RU2657396C1 - Device for controlling thermal regime of continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys - Google Patents
Device for controlling thermal regime of continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657396C1 RU2657396C1 RU2017114249A RU2017114249A RU2657396C1 RU 2657396 C1 RU2657396 C1 RU 2657396C1 RU 2017114249 A RU2017114249 A RU 2017114249A RU 2017114249 A RU2017114249 A RU 2017114249A RU 2657396 C1 RU2657396 C1 RU 2657396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dispenser
- pressing
- mold
- fixed
- base
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам управления тепловым режимом непрерывного литья и прессования.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to devices for controlling the thermal regime of continuous casting and pressing.
Известно устройство для непрерывного литья и прессования металла методом конформ, включающее печь-миксер с питателем и дозатором, кристаллизатор, выполненный в виде диска с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, имеющий кольцевую канавку на верхней части диска и сопрягающийся с ней неподвижный дугообразный сегмент с матрицей и с выступом, перекрывающим поперечное сечение кольцевой канавки (Сергеев В.М. Непрерывное литье-прессование цветных металлов: проблемы цветной металлургии / В.М. Сергеев, Ю.В. Горохов, В.В. Соболев [и др.] – М.: Металлургия, 1990. - 85 с.).A device for continuous casting and extrusion of metal by the conform method is known, which includes a mixer-mixer with a feeder and a dispenser, a mold made in the form of a disk rotatably in the horizontal plane, having an annular groove on the upper part of the disk and a fixed arcuate segment with a matrix that mates with it and with a protrusion overlapping the cross section of the annular groove (Sergeev V.M. Continuous casting and pressing of non-ferrous metals: problems of non-ferrous metallurgy / V.M. Sergeev, Yu.V. Gorokhov, VV Sobolev [et al.] M .: Metallurgy, 1990. - 85 s)..
Данное устройство позволяет получать пресс-изделия из цветных металлов и сплавов, непрерывным, совмещенным процессом литья и прессования методом конформ. Однако во время кристаллизации расплавленного металла в кольцевой канавке диска и при последующем прессовании выделяется значительное количество тепла, часть которого необходимо удалить для создания изотермических условий при реализации непрерывного процесса литья и прессования. В противном случае непостоянная температура пресс-изделия на выходе из канала матрицы приводит к разбросу механических свойств и искажению геометрии по длине и поперечному сечению пресс-изделий, что снижает качество продукции. Следует отметить, что при достижении температуры, близкой к температуре плавления прессуемого металла, происходит разрушение пресс-изделия, что является окончательным браком. Кроме того, повышенная температура прессования снижает прочность инструмента, что приводит к его преждевременным поломкам. Одним из эффективных способов решения данной проблемы является принудительное охлаждение как прессового инструмента, так и самого профиля (Довженко Н.Н. Прессование алюминиевых сплавов: моделирование и управление тепловыми условиями: монография / Н.Н. Довженко, С.В. Беляев, С.Б. Сидельников [и др.]. - Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 256 с.).This device allows you to obtain a press product of non-ferrous metals and alloys, a continuous, combined process of molding and pressing by the method of conform. However, during crystallization of the molten metal in the annular groove of the disk and during subsequent pressing, a significant amount of heat is generated, part of which must be removed to create isothermal conditions when implementing a continuous casting and pressing process. Otherwise, the unstable temperature of the press product at the exit of the matrix channel leads to a spread of mechanical properties and distortion of the geometry along the length and cross section of the press products, which reduces the quality of the product. It should be noted that upon reaching a temperature close to the melting temperature of the pressed metal, the destruction of the press product occurs, which is the final marriage. In addition, the increased pressing temperature reduces the strength of the tool, which leads to premature failure. One of the effective ways to solve this problem is forced cooling of both the pressing tool and the profile itself (Dovzhenko N.N. Pressing of aluminum alloys: modeling and control of thermal conditions: monograph / N.N. Dovzhenko, S.V. Belyaev, S. B. Sidelnikov [et al.]. - Krasnoyarsk: IPK SFU, 2009. - 256 p.).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство для охлаждения установки непрерывного литья-прессования металлов, содержащее колесо-кристаллизатор с кольцевой канавкой, которая вверху сопряжена с неподвижным дугообразным сегментом, заканчивающимся выступом, перекрывающим поперечное сечение канавки, и установленную перед выступом пресс-матрицу, коллектор для охлаждения дна кристаллизатора, устройство дополнительно снабжено коллекторами, один из которых охватывает внутреннюю и наружную поверхности колеса-кристаллизатора, а другой установлен на верхней поверхности дугообразного сегмента (Патент на полезную модель 111784 Российская Федерация, МПК В21С 25/00, В21С 23/08, заявл. 04.08.2011; опубл. 27.12.2011 г., бюл. №36).The closest set of essential features is a device for cooling a continuous metal casting / pressing plant, comprising a mold wheel with an annular groove, which at the top is interfaced with a fixed arcuate segment ending with a protrusion overlapping the cross section of the groove, and a press die installed in front of the protrusion, a collector for cooling the bottom of the mold, the device is additionally equipped with collectors, one of which covers the inner and outer surfaces of the count ca-crystallizer, and the other is mounted on the upper surface of the arcuate segment (Utility Model Patent 111784 Russian Federation, IPC В21С 25/00, В21С 23/08, filed 04.08.2011; published on 12.27.2011, Bulletin No. 36 )
Данное устройство принимаем за прототип. Известное устройство обеспечивает управление тепловыми условиями непрерывного процесса литья-прессования за счет принудительного охлаждения. Однако известное устройство обладает следующими недостатками:This device is taken as a prototype. The known device provides control of the thermal conditions of a continuous molding-pressing process due to forced cooling. However, the known device has the following disadvantages:
1. Колесо-кристаллизатор последовательно проходит различные по интенсивности тепловыделения зоны, одна из которых зона кристаллизации деформируемого металла, расположенная между дозатором и дугообразным сегментом. Температура кристаллизатора с каждым оборотом растет и количество тепла, которое необходимо отводить от кристаллизатора, меняется, поэтому в данной зоне необходимо создавать различные условия теплообмена, изменение теплоотвода в известном устройстве не предусмотрено.1. The crystallizer wheel successively passes zones of different intensities of heat release, one of which is a crystallization zone of a deformable metal located between the dispenser and the arcuate segment. The temperature of the mold increases with each revolution and the amount of heat that needs to be removed from the mold changes, therefore, in this zone it is necessary to create different conditions for heat transfer, a change in heat removal in the known device is not provided.
Основной задачей изобретения является управление тепловым процессом в момент кристаллизации металла или сплава с момента холодного пуска до наступления установившегося теплового режима работы установки при изменяющихся температурных условиях во времени.The main objective of the invention is to control the thermal process at the time of crystallization of the metal or alloy from the moment of cold start until the steady-state thermal operation of the installation occurs under changing temperature conditions over time.
Для решения поставленной задачи устройство для непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов, содержащее корпус, дозатор, основание дозатора, колесо-кристаллизатор с кольцевой канавкой, которая сверху сопряжена с неподвижным дугообразным сегментом, заканчивающимся выступом, перекрывающим поперечное сечение канавки, пресс-матрицу, установленную перед выступом, коллектор для охлаждения кристаллизатора, снабжено дугообразной направляющей, закрепленной посредством подпружиненных П-образных креплений на корпусе в зоне заливки расплава в колесо-кристаллизатор, электродвигателем, установленным на основании дозатора и соединенным посредством шестерни с выполненными на корпусе устройства зубьями, датчиком температуры, установленным на неподвижном дугообразном сегменте, и контроллером, соединенным с датчиком температуры, при этом дозатор выполнен с возможностью перемещения по дугообразной направляющей посредством закрепленных на основании дозатора роликов.To solve the problem, a device for continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys, comprising a housing, a dispenser, a dispenser base, a mold wheel with an annular groove, which is paired with a fixed arcuate segment ending with a protrusion that overlays the cross section of the groove, a press matrix, installed in front of the protrusion, the collector for cooling the mold is provided with an arcuate guide fixed by means of spring-loaded U-shaped mounts on the housing in the zone behind the melt in the mold wheel, an electric motor mounted on the base of the dispenser and connected via gears with teeth made on the device body, a temperature sensor mounted on a fixed arcuate segment, and a controller connected to the temperature sensor, while the dispenser is arranged to move along an arcuate guide by means of rollers fixed to the base of the dispenser.
На основании показаний сигналов температуры, поступающей в контроллер с датчика, выбирается перемещение дозатора в соответствии со следующей зависимостью: Т=tтекущая-(tсолидуса-2),Based on the readings of the temperature signals entering the controller from the sensor, the dispenser movement is selected in accordance with the following dependence: T = t current - (t solidus -2),
где: Н - коэффициент направления перемещения;where: N - coefficient of direction of movement;
tтекущая - температура металла, замеряемая датчиком;t current - metal temperature measured by the sensor;
tсолидуса - температура обрабатываемого металла, при которой металл или сплав находится в полностью твердом состоянии, данная информация предварительно вносится в контроллер.t solidus - the temperature of the metal being processed, at which the metal or alloy is in a completely solid state, this information is previously entered into the controller.
Конструктивные особенности заявляемого устройства по сравнению с прототипом, характеризующиеся отличительными признаками, обеспечивают термостабильную работу установки в начальный момент работы после холодного пуска.Design features of the claimed device compared to the prototype, characterized by distinctive features, provide thermostable operation of the installation at the initial moment of operation after a cold start.
Направление вращения выбирается в соответствии со следующей зависимостью: Н=tтекущая-(tсолидуса-2),The direction of rotation is selected in accordance with the following dependence: H = t current - (t solidus -2),
где: Н - коэффициент направления перемещения;where: N - coefficient of direction of movement;
tтекущая - температура металла, замеряемая датчиком;t current - metal temperature measured by the sensor;
tсолидуса - температура обрабатываемого металла, при которой металл или сплав находится в твердом состоянии, данная информация предварительно вносится в контроллер.t solidus - temperature of the processed metal, at which the metal or alloy is in a solid state, this information is previously entered into the controller.
Если Н=0 - дозатор не движется;If H = 0 - the dispenser does not move;
если Н>0 - необходимо увеличить длину дуги кристаллизующегося металла путем движения дозатора в сторону от неподвижного дугообразного сегмента;if H> 0, it is necessary to increase the arc length of the crystallizing metal by moving the dispenser away from the fixed arcuate segment;
если Н<0 - необходимо уменьшить длину дуги кристаллизующегося металла путем движения дозатора в сторону неподвижного дугообразного сегмента.if H <0 - it is necessary to reduce the arc length of the crystallizing metal by moving the dispenser in the direction of the fixed arcuate segment.
За счет шестеренчатой передачи, сопряженной с зубьями корпуса, обеспечивается надежное сцепление дозатора.Due to the gear transmission, coupled with the teeth of the housing, provides reliable grip of the dispenser.
Таким образом, между отличительными признаками и решаемой задачей существует причинно-следственная связь.Thus, there is a causal relationship between the hallmarks and the task at hand.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг. 1 и 2 показана схема предлагаемого устройства;The invention is illustrated graphic materials. In FIG. 1 and 2 show a diagram of the proposed device;
Заявляемое устройство для непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов методом конформ включает дозатор 1, основание дозатора 2 с установленным на нем электроприводом 3 и роликами 4, позволяющими изменять положение дозатора 1, на корпусе установки 5 выполнен желоб 6 для роликов 4, кристаллизатор 7, выполненный в виде диска с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, имеющий кольцевую канавку 8 на верхней части диска, и сопрягающийся с ней неподвижный дугообразный сегмент 9 с матрицей 10. На дугообразном сегменте 9 установлен датчик температуры 11, соединенный с контроллером 12, связанный с электроприводом 3, который соединен посредством шестерни 13 с зубьями 14, выполненными на корпусе устройства, дугообразную направляющую 15, закрепленную на корпусе П-образными креплениями 16 с пружинами 17.The inventive device for continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys by the conformal method includes a dispenser 1, a
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Во время работы предлагаемого устройства приводится во вращение кристаллизатор 7. Расплавленный металл из печи-миксера с питателем (на чертеже не показаны) поступает в дозатор 1 и далее заливается в кольцевую канавку 8, выполненную на верхней части диска кристаллизатора 7. За время движения до неподвижного дугообразного сегмента 9 расплавленный металл 18 охлаждается, кристаллизируется и принимает форму поперечного сечения кольцевой канавки 8, после чего поступает под неподвижный дугообразный сегмент 9, где под действием активных сил контактного трения металл деформируется и происходит его выдавливание в проволоку, через матрицу 10. Длина дуги кристаллизации металла регулируется контроллером 12, смещая дозатор 1 электроприводом 3, установленным на основании дозатора 2, в зависимости от температуры, регистрируемой на датчике температуры 11 либо в сторону неподвижного дугообразного сегмента 9, либо в противоположную сторону. При регистрации изменения температуры на датчике температуры 11 электроприводом 3 приводится в движение шестеренка 13, которая сопряжена с зубьями на корпусе 14, после чего основание дозатора 2 движется на роликах 4 по желобу 6, выполненному в корпусе 5, вдоль дугообразной направляющей 15, которая закреплена на корпусе 5 П-образными креплениями 16. Таким образом, в заявляемом устройстве реализуется управление тепловым режимом в установке непрерывного литья и прессования цветных металлов и сплавов.During operation of the proposed device, the
Предлагаемое устройство позволяет управлять тепловым режимом работы установки при холодном пуске, в период изменения температуры всей установки во времени, достичь стационарного теплового режима и повысить его надежность.The proposed device allows you to control the thermal regime of the installation during cold start, during a period of temperature change of the entire installation in time, to achieve a stationary thermal regime and increase its reliability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017114249A RU2657396C1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | Device for controlling thermal regime of continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017114249A RU2657396C1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | Device for controlling thermal regime of continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2657396C1 true RU2657396C1 (en) | 2018-06-13 |
Family
ID=62620034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017114249A RU2657396C1 (en) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | Device for controlling thermal regime of continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657396C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736995C1 (en) * | 2020-02-18 | 2020-11-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Installation for continuous casting and pressing of metals |
| CN115740377A (en) * | 2022-12-31 | 2023-03-07 | 包头市合众合金有限责任公司 | A molten alloy casting equipment |
| RU2809019C1 (en) * | 2020-07-23 | 2023-12-05 | Новелис Инк. | Monitoring of casting environment |
| US12030116B2 (en) | 2020-07-23 | 2024-07-09 | Novelis Inc. | Monitoring casting environment |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4754802A (en) * | 1987-08-05 | 1988-07-05 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Continuous casting apparatus for steel plate |
| RU111784U1 (en) * | 2011-08-04 | 2011-12-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | DEVICE FOR COOLING THE INSTALLATION OF CONTINUOUS CASTING-PRESSING OF METALS |
| RU119659U1 (en) * | 2012-03-22 | 2012-08-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING AND PRESSING OF METAL BY THE CONFORM METHOD |
| RU156614U1 (en) * | 2015-03-03 | 2015-11-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING AND PRESSING OF NON-FERROUS METALS AND ALLOYS BY THE CONFORM METHOD |
-
2017
- 2017-04-24 RU RU2017114249A patent/RU2657396C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4754802A (en) * | 1987-08-05 | 1988-07-05 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Continuous casting apparatus for steel plate |
| RU111784U1 (en) * | 2011-08-04 | 2011-12-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | DEVICE FOR COOLING THE INSTALLATION OF CONTINUOUS CASTING-PRESSING OF METALS |
| RU119659U1 (en) * | 2012-03-22 | 2012-08-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING AND PRESSING OF METAL BY THE CONFORM METHOD |
| RU156614U1 (en) * | 2015-03-03 | 2015-11-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING AND PRESSING OF NON-FERROUS METALS AND ALLOYS BY THE CONFORM METHOD |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736995C1 (en) * | 2020-02-18 | 2020-11-23 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Installation for continuous casting and pressing of metals |
| RU2809019C1 (en) * | 2020-07-23 | 2023-12-05 | Новелис Инк. | Monitoring of casting environment |
| US12030116B2 (en) | 2020-07-23 | 2024-07-09 | Novelis Inc. | Monitoring casting environment |
| CN115740377A (en) * | 2022-12-31 | 2023-03-07 | 包头市合众合金有限责任公司 | A molten alloy casting equipment |
| RU2848723C1 (en) * | 2025-04-21 | 2025-10-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр магнитной гидродинамики" | Plant for continuous casting and extrusion of profiles from non-ferrous metals and alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5575325A (en) | Semi-molten metal molding method and apparatus | |
| RU2657396C1 (en) | Device for controlling thermal regime of continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys | |
| US10493521B2 (en) | Die casting machine | |
| CN104588430B (en) | Non-ferrous metal continuous casting-rolling-extrusion integral processing forming device and method | |
| US6089309A (en) | Method for manufacturing gradient material by continuous and semi-continuous casting | |
| EP0867246B1 (en) | Method and apparatus for injection molding of semi-molten metals | |
| GB2354471A (en) | Producung semisolid metal slurries and shaped components therefrom | |
| CN101428334B (en) | Casting device for ingot metal | |
| RU2086346C1 (en) | Method of production of continuously cast bimetallic castings and device for its embodiment | |
| CN1200788C (en) | Automation of high-speed continuous casting plant | |
| US3415306A (en) | Method of continuous casting without applying tension to the strand | |
| RU156614U1 (en) | DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING AND PRESSING OF NON-FERROUS METALS AND ALLOYS BY THE CONFORM METHOD | |
| RU111784U1 (en) | DEVICE FOR COOLING THE INSTALLATION OF CONTINUOUS CASTING-PRESSING OF METALS | |
| RU2112622C1 (en) | Process of manufacture of continuously cast billets and gear for its implementation | |
| CN112828251B (en) | Light alloy casting-rolling experimental device | |
| US5119660A (en) | Method for manufacturing metal objects | |
| RU2693407C2 (en) | Device for continuous casting and pressing of non-ferrous metals and alloys | |
| RU119659U1 (en) | DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING AND PRESSING OF METAL BY THE CONFORM METHOD | |
| RU2323791C2 (en) | Method and device of casting using hot working of metal by pressure - "sector pressing" | |
| RU2711276C1 (en) | Device for continuous casting and pressing | |
| JP2004160507A (en) | Direct casting apparatus | |
| RU2100130C1 (en) | Process of continuous casting and extrusion of metals and alloys | |
| RU146555U1 (en) | INSTALLATION FOR CONTINUOUS CASTING AND PRESSING OF METAL BY THE CONFORM METHOD | |
| RU2736995C1 (en) | Installation for continuous casting and pressing of metals | |
| RU2848723C1 (en) | Plant for continuous casting and extrusion of profiles from non-ferrous metals and alloys |