§ 5. Вспомогательное оборудование прокатных станов | Металлолом

В современном прокатном цехе основные и вспомога­тельные операции механизированы и в большинстве слу­чаев автоматизированы. Транспортировка металла обес­печивается рольгангами, цепными и канатными транс­портерами, кранами со специальными захватами. Для ре­зания металла устанавливают летучие (режущие металл в процессе движения) и стационарные ножницы; прямо­линейность сортового и плоскостность листового проката обеспечивается роликовыми и растяжными правильными машинами; для сворачивания длинномерного проката в рулоны служат моталки и свертывающие машины.

Рольганги. Транспортировку слитков и заготовок от нагревательных печей, задачу в валки и прием выходя­щей из валков полосы, передачу готового проката к вспо­могательному оборудованию осуществляют рольгангами. Различают рабочие, обеспечивающие подачу металла в валки и прием его из валков, и транспортные рольганги. По конструктивному исполнению рольганги разделяют на двухопорные и консольные. Привод рольгангов вы­полняют групповым и индивидуальным. В некоторых слу­чаях привод не предусматривается и прокат по наклон­ному рольгангу перемещается под действием силы тя­жести. Ролики рольгангов выполняют коваными, свар­ными, литыми. В качестве опор роликов применяют ци­линдрические, сферические и конические роликовые под­шипники. Расстояние между осями соседних роликов называется шагом рольганга. Шаг роликов t для обжим­ных станов можно определить из соотношения t^l/2, где I — длина слитка (раскатка).

Наряду с рольгангами, являющимися основными транспортными средствами в прокатных цехах, применя­ют другие средства перемещения проката: ценные и ка­натные шлепперы, роликовые и реечные холодильники, мостовые краны.

Манипуляторы и кантователи. При прокатке на об­жимных и сортовых прокатных станах центрирование полосы против рабочей части бочки валка обеспечивается манипуляторами различной конструкции. Наиболее сложными по конструкции являются манипуляторы блю­мингов и слябингов, которые выполняют следующие опе­рации: перемещение полосы вдоль образующей бочки валка и фиксирование ее в определенном положении, кантовку ее на 90° относительно продольной оси, выпрям­ление изогнутых в результате неравномерной деформа­ции полос. На рис. 134 показана схема расположения манипулятора обжимного стана. С передней и задней стороны рабочей клети 1 установлены два манипулятора. Каждый манипулятор состоит из двух массивных лине­ек 2, на одной из которых выполнены пазы для установ­ки крюков кантователя. На длине линейки устанавлива­ется несколько крюков (на схеме не показаны). Линейки перемещаются зубчатыми рейками 3 и 4, привод которых осуществляется тихоходными двигателями 5. Кантовка слитка (заготовки) производится следующим образом (условный разрез правой линейки). При перемещении планетарным механизмом рейки 6 влево происходит по­ворот оси 7, на которой жестко закреплены двуплечие— рычаги 8 (условно показан один). Одно плечо рычага шарнирно соединено с рейкой 6, а второе — через серьгу

С крюком кантователя 9. При повороте оси 7 по часовой стрелке все крюки кантователя 9, одновременно подни­маясь в пазах линейки вверх, повернут слиток против часовой стрелки, в это время вторая линейка манипуля­тора поддерживает слиток при кантовке.

На заготовочных и сортовых прокатных станах для кантовки заготовок применяют кантующие втулки, при­вод которых осуществляется от электродвигателей. Кан­тующая втулка имеет отверстие, соответствующее по фор­ме сечению прокатываемой полосы. При входе заготовки в отверстие кантующая втулка поворачивается, а заго­товка, повернутая вокруг продольной оси на 45 или 90°, продолжает движение к следующей прокатной клети. 4

Ножницы и пилы. В прокатных цехах в линии произ­водства и отделки проката устанавливают ножницы раз­личного типа. После прокатки слитка на блюминге или слябинге отрезают дефектную прибыльную часть, затем блюмы и слябы режут на мерные длины. При листовой и сортовой прокатке устанавливают летучие ножницы, которыми на ходу отрезают передний конец полосы, раз­резают на мерные длины. Большое число ножниц раз­личных типов устанавливают в линиях продольной и по­перечной резки готового проката. По конструкции ре­жущего механизма различают следующие типы ножниц (рис. 135). Ножницы с параллельными ножами, ножни­цы с одной (гильотинные) и двумя (шевронные) наклон-

image140-7701313

Рис. 135. Схемы резания металла иа ножницах с параллельными режу­щими кромками (а), с наклонными режущими кромками (б, в) и ди­сковых (г)

image141-8534781

Rh

Ными режущими кромками, дисковые ножницы. В неко­торых случаях нож выполняется по форме поперечного сечения проката.

По режиму резания различают ножницы стационар­ного резания и летучие, разрезающие движущийся ме­талл. Ножницы с параллельными режущими кромками применяют для горячего резания сортового проката и резания в холодном состоянии мелкосортных профилей. Ножницы с гильотинным и шевронным режущим меха­низмом используют для резания листов в горячем и хо­лодном состоянии. Дисковые ножницы применяют для удаления дефектных кромок полосового и ленточного проката и резания его на более узкие полосы.

По конструктивному исполнению режущий механизм выполняют движущимся поступательно в вертикальной плоскости или вращающимся. Резание металла осущест­вляется при поступательном движении ножей в верти­кальной плоскости или вращающимися по круговой (эл­липтической) траектории ножами. Ножницы с поступа­тельным движением режущего механизма состоят из сле­дующих основных узлов (рис. 136, а): эксцентрикового приводного вала 1, нижнего 2 и верхнего 3 суппортов, в которых установлены ножи 4, двух шатунов 5, смонти-

image142-2364594

Рис. 136. Схемы ножниц с поступательным движением режущего механизма (а) и барабанных (б)

Рованных на эксцентриковом валу 1 и соединенных с нижним суппортом 2 при помощи вала 6. При повороте эксцентрикового вала 1 по часовой стрелке опускается верхний суппорт 3 до упора с разрезаемым металлом, лежащим на роликах рольганга. При дальнейшем вра­щении эксцентрикового вала верхний суппорт 3 оста­навливается, поднимается нижний суппорт 2 и разреза­ет металл ножами.

Привод эксцентрикового вала 1 осуществляется от электродвигателя через универсальный шпиндель и ре­дуктор. Ножницы для резания блюмов и слябов разви­вают усилия резания до 25 MH. Схема барабанных лету­чих ножниц, применяемых для горячей и холодной рез­ки стальных полос и горячей резки мелкосортных про­филей, показана на рис. 136, б. Ножницы состоят из двух барабанов 1, по образующим которых закреплены ножи 2. Режущие кромки ножей движутся по круговым тра­екториям и при встрече в зоне резания разрезают поло­су. При непрерывном вращении барабанов ножи при каж­дом обороте будут отрезать полосы длиной

L = 2nRH (v0/vH); где R„ — радиус траектории режущих кромок ножей.

Полосы указанной длины будут получаться при ра­венстве скорости движения полосы у0 и линейной скоро­сти режущей кромки ножей Vn. Устанавливая по окруж­ности каждого барабана два ножа и более, можно по­лучать различные длины полос. Изменения длин отреза­емых полос можно достичь также изменением соотноше­ния скоростей полосы и ножей, установкой барабанов разных диаметров.

Процесс резания. Резание металла происходит в ре­зультате сдвига одной части полосы относительно дру­гой. Началу сдвиговой деформации предшествует внед­рение (вмятие) в металл режущих кромок ножей. Про­цесс резания завершается хрупким отрывом частей раз­резаемой полосы. На плоскости резания видны зоны вне­дрения ножей в металл высотой hB, сдвиговой деформа­ции высотой hc и хрупкого отрыва высотой fi0. Отноше­ние высоты внедрения ножей в металл к исходной толщи­не разрезаемой полосы h называется коэффициентом внедрения sB = hB/h. Отношение высоты, соответствующей разрезанному сечению, к исходной толщине называется коэффициентом относительно надреза eH = hQ/h.

Экспериментальное измерений усилия резания на ножницах с параллельными ножами показывает, что к моменту окончания внедрения ножей в металл усилие достигает наибольшего значения. При дальнейшем сбли­жении ножей начинает действовать сдвиговый механизм резания, и усилие резания снижается пропорционально уменьшению площади сечения полосы в плоскости. Наи­большее значение усилия резания определяется форму­лой, MH:

Где k — коэффициент, учитывающий повышение усилия резания вследствие притупления ножей и увеличения бо­кового зазора между ними; т — удельное сопротивление сдвигу, МПа; Fc = h( 1—ев)й — площадь сдвига, м2; b— ширина разрезаемой полосы.

При резании на гильотинных ножницах усилие резания определяется по формуле А. А. Кальменева:

P =kx О —eB)eH/t26 Г ен H + B tg а

При а = 0 усилие резания наибольшее и равно усилию при резании на ножницах с параллельными режущими кромками. По мере увеличения угла наклона режущей кромки усилие резания уменьшается. Угол наклона ре­жущей кромки в зависимости от толщины разрезаемого листа принимается равным 0°30’—6°. Большей толщине листа соответствует больший угол.

Правильные машины. После прокатки металл обыч­но получается с некоторой кривизной или коробовато-

image143-8697168

При упруго-пластическом изгибе (б)

Стью (непланшетностью). Кривизна или коробоватость проката появляется также в процессе охлаждения горя­чего металла и термической обработки металла. Для устранения кривизны и коробоватости прокат подверга­ют правке на правильных машинах. Применяют роли­ковые и растяжные правильные машины, а также пра­вильные прессы. По назначению различают сорто – и лис – топравильные машины. Процесс правки металла сопро­вождается пластической деформацией — знакоперемен­ным пластическим изгибом или пластическим растяже­нием. Основная масса проката подвергается правке на роликовых машинах, которые имеют высокую производи­тельность благодаря механизации процесса и его непре­рывности.

Роликовую правильную машину выполняют в виде двух рядов роликов (рис. 137, а). Оси верхнего ряда ро­ликов смещены по отношению к осям роликов нижнего ряда на половину шага (t/2). Образующие поверхности верхних роликов перекрывают по вертикали образую­щие роликов нижнего ряда. Основными параметрами ли – стоправильных машин считают диаметр роликов, длину бочки роликов L, шаг роликов t, толщину листов, под­вергаемых правке. Для сортоправильных машин наряду с высотой указывается момент сопротивления изгибу сечения проката. Диаметр роликов d правильных машин принимается в зависимости от толщины выправляемого листа. Большей толщине листов соответствуют большие диаметры роликов правильных машин. На практике при­нимают диаметр роликов листоправильных машин в пре­делах от 70 до 500 мм. Шаг роликов в одном ряду опре­деляют по отношению t= 1,1 d.

Число роликов в правильной машине также зависит от толщины выправляемого листа. Для правки тонких ли­стов (0,25—4 мм) применяют семнадцатироликовые ма­шины, при правке толстых листов (4—50 мм) пяти-, де- вятироликовые.

Процесс правки. В основе процесса правки на роли­ковых правильных машинах лежит знакопеременный из­гиб выправляемой полосы. Ролики правильной машины устанавливают таким образом, что наибольшую дефор­мацию изгиба полоса испытывает под вторым роликом. По ходу правки стрела прогиба уменьшается, и полосе придается прямолинейность. При изгибе эпюра распре­деления напряжений по сечению выправляемой полосы состоит из двух зон (рис. 137, б). В центральной зоне высотой у напряжения меньше предела текучести, и ве­личина напряжений на этом участке определяется нак­лонной прямой. В крайних частях, ближе к поверхности полосы, имеет место зона пластической деформации, на­пряжения по высоте зоны постоянны и равны пределу текучести.

В зависимости от величины стрелы прогиба и механи­ческих свойств выправляемого материала высота упру­гой зоны составляет: у= (0,25ч-0,75)ft.

Моталки и разматыватели. Для сматывания длинно­мерного полосового проката в рулоны применяют мотал­ки следующих типов: роликовые барабанные для горячей полосы, барабанные для холодной полосы, свертывающие для горячей и холодной полосы.

Для сматывания в бунты мелкосортного проката и катанки применяют моталки со стационарным и враща­ющимся бунтом. При сматывании полосы в рулон и про­фильного проката в бунты происходит их упруго-пласти­ческий изгиб; следовательно, для определения момента, требуемого для изгиба, можно воспользоваться форму­лой Mra=ат(Wy-sTWn), где Wy = by2/6 — момент сопро­тивления упругому изгибу сечения высотой у, Wn = = b(h—у)2/4—момент сопротивления пластическому из­гибу сечения высотой h—у.

На листопрокатных станах при помощи моталок со­здается натяжение, применяемое для снижения усилия металла на валки и удержания полосы по оси симметрии бочки валка. В общем случае мощность привода моталки расходуется на упруго-пластический изгиб и создание технологического натяжения. Роликовая барабанная мо­талка (рис. 138, а) состоит из барабана 1, формирую­щих роликов 2, пневматических цилиндров 3, обеспечи­вающих перемещение формирующих роликов по мере

А

J г

image144-8333828

Рис. 138. Схемы восьмироликовой барабанной моталки (а) и намоточно-раз – моточных устройств реверсивного стана (б)

Увеличения диаметра рулона, проводок 4. Полоса из по­следней рабочей клети широкополосного стана рольган­гом транспортируется к подающим роликам 5 моталки. Подающие ролики захватывают полосу и направляют ее под углом вниз в приемные проводки роликовой бара­банной моталки. Формирование рулона происходит вследствие пластического изгиба полосы формирующими роликами вокруг барабана моталки. Барабан моталки и формирующие ролики имеют раздельный привод. Для об­легчения снятия плотно смотанного рулона барабан мо­талки выполнен с изменяющимся диаметром. После ¦окончания сматывания полосы диаметр барабана умень­шается, и рулон легко снимается в осевом направлении. ¦Снятие рулона с барабана производится тележкой-съем­ником, которая имеет гидравлический цилиндр подъема рулона. Роликовые барабанные моталки широкополос­ных станов устанавливаются ниже уровня рольганга. Вы­ходящую из последней клети широкую полосу принима­ют две попеременно работающие моталки. В то время как одна из моталок принимает полосу, со второй сфор­мированный рулон снимается тележкой-съемником, и мо­талка приводится в рабочее состояние.

Широкополосные прокатные станы оборудованы тре­мя моталками, две из которых попеременно работают, принимая полосу, а третья является резервной. Для сма­тывания в рулон полос на прокатных станах холодной прокатки применяют барабанные моталки. На реверсив­ных одноклетевых станах барабанные моталки устанав­ливают с обеих сторон рабочей клети (рис. 138,6). В за­висимости от направления прокатки одно из устройств выполняет роль моталки, другое — разматывателя. При реверсе прокатного стана назначение устройств меняет­ся. Последовательность работы на одноклетевом стане следующая. Рулон подготовленной к прокатке полосы, устанавливается на разматыватель 2, конец полосы отги­бается и задается в валки рабочей клети 3. Вышедшую из валков полосу закрепляют на барабане 1 правой мо­талки и производят прокатку. Не пропуская задний конец полосы через валки, осуществляют реверсирование и сматывают на левую моталку. В зависимости от общей вытяжки металла прокатку повторяют несколько раз. Снятие рулона производят в такой же последовательно­сти, как и на роликовых барабанных моталках: умень­шают диаметр барабана, рулон поднимают тележкой – съемником и снимают в осевом направлении. На много – клетьевых прокатных станах прокатку производят в одном направлении, поэтому устанавливают одну бара­банную моталку, а на входной стороне стана—разматыва – тели. Барабанные моталки создают удельное натяжение полосы до 0,8 ат при прокатке тонких лент. При прокатке полос толщиной 2—4 мм удельное натяжение полосы со­ставляет (0,1—0,3) от.

297

Современные мелкосортные и проволочные прокат­ные станы оборудуют моталками, работающими по прин­ципу укладки проката в неподвижный бунт (рис. 139,а). Катанка диаметром 6—10 мм сверху вниз по трубке и пустотелому валу 1 поступает на вращающийся конус 2. Вращающимся конусом катанка или мелкосортный про­кат укладывается витками вокруг пальцев 3. Смотанный бунт поднимается до уровня пола и сталкивается толка­телем 6 на пластинчатый транспортер. Механизм подъе­ма бунта состоит из вала 5, имеющего привод вертикаль­ного перемещения, и платформы 4, укрепленной на конце вала. С пластинчатого транспортера бунты специаль­ным устройством навешиваются на крюковой конвейер – холодильник. Для уборки узкого полосового проката (штрипса) и холодной полосы после травления применя­ют свертывающие машины. В отличие от моталок в свер­тывающих машинах образование рулона происходит не наматыванием на барабан, а изгибом роликами. Сверты-

19—398

Вающая трехроликовая машина (рис. 139,6) состоит из двух подающих роликов 1, которыми полоса затягивает­ся в машину. Исходная кривизна полосы получается при гибке ее в трехроликовом гибочном узле 2. Передний ко-

image145-1476817

Где вследствие исходной кривизны, полученной в трех – роликовой системе, сматывается в рулон, опирающийся на два поддерживающих ролика 3.

Разматыватели. При производстве тонких листов ру­лонным способом возникает необходимость разматыва­ния рулонов перед травлением в непрерывных травиль­ных агрегатах, перед холодной прокаткой на реверсивных и многоклетьевых прокатных станах, на линиях про­дольной и поперечной резки. Разматыватели выполняют двухконусиыми или барабанными по типу барабанных моталок. Двухконусный разматыватель состоит из двух конусов, валы которых смонтированы на подшипниках в подвижных бабках. Рулон подается на подъемный стол и поднимается до совмещения его оси с осью конусов. При сближении конусы входят в отверстие рулона и зажима­ют его своей поверхностью, конец рулона отгибается и задается в валки прокатного стана.

Scroll to Top