2003 - Kokila pro odlévání ingotů

Ing. Bohuslav Chmiel, Ing. Jan Morávka

TŘINECKÉ ŽELEZÁRNY, a.s., Materiálový a metalurgický výzkum s.r.o.

Patent 303558

Vynález se týká úpravy vnitřního tvaru kokily v podélném směru. V hutním průmyslu jsou na ocelárnách speciální např. nástrojové oceli a slitiny odlévány do kokil různých tvarů a velikostí, kde po ztuhnutí vzniká ingot, jehož tvar odpovídá vnitřnímu tvaru kokily. Průřez ingotu je zpravidla čtvercový, obdélníkový, kruhový nebo osmiboký, podle způsobu jeho dalšího zpracování. Po délce má tělo ingotu lineární (přímkový tvar). Při tuhnutí ingotů je přitom důležité, aby tuhnutí probíhalo usměrněně od stěn kokily do jejího středu a směrem od patní po hlavovou část. Izolovaná hlavová část ingotu pak v průběhu tuhnutí dosazuje tekutý kov do těla ingotu. V ingotu pak v jeho osové části, která tuhne nejdéle, vznikají v menší či větší míře osové staženiny nebo řediny, které mají negativní vliv na kvalitu konečného výrobku. Středová část může vykazovat i odlišné chemické složení a rovněž i rozdílnou strukturu, mikrotvrdost či rozdílné mechanické vlastnosti, což může být na závadu dalšího zpracování u odběratelů. Za účelem eliminace těchto nedostatků během tuhnutí ocele a zlepšení vnitřní kvality ingotů, byly provedeny počítačové simulace procesu lití a tuhnutí ingotů, které tyto nedostatky dosud užívaných kokil potvrdily. Další počítačově početní simulací byly pak navrženy nové kokily podle tohoto vynálezu již s nelineárními tvary v podélném směru. Vnitřní profil kokily se postupně od paty ingotu po hlavu postupně rozšiřuje a může být tvořen soustavou na sebe navazujících přímek nebo křivek, nebo je tvořen hladkou křivkou např. parabolou. Podle patentu byly postupně navrženy kokily jak čtvercového, obdélníkový a kruhového průřezu i s ohledem na požadovanou hmotnost ingotu a možnosti dalšího tváření. K realizaci byly vybrány tvary s nejlepšími dosaženými parametry provedených simulací. Řešení vnitřního tvaru stěn kokil podle vynálezu dává lepší usměrnění a urychlení tuhnutí kovu v patní části a zpomalení tuhnutí odlévaného kovu v hlavové části těla kokily, co má obrovský dopad na vnitřní kvalitu ingotu i finálního výrobků v navazujících procesech výroby tvářením. Při odlévání nástrojové oceli do ingotů podle vynálezu a po následném jejich odválcování do předvalků a finálních tyčí došlo k výraznému poklesu vnitřních vad, které potvrdila ultrazvuková indikace.

Organized by:                                                                                                 Expert guarantee: