NO169640B - Fremgangsmaate for direkte, kontinuerlig stoeping av et baandlignende metallsjikt - Google Patents
Fremgangsmaate for direkte, kontinuerlig stoeping av et baandlignende metallsjikt Download PDFInfo
- Publication number
- NO169640B NO169640B NO865135A NO865135A NO169640B NO 169640 B NO169640 B NO 169640B NO 865135 A NO865135 A NO 865135A NO 865135 A NO865135 A NO 865135A NO 169640 B NO169640 B NO 169640B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- protrusions
- melt
- substrate
- textured
- stated
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 36
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/0648—Casting surfaces
- B22D11/0651—Casting wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse gjelder forming av båndlignende metallsjikt eller strimler i sin alminnelighet og gjelder særlig forbedringer med hensyn til kontinuerlig støping av sådanne metallsjikt ved direkte anbringelse av metallsmelten på en bevegelig kjøleflate, slik som omkretsflaten av en roterende valse.
Smeltet metall er lenge blitt utformet til anvendbare former både ved fremstillingsteknikk hvor smeiten helles i adskilte støpeformer og ved kontinuerlig støpeteknikk.
Metalliske tynnplater eller strimmelmaterialer fremstilles hensiktsmessig ved støping av en blokk av basismetall i en støpeform, hvoretter blokken utsettes for tiltagende tynnere nedvalsing inntil den har nådd den ønskede tykkelse. Dette er en kostnadskrevende prosess som tar lang tid og krever store kapitalinvesteringer i kostbart maskineri og videre fordrer betraktelig behandlingsarbeid og energi.
Visse typer kontinuerlige støpeprosesser simulerer adskilt støping ved utformning av en sammenhengende rekke støpeformer som vandrer forbi en smeltekilde og kontinuerlig tilføres og fylles med smelte. Etterhvert som de fylte former vandrer frem langs en bevegelsesbane, vil metallet bli nedkjølt og størkne på vanlig måte. De støpte gjenstander fjernes deretter fra støpeformene. Et sådant system er anskueliggjort i US-patent nr. 3.587.717.
En lignende kontinuerlig støpeprosess er vist i US-patent nr. 4.212.343. En langstrakt strimmel dannes ved kontinuerlig tilførsel av smelte mot en støpeflate med overflatekontur eller form som tilsvarer strimmeloverflaten for å frembringe spesielle avtrykk eller andre overflatetrekk.
Kontinuerlig støping ved hjelp av direkte støpeteknikk har vært anvendt kommersielt for utformning av forskjellige produkter. Ved direkte støping påføres metallet mot en bevegelig kjøleblokkflate, hvor det størkner. Det blir så trukket bort fra denne overflate. Flere varianter av direkte støpeteknikk er tidligere kjent, innbefattet smelterotasjon eller strålestøping, smelteuttrekk, planstrømsstøping, smeltetrekking og dråpehengstøping. I den senere tid er også overstrømsstøping blitt undersøkt.
For å forme de kommersielt vellykkede trådprodukter fremstilt ved kjent teknikk ved hjelp av direkte støping,' bringes en skive, eller alternativt en sylinder med sirkulære eller skruelinjeformede ribber som tilsvarer flere skiver anordnet side ved side, i kontakt med smeiten med sin ytre omkrets-kant. Smeiten størkner på ribbenes ytterkanter og trekkes så bort for å danne tråd. Fremstillingsteknikk av denne art er omtalt i US-patent nr. 3.838.185 og 3.871.439.
Trådfremstillingsprinsippene ved direkte støping er blitt utvidet til fremstilling av metallflak ved utforming av en roterende kjøleblokks overflate til en rekke innbyrdes adskilte "øyer" som rager ut fra den roterende kjøleblokks overflate. Ved fremstilling av metallflak føres bare topp-flatene av disse øyer ned i smeiten. Smeiten nedkjøles og størkner bare på disse øyområder for derved å danne usammenhengende, innbyrdes adskilte metallflak. Denne teknikk er angitt i US-patent nr. 4.154.284. US-patent nr. 4 552 199 viser en lignende teknikk som går ut på at separate flak fremstilles ved å bringe smeltet metall i kontakt med øy-lignende flater på toppen av fremspring utformet på et sylindrisk kjøleflatesubstrat.
Ved tidligere kjent teknikk er det videre foreslått at langstrakte bånd eller strimler av tynnplatematerial kan formes ved påføring av et smeltet material på den ytre, glatte overflate av en langsomt roterende valse. Utstyr for å utføre dette er vist i US-patent nr. 105.112, 905.758 og 993.904.
Tidligere forsøk på å danne båndlignende tynnplatematerial ved anvendelse av direkte støping har støtt på visse vanskeligheter. For det første er det strimmelprodukt som er blitt formet vært for tynt for kommersiell anvendelse av betydning, og dets tykkelse har vært altfor vanskelig å regulere. Dette forholder seg slik fordi smeiten som størkner på den roterende valse bare vil størkne i et meget tynt sjikt av størrelsesorden 0,05 - 0,125 mm. Det foreligger således behov for utstyr som tillater pålitelig og nøyaktig regulering av produktets tykkelse, samt også muliggjør fremstilling av et betraktelig tykkere produkt innenfor de økonomiske forhold som foreligger ved direkte støping. Et tykkere produkt kan føres gjennom en enkel valseprosess for fremstilling av metallstrimmel av kommersiell godtagbar ensartethet og tykkelse.
Et annet problem ved tidligere fremstilte tynnplatematerialer ved direkte støpeteknikk er at de fremstilte tynnplateproduk-ter både har hatt ujevn tykkelse samt uensartede fysiske og kjemiske egenskaper såvel i strimmelens lengde- som tverr-retning. Teoretisk kan man anta at dette forholder seg slik på grunn av at den størknede smelte ikke kommer i kontakt med den roterende overflate av kjølesubstratet på ensartet måte. Man kan tvert imot anta at forholdsvis store luftlbmmer dannes og utgjør vilkårlige mellomrom mellom den størknede smelte og overflaten av det roterende kjøleblokksubstrat. Innenfor disse områder er metallet ikke i kontakt med valseoverflaten, og varmeoverføringen til valsen vil derfor være forholdsvis mindre på disse steder sammenlignet med varmeoverføringen i områder hvor det foreligger god kontakt. Resultatet av denne forskjell i varmeoverføring er at det ikke bare opptrer tynnere områder, men også områder med innbyrdes forskjellige fysiske egenskaper, og til og med forskjellige kjemiske sammensetninger. Sådanne områder er fordelt på ujevn og uensartet måte langs strimmelsen.
Enda et annet problem som skriver seg fra disse ujevne, store områder av manglende kontakt mellom metallet og kjøleover-flaten, er at disse store områder med dårlig kontakt ikke vil bli nedkjølt tilstrekkelig raskt. På grunn av den hastighet som det størknede sjikt vandrer med under fremstillingspro-sessen, kan det hende at strimmelen vil bli fjernet mens det størknede metall fremdeles befinner seg ved så høy temperatur at metallet innenfor disse områder ennå er sprøtt. Resultatet er at strimmelen vil oppvise brudd, sprekker, porøsitet og andre feil.
Sammenfatningsvis kan det angis at de resulterende produkter av tidligere kjent teknikk har en tendens til å ha utilstrekkelig tykkelse samtidig som denne tykkelse er vanskelig å regulere, samt oppviser uensartede tykkelsesforhold og en ujevn fordeling av fysiske og kjemiske egenskaper.
Foreliggende oppfinnelsen har derfor som formål å overvinne de ovenfor angitte problemer med hensyn til uregulerbar og utilstrekkelig tykkelse samt uensartede egenskaper.
Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for kontinuerlig støping av et båndlignende metallsjikt direkte fra smeltet metall ved å rotere overflaten av et varmebortledende substrat i kontakt med metallsmelten for å bringe metallet til størkning på substratets overflate, og hvor en teksturert kjøleflate utformes på substratet således at kjøleflaten oppviser flersidede fremspring med innbyrdes sammenhengende renner mellom fremspringene.
På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk har da fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at nevnte renner utformes slik at det dannes flere usammenhengende flater som er vendt skrått i forhold til substratoverflatens bevegelsesretning, for derved å gjøre nevnte teksturerte kjøleflate friksjonsforsterkende, idet substratet roteres oppover på tvers av en ytterkant av det smeltede metalls overflate i en dydbe under overflaten som er større enn fremspringenes høyde og med en overflatehastighet som er tilstrekkelig stor til å forhindre fullstending utfylning av kjøleflatens tekstur samt bringer undersiden av smeiten som grenser mot kjøleflaten til å bygge bro mellom fremspringene, for derved å danne tomrom som mellomliggende gass kan unnslippe gjennom.
Den teksturerte overflate som i henhold til oppfinnelsen utformes på vedkommende substrat eller valse, utgjør ikke en formningsflate, men heller en ru overflate. Dette bringer smeiten til å danne et tykkere og mer ensartet materialsjikt over den teksturerte flate og tillater en mer nøyaktig regulering av materialtykkelsen. Overflatetekstureringen frembringes fortrinnsvis ved anvendelse av vanlig riflings-teknikk.
En fordel ved foreliggende oppfinnelse er at det frembragte båndlignende tynnplatematerial er både tykkere og mer ensartet såvel med hensyn til dimensjoner som kjemiske og fysiske egenskaper. I tillegg kan dets tykkelse bli mer direkte regulert. Det antas at dette forholder seg slik på grunn av at den teksturerte overflate overfører energi til smeltens overflatesjikt for forbedret dynamisk fuktning, samt gir øket overflatekontakt med smeiten og frembringer større friksjonstrekk mot det smeltede metall. Dette fører både til at mer smelte trekkes ut fra vedkommende kilde av smeltet metall samt også til en varmeoverføring som både er større og mer ensartet. De sammenhengende renner mellom fremspringene antas å danne et område hvor innesluttet luft som omgir den roterende kjølevalses overflate, utsettes for trykk og bringes til å strømme med en jevnere fordeling. Smeiten vil derfor komme i kontakt med hovedsakelig alle fremspring og danne bro mellom disse, således at det opprettes mer ensartet kontakt med valsen.
Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart under henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 er en skjematisk skisse som viser en støpeanordning for utøvelse av fremgangsmåten i henhold til
foreliggende oppfinnelse,
fig. 2A og 2B viser skjematisk overflaten av teksturerte valser for bruk i anordningen vist i fig. 1, ved
utøvelse av oppfinnelsen,
fig. 3-5 viser mer detaljert og forstørret et utsnitt av overflaten av forskjellige alternative valser utformet i henhold til oppfinnelsen, og hvis overflater danner substrater for størkning av
smeltet metall,
fig. 6 viser kontaktforholdene mellom smelte og en kjøle-valses teksturerte overflate, sett fra siden, og
fig. 7 er en grafisk fremstilling som angir forsøksresul-tater og anskueliggjør hvorledes kjølevalsens hastighet kan utnyttes for regulering av materialtykkelsen.
Ved beskrivelse av den foretrukne utførelse av oppfinnelsen, som er vist på tegningene, vil det bli benyttet spesiell terminologi for best mulig forklaring. Det er imidlertid på ingen måte ment at oppfinnelsen skal begrenses til de spesielle uttrykk som således er valgt, og det bør forstås at hvert spesialuttrykk omfatter alle tekniske ekvivalenter som fungerer på lignende måte for å oppnå noe tilsvarende.
Fig. 1 viser skjematisk en foretrukket utførelse av en anordning for utøvelse av oppfinnelsen, og som utnytter kontinuerlig støping fra smeltet metall ved direkte ut-støping. Dette spesielle eksempel anvender overstrømssmelte. En ildfast beholder 10, som for eksempel er utført i aluminiumoksyd, inneholder et smeltet metall 12 som er oppvarmet på vanlig måte ved hjelp av induksjonsoppvarming under utnyttelse av en omgivende induksjonsspole 14, som for eksempel drives ved 1000 Hz.
En roterende kjøleblokk av kobber utgjør en varmeuttrekks-valse 16 som drives i rotasjon og er opplagret i passende lagre på sådan måte at dens ytre omkretsflate 18 befinner seg rett ut for en leppe 20, i så liten avstand som praktisk mulig. Den foretrukne beholder 10 har sidevegger som er høyere enn overflaten 22 av smeiten 12, bortsett fra området langs leppen 20. Den øvre kant av leppen 20 befinner seg under overflaten av smeiten 12. Leppen 20, som har sin øvre ytterkant under smelteoverflaten, har herunder en bredde som er noe mindre enn lengden av valsen 16, således at all den smelte som strømmer ut over leppen 20 vil komme i kontakt med og størkne på omkretsoverflaten av den roterende valse 16. Valsen 16 roterer i den angitte retning, således at dens omkretsflate beveges vertikalt oppover ved kanten av overflaten 22 av smeiten 12, og som befinner seg høyere enn leppen 20.
Ved forsøksdrift ble en treblokk 24 anbragt mot omkretsen 18 av valsen 16 for å fjerne eventuelt løst material som avsettes på valsens omkrets 18. Av samme grunn foretrekkes det også å anordne en avstrykningsvalse 26 med stålull og som roterer i kontakt med kjøleblokkvalsen 16, for dermed å bidra til nedkjøling og å fjerne fremmedmaterial.
Støpingen av det kontinuerlige båndlignende tynnplatematerial fremmes i meget vesentlig grad ved at det dannes en teksturert overflate på kjøleblokkvalsen 16. Denne teksturering utgjøres av tallrike flersidede fremspring med mellomliggende renner mellom fremspringene, for derved å frembringe et antall usammenhengende sideflater på fremspringene. Disse flater vender skråstilt mot bevegelsesretningen av overflaten 18 på valsen 16.
Skjønt passende fremspring i samsvar med oppfinnelsens prinsipper kan dannes vilkårlig, men ensartet eller homogent rundt overflaten av kjøleblokkvalsen 16, foretrekkes et regelmessig mønster og dette kan også lettere maskinfrem-stilles på overflaten av valsen 16. Fremspringene utformes mest hensiktsmessig ved hjelp av et vanlig, grovt riflings-verktøy som skjærer ut to motsatt rettede, innbyrdes kryssende skruelinjeformede slissesett rundt valsen. Disse danner da pyramideformede fremspring hvor sidene av pyramidene dannes av veggene i de skruelinjeformede slisser, som selv er vendt utover og skråstilt i forhold til radiene for valsen 16.
Hvis de skruelinjeformede slisser har tilstrekkelig innbyrdes avstand, vil det dannes avstumpede pyramidefremspring som ganske enkelt utgjøres av pyramider med toppen avskåret. For å frembringe ensartet teksturert overflate foretrekkes det at fremspringene er forholdsvis sammenhengende, hvilket innebærer at de ikke har noen forholdsvis store renner mellom seg. Det foretrekkes også at fremspringenes overflater ikke er langt utstrukket i noen retning. Fortrinnsvis er dimensjonene av alle overflater på fremspringene hovedsakelig av samme størrelsesorden uten noen store gap eller overdrevet store flater. I stedet er det ønskelig at fremspringene er så ensartet som praktisk mulig.
Dimensjonene av disse fremspring må ligge innenfor et størrelsesområde som hovedsakelig tilsvarer viskositeten eller overflatespenningen av det metall som skal støpes. Hvis fremspringene gjøres for små, vil de miste sin effekti-vitet og ikke ha større virkning enn en tidligere kjent kjøleblokkvalse med glatt overflate. Hvis likeledes fremspringene blir for store, vil støpeprosessen danne partikler eller flak, eller eventuelt andre frittstående metallstykker, i stedet for et kontinuerlig tynnplatematerial. Fremspringene bør fortrinnsvis være tilstrekkelig små til at flere fremspring foreligger over bredden av den strimmel som skal støpes. Intet fremspring bør således strekke seg over hele valsens bredde eller bredden av det valseområde som er i kontakt med smeiten.
Skjønt bruk av en teksturert valse i samsvar med foreliggende oppfinnelse er anskueliggjort i forbindelse med en bestemt type direkte støpeteknikk, kan den også anvendes ved andre varianter av sådan støping. Valsen kan således for eksempel nedsenkes i smelteoverflaten, tilsvarende smelteuttrekk for trådfremstilling. Valsen kan således bringes i kontakt med og inn i smeiten ikke bare med sin side og bunn, men også med andre områder rundt valsen. Fig. 2A og 2B viser skjematisk og sett fra siden, alternative utførelser av kjøleblokkvalsen 16. Det er vist to utførelser med spiral- eller skruelinjeformede spor. Disse kan krysse hverandre vinkelrett, slik som angitt i fig. 2A, eller slik at det dannes pyramider med rombeformet grunnflate eller avstumpede pyramider, på den mer vanlige måte ved fremstilling av konvensjonelle riflede overflater. En amerikansk nasjonal standard med hensyn til rifling, og som er fastlagt av American Society of Mechanical Engineers, er angitt i standardskriftet ANSI/ASME B94.6-1984. Det henvises til dette skrift for nærmere detaljer med hensyn til dannelse av riflede overflater. Fig. 3 viser et detaljert nærbilde av fremspring, slik som angitt ved 30, av den art som er angitt i fig. 2A. Disse fremspring er regelmessige avstumpede pyramider med kvadra-tisk grunnflate. Likeledes viser fig. 4 avstumpede pyramider sett ovenfra, og som har rombeformet grunnflate og er utformet som regelmessige fremspring, slik som det angitte fremspring 32.
Ved utnyttelse av foreliggende oppfinnelse i praksis, dreies kjøleblokkvalsen 16 i kontakt med ytterkanten av toppflaten av det smeltede metall 12, fortrinnsvis med en vinkelhastig-het som gir en overflatehastighet av minst 50 cm/s. Høyden av smeiten over leppen 20, hvor den roterende kjøleblokkvalse 16 danner kontakt med smeiten 12, er større enn høyden av fremspringene. Fremspringene rager således ned under overflaten 22 av smeiten 12, en strekning som er større enn fremspringenes høyde.
Hvis fremspringene ikke strekker seg tilstrekkelig langt
under overflaten 22 av smeiten 12, eller hvis hastigheten av kjøleblokkvalsens omkretsflate blir for høy, eller eventuelt hvis omkretsflaten er for stor, vil produktet ikke lenger bli kontinuerlig slik som ønsket. Tilstrekkelig rask rotasjon eller minimal kontakt med smeiten vil frembringe produkter i form av flak eller partikler.
Det er på ingen måte klart hvorfor en roterende kjøleblokk-valse i samsvar med foreliggende oppfinnelse frembringer en mer ensartet og tykkere kontinuerlig strimmel enn den som kan fremstilles ved hjelp av en konvensjonell glatt valse. Det skal imidlertid fremlegges en mulig teori for å forklare dette fenomen.
De sammenhengdende renner rundt fremspringene antas å danne mellomrom som gir det grensesjikt av luft eller annen gass som omgir den roterende kjøleblokkvalse anledning til å unnslippe. Luften strømmer inn i disse renner og forblir jevnt fordelt innenfor rennene i stedet for vilkårlig oppfanget som forholdsvis store bobler som skiller smeiten fra en glatt støpeoverflate, og derved frembringer manglende sammenheng og feil med hensyn til dimensjoner og metallurgiske egenskaper. Dette tillater ikke bare en mer ensartet kontakt mellom smeiten og kjøleblokken, men frembringer i tillegg en mer samlet kontaktflate mellom dem. Som en følge blir ikke bare varmeoverføringen fra smeiten til kjøleblokk-valsen mer ensartet, hvilket gir jevnere dimensjoner og metallurgiske egenskaper, men i tillegg oppnås en større varmestrømning som derved frembringer en tykkere og mer anvendbar metallstrimmel.
Fordi overflatekontakten blir større og fremspringene er i stand til å trenge inn i eller gjennom smeltens overflatesjikt, vil i tillegg det viskøse slep samt friksjonen mellom smelteoverflaten og den roterende valse øke i høy grad.
Denne økning i viskøst slep og friksjon gjør at prosessen blir mer avhengig av fremspringenes evne til å trekke smeiten ut fra smeltebassenget, og mindre avhengig av de fysiske egenskaper ved det metall som skal støpes, slik som dets viskositet eller overflatespenning. Som en følge av dette blir prosessen som helhet mer avhengig av, og faktisk dominert av, det viskøse slep og friksjonen mellom støpe-flaten og smeiten, og betraktelig mindre avhengig av de fysiske egenskaper ved den spesielle legering som støpes. Variasjoner i legeringer og deres egenskaper, slik som variasjoner i overflatespenning, frembringer således betraktelig mindre variasjoner i de frembragte produkter.
Totalt sett synes således tekstureringen å oppheve virkning-ene av vedkommende smeltes egenskaper og de øvrige prosess-parametre. Ved en sådan vesentlig økning av den viskøse friksjon eller motstand mellom overflaten av den roterende valse og smeiten, får således disse øvrige egenskaper og parametre forholdsvis liten betydning.
Kanskje gir fremspringene tilstrekkelig mekanisk anslag mot smeltens overflatesjikt til å forandre overflateenergien av smeltehinnen ved overføring av mekanisk energi fra fremspringenes overflate. Dette overvinner overflatespenningens krefter således at smeltens effektive fuktning av den roterende valse øker. Den dynamiske fuktningsvirkning blir således mer dominerende i støpeprosessen.
I betraktning av den ovenfor angitte teori, er de relative dimensjoneringsfaktorer som er angitt ovenfor, viktige ved utforming av fremspringene. Hvis sporene mellom fremspringene er for brede vil smeiten ikke danne god nok bro mellom fremspringene, og perforeringer eller store hull vil da opptre som en følge av dette. Hvis fremspringene har for store toppflater, vil de imidlertid begynne å reagere på samme måte som beskrevet ovenfor med hensyn til de tidligere kjente valser med glatt overflate, slik at det oppstår luftlommer som gir variasjoner i dimensjoner og metallurgiske egenskaper i metallet på oversiden av de overdimensjonerte toppflater.
Fig. 5 viser en alternativ teksturering som er dannet av flere fortanninger side ved side i valsens overflate. Hver fortanning er tilnærmet halvsirkelformet og er dannet ved å presse den flate ytterende av en endefres på skrå, det vil si ikke-radialt, mot overflaten. De ubeskårne, omtrent trekant-formede mellomliggende områder danner fremspringene i henhold til foreliggende oppfinnelse.
Fig. 6 viser i tverrsnitt et lite smelteavsnitt 40 på overflaten av kjøleblokkvalsen 16. Denne smelte danner bro mellom fremspringene 42 og 44. Noen forholdsvis små mønsterdannelser kan observeres i produktet, hvilket er anskueliggjort ved nedsigningen av broområdene mellom fremspringene. Siden produktet er så tykt, kan det imidlertid lett valses slik at ethvert overflatemønster fjernes, dersom det er ønskelig.
Ved fremstilling av en metallstrimmel i samsvar med foreliggende oppfinnelse oppnås et tykkere produkt, som også er dimensjonelt mer ensartet enn det som tidligere har vært mulig ved direkte støpeteknikk. Siden prosessen er mindre avhengig av smeltens egenskaper, blir støpeprosessen meget stabil og lettere å regulere, selv med variasjon av støpe-parametrene under behandlingen på grunn av støping av forskjellige metaller, eller variasjon av andre parametre, slik som temperatur. Da produktet ikke bare er tykkere, men også har mer ensartede dimensjoner etter fremstillingen, vil det også være mer ensartet etter valsing enn det som var mulig ved tidligere kjente prosesser.
Det er blitt støpt strimler av kobber, aluminium og karbonstål i henhold til foreliggende oppfinnelse. Vanligvis ville det forventes at tykkelsen av det fremstilte produkt ville være betraktelig forskjellig for de forskjellige metaller, på grunn av deres forskjellige egenskaper. Kobber vil således forventes å bli tynnere enn aluminium, siden dets termiske diffuserbarhet er mindre enn for aluminium. Videre vil det forventes at karbonstål ville bli formet ytterst tynt, da dette material er en forholdsvis dårlig termisk leder, således at bare et tynt lag tillates nedkjølt til størkning på den roterende valse før valsens omkretsflate hever seg over smeltens overflate. I stedet ble det imidlertid funnet at alle tre metaller dannet tynne sj ikt med omtrent 0,5 mm tykkelse under omtrent samme støpebetingelser.
Fig. 7 viser grafisk resultatene av de forsøk som er utført. Under disse forsøk ble sylinderformede forsøkssubstrater eller -valser med forskjellig overflatetekstur drevet med forskjellig hastighet og i samsvar med foreligende oppfinnelse. Tykkelsen av de tynnplatematerialer som ble fremstilt ved disse forskjellige hastigheter ble målt og tegnet opp til å danne en kurvefamilie, hvor hver kurve angir platetykkelsen som funksjon av substratets overflatehastighet.
Kurven for glatt overflate viser det særtrekk at materialet
blir tynnere etterhvert som hastigheten øker. Kurvene for de riflede overflater viser imidlertid, i strid med forventning-er basert på tidligere antatte prinsipper, vesentlige områder hvor materialtykkelsen øker med økende hastighet av substratets overflate. Skjønt de observerte tykkelser ved fin og middels rifling var omtrent lik de observerte tykkelser med glatt overflate, ble i tillegg produkttykkelsen ved grov rifling funnet å være betraktelig større. Det vil således innses at materialtykkelsen kan reguleres ved en kombinasjon av hensiktsmessig valg av fremspringstørrelse og overflatehastighet av substratet. Det foreligger således en kurvefamilie som tillater at valg av driftsbetingelser kan gjøres med forutsigbar pålitelighet.
Ved en substratoverflatehastighet av omtrent 50 cm/s synes kurvene å konvergere innbyrdes. Under denne hastighet går fordelene ved foreliggende oppfinnelse tapt.
Etterhvert som hastigheten økes, vil naturligvis materialet atter bli tynnere og etterhvert bli tilstrekkelig tynt til å bli oppstykket. Etterhvert som fremspringene tiltar i størrelse vil i tillegg, etter teorien, oppstykking til slutt finne sted, således at det vil bli fremstilt materialflak.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for kontinuerlig støping av et båndlignende metallsjikt direkte fra smeltet metall (12) ved å rotere overflaten av et varmebortledende substrat (16) i kontakt med metallsmelten for å bringe metallet til størkning på substratets overflate (18), og hvor en teksturert kjøleflate (18) utformes på substratet (16) således at kjøleflaten oppviser flersidede fremspring (30,32) med innbyrdes sammenhengende renner mellom fremspringene, karakterisert ved at nevnte renner utformes slik at det dannes flere usammenhengende flater som er vendt skrått i forhold til substratoverflatens bevegelsesretning, for derved å gjøre nevnte teksturerte kjøleflate friksjonsforsterkende, idet substratet (16) roteres oppover på tvers av en ytterkant av det smeltede metalls overflate (22) i en dydbe under overflaten som er større enn fremspringenes høyde og med en overflatehastighet som er tilstrekkelig stor til å forhindre fullstending utfylning av kjøleflatens tekstur samt bringer undersiden av smeiten (40) som grenser mot kjøle-flaten til å bygge bro mellom fremspringene (42,44), for derved å danne tomrom som mellomliggende gass kan unnslippe gjennom.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at fremspringenes (42,44) toppflater dannes hovedsakelig side ved side og ikke langstrakt i vesentlig grad i noen retning.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at dimensjonene av fremspringenes (42,44) toppflater gjøres mindre enn bredden av det metallsjikt som skal støpes.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at den teksturerte overflate bringes til å rotere vertikalt oppover ved en ytterkant av den øvre overflate av nevnte smeltede metall.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den roterende teksturerte overflate senkes ned i smeltens overflate.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at smeiten presses ut på nevnte teksturerte overflate.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/817,514 US4705095A (en) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | Textured substrate and method for the direct, continuous casting of metal sheet exhibiting improved uniformity |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO865135D0 NO865135D0 (no) | 1986-12-18 |
NO865135L NO865135L (no) | 1987-07-10 |
NO169640B true NO169640B (no) | 1992-04-13 |
NO169640C NO169640C (no) | 1992-07-22 |
Family
ID=25223238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO865135A NO169640C (no) | 1986-01-09 | 1986-12-18 | Fremgangsmaate for direkte, kontinuerlig stoeping av et baandlignende metallsjikt |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4705095A (no) |
EP (1) | EP0229031B1 (no) |
AT (1) | ATE63846T1 (no) |
CA (1) | CA1260221A (no) |
DE (1) | DE3770276D1 (no) |
ES (1) | ES2022881B3 (no) |
GR (1) | GR3002604T3 (no) |
NO (1) | NO169640C (no) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5218187A (en) * | 1990-01-18 | 1993-06-08 | Norand Corporation | Hand-held data capture system with interchangeable modules |
DE3877675T2 (de) * | 1987-09-24 | 1993-06-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Kuehltrommel fuer stranggussmaschinen zur herstellung duenner metallischer baender. |
US4828012A (en) * | 1988-04-08 | 1989-05-09 | National Aluminum Corporation | Apparatus for and process of direct casting of metal strip |
US5331136A (en) * | 1990-01-18 | 1994-07-19 | Norand Corporation | Hand-held data capture system with interchangeable modules |
US7537167B1 (en) * | 1993-08-31 | 2009-05-26 | Broadcom Corporation | Modular, portable data processing terminal for use in a radio frequency communication network |
US5179996A (en) * | 1989-11-23 | 1993-01-19 | Usinor Sacilor | Process and device for continuous casting on a roll or between two rolls |
FR2654659B1 (fr) * | 1989-11-23 | 1992-02-07 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede et dispositif de coulee continue sur un ou entre deux cylindres. |
FR2655893B1 (fr) * | 1989-12-20 | 1992-04-17 | Siderurgie Fse Inst Rech | Dispositif de coulee de bandes minces de metal entre deux cylindres rotatifs et paralleles ou sur un seul cylindre. |
US6431451B1 (en) | 1991-02-25 | 2002-08-13 | Intermec Ip Corp. | Hand-held data capture system with interchangeable modules |
FR2681543B1 (fr) * | 1991-09-25 | 1993-11-05 | Pechiney Rhenalu | Procede d'obtention d'une bande mince d'epaisseur reguliere dans une coulee sur cylindre. |
FR2684904B1 (fr) * | 1991-12-11 | 1994-03-18 | Usinor Sacilor | Cylindre pour une machine de coulee continue de bandes metalliques, machine de coulee continue correspondante et procede de realisation d'un tel cylindre. |
JP3248942B2 (ja) * | 1992-03-24 | 2002-01-21 | ティーディーケイ株式会社 | 冷却ロール、永久磁石材料の製造方法、永久磁石材料および永久磁石材料粉末 |
US6332906B1 (en) | 1998-03-24 | 2001-12-25 | California Consolidated Technology, Inc. | Aluminum-silicon alloy formed from a metal powder |
US5965829A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-12 | Reynolds Metals Company | Radiation absorbing refractory composition |
JP3728396B2 (ja) | 2000-04-12 | 2005-12-21 | セイコーエプソン株式会社 | 磁石材料の製造方法 |
JP3611107B2 (ja) | 2000-04-12 | 2005-01-19 | セイコーエプソン株式会社 | 冷却ロール |
JP3611108B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2005-01-19 | セイコーエプソン株式会社 | 冷却ロールおよび薄帯状磁石材料 |
JP2002057016A (ja) * | 2000-05-30 | 2002-02-22 | Seiko Epson Corp | 磁石材料の製造方法、薄帯状磁石材料、粉末状磁石材料およびボンド磁石 |
JP3587140B2 (ja) | 2000-07-31 | 2004-11-10 | セイコーエプソン株式会社 | 磁石粉末の製造方法、磁石粉末およびボンド磁石 |
US7059384B2 (en) * | 2001-06-15 | 2006-06-13 | National Research Council Of Canada | Apparatus and method for metal strip casting |
US7082986B2 (en) * | 2002-02-08 | 2006-08-01 | Cornell Research Foundation, Inc. | System and method for continuous casting of a molten material |
AU2003230615A1 (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-22 | The Johns Hopkins University | Genomic screen for epigenetically silenced genes associated with cancer |
NL1030285C2 (nl) | 2005-10-27 | 2007-05-01 | Rgs Dev B V | Werkwijze en inrichting voor het fabriceren van metalen folies met een patroon. |
AU2008100847A4 (en) * | 2007-10-12 | 2008-10-09 | Bluescope Steel Limited | Method of forming textured casting rolls with diamond engraving |
CN103231044B (zh) * | 2013-05-13 | 2014-12-10 | 德阳宏广科技有限公司 | 浇煲 |
CN103231045B (zh) * | 2013-05-13 | 2014-11-26 | 德阳宏广科技有限公司 | 一种浇煲金属液体恒温装置 |
DE102014221852A1 (de) * | 2014-10-27 | 2016-04-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Gießwerkzeug mit zumindest einer Kavität zur Herstellung zumindest eines Gussteiles |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1243351A (en) * | 1967-10-25 | 1971-08-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | An apparatus for producing grids of storage batteries |
US3908745A (en) * | 1974-06-21 | 1975-09-30 | Nl Industries Inc | Method and means for producing filaments of uniform configuration |
US4332848A (en) * | 1979-03-16 | 1982-06-01 | Allied Corporation | Structurally defined glassy metal strips |
US4212343A (en) * | 1979-03-16 | 1980-07-15 | Allied Chemical Corporation | Continuous casting method and apparatus for structurally defined metallic strips |
US4290993A (en) * | 1980-01-10 | 1981-09-22 | Battelle Development Corp. | Method and apparatus for making nodule filament fibers |
CA1181558A (en) * | 1982-04-08 | 1985-01-29 | Takashi Onoyama | Apparatus for producing flake particles |
US4489772A (en) * | 1982-09-27 | 1984-12-25 | Wirtz Manufacturing Company, Inc. | Drum for continuous casting machine |
ATE34103T1 (de) * | 1983-12-14 | 1988-05-15 | Ribbon Technology Corp | Schmelzueberlaufsystem zur direkten herstellung von faser- und filmfoermigen produkten aus geschmolzenen materialien. |
JPS60227948A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-13 | Hitachi Ltd | 金属薄板連続鋳造法 |
-
1986
- 1986-01-09 US US06/817,514 patent/US4705095A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-18 NO NO865135A patent/NO169640C/no unknown
- 1986-12-23 CA CA000526225A patent/CA1260221A/en not_active Expired
-
1987
- 1987-01-07 ES ES87300076T patent/ES2022881B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-07 AT AT87300076T patent/ATE63846T1/de not_active IP Right Cessation
- 1987-01-07 EP EP87300076A patent/EP0229031B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-07 DE DE8787300076T patent/DE3770276D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-22 GR GR91401233T patent/GR3002604T3/el unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO865135D0 (no) | 1986-12-18 |
DE3770276D1 (de) | 1991-07-04 |
CA1260221A (en) | 1989-09-26 |
ATE63846T1 (de) | 1991-06-15 |
NO169640C (no) | 1992-07-22 |
EP0229031A3 (en) | 1987-12-09 |
ES2022881B3 (es) | 1991-12-16 |
EP0229031B1 (en) | 1991-05-29 |
US4705095A (en) | 1987-11-10 |
GR3002604T3 (en) | 1993-01-25 |
EP0229031A2 (en) | 1987-07-15 |
NO865135L (no) | 1987-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO169640B (no) | Fremgangsmaate for direkte, kontinuerlig stoeping av et baandlignende metallsjikt | |
US4250950A (en) | Mould with roughened surface for casting metals | |
CA2683970C (en) | Functionally graded metal matrix composite sheet | |
US2900708A (en) | Apparatus for producing alloy and bimetallic filaments | |
US2008626A (en) | Method for manufacturing metallic materials by rotating rolls or wheels containing a molten metal between them | |
US20110236631A1 (en) | Glass texturing using a porous textured roll under vacuum | |
US2301902A (en) | Method and apparatus for producing bimetallic products | |
CA1143922A (en) | Mold with roughened surface for casting metals | |
AU2008100847A4 (en) | Method of forming textured casting rolls with diamond engraving | |
US4865117A (en) | Direct strip casting on grooved wheels | |
KR20190122905A (ko) | 알루미늄 합금 제품 및 이의 제조 방법 | |
US3987536A (en) | Method of and apparatus for the production of bars or machine wire | |
JP6093374B2 (ja) | 垂直型半連続鋳造用鋳型のための二重噴流式冷却装置 | |
US3971123A (en) | Process of solidifying molten metal | |
CA1296505C (en) | Continuous casting of thin metal strip | |
CA1290547C (en) | Direct strip casting on grooved wheels | |
JP2001522723A (ja) | 連続鋳造機用冷却ロール | |
RU2086346C1 (ru) | Способ получения непрерывнолитых биметаллических заготовок и устройство для его осуществления | |
US1908171A (en) | Making blooms, slabs, and billets | |
US1959628A (en) | Fillet forming and applying device | |
US1864360A (en) | Plant for the manufacture of sheets of glass | |
CS216668B2 (en) | Method of making the compact metal semiproduct and device for executing the same | |
Zhang et al. | Processing of thin metal strip by casting-cum-rolling | |
Yamashiki et al. | Investigation of the influence of the roll surface on the cast strip at the casting using a vertical type high speed twin roll caster | |
GB2055646A (en) | Machine and method for continuously casting battery grids |