способ изготовления порошковой проволоки для внепечной обработки стали и технологическая линия для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ изготовления порошковой проволоки для внепечной обработки стали, включающий формирование из стальной ленты U-образного желоба, заполнение желоба порошком наполнителя, создание замкнутого трубчатого профиля с зетообразным замковым соединением и редуцирование полученной трубчатой заготовки, отличающийся тем, что желоб заготовки формуют без отбортовки краев, при этом засыпанный порошок уплотняют в желобе приводным верхним валком прокатной клети перед созданием замкнутого трубчатого профиля, а редуцирование трубчатой заготовки осуществляют последовательным протягиванием через два круглых трехвалковых калибра с уменьшением диаметра заготовки в каждом из них до 8%

2. Технологическая линия для изготовления порошковой проволоки для внепечной обработки стали, содержащая разматыватель рулонов, профилегибочный стан с горизонтальными и вертикальными неприводными клетями и дозатором для подачи порошка в заготовку, редукционный блок для получения окончательного размера проволоки, волочильный барабан и моталку для смотки проволоки в бухты, отличающаяся тем, что линия включает прокатную клеть дуо с приводными валками, расположенную за дозатором, устройство для закрытия замка в трубчатом профиле, смонтированное за вертикальной формующей клетью, а также сдвоенную трехвалковую клеть с неприводными валками, установленную за последней формующей клетью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу изготовления порошковой проволоки диаметром 8-16 мм, используемой для внепечной обработки стали.

Известен способ изготовления порошковой проволоки, согласно которому для уплотнения порошка в проволоке применен прием, заключающийся в том, что заполненная порошком и полностью сформированная в трубу проволока подвергается холодной деформации с формированием в оболочке продольного внутреннего гофра треугольного сечения, противолежащего замковому соединению и находящегося внутри полости проволоки. Далее путем сведения граней этого выступа достигаются уменьшение сечения проволоки и уплотнение вследствие этого порошкового сердечника.

Однако при использовании данной проволоки со статическим разматывателем вследствие возникновения больших деформаций скручивания оказывается недостаточной прочность указанного замкового соединения, что приводит к его раскрытию и просыпанию порошкового сердечника.

Известен способ изготовления порошковой проволоки для обработки металлических расплавов, включающий формовку оболочки исходной ленты с отбортовкой ее краев для получения двойного замкового соединения, заполнение заготовки порошком, завальцовку проволоки с образованием в оболочке продольного внутреннего гофра, расположенного диаметрально противоположно замковому соединению с последующем замыканием сторон гофра, при этом оболочку формируют незамкнутой овальной формы с горизонтальной большей осью и образованием направляющей щели между краями отбортовки, а при завальцовке в оболочке проволоки формируют дополнительный продольный внутренний гофр, примыкающий к замковому соединению [1]

Технологическая линия для изготовления порошковой проволоки по данному способу содержит разматыватель рулонов, формовочно-прокатную машину с дозатором для заполнения оболочки порошковым наполнителем и моталку. Формовочно-прокатная машина оснащена двенадцатью клетями дуо, в том числе десятью клетями с неприводними валками для выполнения всех формовочно-гибочных операций и двумя прокатными клетями с приводными валками для редуцирования полученной трубчатой заготовки [1]

Недостатки данного способа.

1. Сложность калибровки профиля и задалживание значительного числа рабочих клетей (минимум 6 клетей) для обеспечения стабильности формовки оболочки назамкнутой овальной формы с большей горизонтальной осью и ассиметричной отбортовкой краев, и образованием направляющей щели между краями отбортовок.

2. Уплотнение порошка путем формирования в оболочке продольного внутреннего гофра треугольного сечения, противолежащего замковому соединению с последующим сведением граней этого выступа, дополнительно усложняет калибровку валков и процесс формирования профиля в целом, а также требует увеличения количества рабочих клетей.

3. Необходимость применения 12 рабочих клетей увеличивает габариты и металлоемкость стана, капитальные и эксплуатационные расходы.

4. Повышенный износ рабочих валков прокатных (редукционных) клетей, т.к. к ним прикладывается крутящий момент, необходимый для протягивания формируемой заготовки через все клети формовочно-прокатной машины.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления порошковой проволоки для внепечной обработки стали, включающий непрерывное формирование ленты в U-образный профиль с одновременным заполнением его порошком наполнителя, создание замкнутого трубчатого профиля с зетообразным замковым соединением и редуцирование полученной порошковой проволоки через волоку, при этом в первых трех клетях формируют U-образный желоб с асимметричными отбортовками по краям, в последующих двух клетях U-образный профиль сгибают в трубчатый профиль и формируют вертикально расположенный замок из отбортованных краев желоба, в последнем формирующем калибре вертикальный замок прижимается к трубчатому сечению с образованием двойного замкового соединения зетообразной формы, после чего трубчатый профиль редуцируется в волочильной головке до заданного диаметра готового профиля [2]

Технологическая линия для изготовления порошковой проволоки по данному способу содержит разматыватель рулонов исходной ленты, профилегибочный стан, включающий четыре горизонтальные и две вертикальные клети с неприводными валками, питатель-дозатор для подачи порошкового наполнителя в заготовку, волочильную головку для редуцирования и получения готовой проволоки, волочильный барабан и моталку для смотки порошковой проволоки в бунты [2]

Недостатки данного способа.

1. Формирование из стальной ленты U-образного желоба с асимметричной отбортовкой краев вызывает определенные технологические трудности (усложняются фасонные калибры, требуется большее число калибров, повышается жесткость U-образного профиля с отбортованными краями, что отрицательно сказывается при формировании трубчатого сечения в последующем калибре).

2. Максимальный коэффициент заполнения профиля порошком наполнителя составляет 0,45, а металлургам желательно иметь порошковую проволоку с коэффициентом заполнения 0,5-0,6.

3. Наблюдается неравномерность заполнения по длине трубчатого профиля порошковым наполнителем, т.к. не обеспечивается необходимого распределения свободно подающего из дозатора порошкового материала по сечению желоба и его длине, что отрицательно сказывается на показателе стабильности линейной массы порошковой проволоки.

4. Отсутствует независимое от формирующих рабочих клетей устройство для выполнения вертикально расположенного замкового соединения из отбортованных краев желоба, что не позволяет регулировать прочность шва в замке.

5. Операции формирования трубчатой оболочки при изготовлении порошковой проволоки технологически жестко связаны и обуславливают необходимость использования для каждого размера проволоки свою ширину исходной ленты и свой комплект калиброванных валков для формирующих клетей.

Техническая задача изобретения упрощение технологии формирования трубчатой заготовки за счет исключения отбортовки краев желоба, сокращения числа формирующих калибров, повышение коэффициента заполнения профиля порошком наполнителя путем уплотнения порошка в желобе перед свертыванием его в трубу и увеличением степени редуцирования трубчатой заготовки, а также улучшение прочности замкового соединения за счет применения регулируемого устройства для закрытия замка.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе изготовления порошковой проволоки для обработки металлических расплавов U-образный желоб заготовки формуют без отбортовки краев желоба, при этом засыпанный порошок уплотняется в желобе приводным верхнем валком прокатной клети перед созданием замкнутого трубчатого профиля, а редуцирование трубчатой заготовки осуществляют последовательным протягиванием через два круглых трехвалковых калибра с уменьшением диаметра заготовки на каждом из них до 8%

Для реализации этого способа в технологической линии, содержащей разматыватель рулонов, профилегибочный стан с горизонтальными и вертикальными неприводными клетями и дозатором для подачи порошка в заготовку, редукционный блок для получения окончательного размера проволоки, волочильный барабан и моталку для смотки проволоки в бунты, дополнительно включены прокатная клеть дуо с приводными валками, устанавливаемая за питателем-дозатором, устройство для закрытия замка в трубчатом профиле, смонтированное за вертикальной формующей клетью, а также сдвоенная трехвалковая клеть с неприводными валками, расположенная за последней формирующей клетью.

На фиг.1 показана технологическая линия для получения порошковой проволоки; на фиг.2 устройство для закрытия замка, вид сбоку; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 разрез В-В на фиг.2.

Способ изготовления порошковой проволоки для внепечной обработки стали осуществляется следующим образом.

Передний конец рулона 1 из стальной ленты 2 подается в профилегибочное устройство 3 технологической линии, в качестве которого использовано модернизированное профилегибочное устройство П/О "ЧМЗ" [3] дополнительными элементами которого являются приводная прокатная клеть 4, устройство 5 для закрытия замка и сдвоенная трехвалковая клеть 6 с неприводными валками. В профилегибочных горизонтальных клетях 7 исходной ленты 2 последовательно придается форма 2а и 2б. В U-образный желоб 2б из бункера 8 через дозатор 9 засыпается порошковый наполнитель, после чего заготовка 2в попадает в калибр валков прокатной клети 4, скорость вращения валков которой синхронизирована с движением заготовки, при этом верхний валок уплотняет по высоте засыпанный дозатором 9 порошок, а также распределяет его по ширине желоба. Затем заготовка 2г с уплотненной шихтой поступает в рабочие валки вертикальной 10, где производится свертывание U-образной заготовки 2г в трубчатую заготовку 2д с отбортовкой краев желоба под замковое соединение. Трубчатая заготовка 2д поступает в устройство 5 для закрытия замка, где с помощью щелевой проводки 11 (см. фиг.2-5) элемент подбортовки М подгибается вниз на 40-50^o (поз. 2е), а вертикальными роликами 12 устройства 5 осуществляется окончательное закрытие замка и его наклон вправо на 40-50^o (поз. 2ж). После чего заготовка 2ж поступает в калибр горизонтальной клети 13, где производится вдавливание (осаживание) наклоненного замка в трубчатое сечение 2з с образованием зетообразного замкового соединения 14 и гофра 15, прилежащего параллельно замковому соединению 14. Гофр 15 профиля в данном способе выполняется с помощью соответствующего выступа, выполненного в калибре верхнего валка клети 13, гофр 15 препятствует раскрытию замкового соединения при последующем редуцировании трубчатой заготовки и возможном скручивании порошковой проволоки при ее задаче в сталеразливочный ковш при внепечной обработке. Таким образом проволока с гофром обладает качественно новыми свойствами по сравнению с прототипом [3] Далее черновой трубчатый профиль 2з последовательно протягивается через два круглых трехвалковых калибра с уменьшением диаметра заготовки в каждом из них до 8% (см. поз. 2и и 2к). Готовая трубчатая проволока 2к поступает на барабан 16 волочильного стана, а с него на моталку (на фиг.1 моталка не показана).

Данный способ реализован на ЧСПЗ при изготовлении порошковой проволоки диаметром 16, 15, 14 мм, заполненную порошком силикокальция. Для указанных размеров проволоки использовали стальную ленту толщиной 0,5 и шириной 60,4 мм.

Изготовление проволоки вели на технологической линии с профилегибочным станом, содержащим четыре клети дуо консольного типа для выполнения всех формовочных операций (из них одна клеть с вертикальными валками), прокатную клеть дуо с приводными валками, устройство для закрытия замка и сдвоенную трехвалковую клеть. Тянущим устройством технологической линии является барабан волочильного стана ВС-1/750.

В первых по ходу формовки двух клетях обеспечивалась формовка U-образного желоба, при прохождении которого через дозатор обеспечивалось его заполнение заданным количеством порошка силикокальция, который распределялся по длине желоба и уплотнялся по высоте верхним валком прокатной клети. В вертикальной клети производилось свертывание U-образного желоба с порошком в замкнутое трубчатое соединение с отбортовкой краев желоба. Замковое соединение отбартованных краев трубчатого сечения производилось в устройстве, смонтированном за вертикальной клетью, в котором с помощью щелевой проводки и роликов из элементов отбортовки создавался замок, который в калибре последней формующей клети вдавливался в трубчатое сечение с образованием зетообразного замкового соединения и продольного гофра, прилежащего параллельно замковому соединению. В сдвоенной трехвалковой клети производилось редуцирование полученной замковой заготовки с целью уплотнения порошка и получения проволоки заданного диаметра. Готовая проволока диаметром 14 мм содержала 260-280 г силикокальция на 1 м своей длины.

При промышленных испытаниях проволоки, полученной по предлагаемому способу, отсутствовали случаи раскрытия замка и наблюдалось глубокое проникновение проволоки при внедрении ее в сталеразливочные ковши емкостью до 300 т, отмечается хорошая стабильность линейной массы проволоки по длине бунта.

Основные преимущества предлагаемого способа в сравнении с прототипом.

Исключение формирования асимметричной отбортовки краев ленты в черновых проходах и применение специального устройства для формирования замкового соединения существенно упрощают калибровку валков формирующих клетей стана.

Сокращается число рабочих (формирующих) клетей с 6 до 4. Применение регулируемого устройства для формирования и закрытия замкового соединения, а также создание продольного гофра, прилежащего параллельно замковому соединению, значительно повышает качество и надежность трубчатой замковой проволоки.

Повышается на 20-25% коэффициент заполнения профиля порошковым наполнителем. Редуцирование трубчатой заготовки протягиванием через калибры сдвоенной трехроликовой клети позволяет из одной исходной ленты без изменения калибровки валков формирующих клетей получать несколько смежных размеров проволоки, что существенно сокращает затраты на расширение парка калибровочных валков и подготовки исходных лент различной ширины.

Процесс редуцирования трубчатой заготовки в трехвалковых калибрах ведется без подачи какой-либо смазки в валки, что позволяет получать поверхность проволоки без следов смазки (что не достигается при редуцировании через монолитные волоки).

Применение прокатной клети с приводными валками позволяет достигать хорошую стабильность линейной массы порошковой проволоки по длине бунта.