Устройство для очистки поверхности полосы от окалины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 (19) (111 (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3871151/02 (22) 08.04,85 (46) 30,03.91, Бюп. h - 12 (71) Череповецкий филиал Северо-Западного заочного политехнического института и Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) Ю, В, Липухин, A. Н. Иводитов, Л.И.Данилов, Л. Г.Делюсто, Э.А.Гарбер, А.Н, Субботин и В.И.Абраменко (53) 621,771.02 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1015533, кл . В 21 С 43/00, 1981. (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКк1

ПОВЕРХНОСТИ ПОЛО(Ы ОТ ОКАЛИНЫ, содержащее камеру, предназначенную для заполнения ферромагнитным абразивным порошком, имеющую щели для прохождения обрабатываемой полосы, расположенные в стенках камеры напротив ,друг друга, и окна для загрузки и выгруз ки порошка, механизм уплотнения порошка, выполненный в виде по меньшей мере двух лопаток, з акреппенных на полых валах с возможностью поИзобретение относится к металлургической промышленности, в частности к листопрокатному производству.

Целью изобретения является повышение качества и равномерности очистки по всей площади полосы, сокращение энергетических затрат за счет максимального приближения полюсов электромагнитов к очищаемой полосе.

На фиг. 1 представлено устройство, поперечный разрез в вертикальной плос2 ворота этих валов вокруг осей вместе с лопатками, электромагниты, предпочтительно П-образные, для воздействия магнитного поля на ферромагнитный абразивный порошок, размещенные герметично внутри полых валов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, С целью повышения качества и р авномер ности очистки по всей площади полосы, сокращения энергетических затрат эа счет максимального приближения полюсов электромагнитов к очищаемой полосе, поперечные сечения полых валов со стороны, об(..бренной к зоне прохождения обрабагываемой полосы, выполнены

П-образной формы, соответствующей форме электромагнита с впадиной, обращенной к упомянутой зоне, а закрепленный на каждом валу конец лопатки установлен в этой впадине.

2. Устройство по п, 1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что лопатки по длине выполнены секционными, причем крайние секции противоположных лопаток имеют наклон навстречу друг друкости; на фиг. 2 - разрез А-А на .фиг. 1; на фиг. 3 - расположение средних и крайних лопаток, план; на фиг. 4 — циклограмма рабочей камеры, Устройство содержит вертикапьную камеру иэ немагнитного материала, разделенную на две секции (верхнюю и нижнюю) с помощью наклонных перегородок 2. В верхней части камеры I имеется загрузочная воронка 3, являющаяся одновременно щелью для выпуска поло1415548 сы. Камера 1 имеет горизонтапьное днище 4, в котором в ппоскости оси поперечного сечения камеры выполнена щель 5 для пропуска полосы б. Но пеРиметру щели 5 имеется шлюз 7. На противоположных стенках шлюза закреплены П-образные электромагниты 8, создакщие в шихте шлюза 7 постоянное магнитное поле Р, препятству- lp нщее высыпанию ферромагнитного абразивного порошка 9 из рабочей камеры

1. В днище 4 симметрично относительно щели 5 и шпюза 7 по длине камеры ! выполнены отверстия, оборудованные клапанами 10 для периодического спуска отработанного порошка 9 иэ камеры ! . В каиере 1 смонтированы две пары полых валов 11 коробчатой конструкции с поперечными сечениями в виде 2р многоугольников. Внутри полых валов размещены электромагниты, состоящие из П-образных иагнитопроводов 12 и катушек 13 возбуждения, питаеьых постоянным током. Вапы 11 с магнитопро- 25 водами 12 и катушками 13 размещены симметрично относительно вертикальной плоскости прохождения полосы. Полые валы 11 выполнены из немагнитного материала, например стали X18Н9Т. Со стороны, обращенной к очищаемой по верхности полосы 6, между верхними полюсами N и $ каждой пары магнитов расположены кронштейны 14 и оси 15, к которым крепятся проушины 16 лопаток

17. Верхние концы лопаток 17 шарнирно укреплены в тарельчатых пружинных амортизаторах 18, смонтированных на упорах 19, жестко закрепленных на полых валах 11 ° Валы 11 выполнены Раз-,!0 борными и снабжены крышками 20 для извлечения иэ них электромагнитов. Лопатки 17 выполнены из магнитотвер,дого материала для лучшего удержания порошка 9 на внутренней поверхности 45 при движении полосы 6. Внутренняя поверхность лопаток 17 со стороны очищаемой полосы 6 имеет небольшую кривизну дпя лучшего формирования "клина", образуемого намагниченной абразивной массой при движении полосы 6.

Расстояние Я между осями врацения электромагнитов должно обеспечивать в промежуточной зоне камеры 1 запас порошка равный не менее 2-3 объемаи порошка ° заключенного между лопатка ми одной пары электромагнитов. Торцы электромагнитов через фпанцы 21 валов

11 опираются на полые цапфы 22, установленные в подшипники скольжения 23.

На торцах цапф 22 выполнены шейки со шлицами 24, на которых укреплены рычаги 25, соединенные со штоками гидроцилиндров 26, осуще ствлякщих повороты электромагнитов с лопатками вокруг осей 0 и 0 . Лопатки 17 закреплены на осях 15 так ° что один из полюсов электромагнита (верхний) (N или S) располагается с тыльной ее стороны, обеспечивая прохождение магнитного потока Р„через самую активную часть рабочей зоны в районе "клина". Второй (нижний) полюс (N или S} располагается под шарнирным узлом лопатки 17.

Через нижнюю пару полюсов поток Р идет в обратном направлении, создавая в рабочем зазоре между полюсами маг»нитную порошковую "пробку", которая препятствует высыпанию порошка 9 из рабочей эоны между лопатками 17 при отсутствии порошка в промежуточной зоне, что происходит в момент спуска порошка через отверстия 10 из нижней секции. Вдоль линии симметрии 0 -0

3 вертикального сечения камеры 1 (фиг. 1) выполнен разъем, позволяющий раздвигать обе половины камеры 1 в стороны на расстояние, достаточное для обслуживания, осмотра и ремонта оборудования, а также дпя заправки полос 6.

Механизм откатки состоит из направляющих балок 27,пЬлзунов 28 и гидроци" лиидров 29 перемещения половины камеры 1. В случае необходимости одна половина камеры 1 иожет быть установле» на жестко на фундамент, а другая выполнена откатной.

Для охлаждения электромагнитов предусмотрена щ>инудительная подача воздуха через шланги 30, присоединен«ые к полым цапфам, через которые охлаждающий воздух поступает внутрь валов 11. С противоположной стороны через цапфы 22 воздух выходит в атмос» феру.

Лопатки 17 (фиг. 2) выполнены секционными, прямые секции лопатки устанавливаются в средней части по ширине листа. Крайние секции лопатки установлены с наклонои в сторону очищаемой поверхности полосы 6 с таким расчетом, чтобы торец очищаемой полосы входил в "клин", образуе«ь«й двумя противоположными понаткаии (фиг. 3) не менее чем на 0,1 В, где  — ширина полосы 6. секции. На участке ob в течение време=8-10 с происходит сжатие порошh ка между лопатками в нижней с-.êöèè ВС.

В точке b происходит остановка лопаток, так как внешнее механическое давление gp>qq< -имеющее определенное значение gp =0,5-2 ИПа), не может преодолеть сопротивление абразивного порошка сжатию. На участке Ьс порашок, находящийся под давлением яр к, разрушает окалины в течение времени t =3-5 мин. По истечении укаГ занного времени происходит плавное уменьшение давления gp (через гидросистему) по линии cm. Плавное уменьшение давления порошка на полосу осуществляется в течение времени С

=8-10 с.

Перед началом снижения давления

gp в НС (шс) включается в работу ВС с пер екрыти ем по вр емени t и (m d ) .

Осуществляется поворот электромагнитов с лопатками навстречу друг другу в ВС направлении, показанном стрелками II. Сжатие порошка в ВС происходит по линии d < в течение времени и

=8-10 с. К начапу снижения давления в HC (m ñ) давление порошка в В0

gp <„„(ru dс), ление gp,„н является минимальным, но допусти мам д авлением, при котором еще происходит погружение абразивных частиц в окалину и ее разрушение. Экспериментально доказано, что разрушение окалины и степень ее удаления с поверхности стали зависит от произведения L„; Ip,, где Ь g, - изменяемая длина контакта порошка с металлом; др „ вЂ” изменяемая величина давления порошка на металл, В диапазоне эффективных давлений для данной марки стали произведение Ь ° gp=const Длительность переходного периода равна

Участок ck отражает на диаграмме совместную работу НС и ВС в переходный период, в течение которого происходит переключение секции и какойто определенный отрезок полосы длиной

Ь =T„> Vh (где Чп - скорость движения полосы) находится под воздействием двух пар лопаток.

При такой схеме работы в переходной период в любой момент времени ра1 бота разрушения окалины равна для

НС А„=К ° L gpc d< (1)

ВС Лsc=K L„ape,, {g) 1415548

При полном сжатии порошка 31 между лопатками 17 касание лопаток не допускается. При изменении ширины полосы 6 средние части лопаток могут быть заменены на комплект наклонных лопаток, подогнанных друг другу специапьно под новую ширину полосы 6.

Устройство работает следующим обр азом. 10

С помощью гидроцилиндров 29 половиныы р аб очей камеры р азд ви г ают ся в противоположные стороны, Полоса 6 заправляется в камеру, после заправки полосы половины камер вновь сво- 15 дятся, стык герметизируется, половины камер жестко фиксируются от возможных смещений в стороны, Клапаны закрываются, включаются электромагниты 8 шлюза 7. С помощью 20 гидроцилиндров 26 электромагниты верхней и нижней секций разводятся в стороны по направлению, показанному стрелками 1, III (фиг, 1), Через воронку 3 в камеру 1 с двух сторон поло- 25 сы 6 поступает порошок до полного з аполнения камеры 1, включая воронку 3. Поскольку смена порошка идет сверху вниз, то в начале сводятся лопатки 17 в нижней секции. Одновремен- 30 но включают катушку 13 возбуждения электромагнитов нижней секции ° Поворот электромагнитов с лопатками навстречу друг другу осуществляется в направлении, укаэанном стрелками IV.

Включается механизм протягивания полосы 6 через камеру 1 (на чертеже не показан), и полоса движется через порошок снизу вверх, очищаясь от ока» лины в нижней секции.

Постепенно в рабочей зоне между лопатками и полосой никапливается окалина, поэтому необходимо (без остановки движения полосы) сменить отработанный порошок и заменить его на 45 свежую порцию. Такая смена порошка должна -происходить не реже 3-5 мин работы одной пары лопаток. Для этого включается в работу верхняя секция ВС, а нижняя секция отключается, Работа секций осуществляется согласно циклограмме, показ анной на фиг. 4.

Циклограмма имеет три характерных участка ОЬ, bc u cm На участке ob 55 происходит подъем давления в гидросистеме до заданного, на участке bc секция работает продолжительное время и на участке cm происходит откпючение

)415548 с где К вЂ” коэффициент пропорционапьности

Ь« - активная высота лопатки (длина контакта);

gpc

gpe d1 - значение воэрастакщего давления порошка в ВС в тот 1О же момент времени.

Так как силы.разрушения лежат в одной плоскости, спожим правые и ле» вые части выражений (1) и (2), Получим 15

А +А„К Ь„ (gpc d, +gpe,й, ) (3)

Иэ диаграммы следует, что

gPc d,+КР d,==gp xe+gp su

Следовательно суммарная работа двух секций в переходный период равна

Апе К Ь«(КРмакс+КРмии) (4)

Работа любой секции равна (5) 25

А К Ьк gp gye

Отсюда следует (6) 30 (7) Aпер Ac+K L< gPцнню

А „е =Ас+4А, деQA=K LK КРми

Следовательно, работа в переходный период, совершаемая двум секци- 35 ям, равна работе одной секции ппюс дополнительная работа за счет соответствукщего перекрытия.

Таким образом, ухудшения качества очистки поло сы, подходящей через каме-40 ру в течение времени, не происходит, Единственное условие, которое при этом надо выполнять

КРс (< КРр н КРс,, 45 где gp „„ ц - минимальное допустимое давление порошка на полосу данной марки стали, при котором еще происходит разрушение окалины.

Поэтому при переключении секций в 50 переходный период давление порошка на полосу не должно в отключающейся секции падать нижа я) я нн(ш сд n ) °

Это условие должно осуществляться автоматическим управлением гидросистем 55

НС и ВС с помощью дроссельных клапа-. нов. Основанием циклограмми в переходный период служит ось OX ° Холостым ходом НС является время t>, холостым ходом BC является время С ° Рабочее время секций HC u BC соответственно

СнриСа °

С =t t =35 мин. нр вр

В точке К заканчивается сжатие порошка в ВС и на участке КП идет стабильный процесс очистки полосы в ВС.

После окончания пере х одно го периода в HC(m с1) давление в гидросистеме

НС понижается до нуля (m m) и начинается разведение лопаток в направлении, указанном стрелками ХХ?. Одновременно отключаются электромагниты НС и открываются клапаны 10 на 2-3 с, в результате порошок, находящийся между лопатками 17 в НС опускается вниз, а пространство между лопатками заполняется свежей порцией порошка за счет запаса в промежуточной зоне (фиг. 1) . Затем клапаны 10 закрываются. HC готова к работе. По истечении, времени (С„„+С„р) работы ВС (C Р) включается в работу НС процесс; сжатия порошка в НС идет по линии PS.

По истечении времени t, ар начинается

1 падение давления порошка в ВС по ли нии nJ при соблюдении условия (8), В m n снижение давления в ВС прекращается, давление же порошка в HC достигает g-pÄ (ш 5) и дапее идет стабильный процесс очистки полосы в BC

По окончании переходного периода в

ВС (m п4) давление в гидросистеме ВС понижается за время Ср до нуля (m ° J) и начинается разведение лопаток в направлении, показанном стрелками I (фиг. 1) . Одновременно отключаются электромагниты ВС, происходит просыпание порошка через разведенные лопатки

@C в промежуточную зону и заполнение пространства между лопатками свежей порцией порошка, ВС готова к работе.

По истечении времени (t +t qy) работы НС включается в работу ВС и процесс повторяется.

Применение устройства позволяет повысить качество удаления окалины (сократить отсортировку по недотраву практически до нуля), уменьшить энергетические затраты в 1,5 раза, увеличить производительность процесса очистки нв меньше, чем íà lOX, так как простои на обслуживание за каждую смену сократятся на 30-60 мн.

1415546

Queue. 1! 415548

А-A

Плоскосто разьсна

Составитель

Техред С.Мигунова

Корректор М.Максимишинец

Редактор О.Юркова

Заказ 1063 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул ° Гагарина, 101