ES2268522T3 - Procedimiento para fabricar un cuerpo hueco como producto semiacabado para un crisol o un rodillo de fundicion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un cuerpo (12) hueco cilíndrico de cobre o de una aleación de cobre como producto semiacabado para un crisol o un rodillo de fundición en el cual en primer lugar se funde un bloque (1) cilíndrico, a continuación en estado caliente se recalca en dirección longitudinal dicho bloque (1), seguidamente se perfora y finalmente utilizando un mandril (10) se deforma hasta la obtención de un cuerpo (12) hueco, caracterizado porque tanto el recalcado como también el perforado se efectúan soportando radialmente el bloque (1) permaneciendo un fondo (7) en el bloque (1b) perforado y porque entonces el bloque (1b) perforado es ensanchado en diámetro (ID) interior y en diámetro (AD) exterior por medio de un mandril (8) y finalmente el bloque (1c) mandrilado así ensanchado en toda su periferia mediante un mandril (10) hasta formar el cuerpo (12) hueco.
Description
Procedimiento para fabricar un cuerpo hueco como
producto semiacabado para un crisol o un rodillo de fundición.
La invención concierne a un procedimiento para
la fabricación de un cuerpo hueco cilíndrico de cobre o de una
aleación de cobre como producto semiacabado para un crisol o un
rodillo de fundición para colada continua de acuerdo con las
características contenidas en el preámbulo de la reivindicación
1.
Un procedimiento habitual para la fabricación de
un cuerpo hueco cilíndrico como producto semiacabado para un crisol
o un rodillo de fundición para colada continua se compone de los
pasos fundir-agujerear-forjar. En
primer lugar se recalca en dirección longitudinal un bloque fundido
en colada continua. Para evitar el pandeo del bloque durante el
recalcado la máxima relación entre la longitud y el diámetro vale
aproximadamente 3:1. El bloque recalcado se perfora a continuación
a lo largo de toda su extensión vista en la dirección de recalcado
con ayuda de un mandril punzonador.
Después de esto, el bloque perforado se calienta
otra vez y en este segundo calentamiento se ensancha mediante forja
sobre un mandril. En función de las condiciones, para un adecuado
mandrilado, eventualmente el bloque perforado tiene que pasar un
tratamiento térmico mediante un tercer calentamiento.
El bloque mandrilado se deforma a continuación,
por regla general mediante forjado libre a golpe de martillos,
hasta conseguir un cuerpo hueco con o sin brida, y por cierto en
función de que finalmente a partir de este producto semiacabado se
pretenda fabricar un crisol o un rodillo de fundición. A este
respecto puede ser necesario calentar sucesivamente varias veces el
bloque perforado y ensanchado por el mandril.
En relación con el hecho de que para un adecuado
recalcado del bloque fundido y para evitar el pandeo del bloque
solamente se pueda presentar una longitud que corresponda
aproximadamente al triple de su diámetro se llega al resultado de
que debido al condicionamiento de emplear grandes dimensiones de
bloque solamente se pueden conseguir pequeños grados de
deformación. Por consiguiente se reducen las propiedades que se
pueden conseguir en el material.
Otra desventaja en el caso conocido consiste en
que durante el forjado mediante las fuerzas de forjado que actúan
solamente de forma local, se origina una deformación no homogénea.
Debido a ello se producen defectos en las propiedades del material
que teóricamente serían alcanzables.
Además existe el peligro de crecimiento del
grano debido al calentamiento múltiple durante el mandrilado del
bloque perforado y durante el forjado en longitud.
En conjunto, debido a que la precisión en la
elaboración es solamente limitada, el procedimiento conocido está
unido a la disposición de grandes cantidades de material, lo cual
conduce a que la llamada relación E/A (relación entrada/salida)
esté situada en la zona sobre 4. El rendimiento económico queda por
tanto reducido.
Partiendo del estado de la técnica, la invención
tiene pues como tarea principal presentar un procedimiento para la
fabricación de un cuerpo hueco cilíndrico de cobre o de una aleación
de cobre como producto semiacabado para un crisol o un rodillo de
fundición que garantice un rendimiento más económico con propiedades
del material mejoradas.
Esta tarea queda resuelta con las
características indicadas en la reivindicación 1.
Debido al hecho de que a partir de ahora tanto
el recalcado del bloque fundido como también el perforado se
realizan manteniendo al bloque bajo soporte radial, ahora se puede
emplear un bloque fundido que presente un diámetro claramente más
pequeño con respecto a su longitud. El pandeo del bloque que por
consiguiente es muy esbelto se puede impedir por ejemplo en el
interior de un alojamiento en forma de cubeta con una matriz
interior. De esta forma se pueden conseguir grados de deformación no
solamente más elevados sino también más uniformes. También se puede
preparar para su deformación un bloque que en su conjunto tenga un
formato más pequeño.
Con el mandrilado por fases de proceso mediante
un mandril ensanchador y el estirado por medio de un mandril
estirador se consigue de nuevo una deformación adicional en la zona
exterior de las paredes del bloque y finalmente del cuerpo hueco
con lo cual se favorece la producción de una micro estructura de
grano fino.
El cuerpo hueco así fabricado se puede
transformar nuevamente de la forma habitual en un crisol o un
rodillo de fundición.
La invención con los supuestos incluidos
consigue que el grado de deformación total y la homogeneidad de la
deformación del bloque cilíndrico puedan ser mejorados notablemente
debido a las etapas del proceso de perforar por compresión y la
sucesiva embutición. La elevada precisión dimensional también lleva
aparejada que las demasías de material para pérdidas sean
notablemente pequeñas. La economía se mejora notablemente.
Al estado de la técnica pertenece además la
fabricación de un cuerpo hueco cilíndrico como producto semiacabado
para la producción de un crisol o un rodillo de fundición mediante
el curvado en redondo y la soldadura longitudinal de chapas. Frente
a ese procedimiento la invención presenta la ventaja adicional de
que las propiedades del material son homogéneas a lo largo de todo
el contorno del cuerpo hueco.
En general mediante la combinación del
mandrilado y el estirado del bloque se puede influir en la
orientación de los cristales del cuerpo hueco que se está
fabricando de tal manera que se origine una orientación de la
estructura del grano en dirección longitudinal o transversal. De
esta forma la orientación del grano y con ello la resistencia se
puede adecuar a la dirección de la solicitación principal. En
consecuencia se pueden conseguir mejores tiempos de duración en
particular en los rodillos de fundición fabricados a partir de
cuerpos huecos.
El rendimiento económico se mejora todavía más
de acuerdo con la invención si de acuerdo con la reivindicación 2
se ejecutan todos los pasos de la deformación en un único
calentamiento. Esta forma de proceder se puede alcanzar mediante la
adecuada combinación del perforado por compresión con el estirado
por compresión. El gasto en energía térmica durante la preparación
de los trabajos se reduce de este modo considerablemente.
Si de acuerdo con la reivindicación 3 durante el
estirado del bloque mandrilado se produce un reborde en el cuerpo
hueco, por ejemplo debido a que en el proceso de estirado no se
desplaza del todo el bloque a través de la matriz, entonces dicho
reborde ofrece un punto de partida ideal para la soldadura de una
brida si a partir del cuerpo hueco fabricado se desea finalmente
producir un crisol.
A continuación y con la ayuda de los dibujos se
explica con más detalle la invención. Se muestran:
Figura 1 en una vista lateral un
bloque cilíndrico fundido;
Figura 2 en sección transversal
vertical esquemática un alojamiento con matriz para el bloque de la
figura 1;
Figura 3 en sección transversal
vertical esquemática el alojamiento con matriz durante el proceso
de perforado del bloque;
Figura 4 en sección longitudinal
vertical esquemática el mandrilado del bloque perforado, y
Figura 5 en sección longitudinal
vertical esquemática el estirado del bloque mandrilado.
En la figura 1 se ha designado con 1 un bloque
cilíndrico de SF-Cu, CuAg, CuNi o una aleación de
cobre en proceso de templado. El bloque 1 es de fundición continua.
La relación de la longitud L al diámetro D alcanza un valor hasta
de 6:1.
El bloque 1 de la figura 1 se coloca de a cuerdo
con lo representado en la figura 2 en una matriz 2 que se encuentra
en un alojamiento 3. El bloque 1 está representado con una línea de
trazos. Mediante un proceso de recalcado en la dirección de la
flecha PF el bloque queda modificado en sus dimensiones generales
externas. Al final del proceso de recalcado el bloque posee la
longitud L1 y el diámetro D1. La matriz 2 impide el pandeo del
bloque 1 durante el recalca-
do.
do.
De acuerdo con la representación de la figura 3
se introduce centralmente por compresión un mandril 4 punzonador
siguiendo la dirección de la flecha PF1 en el bloque 1a recalcado y
con ello se perfora el bloque 1a. El material del bloque 1b
recalcado asciende entonces formando un cilindro hueco entre la
pared 5 interior de la matriz 2 y la superficie 6 exterior del
mandril 4 punzonador. El perforado en la dirección de la flecha PF1
se realiza de tal manera que en el bloque 1b perforado permanece un
fondo 7.
El bloque 1b perforado se ensancha a
continuación por mandrilado de acuerdo con la representación de la
figura 4 mediante un mandril 8 ensanchador que se desplaza en la
dirección de la flecha PF2, incrementándose su diámetro interior
desde ID a ID1 y su diámetro exterior desde AD a AD1. El bloque 1b
en proceso de ensanche se apoya para ello en una placa 9 de
contención.
Tras el ensanchado del bloque 1b perforado se
procede a desplazar el bloque 1c mandrilado de la figura 5 con la
ayuda de un mandril 10 estirador en la dirección de la flecha PF3 a
través de una matriz 11 de estirado, estirándose el bloque 1c
mandrilado hasta formar un cuerpo 12 hueco con un fondo 7.
El estirado se puede producir de tal manera que
el bloque 1c mandrilado no se desplace por completo a través de la
matriz 11 de estirado con lo cual entonces se origina un reborde 14
en el extremo 13 libre del cuerpo 12 hueco. Este reborde 14 se
puede utilizar para soldar allí una brida.
Todos los procesos de deformación según las
representaciones de las figuras 2 a 5 se ejecutan en un único
calentamiento, es decir el calentamiento del bloque 1 fundido.
A continuación de la fabricación del cuerpo 12
hueco según la figura 5 dicho cuerpo hueco se sigue elaborando
hasta formar un crisol o un rodillo de fundición en función de los
requerimientos de cada caso.
| 1 - | bloque |
| 1a - | bloque recalcado |
| 1b - | perforado bloque |
| 1c - | mandrilado bloque |
| 2 - | matriz |
| 3 - | alojamiento para 2 |
| 4 - | mandril punzonador |
| 5 - | pared interior de 2 |
| 6 - | superficie de 4 |
| 7 - | fondo |
| 8 - | mandril ensanchador |
| 9 - | placa de contención |
| 10 - | mandril estirador |
| 11 - | matriz |
| 12 - | cuerpo hueco |
| 13 - | extremo libre de 12 |
| 14 - | reborde en 13 |
| AD - | diámetro exterior de 1 b |
| AD1 - | diámetro exterior de 1 c |
| D - | diámetro de 1 |
| D1 - | diámetro de 1a |
| ID - | diámetro interior de 1b |
| ID1 - | diámetro interior de 1c |
| L - | longitud de 1 |
| L1 - | longitud de 1a |
| PF - | flecha |
| PF1 - | flecha |
| PF2 - | flecha |
| PF3 - | flecha |
Claims (3)
1. Procedimiento para la fabricación de un
cuerpo (12) hueco cilíndrico de cobre o de una aleación de cobre
como producto semiacabado para un crisol o un rodillo de fundición
en el cual en primer lugar se funde un bloque (1) cilíndrico, a
continuación en estado caliente se recalca en dirección longitudinal
dicho bloque (1), seguidamente se perfora y finalmente utilizando un
mandril (10) se deforma hasta la obtención de un cuerpo (12) hueco,
caracterizado porque tanto el recalcado como también el
perforado se efectúan soportando radialmente el bloque (1)
permaneciendo un fondo (7) en el bloque (1b) perforado y porque
entonces el bloque (1b) perforado es ensanchado en diámetro (ID)
interior y en diámetro (AD) exterior por medio de un mandril (8) y
finalmente el bloque (1c) mandrilado así ensanchado en toda su
periferia mediante un mandril (10) hasta formar el cuerpo (12)
hueco.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque todas las fases de la deformación se
realizan en un solo calentamiento.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque en el estirado del bloque (1c)
mandrilado se produce un reborde (14) en el cuerpo (12) hueco.
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