Способ и установка для изготовления металлической ленты
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления металлической ленты, применяемой при производстве фурнитуры, преимущественно оконной. Задача изобретения - расширение технологических возможностей, улучшение качества поверхности полосы. В установке для изготовления металлической ленты, в соответствии с изобретением устройство для травления выполнено в виде отдельного участка, а непрерывный стан холодной прокатки содержит, по меньшей мере, четырехклетьевую тандемную группу, пневмошлифовальное устройство, правильное устройство для калибрования и устройство для обтирки поверхности. В способе изготовления металлической ленты из круглого проката после травления исходный материал вводят в непрерывный стан и за несколько проходов подвергают плющению, механической обработке поверхности, прокатке и калиброванию, причем после калибрования в заключительном проходе ленту направляют на обтирку от грязи и смазки. При необходимости после первого прохода осуществляют светлый отжиг. Изобретение обеспечивает возможность изготовления ленты заданной толщины из круглого проката, например проволоки, создания равномерной структуры рельефа поверхности. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройству и способу изготовления металлической ленты, применяемой при производстве фурнитуры, преимущественно оконной.
Из уровня техники (Справочник прокатчика. Коновалов Ю.В., Налча Г.И., Савранский Н.М. М., Металлургия, 1977, 312 с.) известен способ изготовления металлических лент на дрессировочном стане, который предназначен для холодной прокатки полосовой или листовой стали и выполнен непрерывным двух-трехклетьевым. Дрессировочные станы являются доводочными в технологической цепи производства холоднокатаной полосовой или листовой стали.
Наиболее близким по технической сущности является выбранный за прототип "Производственный способ и установка для гибкого и экономичного травления и холодной прокатки металлических лент" по заявке №2001116094, МКИ В 21 В 45/04, дата публикации 2003.06.27.
Установка состоит из расположенных в одной линии устройства для травления металла, мотального устройства, предусмотренного на наматывающей стороне устройства для травления металла, и непрерывного стана холодной прокатки. Мотальное устройство выполнено в виде горизонтальной или вертикальной поворотной моталки, имеющей два приводных узла, по одному для каждой мотальной оправки. Приводные узлы при повороте предпочтительно отсоединяются, а мотальные оправки установлены в своих корпусах с возможностью осевого перемещения. Прокатный стан выполнен в виде тандемной группы, в частности двух-трехклетьевой, с расположенными по обе стороны от нее реверсивными моталками.
Производственный способ гибкого и экономичного травления и холодной прокатки металлических лент включает следующую последовательность рабочих операций: травление металлической ленты, ее намотка на мотальное устройство в рулон, который после перестановки в позицию сматывания вводят в непрерывный стан холодной прокатки и прокатывают за несколько проходов. После одного или нескольких проходов металлическую ленту наматывают, по меньшей мере, на одной из реверсивных моталок, расположенных с обеих сторон прокатного стана, прокатку ленты осуществляют на двух-трехклетьевой тандемной прокатной линии.
Данное устройство и способ имеют ограниченные технологические возможности, т.к. в качестве исходного материала используют только металлическую ленту или полосу, прокатка которой не позволяет получать качественную структуру поверхности из-за недостаточных обжатий на двух-трехклетьевой тандемной линии.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в расширении технологических возможностей при изготовлении металлических лент, а также получении полосы заданной толщины с улучшенным качеством поверхности. Проблема решается за счет изготовления металлической ленты из круглого проката и создания равномерной структуры рельефа поверхности заданной толщины благодаря ее проработке с помощью устройств, дополнительно установленных непосредственно в непрерывном стане холодной прокатки, выполненным, по меньшей мере, в виде четырехклетьевой тандемной группы.
Для решения этой задачи в установке для изготовления металлической ленты устройство для травления представляет собой отдельный участок, на наматывающей стороне которого предусмотрено мотальное устройство, выполненное в виде вертикальной моталки, имеющей один раздельный приводной узел на наматывающей оправке, установленной в своем корпусе с возможностью осевого перемещения, и тормозные колодки на сматывающей оправке. Прокатный стан, состоящий из четырехклетьевой тандемной группы, дополнительно оснащен пневмошлифовальным устройством, правильным устройством для калибрования ленты, а также устройством для обтирки поверхности ленты.
Для решения этой задачи в способе изготовления металлической ленты, заключающемся в том, что сначала проводят травление исходного материала, его намотку на мотальное устройство, перестановку в позицию сматывания, ввод в непрерывный стан холодной прокатки, и прокатку за несколько проходов. В качестве исходного материала используют круглый прокат. После ввода исходного материала в стан перед прокаткой дополнительно предусмотрены операции плющения и механической обработки поверхности, а после прокатки ленту дополнительно направляют на калибрование и обтирку. Все операции после травления осуществляют в единой конструктивной линии.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что установка для изготовления металлических лент отличается тем, что устройство для травления выполнено в виде отдельного участка, а сматывающая оправка вертикальной моталки имеет тормозные колодки. Кроме этого, прокатный стан выполнен в виде, по меньшей мере, четырехклетьевой тандемной группы и дополнительно оснащен пневмошлифовальным устройством, правильным устройством для калибрования, а также устройством для обтирки поверхности ленты.
Предлагаемый способ отличается тем, что в качестве исходного материала используют круглый прокат, травление которого производят на отдельном участке. После ввода исходного материала в прокатный стан дополнительно предусмотрены операции плющения и механической обработки поверхности перед прокаткой, после которой производят дополнительное калибрование ленты, причем эти операции осуществляют за несколько проходов, а после заключительного калибрования ленту направляют на обтирку от грязи и смазки.
Таким образом, заявляемая установка и способ для изготовления металлической ленты соответствуют критерию изобретения "новизна".
В предлагаемой установке и способе для изготовления металлической ленты указанные совокупности признаков приводят к расширению технологических возможностей и получению более качественной поверхности ленты с равномерной рельефной структурой и заданной толщиной полосы, что позволяет сделать вывод о соответствии указанного технического решения критерию "изобретательский уровень".
Устройство и способ изготовления металлических лент поясняются чертежом, на котором изображена схема установки.
Установка для травления выполнена в виде отдельного участка и включает в себя разматыватель 1, ванны для травления 2 и промывки в холодной воде 3, образующих единую линию. На наматывающей стороне ванны для промывки в холодной воде расположено мотальное устройство 4, выполненное в виде вертикальной моталки, имеющей один раздельный приводной узел на наматывающей оправке, которая установлена в своем корпусе с возможностью осевого перемещения, и выполненные в виде дисков тормозные колодки на сматывающей оправке. Отдельно установлена ванна для дополнительной промывки в горячей воде 5 и устройство для сушки 6.
Непрерывный прокатный стан состоит из расположенных в одной конструктивной линии по обе стороны стана двух моталок 7, 17; направляющей втулки 8, представляющей собой полый цилиндр; натяжного устройства 9, выполненного в виде двух деревянных прижимных планок, соединенных между собой крепежными элементами, например болтами, и расположенными параллельно друг другу. Направляющая втулка и натяжное устройство являются вспомогательными приспособлениями и способствуют стабилизации натяжения. Двухклетьевая тандемная группа 10, 11 предназначена для плющения круглого проката. Пневмошлифовальное устройство 12 выполнено в виде расположенных "верх-низ" двух пневмошлифовальных машин с лепестковыми абразивными кругами и служит для механической обработки поверхности. В состав стана также входит двухклетьевая тандемная группа 13, 14 для раскатывания плющенки в ленту; правильное устройство 15 для калибрования ленты, выполненное в виде литого корпуса, в котором установлены четыре валка, в том числе два вертикальных и два горизонтальных. На выходе прокатного стана установлено устройство для обтирки, представляющее собой две параллельные державки с металлическими пластинами, на которых крепится ветошь. Пластины соединены между собой с возможностью регулирования зазора для прохода ленты.
Установка для изготовления металлической ленты работает следующим образом.
В качестве исходного материала используют, например, проволоку. Бухту с проволокой с помощью грузоподъемного крана подают и устанавливают на разматыватель, расположенный на входе участка для травления. Затем проволоку протягивают с помощью установленных над ваннами направляющих роликов и закрепляют на мотальном устройстве, предусмотренном на наматывающей стороне ванны для холодной промывки. Ролики с проволокой механически опускаются, запускается привод моталки, проволока последовательно протягивается через ванну для травления и ванну для холодной промывки, наматывается на барабан мотального устройства и с помощью тормозных колодок фиксируется. Тормозные колодки служат для улучшения балансирования мотального устройства. Бухту с проволокой снимают с барабана мотального устройства, при необходимости дополнительно промывают в горячей воде, сушат и подают к непрерывному прокатному стану.
С помощью грузоподъемного крана бухту с проволокой устанавливают перед станом и надевают на барабан разматывателя моталки. Затем бухту поворачивают в таком направлении, которое способствует распушиванию наружных витков и дальнейшему продвижению переднего конца проволоки для заправки в стан. Наружный виток проволоки отгибается и задается в направляющую втулку, расположенную перед натяжным устройством. Во избежание появления дефектов в виде изломов передний конец проволоки, минуя натяжное устройство, направляется прямо в валки первой рабочей клети для плющения с заранее установленными размерами плющения, межвалкового зазора и скорости движения. Одновременно задаются параметры проведения и последующих операций: плющения во второй рабочей клети, обработки поверхности пневмошлифовальными машинами, раскатывания в третьей и четвертой рабочих клетях и калибрования в правильном устройстве. Привод клетей осуществляется благодаря движителям, имеющимся у каждой рабочей клети. После калибрования передний конец проволоки беспрепятственно проходит через устройство для обтирки и с помощью ручной клиновой системы наматывается вокруг барабана моталки, расположенной на выходе прокатного стана. Создается технологически необходимое переднее натяжение и стан, переключенный на работу, разгоняется до рабочей скорости. Процесс на рабочей скорости протекает до тех пор, пока на барабане не остается несколько витков проволоки, после чего начинается торможение стана. В момент окончания прокатки стан замедляется до заправочной скорости, с которой пропускается задний конец проволоки. Таким образом осуществляется первый проход, по окончании которого прокатанная полоса наматывается на моталке в рулон.
Далее следует остановка стана, фиксация наружного витка полосы, снятие рулона с барабана моталки и перестановка его в исходную позицию в начало стана.
Цикл подготовки повторяется: задаются новые значения параметров, необходимые для проведения процесса, и дополнительно регулируется зазор в устройстве для обтирки. Осуществляется следующий проход.
После заключительного калибрования лента протягивается через устройство для обтирки поверхности и наматывается в рулон.
При необходимости для придания стабильных физико-механических свойств и однородности структуры металла прокатанную после первого прохода ленту направляют на светлый отжиг, который производят в колпаковой газовой печи.
По окончании обтирки поверхности ленты наружный виток рулона фиксируется, смотанный рулон убирается с наматывающего барабана и транспортируется на контрольный стол.
Способ изготовления металлической ленты осуществляют следующим образом. Бухту с проволокой доставляют к участку для травления металла. Обработка поверхности проволоки происходит в ванне для травления соляно-кислым раствором, затем - промывка в холодной воде при температуре окружающей среды. Скорость движения проволоки 40-50 м/мин. Проволоку, выходящую после травления и промывки в холодной воде, наматывают на мотальное устройство, расположенное на наматывающей стороне ванны холодной промывки. Снятую с мотального устройства бухту с проволокой дополнительно промывают в горячей воде при температуре 50-60°С и сушат обдувом воздуха в течение 20-30 минут при температуре 70°С. После этого бухту доставляют к прокатному стану.
После перестановки в позицию сматывания исходный материал вводят в стан холодной прокатки.
Перед поступлением проволоки в рабочие валки клетей задают параметры плющения, обжатия, межвалкового зазора, скорости движения, чистоты поверхности и шага намотки ленты. Минуя направляющую втулку и натяжное устройство, проволока направляется прямо в рабочие валки клетей для плющения, после чего поверхность плющенки подвергается механической обработке пневмошлифовальными машинами. Затем полоса поступает в рабочие валки клетей для раскатывания и последующего калибрования в правильном устройстве. После ввода проволоки в рабочие валки первой клети все операции, производимые в стане, осуществляются с применением технологической смазки, одна из основных функций которой - снижение внешнего трения при прокатке, уменьшение давления металла на валки, повышение точности готового продукта и охлаждение валков.
Способ изготовления металлической ленты из круглого проката осуществляют за несколько проходов. После заключительного калибрования ленту направляют на обтирку.
При необходимости проведения светлого отжига металл нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре и медленно охлаждают.
Примером конкретного осуществления устройства и способа для изготовления металлической ленты методом холодной прокатки из круглого проката, например проволоки, является установка и технология, используемая на ОАО "Полевской металло-фурнитурный завод".
Бухта с проволокой поступает на травильный участок, где исходный материал обрабатывают в соляно-кислом растворе следующего состава: 10-12% соляной кислоты, 10-13% хлорида железа при температуре 70-75°С, промывка в горячей воде происходит при температуре 50-60°С, в холодной - при температуре окружающей среды.
Параметры плющения, обжатия задают с помощью маховика с применением щупа. Параметры натяжения, калибрования, в том числе размер вертикальных и горизонтальных валков по нониусу устанавливают гаечным ключом. Контрольные замеры параметров плющения, обжатия, калибрования проверяют микрометром и электродатчиком.
В качестве пневмошлифовальных машин с лепестковыми кругами используют машинки ИП2014Б - 5100 об/мин, круг абразивный сборный "КЛАСС". Требуемая чистота поверхности Ra - 2,5-1,25 мкм, число оборотов шлифовального круга 5000-5500 об/мин. Количество сборных лепестковых кругов - 2, размер зерен - 40-60 мкм. КЛ 120×30×12 ГОСТ 22775-77, КЛО 120×30×12 (с оправкой).
Описанный способ опробован на горячекатаном прокате ст.10 (ст.08) ГОСТ 1050-88, круглом обычной точности в мотках ГОСТ 2090-88. Операцию светлого отжига производят при следующих условиях: температура нагрева - 650°С, продолжительность выдержки - 3 часа, последующее медленное охлаждение - в течение 24 часов. После первого прохода производят контрольный замер твердости плющеной ленты. Способ изготовления металлической ленты осуществляют за два прохода.
Предлагаемая установка и способ изготовления металлической ленты позволяют расширить технологические возможности за счет применения в качестве исходного материала круглого проката и использовать полученную с равномерной структурой рельефа поверхности и с заданным размером толщины ленту для штамповки с улучшенными свойствами.
1. Установка для изготовления металлической ленты, состоящая из устройства для травления исходного материала, мотального устройства, предусмотренного на наматывающей стороне устройства для травления и выполненного в виде вертикальной моталки, имеющей один приводной узел для наматывающей мотальной оправки, установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения, и непрерывного стана холодной прокатки, выполненного в виде тандемной группы с расположенными по обе стороны от нее моталками, отличающаяся тем, что устройство для травления исходного материала выполнено в виде отдельного участка, сматывающая оправка мотального устройства имеет тормозные колодки, а прокатный стан выполнен в виде, по меньшей мере, четырехклетьевой тандемной группы и дополнительно оснащен пневмошлифовальным устройством, правильным устройством для калибрования ленты и устройством для обтирки поверхности.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит печь для отжига.
3. Способ изготовления металлической ленты, включающий травление исходного материала, его намотку на мотальное устройство, перестановку в позицию сматывания, ввод в непрерывный стан холодной прокатки и прокатку за несколько проходов, отличающийся тем, что в качестве исходного материала используют круглый прокат, который после ввода в непрерывный стан подвергают последовательности операций, осуществляемой за несколько проходов, состоящей из плющения, механической обработки поверхности перед прокаткой и калибрования после нее, обтирки ленты в заключительном проходе после калибрования, при этом после первого прохода, при необходимости, ленту подвергают светлому отжигу.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве круглого проката используют проволоку.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что изготовление ленты осуществляют за два прохода.
