печи и миксера, в боковой стенке которого установ­ лены легко заменяемые графитовые кристаллизаторы с водяным охлаждением. Прерывистое вытягивание заго­ товок из кристаллизатора производят с помощью клеще­ вого механизма с' гидроцилиндрами. Такой механизм позволяет работать с числом ручьев до четырех. При от­ ливке заготовок большого сечения с числом ручьев до двух для вытягивания применяют приводные тянущие ролики.

ВСША [7] фирмой «Чейз Брасс энд Конка Ко» сдан

вэксплуатацию завод по производству медных труб, на котором применяется новый технологический процесс, включающий горизонтальную непрерывную отливку по-

10

.пых заготовок п последующую холодную прокатку их на четырехинточном стане и барабанное волочение до тре­ буемых размеров.

В 1964 г. [8] фирма «Крупп» начала эксплуатиро­ вать автоматизированную машину горизонтального типа для полунепрерывного литья тяжелых цветных метал­ лов. На машине получают заготовки диаметром до 250 мм и полосу размером 640X80 мм, длиной 6—8 м. Машина состоит из разливочного и тянущего устройств, установленных на передвижной тележке для перемеще­ ния к плавильным печам.

За рубежом появились исследования [9], показыва­ ющие, что заготовки из оловянных бронз с небольшим содержанием олова, полученные способом горизонталь­ ного непрерывного литья, имеют такие же механические свойства, что и заготовки с высоким содержанием оло­ ва, отлитые в песчаные формы. Возможность экономии олова и более высокое качество заготовок обусловлива­ ют целесообразность замены литья в песчаные формы способом горизонтального непрерывного литья. На осно­ вании проведенных исследований свойств оловянных и оловянно-цинковых бронз, полученных способом горизон­ тального непрерывного литья (диаметр заготовок 28, 40 и 80 мм), было предложено применять оловянную брон­ зу с 10% Sn и оловянноцинковую с 5% Sn и 7% Zn.

В работе [10] сообщается, что горизонтальные маши­ ны непрерывного литья цветных металлов, изготовляе­ мые в ФРГ, можно быстро перестраивать из одноручье­ вых в двухручьевые, а последние — в четырехручьевые. Конструкция машин позволяет также заменять один мик­ сер, не демонтируя его, другим вместе с новыми кри­ сталлизаторами, предназначенными для получения за­ готовок в два или четыре ручья. В машинах последних конструкций применяют вибрирующее вытягивающее устройство, которое обеспечивает получение изделий вы­ сокого качества.

По литературным данным [11], в ФРГ изготовляют горизонтальные машины непрерывного литья меди, бронзы, латуни, медноникелевых сплавов, чугуна. На машинах можно отливать заготовки диаметром 12,7— 380 мм, трубные заготовки, а также прутки квадратного (со стороной квадрата от 19 до 305 мм) и прямоуголь­ ного (203X508 мм) сечений. Горизонтальные машины

11

непрерывного литья [12] могут быть установлены в ли­ нии холодной прокатки и волочения для непрерывного производства продукции. Качество литья и готовой про­

В Финляндии [13] в 1969 г. внедрена технология го­ ризонтального непрерывного литья. За год работы ма­ шины получено около 2700 т литых заготовок. Для плав­ ки и разливки были применены качающиеся индукцион­ ные печи мощностью 250 кВт. Операции загрузки шихты и разливки происходят непрерывно. Смена графито­ вого кристаллизатора производится без опорожнения и охлаждения печи. Один тип машин служит для отливки

менее 50 мм в четыре ручья. Машина имеет летучую пи­ лу с абразивным кругом для резки. Круглая заготовка, предназначенная для холодной прокатки и волочения на проволоку, свертывается в бухты массой 50—2000 кг. Для свертывания бухт большой массы применяют гид­ равлическое устройство. Производительность машины составляет около 50 т/месяц. Несмотря на небольшую скорость литья, процесс может иметь высокую степень автоматизации. Отмечается, что оборудование завода уже устарело и будет совершенствоваться. Способом горизонтального непрерывного литья производят пло­ ские заготовки сечением 50X380 мм из алюминиевой латуни и алюминиевой бронзы с 8—9% А1 для горячей прокатки. Из латуни с 2% А1 и свинцовой латуни отли­ вают круглые заготовки диаметром 100 мм, которые разрезают на мерные длины и после сверления и обточ­ ки подают к вертикальному прессу для горячего прессо­ вания. Проволочную заготовку для холодной деформа­

12

наиболее целесообразно отливать горизонтальным спо­ собом из сплава с 10% Ni, легированного железом и марганцем. В этом случае стойкость графитовых кри­ сталлизаторов выше. Полые заготовки отливают в один ручей. Заготовки имеют наружный диаметр 60 мм, внут­ ренний— 44 мм. Они легко подвергаются холодной де­ формации прокаткой и волочением. Монетный сплав с 25% Ni отливают в полосы сечением 20X240 мм, суточ­ ный выпуск составляет 6—7 т при сроке службы крис­ таллизатора 2 суток.

В США построена горизонтальная машина непрерыв­ ного литья меди, алюминия, медных и алюминиевых сплавов, позволяющая отливать сплошные и полые заго­ товки диаметром 6,35—15,2 мм, прямоугольник шириной до 660 мм и толщиной до 12,7 мм. Производительность машины при отливке полосы составляет 68—3400 кг/ч.

60 мин [14].

Непрерывное литье заготовок из нейзильбера и дру­ гих специальных медных сплавов внедрено в Англии [15]. В настоящее время работают три машины горизон­ тального непрерывного литья (четвертая готова к вводу в эксплуатацию) и две машины вертикального литья. Технологическая линия с горизонтальной машиной осна­ щена одной плавильной печью канального типа емко­ стью 1 т и миксером емкостью 3 т. На горизонтальной машине отливают полосы шириной до 457 мм, толщиной 6,35—19 мм. Считают, что возможна отливка полос ши­ риной 610 мм. Скорость литья находится в пределах 1,5—6,35 м/мин. Другая машина горизонтального непре­ рывного литья оснащена двумя плавильными печами каждая емкостью 0,5 т. Графитовые кристаллизаторы изготовляют в отдельном цехе, смена кристаллизатора производится один раз в неделю. Полученную круглую заготовку направляют непосредственно на 12-клетьевой проволочно-прокатный стан. Новая технология позволи­ ла удвоить выпуск проволоки за счет снижения количе­ ства отходов и улучшения качества продукции. Техноло­ гические линии оснащены новейшим оборудованием для отжига, установками для очистки и резки ленты, кото­ рую получают с допусками в пределах ±0,005 мм. В це­ лях сохранения высокого качества поверхности при пе­

13

ревозках большое внимание уделяется упаковке лепты. Отмечается, что в настоящее время—-это единственная фирма в мире, которая применяет непрерывное литье для производства специальных сплавов. 70% всего выпуска 1969 г. было экспортировано почти во все капиталисти­ ческие страны мира. Выпуск продукции пяти технологи­ ческих линий составляет 200 т в неделю. В настоящее

тального непрерывного литья. Заготовки отливают сплошные и полые, круглого, квадратного, шестигранно­ го, прямоугольного сечения из меди, алюминия п спла­ вов на медной или алюминиевой основе.

В нашей стране первыми по созданию горизонталь­ ных машин являются исследования братьев А. Н. Мясоедова и Л. Н. Мясоедова [16], которые испытали че­ тыре модели машины горизонтального непрерывного литья свинца. Были опробованы способы литья на же­ лоб, па пластинчатый транспортер, двигающийся внача­ ле относительно горизонтальной, а затем вертикальной оси, и, наконец, способ литья в кристаллизатор. Эти опыты были начаты в 1935 г. и в 1937 г. была получена заготовка из свинца длиной 10 м. Машина, на которой были проведены успешные эксперименты, состояла из печи, металлоприемника с заслонкой, кристаллизатора и тянущих роликов. Кристаллизатор изготовляли из чу­ гуна, красной меди или стали с толщиной рабочей стен­ ки 10 мм и длиной 100—300 мм. На основании опытных работ была спроектирована, горизонтальная машина не­ прерывного литья, на которой получили заготовку из свинца диаметром 18,3 мм и длиной 25 м. В дальнейшем эти работы не получили промышленного внедрения.

В 1946 г. появилось сообщение [17] о создании про­ цесса непрерывного горизонтального литья, предложен­ ного В. Г. Головкиным. Процесс заключался в том, что жидкий металл, находящийся в печи, вытекал через от­ верстие определенного сечения, подвергался непосредст­ венному охлаждению водой, затвердевал и в виде круг­

14