CZ264097A3

CZ264097A3 - Způsob výroby plechu nebo pásu z oceli pro výrobu krabice a plech nebo pás z oceli vyrobený uvedeným způsobem

Info

Publication number: CZ264097A3
Application number: CZ972640A
Authority: CZ
Inventors: Michel Lespagnol; Jean Francois Renard; Patrick Seutin
Original assignee: Sollac
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1998-04-15
Also published as: US6056832A; TNSN96032A1; CZ291913B6; HU220554B1; HUP9801208A3; DZ1996A1; FR2730942B1; CN1175978A; JPH11503490A; BR9607322A; IL117174A; EP0811081A1; IL117174A0; FR2730942A1; TW340875B; MX9706304A; WO1996026295A1; MA23807A1; HUP9801208A2; CN1062314C

Description

Vynález robu krabice se týká způsobu výroby plechu nebo pásu z oceli výrobu krabice tažením a úpravou, typu krabice se rovněž týká plechu nebo pásu z oceli pro výtažením a úpravou.

Dosavadní stav techniky

Uvedený typ krabic obsahuje obecně dno, obvodový plášť a límec pro uchycení víka, které může být snadno otevíratelné a je vyrobeno zejména tažením a hlazením z výřezu vyříznutého z plechu nebo z pásu.

Pro tento účel se výřez nejdříve podrobí poměrně silnému tažení na lisu, který obsahuje podle klasického způsobu pevný razník a nosič tvořící obvodový přítlačný prsten kluzně uložený kolem razníku a na kterých je výřez uložen, a matrici určenou k zavedení výřezu silou přřenášenou svisle horní kulisou lisu.

Výřez mající dno a obrubu vytvořenou operací tažení se potom buď kalibruje lehkým tažením bez použití přítlačného prstenu nebo se opět podrobí tažení s přítlačným prstenem a potom se podrobí operaci hlazení, která‘spočívá ve vytažení prostřednictvím tažného zařízení, postupnými redukcemi, okraje pro postupné vytvoření obvodového pláště krabice.

Potom se vytvaruje dno na tažném zařízení, aby mělo požadovanou geometrii a límec obvodového pláště se vytvaruje některou ze dvou technik, buď technikou tažení s matricí nebo technikou tažení pláště válečky.

Technika tažení s matricí spočívá v zatlačení límce do matrice obsahující profil kuželového vstupu a profil válcového výstupu. Válcový kus zajišťuje vedení vytvářené stěny u výstupu z matrice.

-2Síla požadovaná pro provedení přetvoření kovu pochází od tlačníku přivedeného na dno krabice a přenášená axiálně jejím obvodovým pláštěm.

Pro dosažení žádaného vnitřního průměru je nutno několik postupných redukcí, z nichž každá představuje jednu etapu určeného tvarování. Když bylo dosaženo žádané redukce průměru, vytvoří se obecně obruba válečky.

Technika tažení válečky spočívá v unášení krabice otáčením, která je udržována mezi tlačníkem a mezi středícím prstenem.

Volný konec obvodového pláště je zachycen na trnu a dva válečky se přemísťují axiálně tvoříce límec krabice', který se postupně uvolňuje z trnu, přičemž stále zůstává mezi tlačníkem a středícím prstenem.

Profil límce se získá současným přemístěním válečků, středícího prstenu a tlačníku.

Po těchto různých operacích se krabice naplní a na límec krabice se nasadí víko, například víko snadno otevíratelné. Pro vytváření uvedeného typu krabic je známo použití plechu nebo pásu z oceli zvláště měkké a mající toto složení ve hmotnostních procentech:

uhlík od 0,030 do 0,040%,
mangan od	0,15	do	025%,
dusík od	0,004	do	0,006%,
hliník od	0,03	do	0,05%,

fosfor méně než 0,015%, síra pod 0,020%, křemík pod 0,020%, a maximálně 0,08% alespoň jednoho prvku zvolených ze skupiny zahrnující měď, nikl a chrom, zbytek je železo a zbytkové nečistoty.

Plech nebo pás se vyrábí postupem, ve kterém se ingot vytvářený plynulým litím válcuje za tepla, potom se válcuje za studená, aby se získal list, který se podrobí procesu rekrystalizace při teplotě nižší než Acl.

-3Tento tlouštku asi ci, u které asi 0,1 mm.

postup umožňuje získat list, který má konečnou 0,30 mm a je možno z tohoto listu vyrobit krabistěna obvodového pláště po vytažení má tlouštku ₇. Výrobci krabic s ohledem na ekonomii.a na zvýšení produktivity hledají způsob výroby krabic se zmenšenou hmotností , to znamená s tenšími stěnami.

Aby krabice s co možno tenkými stěnami vydržela vnitřní tlak kapalin které obsahuje, zejména když se jedná o šumivý nápoj, a aby krabice měla mechanickou pevnost dostatečně vysokou, je nutné použít ocelí, jejichž mechanické vlastnosti jsou co nej lepší. Pro zlepšení mechanických vlastností vychájejí výrobci z velmi měkkých ocelí, jejichž složení bylo uvedeno výše a jejichž ingoty se válcují za tepla a potom za studená pro získání listu, který se podrobí rekrystalizaci při teplotě nižší než Acl a potom se převálcuje za studená. Je známo, že zmenšení tlouštky nebo zlepšení mechanických vlastností plechů nebo pásů podporuje tvoření záhybů při výrobě krabic.

Pokusy ukázaly, že tento postup způsobuje snížení taž•nosti plechu nebo pásu a zvětšení velikosti zrn při tažení krabice.

Snížení tažnosti způsobuje obtíže při vytváření dna a vznik záhybů během operace tažení. Pro zamezení tvorby záhybů při tažení je možné zvýšit vyvíjený tlak na povrch ple;chu, avšak toto zvýšení tlaku způsobuje problém řízení tečení kovu během tažení a může tak způsobit lom nebo roztržení kovu, zejméntx v místech připojení.

Na druhé straně zvětšení velikosti zrn způsobuje problém v okamžiku stažení krabice v okamžiku nazvaném obnažení z tažného razníku, to znamená Tato operace se uskutečňuje tak, že se nechá prsten klouzat po razníku pro tažení, takže tento prsten se může opřít o volný konec obvodového pláště krabice.

Když má obvodový plášť krabice zrna značné velikosti,

-4stahovací prsten se opírá pouze v několika bodech pláště a velmi často vznikají záhyby pláště během stahování, což vylučuje zavedení krabice k naplnění.

Pro zmenšení velikosti zrn je známo svinutí listů za tepla před válcováním za studená a provedení rekrystalizace. Tyto přídavné operace však způsobují nevýhody, neboř okraje plechu nebo pásu jsou v přímém styku s okolním vzduchen a ochlazují se rychleji než vnitřek svitku.

Toto přirozené ochlazení rozdílné mezi okraji a vnitřkem způsobuje nestejnoměrnost mechanických vlastností plechu nebo pásu. Kromě toho svinutí za tepla způsobuje vytváření cementitové struktury. Cementitová struktura může způsobit proražení stěny obvodového pláště v okamžiku vytváření límce a roztržení tohoto kovu při operaci tažení s následujícím výskytem tvrdých částeček v oceli.

Kromě toho přítomnost tvrdých částeček v oceli způsobuje předčasné opotřebení různých tažných nástrojů.

Pro zmenšení tloušťky stěny krabic se výrobci setkávají s významnýni problémy, které jsou často protichůdné.

Úkolem vynálezu je odstranit tyto nevýhody navržením způsobu výroby plechu nebo pásu určeného k vytváření krabice tažením a hlazením, který by umožnil zmenšení tloušťky stěn krabice a snížil jejich hmotnost.

Podstata vynálezu

Vynález vytváří způsob výroby plechu nebo pásu určeného pro výrobu krabice tažením a hlazením, typu krabice na nápoje z oceli mající toto procentní složení:

uhlík od 0,030 do 0,040%, mangan od 0,15 do 025%, dusík od 0,004 do 0,006%, hliník od 0,03 do 0,05%, fosfor méně než 0,015%, síra pod 0,020%, křemík pod 0,020%

-5a maximálně 0,08% alespoň jednoho prvku zvolených ze skupiny zahrnující měď, nikl a chrom, zbytek je železo a zbytkové nečistoty, při kterémžto způsobu se ingot vytvářený plynulým litím válcuje za tepla na plech nebo na list o tlouštce menší než 3 mra< potom se plech nebo list válcuje za studená při zmenšení tlouštky o 83 až 92% a podrobí se rekrystalizaci při teplotě nižší než Acl a potom se převálcuje za studená při zmenšení tlouštky o 10 až 40%.

Předmětem vynálezu je dále plech nebo pás z oceli určený pro výrobu krabice tažením a hlazením, typu krabice na nápoje, jehož podstata spočívá v tom, že je vyroben způsobem uvedeným výše.

Vynález bude lépe pochopen z následujícího popisu, který je pouze jedním příkladem jeho provedení.

Příklad provedení vynálezu

Výroba krabice typu krabice na nápoje tažením a hlazením spočívá ve vyříznutí kotouče z plechu nebo z pásu oceli, tažením tažným nástrojem pro poměrně silné vytažení na lisu pro vytvoření poháru.

Potom se pohár obsahující dno a okraj kalibruje a podrobí se operaci spočívající v tažení s postupnou redukcí pro vytvoření obvodového pláště krabice.

Tvaruje se také dno, aby mělo určenou geometrii a límec obvodového pláště se tvaruje buď technikou tažení s matricí nebo technikou tažení válečky.

Aby bylo možno vyrobit krabici, jejíž stěny mají velmi malou tlouštku, vynález navrhuje vytvořit tento typ krabice uvedenou technikou tažení z velmi měkké oceli s velmi nízkým obsahem uhlíku mající toto procentní složení:

uhlík od 0,030 do 0,040%, mangan od 0,15 do 025%, dusík od 0,004 do 0,006%, hliník od 0,03 do 0,05%, fosfor méně než 0,015%,

-6síra pod 0,020%, křemík pod 0,020%, a maximálně 0,08% alespoň jednoho prvku zvolených ze skupiny zahrnující měď, nikl a chrom, zbytek je železo a zbytkové nečistoty, při kterémžto způsobu¹ingot z plynulého lití se válcuje za tepla na plech nebo na list o tlouštce menší než 3 mm, potom se plech nebo list válcuje za studená při zmenšení tlouštky o 83 až 92% a podrobí se rekrystalizaci při teplotě nižší než Acl a nakonec se převálcuje za studená při zmenšení tlouštky o 10 až 40%.

Ingot se válcuje za tepla na list o tlouštce od 1,8 do 2,5 mm a přednostně od 2 do 2,4 mm, potom se list válcuje za studená se zmenšením tlouštky listu na tlouštku od 0,26 do 0,32 mm a podrobí se rekrystalizaci při teplotě nižší.než Acl a nakonec se převálcuje za studená při zmenšení tlouštky o 28 až 35% pro uvedení listu na tlouštku od 0,18 do 0,22 mm.

Rekrystalizační pec je průběžná pec.

Pro výrobu plechu nebo pásu z oceli malé tlouštky od 0,18 do 0,22 mm, která má všechny vlastnosti nutné pro výrobu uvedených krabic tažením, jejichž stěny mají stejnou tlouštku, to znamená menší než 0,07 mm, je nutné použít ocel s velmi malým obsahem uhlíku, jehož procentní podíl je menší než 0,008% a vyrobit tuto ocel technikou nazvanou technika dvou redukcí, to znamená po válcování plechu nebo pásu za tepla provést válcování za studená následované rekrystalizaci a převálcováním za studená.

Je třeba vzít v úvahu, že pro dosažení optimálních mechanických vlastností pro provedení operací tažení nutných pro získání krabice, jejíž stěny mají tlouštku rovnou 0,07 mm by bylo třeba redukci prvního válcování za studená plechu nebo pásu snížit.

Ve skutečnosti například, když se zkouší velikost zrn plechu nebo pásu z oceli mající toto procentní složení:

uhlík 0,003%, mangan 0,204%,

-Ί fosfor 0,009%, síra 0,009%, dusík 0,003%, křemík 0,002%, měď 0,008%, ·-nikl 0,021%, chrom 0,017%, hliník 0,027%, zbytek je železo, a která byla podrobena válcování za tepla pro získání pásu válcovaného za tepla o tlouštce 2,3 mm potom válcována za studená pro získání pásu o tlouštce 0,26mm a rekrystalizována plynule při teplotě nižší než Acl a konečně převálcována za studená pro uvedení pásu na tlouštku rovnou 0,18 mm, je součinitel velikosti zrn roven -0,2.

Naopak, plech nebo pás vytvořený ze stejné oceli, avšak která byla válcována za tepla, aby byla uvedena n.a tlouštku

1,8 mm, potom válcována za studená pro získání pásu o tlouštce 0,26 mm, potom plynule rekrystalizována za stejných podmínek a převálcována za studená pro přivedení na tlouštku 0,18 mm dává součinitel velikost zrn -0,05, což je součinitel velmi blízký nule, reprezentující tudíž ocel mající velmi slabý sklon k uzavření zrn.

Je tedy zvlášt významné respektovat hodnoty válcování za studená a opětného válcování po rekrystalizací, jakož i uvést hodnotu válcování za tepla významnou pro vytvoření pásu válcovaného za tepla o tlouštce menší než 3 mm, přednostně o tlouštce .1,8 až 2,5 mm.

Kromě těchto opatření způsobu výroby pásu .je rovněž třeba pro vytvoření krabic tažením a hlazením s velmi malou tlouštkou stěny použít oceli s velmi nízkým obsahem uhlíku. V tabulce 1 jsou uvedena různá složení ocelí A-F, což jsou oceli s velmi nízkým obsahem uhlíku, u kterých procentní obsah uhlíku je menší než 0,006% a ocelí G a Η , což jsou oceli zvláště měkké.

<	0,04 8	fx» •c* o o	'T o o	řX O O	0,030	0,027	Cl· o o	o o
	in	tn	tn	ιο	CO	rx	in	m
	r—í	r—{	»—»	r—4	i—4	rH	r-·*	f—i
	o	o	o	o	o	O	o
u	o	o	c	o	o	^0	o	o
	. σ\	Ch	ch	Ch	co	r—i	Ch	Ch
	τ—1	i—i	i—l	r—{	r—t	Ol	f—{	r—i
• H	O	o	o	O	O	o	o	O
2	o	o	o	o	o	o	o	o
	O-	o-	o-	o-	kD	co	Γ'	o-
	o	o	o	o	o	o	o	o
3	o	o	o	o	o	o	o	o
O	o	o	o	o	o	o	o	o
	Γ-	Γ'	c-	r~	m	OJ	o·	o-
	o	o	o	o	o	o	o	o
•H	o	o	o	O	o	o	o	o
w	• x	X	«X	X	X	X	X	X
o	o	o	o	o	o	o	o
	m	in		m	OJ			m
	o	o	o	o	o	m	o	o
2	o	o	o	o	o	o	o	o
	X	X	X	4	X	O	X	X
	o	o	o	o	o	X	o	o
						o
	o	tH	f—t	OJ	Ch	Ch	Γ“ί	OJ
co	r—l	rH	rH	r—1	o	o	T-1	rH
	o	O	o	o	o	o	O	o
	X	X ·	X	x	X	X	X	X
	o	o	o	o	o	o	o	o
	co	co	cn	cn	OJ	cn	0Ί	cn
	o	o	o	o	f—t	o	O	O
CL	o	o	o·	o	o	o	O	o
	X	X	X	X	X	X	X	X
	o	o	o	o	o	o	o	o
	OJ	Ol	OJ	OJ	co	ς*	Ol	OJ
C	Ch'	Ch	Ch	Ch	Ch	o	cn	cn
	rd	rH	tH	T—1	t—t	Ol	rH	i—t
	V	X	X»	X	X	X	χ	X
·>***	O	o	o	o	O	o	O	o
i ·’·.*·· -	OJ	cn	CO	θ'	CQ	o		OJ
	m	OJ	OJ	OJ	n	m	o>	co
	o	o	o	o	o	o	O)	OJ
o	o	o	o	o	O	o	o	o
	X	X	X	X	x	X	X	X
	o	o	o	o	o	o	o	o
H
A
W							O
O	<	CQ	U	Q	ω	Cl4
O

s <

A

-10Ingoty maj ící složení uvedená v Tabulce 1, byly zpracovány postupem zahrnujícím válcování za tepla do listu, potom válcování za studená tohoto listu a provedení rekrystalizace listu při teplotě nižší než Acl a převálcování za studená.

Plechy nebo pásy z oceli vyrobené tímto postupem byly podrobeny pokusům za účelem určení meze pružnosti Re a Rm v podélném směru a v příčném směru, jakož i velikosti zrn _C.

Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.

Z těchto tabulek je patrno, že oceli G a H, ačkoliv vyhovují podmínkám válcování způsobem podle vynálezu, součinitel^VC mají větší než oceli B,C,E.

Ocel B a ocel H vyhověly podmínkám válcování za tepla, za studená, rekrystalizace a převálcování za studená, které byly podobné. Ocel H má hodnotu meze pružnosti a meze pevnosti v tahu vyšší a především hodnotu £C velmi vyšší a více vzdálenou od 0.

Podobně ačkoliv ocel G měla při válcování za studená zmenšení tlouštky 86% a při převálcování za studená 11%, tedy nižší než ocel C, KC oceli G je více vzdáleno od 0 než J\C oceli C.

Na druhé straně poměr zmenšení tlouštky při válcování za studená oceli B byl 85% a oceli D byl 90,7% a tyto dvě oceli měly stejný poměr při opětném válcování po rekrystalizaci, AC oceli D je 0,24 a AC oceli je -0,06.

Tudíž plech nebo pá. _ oceli s velmi malým obsahem uhlíku, menším než 0,008% a vyrobený způsobem podle vynálezu, to znamená válcováním za tepla, válcováním za studená s poměrem redukce od 83 do 92%, potom rekrystalizaci při teplotě nižší než Acl a převálcováním za studená s poměrem redukce od 10 do 40% má mez pružnosti ve směru podélném od 350 do 450 MPa pro konečnou tlouštku asi 0,22 mm, od 440 do 540 MPa pro konečnou tlouštku asi 0,20 mm a od 500 do 600 MPa pro konečnou tlouštku asi 0,18 mm.

Plechy nebo pásy podle vynálezu mohou být rovněž vyznáčeny tím, že počet zrn feritu na mm je rovný od 10000 do

-1130000 a přednostně od 15000 do 25000, což odpovídá velmi malé velikosti zrn.

To je důležité pro stálost vlastností kovu v celé délce svitku a pro zamezení nevýhod při tažení, hlazení a tvorbě límce.

Postupy výroby plechu podle vynálezu umožňují rovněž zachovat určený podíl uhlíku v roztoku v plechu.

Takový plech má tudíž vlastnost tvrdnutí význačným způsobem po vypálení nátěru naneseného na krabici po jejím vytvarování .

Tato vlastnost je velmi významná při výrobě krabic tažením a hlazením, neboř plech vyrobený způsobem podle vynálezu má mechanické vlastnosti vhodné pro jeho tvarování, protože mechanické vlastnosti se málo mění s časem.

Když byla krabice vytvarována, natřena a podrobena vypálení nátěru, jsou mechanické vlastnosti významným způsobem zlepšeny, což způsobuje výhodu zvýšení mechanické pevnosti krabice.

Tato mechanická pevnost krabice je zejména vyznačena tlakem navrácení klenby dna krabice.

Tento tlak navrácení je tlak, při jehož působení klenba dna se vrátí, vystoupí asi o 10%, například pro typ krabice s tlakem od 0,63 do 0,69 MPa.

To je zejména případ pro poměr redukce při převálcování za studená po rekrystalizaci plechu v rozsahu od 10 do 30%.

Tímto způsobem umožňuje způsob podle vynálezu pro výrobu plechu nebo pásu z oceli s velmi malým obsahem uhlíku určené- pro výrobu krabice typu krabice pro nápoje»tažením a úpravou, zmenšit tlouštku stěn krabice a zmenšit hmotnost plechu nebo pásu asi o 30% při zvýšení rozsahu tažnosti a při zmenšení velikosti zrn a snížení nebezpečí vzniku záhybů při tažení krabice.

JUDr. Petr KALENgKÝ advokát

SPOLEČNÁ ADVOKÁTNÍ KANCELAR

VŠETEČKA ZELENÝ ŠVORČÍK KALENSh

A PARTNEŘI

120 00 Praha 2, Hálkova 2 Česká republika

Claims

1. Způsob výroby plechů nebo pásů pro výrobu krabice tažením a hlazením, typu krabice na nápoje, zocelí mající toto procentní složení:

uhlík od 0,030 do 0,04^, mangan od 0,15 do 025?%, dusík od 0,004 do 0,006?%, hliník od 0,03 do 0,05%, yS fosfor méně než 0,01^%, síra pod 0,020^, křemík pod 0,020^%, a maximálně 0,08^% alespoň jednoho prvku zvolených ze skupiny zahrnující měď, nikl a chrom, zbytek je železo a zbytkové nečistoty, při kterém se ingot válcuje za tepla na plech nebo na list o tlouštce menší než 3 mm, plech nebo list . . r se válcuje za studená při poměru redukce od 83 do 92j%, podrobí se rekrystalizaci při teplotě nižší než Acl a převálcuje se za studená s poměrem redukce od 10 do 4θ|%.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ingot se válcuje za tepla na list o tlouštce od 1,8 do 2,5 mm.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že ingot se válcuje za tepla na list o tlouštce od 2 do 2,4 mm.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že list se válcuje za studená s poměrem redukce pro uvedení listu, na tlouštku od 0,20 do 0,32 mm.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že list se opět válcuje za studená s poměrem redukce od 28 do^: 3^.

6. Způsob podle nároku 1 a 5, vyznačující se tím, že se list převálcuje za studená s poměrem redukce pro uvedení listu na tlouštku od 0,18 do 0,22 mm.

7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že rekrystalizační pec je průběžná pec.

-138. Plech nebo pás z oceli pro výrobu krabice tažením a hlazením, typu krabice na nápoje, vyznačující se tím, ž.e je vyroben způsobem podle alespoň jednoho z nároků 1 až 7.

9. Plech nebo pás z oceli podle nároku 8, vyznačující se tím, že má mez pružnosti v podélném směru od 350 do . 450 MPa pro plech nebo pás o konečné tlouštce asi 0,22 mm, od 440 do 540 MPa pro plech nebo pás o konečné tlouštce asi 0,20 mm a od 500 do 600 MPa pro plech nebo pás o konečné tlouštce asi 0,18 mm.

10. Plech nebo pás z oceli podle nároku 8, vyznačující se tím, že počet zrn feritu na mm je rovný od 10000 do 30000, přednostně od 15000 do 25000.

11. Použití plechu nebo pásu zocelí vyrobeného způsobem podle alespoň jednoho z nároků 1 až 7 pro výrobu krabice pro nápoje vyrobené tažením a úpravou.