Способ производства полосового металла из рулонной заготовки

 

Использование: получение листового (полосового) проката при продольном роспуске рулонного металла. Сущность: способ производства полосового металла из рулонной заготовки включает продольную разрезку заготовки многопарными дисковыми ножницами, разделение полос и их смотку. Используют заготовку заданной толщины, разрезку ее производят на четное число полос, после разрезки полосы смещают в сторону от продольной оси поворотом их в горизонтальной плоскости на заданный угол. 2 ил.

Изобретение относится к отделке листового (полосового) проката и может быть использовано при продольном роспуске рулонного металла.

Полосовой металл относительно небольшой ширины получают путем продольной резки (роспуска) широкополосной стали, смотанной в рулоны; узкие полосы могут использоваться в качестве заготовки для производства гнутых профилей и труб.

Известна технология продольно резки стали на современных агрегатах, основным узлом которых являются дисковые многопарные ножницы [1] Известен способ обрезки боковых кромок проката на дисковых ножницах, включающий предварительную надрезку и окончательную обрезку кромок, в котором надрезанные кромки дробят без полной обрезки, а затем производят их окончательную обрезку [2] Известен также способ получения полосового материала с помощью дисковых ножниц, в котором кромка во время обрезки поджимается к цилиндрической поверхности ножа с помощью конического ролика, что приводит к ее изгибу в плоскости движения полосы от зоны реза [3] Недостатком известных способов является повышенный износ оборудования и возможность травмирования металла толщиной 3 и более мм при продольном роспуске рулона на полосы шириной 80-300 мм, что повышает затраты на производство.

Наиболее близким к изобретению является способ (технология) продольной резки заготовки для профилирования [4] включающий продольную разрезку рулонного металла многопарными дисковыми ножницами на любое число узких полос, разделение полученных полос и их смотку. Разрезанные полосы перед смоткой проходит через разделительное устройство, предотвращающее взаимное сцепление кромок полос, в результате чего улучшается качество смотки.

Недостатком описанной технологии также являются повышенные трудозатраты при продольном роспуске рулонной стали толщиной 3-8 мм на четное число узких полос.

Технический результат изобретения сокращение трудозатрат при производстве полосового металла указанного сортамента, преимущественно полосовой заготовки для профилирования.

Это достигается тем, что в способе, включающем продольную разрезку рулонного проката многопарными дисковыми ножницами разделение полученных полос и их смотку используют заготовку толщиной S=3 8 мм, разрезку ее производят на четное число полос, а после разрезки полосы смещают в сторону от продольной оси путем поворота их в горизонтальной плоскости по или против часовой стрелки на угол α arctg град, где b ширина полос, мм.

Приведенная математическая зависимость получена в результате обработки опытных данных и является эмпирической.

На фиг. 1 показана схема роспуска на четное число полос многопарными дисковыми ножницами; на фиг. 2 схема смещения (поворота) полос в горизонтальной плоскости после разрезки с помощью разделительного устройства.

Особенность конструкции дисковых ножниц с одинаковым диаметром ножей состоит в том, что в каждой крайней паре ножей (левой и правой) верхний из них является внешним по отношению к нижнему ножу (см. фиг. 1). Это сделано для того, чтобы отрезаемая кромка устремлялась вниз, к кромкокрошительным ножницам. При этом, если число пар дисковых ножей нечетное (т.е. число разрезанных полос четное), происходит неизбежное искривление поперечного сечения одной из крайних узких полос (3 на фиг. 1).

Очевидно, что при этом появляется наклоненная под углом β к горизонтали сила F давления металла на крайний нижний нож, горизонтальная составляющая которой F_г вызывает осевую нагрузку на подшипники опор нижней оси ножниц, что приводит к их преждевременному износу. По этой же причине ускоряется износ (появляются сколы граней) дисковых ножей крайней пары, а также появляется увеличенный заусенец на кромке рассматриваемой узкой полосы, ухудшающий ее смотку и последующую переработку.

Опыт эксплуатации дисковых ножниц агрегата продольной резки (АПР) показал, что роспуск рулонов на четное число приводит к повышению трудозатрат (изготовление и эксплуатация дополнительной пары шестерни и "посадка" одной пары ножей на подшипники).

Предложенное же техническое решение выполняется на существующих агрегатах резки без каких-либо дополнительных затрат и достаточно эффективно. Сущность найденного решения заключается в снятии (или существенном уменьшении) вредного усилия F, возникающего при продольном роспуске на четное число узких полос, за счет некоторого смещения всех полос на определенную величину с продольной оси агрегата и в сторону, противоположную действию усилия F_г, т.е. в сторону от двух пар дисковых ножей с адекватным расположением верхних и нижних из них.

Опытную проверку заявляемого способа производили на АПР цеха гнутых профилей Магнитогорского меткомбината при продольном роспуске рулонного полосового проката толщиной 3-8 мм и шириной 700-1500 м из сталей с в σ_в ≅ 65 кгс/мм² на заготовку для профилирования шириной 100-400 мм (заготовка таких размеров составляет около 80% сортамента упомянутого цеха). АПР оборудован многопарными (до 16) дисковыми ножницами с ножами диаметром 450 мм, устройством для разделения полос и намоточным устройством.

В опытах рулонные полосы разрезались только на четное число полос шириной b (полосы с b<100 мм на агрегате не перерабатываются, а при b>400 мм влияние изгиба поперечного сечения крайней полосы уже незначительно). Смещение всех полос после разрезки (сместить только одну полосу невозможно из-за "перекрещивания" с соседней полосой) производили путем соответствующего осевого смещения делительных колец разделительного устройства при их наборе перед установкой в АПР. Расстояние между дисковыми ножницами и этим устройством l=4,5 мм.

Наибольшая продолжительность работы дисковых ножей и подшипников ножниц, а также удовлетворительное качество кромок полос и их смотки достигнуто при поперечных смещениях разрезанных полос в требуемую сторону (см. выше) в пределах 5-17 мм, что соответствует углам поворота в горизонтальной плоскости α arctg δ/l= arctg (5/4500.17/4500) 3,6.13,1 мин.

Обработка опытных данных позволила установить, что величина α зависит от толщины металла и ширины разрезанных полос и с достаточной точностью может определяться как: α arctg град Минимальные величины α'= arctg δ/l=arctg (5.7)/4500 ≃ 3,8ʹ.5,4ʹ наблюдались для полос b x S=300 x 3 мм; по приведенной формуле имеем: α arctg 3,6ʹ.5,4ʹ расхождение между α' и α -Δ α 5,6% Максимальные величины αʹ arctg arctg ≃ 8,4ʹ.13,0ʹ наблюдались для полос b x S=200 x 6 мм; по формуле: α=arctg 8,8ʹ.13,1ʹ расхождение между α' и α не более 4,8% При меньших значениях α (для конкретных b и S) длительность рабочей компании ножей и подшипников уменьшилась, а качество реза и смотки ухудшались; при больших значениях α наблюдалось смятие кромок полос.

Контрольная порезка на четное число полос по существующей технологии показала, что длительность компании ножей по сравнению с предложенной технологией снизилась в 1,4-1,6 раза, а стойкость подшипников уменьшилась почти в 2 раза, и кроме того, наблюдались увеличенные заусенцы по кромкам полос, что повысило трудозатраты как при порезке, так и при последующем профилировании полосовой заготовки.

При нечетном количестве пар (I-V) верхних 1 и нижних 2 дисковых ножей (см. фиг. 1) одна из разрезанных узких полос 3, находящаяся между парами I и II с адекватным расположение верхнего и нижнего ножей, неизбежно искривляется в поперечном сечении, в результате чего на нижний крайний нож 4 действует дополнительное усилие F, горизонтальная составляющая которого F_г воздействует на подшипник опоры (не показано) нижней оси ножниц.

Поворот всех полос 3 и 5 относительно продольной линии xx на угол α (см. фиг. 2) осуществляют путем набора делительных колец 6 на оси разделительного устройства 7 со "смещением" на величину δl ˙ tg α в сторону (в нашем примере вправо) от крайней пары дисковых ножей 1; происходит "снятие" отрицательного дополнительного усилия F(F_г).

Способ реализуется следующим образом. Для конкретных b и S разрезаемой полосы 8 (см. фиг. 2; стрелкой показано направление ее движения) предварительно определяют угол α arctg (0,006.0,009)S/ и величину δl tg α Делительный диск I' устанавливают на оси на расстоянии δ от линии хх, а диски II', III' и т. д. на расстоянии b от соответственно дисков I', II' и т.д. После этого начинают разрезку металла и обрезку боковых его кромок 9. От разделительного устройства 7 к намоточному все полосы движутся параллельно.

П р и м е р 1. Рулонная полоса 6 х 1200 мм распускается дисковыми ножницами на шесть узких полос сечение b x S=200 x 6 мм. Расстояние между ножницами и разделительным устройством l=4000 мм. Угол поворота полос α arctg 0,0075 S/ arctg 0,0075·6/ 10,9ʹ
а величина смещения делительных колец при их наборе δ= l·tgα 4000· tg 10,9 13 мм (округляем до целых).

П р и м е р 2. Та же полоса распускается аналогичным образом на три узкие полосы с b=400 мм; α arctg 0,006·6/ 6,2ʹ и δ4000 ˙ tg 6,2' ≈ 7 мм.

П р и м е р 3. Та же полоса распускается на 12 полос c b=100 мм; α arctg 0,0009·6/ 18,6 и δ4000 ˙ tg 18,6' ≈ 22 мм.

Технико-экономическая эффективность заявляемого способа по сравнению с прототипом заключается в уменьшении трудозатрат при продольном роспуске рулонного полосового металла и его последующей переработке.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛОСОВОГО МЕТАЛЛА ИЗ РУЛОННОЙ ЗАГОТОВКИ, включающий продольную разрезку заготовки многопарными дисковыми ножницами, разделение полученных полос и их смотку, отличающийся тем, что используют заготовку толщиной s = 3 - 8 мм, разрезку ее производят на четное число полос, а после разрезки полосы смещают в сторону от продольной оси путем поворота их в горизонтальной плоскости по или против часовой стрелки на угол

где b - ширина полос, мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2