Литье между валком или колесом и бесконечной лентой

Первые предложения по получению заготовок с применением литья между валком и движущейся полосой были сделаны очень давно.

В 1882 г. Лаймон сконструировал установку (рис. 96), предназначенную для отливки полос из типографских сплавов. Внешние поверхности стальной ленты 1 и калибра по окружности колеса 2 закрывали теплоизоляционным материалом во избежание слишком быстрого охлаждения расплавленного металла.

В 1886 г. Даниельс построил установку (рис. 97), снабженную колесом 1 и бесконечной лентой 2 из стали или меди, для изготовления металлических прутков трапециевидного, треугольного и полукруглого поперечных сечений (рис. 98). 3 — водяное охлаждение, 4 — устройство для удаления заусениц и 5 — шлифовальные круги для зачистки краев полосы. Изобретатель предусматривал возможность замены ленты 2 цепью из пластин.

В 1887 г. Даниельс усовершенствовал свою установку, изготовив желоб по окружности колеса из легкозаменяемых отдельных сегментов. Установка предназначалась для изготовления стальных заготовок.

По совместному предложению Вашборна и Даниельса, заготовка, выходящая из установки, показанной на рис. 97, с равномерной скоростью проходила через нагревательную печь, прокатывалась до окончательного размера в прокатном стане и сматывалась в рулон.

В 1911 г. Деннис предложил аналогичную установку для изготовления полос из свинца. В противоположность установке Даниельса, ось верхнего барабана, направляющего ленту, располагалась на одном уровне с осью формующего валка.

Для изготовления полос, покрываемых затем электролитической медью и используемых для радиаторов автомобилей, фирма Electrolytic Products Co предложила в 1915 г. аналогичную по конструкции установку. Эта установка отличается системой подвода и регулирования подачи металла и системой охлаждения валка. Автоматическая регулировка подачи металла принципиально может применяться для установок с другими типами кристаллизаторов.

На рис. 99 и 100 показана система подвода расплавленного металла: из воронки 1, имеющей промежуточную стенку 2 для задержки шлака, через ряд разливочных труб 3 в рабочее пространство между валком и лентой 7.4 — цапфы, формирующие в полосе отверстия. Система охлаждения валка изображена на рис. 101. Охлаждающая вода по трубе 5 и штуцеру 6 подводится в пространство 8 и отводится через штуцеры 9.

В 1918 г. фирма The Zudlow Typograph Co использовала установку с колесом и бесконечной лентой для изготовления прутков из типографского сплава. Отличительной особенностью установки было применение ролика для установки ленты.

В 1924 г. Лейн построил установку, ось верхнего ведущего барабана которой, как и у Даниельса, располагалась выше оси формовочного валка. Лента покрывала больше половины окружности валка. Свою установку Лейн предназначал для получения в основном свинцовых полос, а также прутков и труб из других металлов. На рис. 102 показан формовочный валок, закрытый снизу стальной лентой. Он установил, что готовые свинцовые полосы, разливаемые через ряд труб по способу фирмы Electrolytic Products Co, имеют в определенной степени продольную полосчатость (т. е. поперечную разнотолщинность).

Для устранения этого недостатка свинец заливается через подводящий желоб (рис. 103 и 104) струей немного большей ширины, чем ширина готового листа. Желоб располагается параллельно полости, образованной валком и лентой, и имеет три камеры. Расплавленный свинец подводится по трубе 1 в камеру 2 через паз 3 в нижней части трубы и оттуда подается через две другие камеры и носок 4 на барабан 5. Камера 2 имеет несколько поперечных стенок 6 с отверстиями.

В 1927 г. Вальтере предложил установку для разливки типографских сплавов (рис. 105). Кристаллизационная лента одновременно должна служить своего рода транспортером для еще мягкой сформировавшейся полосы.

На рис. 106 и 107 представлена установка, которую в 1944 г. предложил Хазелетт, применив принцип работы установки, показанной на рис. 42—46. Между валком 1 и подвижной лентой 2 постоянно имеется жидкий металл. Отгибая края ленты 2 при помощи опорного ролика 3 и придавая соответствующую форму краям валка 1, можно обойтись без специальных боковых крышек.

В 1927 г. Зюблин предложил заменить бесконечную ленту полосой, составленной из отдельных связанных между собой пластин, учитывая усталостные напряжения, возникающие при многократном перегибании ленты.

В 1928 г. Дитрих предложил применить для литья алюминия и его сплавов формовочные валки с бесконечной лентой, составленной из большого числа пластин.

На рис. 108 представлен вид сбоку, а на рис. 109 — сечение по линии AA (рис. 108) установки, которую разработал в 1944 г. Транхарт. Три стенки 1, 2 и 3 прямоугольной рабочей полости образуются подвижным кольцом 4, четвертая стенка составлена из ряда плоских элементов 5, связанных в бесконечную ленту. Установка предназначалась для изготовления стальных прутков малого диаметра, прокатываемых затем на проволоку. Однако можно разливать и другие металлы, например алюминий, которые после затвердевания подвергаются горячей обработке.

Для установки подобного типа Вебстер в 1938 г. предложил устройство для автоматического регулирования подачи металла из ковша, доказанное на рис. 110. Разливочный ковш опрокидывается вокруг оси 1. Радиационный пирометр 2 управляет посредством реле 4 механизмом наклона ковша 3 в зависимости от температуры выходящего слитка 5. Пирометр может быть использован также для регулирования скорости поворота разливочного колеса и движения ленты.

Наиболее активно вопросами литья между валком и лентой занимался Проперци. В противоположность своим предшественникам, он использовал для ленты только один направляющий ролик из-за необходимости боковой выдачи образующегося слитка.

Его предложение, сделанное в 1940 г., представлено на рис. 111. Расплавленный металл подводится к месту, отмеченному позицией 3, канала 2, расположенному по окружности валка 1. Этот канал на большей части своей длины закрыт металлической лентой 4; 5 — затвердевшая заготовка.

На рис. 112 показана установка, предложенная Проперци в 1948 г. Установка связана со станом, в котором отлитая заготовка с первоначально трехугольным поперечным сечением раскатывается на проволоку, принимая попеременно круглое и треугольное сечения. Натяжной ролик закреплен на качающемся рычаге для удобства натяжения ленты.

В 1952 г. Проперци улучшил свой прокатный стан, а недавно (1956 г.) предложил пропускать полосу между отдельными группами валков.

В связи с этим следует упомянуть об изобретенном Проперци прокатном стане для получения полос из отливаемых заготовок.

Большие трудности возникли у Проперци при регулировании подачи металла в разливочное пространство. Эти трудности были преодолены в 1950 г., когда изобретатель закрепил на одном общем качающемся рычаге 1 (рис. 113) направляющий ролик ленты 2 и разливочное устройство 3. Вращением рукоятки 4 можно изменять наклон разливочной воронки, а следовательно, скорость подачи металла. Проперци оборудовал свою установку бесступенчатым регулятором скорости 5.

В 1950 г. Проперци предложил простой метод определения уровня жидкого металла в разливочном пространстве. Для этой цели на внешнюю стенку разливочной ленты выше места подвода разливаемого металла наносится тонкая пленка масла (рис. 113) с помощью пористого листа 6, на который масло попадает из масленки 7. При резком повышении температуры от непосредственной близости жидкого металла масло испаряется и достаточно точно показывает положение уровня жидкого металла в разливочном пространстве. Чтобы можно было легко контролировать заливку металла в желоб разливочного колеса, в 1951 г. Проперци расположил разливочное устройство сбоку и подавал металл по специальной трубке.

В 1952 г. фирма Nichols Wire Aluminium Co внесла несколько улучшений в конструкцию установки. С целью обеспечения длительного непрерывного производства для питания установок было использовано несколько печей. Немного позади места, где отлитая заготовка покидает колесо, лента с внутренней стороны очищается специальным башмаком. Таким же образом можно очищать и разливочный желоб колеса.

На рис. 114 показан вид сверху, а на рис. 115 — сечение по линии AA подводящей воронки 1, окруженной кожухом 2 и подогреваемой горелкой 3. Промежуточная стенка 4 задерживает шлак. Подводящая труба 5 проходит через дно кожуха 2 и обогревается отходящими продуктами горения. На рис. 116 показана конструкция разливочного колеса и устройства для охлаждения. Для измерения температуры охлаждающей воды в отводящем трубопроводе 7 служит термоэлемент 6. В 1953 г. Проперци внес новые улучшения в свою установку. Он определил, что внутренняя часть желоба по окружности разливочного колеса охлаждается сильнее, чем внешняя. Возникающий при этом температурный градиент оказывает неблагоприятное влияние на структуру разливаемой проволоки и вызывает появление трещин в желобе. Для улучшения теплоотвода Проперци собрал разлизочное колесо из одного медного кольца 1 и двух стальных дисков 2 и 3, как показано на рис. 117. Охлаждающая вода внутри разливочного колеса устанавливается на таком уровне, чтобы вся рабочая длина кольца 1, закрытая разливочной лентой, соприкасалась с водой. Стальные шайбы имеют с торцовых сторон отверстия, через которые разбрызгивается вода из изогнутых труб 4, так что кольцо 1 интенсивно, охлаждается также и снаружи. Нижняя часть разливочного колеса закрывается резиновой лентой 5. Новая конструкция улучшает охлаждение, что благоприятно отражается на качестве продукции и продолжительности срока службы кольца 1, которое в данной конструкции является легко сменяемым. Желоб может иметь увеличенное поперечное сечение по сравнению с прежним, например почти 8 см2. Отливаемая заготовка охлаждается меньше и поэтому легче затем прокатывается.

На рис. 118 показана конструкция разливочного колеса, улучшенная в 1954 г. Медное кольцо 1 усилено внутри кольцевыми ребрами 4 и боковыми выступами 5, образующими проточки для протекания охлаждающей воды. По бокам разливочного колеса, образованного кольцом 1 и стальными дисками 2 и 3, располагается два кольца 7 и 8. Эти кольца имеют полость 9 со многими отверстиями 10, по которым охлаждающая вода, вводимая под давлением по трубопроводу 11, попадает

в проточки 6, 12 и 13 — уплотнительные кольца. Уплотнительные кольца 13 установлены на длине, немного превышающей длину верхней полуокружности, чтобы охлаждающая вода могла отводиться вниз. Боковое кольцо 8 зафиксировано на цоколе 14 и внизу скреплено с боковым кольцом 7 болтами с помощью двух полуколец 15, образуя свободный проход для разливочной ленты 16. В пустотелое пространство 17 этих полуколец подводится сверху охлаждающая вода, которая через отверстия 18 попадает на разливочную ленту и отводится затем через отверстие 19. Внутреннее охлаждение разливочного колеса обеспечивается подводом воды через полый вал 20, вода отводится по трубе 21.

В следующей подобной конструкции охлаждающая вода, протекающая через полый вал 20 в пространство между дисками 2 и 3, попадает в желоб 6 и оттуда в водосборник находящийся на стороне, противоположной диску 2; отводится вода через осевое отверстие и сливной трубопровод Так как в этом случае полу кольцо 15 не применяется, установка имеет специальные подводящие и отводящие трубопроводы для охлаждающей воды.

В 1954 г. Проперци установил маленький ролик, который плотно поджимал стальную ленту к разливочному колесу. Ролик закрепляется на том же рычаге, что и разливочное устройство, и связан с рычагом, на конце которого вращается неприводной ролик для натяжения стальной полосы. Оба рычага насажены на валу разливочного колеса. Ролик поджимается торсионными стержнями. При этом предусмотрено, что устье подводящей металл трубы располагается точно против ролика.