NO133873B - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår varmforming av kobberstenger som forlater et kontinuerlig støpeapparat.

Fremgangsmåter til kontinuerlig varmvalsing av kobberstenger

som forlater et kontinuerlig støpeapparat,er allerede beskrevet i US-PS 3 257 835, 3 315 349 og 3 349 471. I henhold til disse kjente fremgangsmåter anvendes der kompakte kontinuerlige valse-

verk som f.eks. "Properzi"-valseverk. I slike valseverk er alle valsestoler synkronisert på en slik måte at betydelig strekk ut-

øves på den valsede stang fra den første til den siste stol for å unngå dannelse av bukler. De kjente fremgangsmåter medfører den ulempe at valsing under strekk gir opphav til indre såvel som ytre sprekker, krystalldiskontinuiteter og -heterogeniteter i det valsede materiale.

I SW-PS 325 247 og det tilsvarende GB PS 1 183 646 og i

SW-PS 325 248 og det tilsvarende US-PS 3 491 824 er-der beskrevet fremgangsmåter til kontinuerlig varmvalsing av kontinuerlige støpe-stykker, spesielt stålstøpestykker, hvor valsingen utføres på et tidspunkt hvor temperaturen i det indre av -støpestykket fremdeles er nær solidus-temperaturen, mens overflaten av støpestykket allerede har nådd den vanlige valsetemperatur. En valsing av denne art gir opphav til indre feil, da flyteevnen av det varmere indre av støpestykket er høyere enn flyteevnen av den kaldere overflate. Valsehastighetsreguleringsinnretninger, som er beskreve-

i de nevnte patentskrifter, benyttes til å oppdage en gjenværende flytende kjerne i det kontinuerlige støpestykke, ikke til å unngå spenninger under valsingen.

Enda en fremgangsmåte til kontinuerlig varmvalsing av kontinuerlige støpestykker er beskrevet i DT-PS 918 021. Denne fremgangsmåte medfører den ulempe at det kontinuerlige støpestykke i en første valsestol valses så sakte at metallet som forlater den første valsestol, må oppvarmes på ny før det føres inn i den annen valsestol. Videre foreslås det å føre det valsede metall fra den første til den annen valsestol i en U-formet bane som iallfall når det gjelder kobber vil gi opphav til bøyesprekker.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å unngå ulempene

ved de ovennevnte tidligere kjente fremgangsmåter.

De trekk som karakteriserer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fremgår av kravene. Ifølge fremgangsmåten er der anordnet organer til under transport av stangen fra støpeapparatet til den tas ut i sin endelige form å undertrykke eller redusere strekk på forskjellige steder av bevegelsesstrekningen og undertrykke torsjon i stangens lengderetning, samtidig som der også er anordnet organer til å beherske avkjølingen av stangen under trans-sporten.

Strekket i det foreløbige emne under valsingen er slik for-delt at det foreløbige emne praktisk talt ikke underkastes noe strekk under de første stikk (kalt blokkvalsestikk eller grovstikk) på de steder hvor den mekaniske motstand av det varme råemne, er liten, hvoretter det foreløbige emne i mellomliggende valsestoler underkastes et strekk som er tilstrekkelig svakt til at sprekk-dannelse eller deformasjon av det foreløbige emne som følge av strekk unngås, men tilstrekkelig sterkt til å rette materialet for å redusere eller unngå berøring med føringene, mens alt strekk unngås i de siste stikk (kalt sluttstikk).

En av matevalsene som understøtter og transporterer stangen når den forlater støpeapparatet, kan dreie seg fritt og virke direkte på hastigheten av varmformingsapparatet.

Den støpte stang kan bæres kontinuerlig under blokkvalsingen så lenge en tilstrekkelig valsing ikke har gitt den en strekkstyrke som er nødvendig til at den kan bære sin egen vekt uten skade. Den bøyelighet som er nødvendig for å sikre blokkvalsing uten strekk i minst de to første blokkvalsestikk, oppnås ved hjelp av apparater som er innlemmet i den rampe som ligger foran blokkvalsestolene, og som omfatter.to bevegelige deler som er sving-bare om sine ytre ender. Disse to bevegelige deler av rampen som vanligvis ligger på linje, er forsynt med ruller og ved sine indre bevegelige ender opplagret på et løftesystem som utøver .-en oppadrettet kraft som er noe større enn den samlede virkning av vekten av de to bevegelige deler og vekten av råemnet som skal understøttes. Den svakeste forlengelse av råemnet bevirker en bevegelse oppad av løftesystemet, noe som ved hjelp av kjente innretninger øyeblikkelig gir en tilsvarende akselerasjon av den neste blokkvalsestol. Et slikt system til opplagring av stangen og regulering av strekket er meget følsomt (vertikal forskyvning mindre enn 15 cm) og tillater en usedvanlig nøyaktig regulering av hastigheten av blokkvalsestolene, samtidig som der unngås ethvert strekk som kunne være skadelig for kvaliteten av kobberstangen.

Varmvalsingen i blokkvalsetrinnet i de vekslende vertikale

og horisontale valsestoler kan utføres gjennom tre etter hinannen følgende stikk: Firkantet liggende - ovalt - firkantet på spissen eller rundt, enten disse trinn følger etter boksstikk eller ikke, noe som eliminerer enhver torsjon av stangen, samtidig som der sikres en best mulig valsing av kjernen.

("Boksstikk" er rektangulære eller kvadratiske stikk, hvis

ene midtlinje er perpendikulær på aksen av valsene, mens den annen er parallell med denne akse.)

Under mellomtrinnene og slutt-trinnene kan valsingen sikres ved hjelp av vekslende vertikale og horisontale valsestoler eller valsestoler som står 4 5° på skrå til hver sin side av vertikalen, ved anvendelse av stikk som er avvekslende ovale og runde eller ovale-ovale, hvorved all torsjon i det foreløbige emne undertryk-kes og alle ulemper som er forbundet med slik torsjon, unngås.

Når den støpte stang har et rektangulært tverrsnitt og før

den føres inn i varmformingsapparatet, kan den underkastes en avfasning av de fire kanter ved hjelp av roterende fresehoder fulgt av en børsteanordning for på denne måte å hindre grader som fås hvis avfasningen utføres med et fast skjæreverktøy, og for å unngå det strekk som må utøves på stangen gjennom slike faste verktøy.

Slike grader på den støpte stang må unngås, idet de til slutt vil være årsak til folder eller furer eller andre overflatefeil på kobberstangen.

Mellom utløpet fra støpemaskinen og innløpet til det første stikk i varmformingsapparatet kan der være anordnet organer til å frembringe en jevn temperatur i tverrsnittet og langs hele stangen. Til dette formål er der anordnet kjøleorganer og om nødvendig opp-varmingsorganer for å påskynde denne jevnhet og ved innløpet til valsestolene å oppnå en temperatur av 800 - 850°C, som er nødven-dig for kobber. Det forhold at transporten av det nevnte foreløbi-ge emne, som understøttes over hele sin lengde mellom utløpet fra støpeapparatet og formingsapparatet, utføres i en rett linje, let-ter innstilling av apparatet for å beherske jevnheten av temperature::

Avkjølingen av råemnet styres under hele valseprosessen

for å holde temperaturen på et konstant nivå som er valgt med henblikk på å oppnå best mulig varmvalsing av metallet, hvoretter der før sluttstikkene utføres en spesiell avkjøling for å bringe temperaturen av råemnet ned fra det ovennevnte konstante nivå til sluttvalsetemperaturen, som er valgt med henblikk på oppnåelse av de beste fysikalske egenskaper av metallet.

Skjønt det er fordelaktig å utføre størstedelen av valseprosessen ved en relativt høy temperatur for å sikre best mulig varmvalsing, er det valsetemperaturen i sluttstikkene som bestemmer de fysikalske egenskaper av kobberstengene. Når det gjelder kobber, bør den temperatur som råemnet holdes på under valsingen for oppnåelse av en tilfredsstillende varmvalsing, ligge på mellom 800 og 850°C, mens sluttvalsetemperaturen ved innløpet til sluttstikkene, som alene bestemmer de fysiske egenskaper av kobberstangen, kan velges i overensstemmelse med følgende mål: Hvis det ønskes å oppnå en myk og formbar kobberstang som tillater en høy kaldreduksjonshastighet, holdes slutt-temperaturen mellom 700 og 800°C. Hvis det ønskes en kobber-

stang som er beregnet på fremstilling av en tråd som trekkes ved lav rekrystallisasjonstemperatur og har en fordelaktig elektrisk lednings-evne, fastlegges sluttvalsetemperaturen til mellom 500 og 600°C, så

der fås en nesten øyeblikkelig utfelling av de siste spor av for-urensninger (som foreligger i fast oppløsning ved høyere temperaturer).

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått ved hjelp av tegningen, som viser forskjellige trinn A, B og C av kobbervalsingen i henhold til oppfinnelsen.

Por oppnåelse av kobberstenger med en diameter på 8 mm anvendes der f.eks. et støpetverrsnitt på f.eks. 50 x 90 mm som varm-valses gjennom f.eks. 15 stikk. Det foreløbige emne E som forlater støpeapparatet, understøttes under hele sin transport frem til valsestolene og mellom de forskjellige blokkvalsestikk inntil den når en tilstand hvor den valsing som er utført, er tilstrekkelig til på den ene side å gi stangen under valsingen den nødvendige strekkstyrke til at den kan bære sin egen vekt og på den annen side å nå et tverrsnitt som er tilstrekkelig svakt til å tillate dannelse av

sløyfer uten skade.

Når det foreløbige emne forlater støpeapparatet 1, kommer det inn i sone A som er den såkalte homogeniserings- eller diffusjons-glødningssone. Denne sone omfatter for det første en sekundær kjøle-innretning 2 som sikrer fullstendig stivning av metallet og senker dets temperatur til 900°C. Den stivnede og fremdeles varme stang blir grepet av gripe- eller matevalser 3, hvis omkretshastighet styres av støpeapparatet og er noe lavere (ca. 1%) enn støpehastigheten for ved hjelp av den nevnte stivnede stang E å holde massen av flytende kobber tilbake i støpemaskinen 1. En av de sylindriske matevalser 3 kan rotere fritt og styrer hastigheten av den første blokkvalsestol.

Matevalsene 3 fører også den stivnede stang E nøyaktig i aksen for valselinjen.

Matevalsene 3 fører deretter den varme stang E inn i en anordning med roterende freser 4 til avfasning av de fire skarpe kanter av støpestangen. Der er anordnet to anordninger med roterende freser som arbeider vekselvis og sikrer kontinuerlig drift så snart normale støpebetingelser er nådd.

Etter avfasingen føres det foreløbige emne mellom metall-børster 5 for å fjerne eventuelle spon som kunne hefte til emnet.

Der er anordnet en svingesaks eller en annen saks 6 som først tjener til å skjære det støpte råemne i stykker som kan fjernes så lenge normale støpebetingelser og den ønskede kvalitet ennå ikke er oppnådd, og som deretter tjener som nødsaks hvis der forekommer en sperring eller andre vanskeligheter i linjen A.

Denne diffusjonsglødnings-og homogeniseringssone A omfatter en første bære- og reguleringsinnretning 7 til unngåelse av ethvert strekk foran den første blokkvalsestol 9. Denne innretning 7 omfatter to bevegelige deler 47 og 48. som står på linje, og som kan svinge om sine ytre ender 49 og 50, idet de to mot hinannen vendende ender er understøttet av en løfteinnretning som ikke er vist, men sem er antydet ved 51, og som utøver et svakt press oppover. Så snart råemnet er tilbøyelig til å forlenges, vil denne løfteinnretning 51 frembringe en svak bevegelse oppover og umiddelbart på kjent måte forårsake en tilsvarende akselerasjon av den første blokkvalsestol 9. En slik vertikal bevegelse gjør det mulig å oppnå en nøyaktig regulering av hastigheten av den første blokkvalsestol 9 og bevirker bare en liten utbøyning (høyst 150 mm), samtidig som den sikrer en kontinuerlig understøttelse av råemnet.

Før det foreløbige emne forlater homogéniseringssonen A blir temperaturen målt. Temperaturen må være den samme både i lengde-retningen og i hele tverrsnittet. Innretningen 8 til måling og regulering av temperaturen styrer avkjølingen eller forårsaker en for-nyet oppvarmning av det støpte foreløbige emne ved hjelp av kjente organer (ikke vist) for å holde temperaturen på et konstant nivå mellom 800 og 850°C. Hele sonen A må være tilstrekkelig lang til at der kan oppnås en fullstendig jevnhet og homogenitet av råemnet. Hele maskineriet i sone A kan monteres, i ett eller flere rom som kan .være varmeisolerte og inneholde en regulert atmosfære.

Et grovvalsetrinn B omfatter f.eks. fem valsestoler som er avvekslende vertikale og horisontale og drives av motorer M, samtidig som de to første stikk i det minste sikrer en valsing. uten strekk og

en grovvalsing uten torsjon.

Grovvalsingen kan utføres etter følgende alternativer:

a) En vertikal,uavhengig valsestol 9""drevet av en motor M,fulgt av en

-understøttelsesinnretning 10 i likhet med den som er betegnet med 7,

og av en nødsaks 11 som er utført i overensstemmelse med hva som allerede er beskrevet, en horisontal uavhengig valsestol 12 hvis hastighet styres av-understøttelses- og styreinnretningen 10, og som selv følges av en understøttelses- og styreinnretning 13 og av en nødsaks 14, og til slutt en enhet på tre valsestoler 15 som er.avvekslende vertikale og horisontale, og som det foreløbige emne forlater med et tverrsnitt i form av en firkant på spissen eller med et rundt tverrsnitt.

Ifølge dette alternativ er der tre grovvalsestikk uten strekk (9j 12 og det første stikk i enheten 15) og to stikk med et meget svakt strekk. Hastigheten av de tre uavhengige valsestoler 9> 12 og det første stikk av enheten 15 styres av de understøttelsesinnretninger som ligger umiddelbart foran de respektive valsestoler. Valsestikkene følger etter hverandre som følger: Boksstikk-9, boksstikk 12 og deretter firkantet liggende, ovalt, firkantet på spissen eller rundte så der unngås enhver torsjon. b) Et annet alternativ som er mindre gunstig fra et kvalitetssynspunkt, men samtidig mindre kostbart, består i å føre det foreløbige emne gjennom den uavhengige grovvalsestol 9, reguleringsinnretningen 10 og saksen 11 og deretter føre det inn i en enhet 16 med fire valsestoler som er avvekslende horisontale og vertikale, og som er synkronisert på en slik måte at strekket reduseres til et minimum.

En slik rekke som omfatter to valsestoler uten strekk (9 og den første valsestol i enheten 16) omfatter følgende stikkrekkefølge: Vertikalt boksstikk, horisontalt boksstikk og deretter igjen firkantet liggende, ovalt, firkantet på spissen eller rundt,så der unngås torsjon.

c) Det tredje alternativ, som er det mest kostbare, er også det mest fordelaktige med hensyn til kvaliteten. Det sikrer fire grovvalsestikk

uten strekk ved hjelp av følgende anordning: Den vertikale valsestol

9 som følges av reguleringsinnretningen 10 og nødsaksen 11, følges av en horisontal valsestol 17 med en reguleringsinnretning 18 og nødsaks 19, deretter av en vertikal uavhengig valsestol 20, en reguleringsinnretning 21 og endelig, av en enhet med to synkroniserte valsestoler (horisontal - vertikal) 22, hvis hastighet reguleres av den foran-liggende innretning 21. En slik anordning sikrer grovvalsing uten spenning opp til og innbefattet den-fjerde valsestol, mens spenningen mellom den fjerde og den femte valsestol er redusert til et minimum.

Stikkrekkefølgen i dette alternativ er som følger: Boksstikk

9, boksstikk 17, firkantet liggende 20 og deretter ovalt - firkantet på spissen eller ovalt - rundt 22.

For å sikre et godt grep på stangen under grov- eller blokkvalsingen må diameteren av blokkvalsene i det minste i de første valsestoler være relativt stor (minst 400 mm).

Den grovvalsede stang kommer deretter inn i et mellomsett

C som omfatter f.eks. åtte stikk i avvekslende horisontale og vertikale valsestoler hvis den grovvalsede stang er rund, eller avvekslende skrått-stilt 45° i forhold til vertikalen hvis den grovvalsede stang har form av en firkant på spissen. I det sistnevnte tilfelle må den frie sløyfe som dannes ved utløpet fra blokkvalsesettet B, gli langs et skrått stilt plan med en vinkel på 45° for at grovemnet skal foreligge uten strekk i det første ovale stikk.

Mellomsettet,som alltid har en stikkrekke ovalt- ovalt eller ovalt- rundt (falsk rundt), kan som vist på tegningen være gruppert i enheter av synkroniserte valsestoler i henhold til forskjellige alternativer, idet der foran hver enhet er anordnet en fri reguleringsinnretning 23 fulgt av en saks 2-4.

Etter blokkvalsingen er den grovvalsede stang tilstrekkelig valset og ha:r et tilstrekkelig svakt tverrsnitt til å tillate dannelse av en fri sløyfe som tillater regulering av hastigheten av den neste enhet ved hjelp av kjente organer som f.eks. et sett av roterende speil og fotoelektriske celler.

a) Det første alternativ for mellomsettet C består av en fri reguleringsinnretning 23, en nødsaks 24, en enhet med to valsestoler 25, en

reguleringsinnretning 26, en enhet med fire valsestoler 27, en fri reguleringsinnretning 28 og en enhet med to valsestoler 29.

b) Det annet alternativ- omfatter den samme frie reguleringsinnretning, som her er betegnet med 30, en nødsaks 31, en enhet med to valsestoler

32, en fri reguleringsinnretning 33 og en enhet med seks synkrone valsestoler 34.

c) Det tredje alternativ omfatter igjen den samme frie innretning,som her er betegnet med 35,og en saks 36 fulgt av to enheter 37 og 39 som

hver inneholder fire synkrone valsestoler, og som er adskilt av en reguleringsinnretning 38.

Alternativene a) og c) er de gunstigste som følge av den større tilpasningsevne, idet de reduserer den tid som er nødvendig for å skifte ut de feilvalser (flutings) i en enhet som må erstattes

•samtidig, til et minimum.

Mellom de av samme motor drevne valsestoler i en og samme enhet av mellomsettet C blir tverrsnittsreduksjonen og rekkefølgen av lineære hastigheter regulert på en slik måte at der oppnås det minste strekk som kreves for å rette det valsede grovemne for å -hindre enhver berøring med føringene. Dette strekk må imidlertid være så

svakt som mulig for at der skal unngås mekanisk deformasjon og inter-krystallinske sprekker,og en heterogen reduksjon fra et sted til et annet.

Fra mellomsettet C blir det valsede grovemne (rundt - eller falsk rundt) ført via en reguleringsinnretning 40 og en nødsaks 41

samt en temperaturreguleringsinnretning 42 til sluttvalsesettet D som omfatter to uavhengige valsestoler som tillater varm ferdigvalsing ved valgte temperaturer uten noe strekk.

Mellom utløpet fra mellomsettet C og sluttsettet D er der anordnet en innretning 42 som tillater avkjøling av det valsede råemne til en på forhånd fastlagt temperatur før det kommer inn i de to siste stikk uten noe strekk og uten torsjon.

Den regulerte avkjøling som gjøres mulig av denne innretning, tillater regulering av valsetemperaturen etter ønske i sluttvalsestolene D. Denne temperatur bestemmer de fysiske egenskaper av kobberstangen. Hvis trådtrekkeren ønsker å fremstille en meget strekkbar tråd for å lette håndtering og tillate trådtrekking med høy hastighet uten glød-ninger i prosessen, velges der en slutt valsetemperatur på mellom 700

og 800°C. Hvis på den annen side trådtrekkeren ønsker å oppnå en bedre mulighet for glødning og best mulig elektrisk konduktivitet, eventuelt på bekostning av noe av strekkbarheten av tråden, og ønsker å oppnå en tråd som er spesielt beregnet for utførelse av glødning i prosessen ved lave temperaturer eller for emaljering, innstilles slutt-temperaturen på mellom 300 og 600°C.

På denne måte gjør innretningen det mulig å tilfredsstille alle ønskemål fra trådtrekkere i overensstemmelse med den hensikt som søkes oppnådd.

De to siste sluttvalsestoler 43 og 45,sem er henholdsvis horisontal og vertikal eller står på skrå en vinkel på 45° til hver sin side av vertikalen, er fullstendig uavhengige og drives av uavhengige motorer M, hvis hastighet reguleres på kjent måte ved hjelp av de frie sløyfer.40 og 44. Rekkefølgen av stikkene,som gir meget snevre toleranser, er her ovalt - rundt.

Hele valsesettet (blokkvalsestolene B, de mellomliggende valsestoler C og sluttvalsestolene D) får tilført oppløselig olje.

Nødsaksene kan være innbyrdes forbundet på kjent måte, slik at de betjenes etter tur eller samtidig når der forekommer vanskeligheter i produksjonslinjen.

Fra det siste stikk blir kobberstangen ført til spolemaskiner 46. Da temperaturen under spolingen må være lavere enn ca. 80°C for at der skal unngås dannelse av oksyd på overflaten,er det mulig å fortsette videre til glødeskallfjerning, grundig skylling og be-skyttelsesbelegning av den for handelsformål beregnede kobberstang. Kobberstangen blir deretter viklet opp på spoler med betydelig enhets-vekt.

De forskjellige innretninger som er beskrevet ovenfor, er tenkt anbragt i en regulert atmosfære.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til kontinuerlig varmforming av kobberstenger som forlater et kontinuerlig støpeapparat, karakterisert ved

a) at spenninger i stangen (E) under det første varmformingsstikk reduseres ved at stangen ved utløpet fra støpeapparatet bæres av løfteorganer (51) som følger stangens bevegelse oppad og på kjent måte regulerer hastigheten av det første varmformingsstikk i overensstemmelse med denne bevegelse oppad, b) at spenninger i stangen (E) under grovbearbeidningstrinnet (B) etter det første varmformingsstikk (9) reduseres ved at stangen ved utløpet fra det første varmformingsstikk understøttes av løfte-organer (10) som følger stangens bevegelse oppad og på kjent måte regulerer hastigheten av det etterfølgende varmformingsgrovstikk i overensstemmelse med den nevnte bevegelse oppad, c) at spenninger i stangen (E) under de mellomliggende stikk (C) reduseres til et nivå som er tilstrekkelig lavt til at der unngås indre og ytre sprekker, men tilstrekkelig høyt til på en tilfredsstillende måte å rette ut den qrovbearbeidede form ved requlering av reduksjonen i etter hinannen følgende mellomliggende stikk (C) og regulering av de lineære hastigheter av de mellomliggende stikk, d) at spenninger i stangen (E) under sluttstikkene (D) reduseres ved regulering av hastigheten av stikkene i slutt-trinnet, e) at avkjølingen av kobberet under formingen reguleres for å holde den valgte temperatur konstant under hovedsakelig hele transport-tiden bortsett fra slutt-trinnet, og -f) at kobberstangen umiddelbart før sluttstikkene (D) avkjøles for senkning av temperaturen i den foreløbig formede stang til den temperatur som er nødvendig for oppnåelse av på forhånd fastlagte fysikalske egenskaper av kobberet.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kobberstangen (E) når den forlater støpeapparatet (1) og før den utsettes for det første varmformingsstikk, understøttes og transporteres av matevalser (3), hvis lineære hastighet er noe hindre enn produktutløpshastigheten fra støpeapparatet.