Реверсивный листопрокатный стан

 

Класс 7.а;-4й

¹ 47630

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ реверсивного листопрокатного стана.

К патенту ин-ной фирмы „Компания холодной обработки металлов (The

Cold Metal Process Сомрапу), в-r. Юнгстауне, США, заявленному

26 апреля 1932 года (спр. о перв. № 108136).

Действительный изобретатель нн-ц А. Il. Стекквль (А. Р. Steckel).

О выдаче патента опубликовано 30 июня 1936 года.

Действие патента распространяется на 15 лет от 30 июня 1936 года. (2зэ) Применяемый в настоящее время способ горячей прокатки полосового материала заключается в том, что нагретая заготовка подается к прокатному стану, состоящему из большого количества клетей, образующих непрерывный стан, т. е. стан, где металл прокатывается одновременно в нескольких клетях. Такие станы требуют больших капитальных затрат, а производительность их сравнительно невелика и ограничена производительностью последней клети.

Последняя клеть работает с максимальной скоростью, скорость же остальных клетей последовательно уменьшается, так как чем ближе к началу стана, тем короче прокатываемая полоса. По этой причине большая часть клетей такого непрерывного стана работает со скоростью значительно ниже возможной максимальной, тогда как предлагаемый стан при каждом пропуске может работать с максимальной скоростью или со скоростью, близкой к максимальной.

Кроме того для станов непрерывного типа требуется очень много места.

Предлагаемый стан обладает сравнительно простой и компактной конструкцией предпочтительно с одной только обжимной клетью, хотя в некоторых случаях может оказаться желательным распределить эту работу на две клети.

На таком стане каждый пропуск можно произвести со скоростью, определяемой только расходом энергии и не ограничиваемой следующей клетью.

Применяются предпочтительно станы доппель-дуо реверсивного типа, хотя можно применять и другие типы, например трио, на которых заготовка подается попеременно между верхним и средним и между нижним и средним валками.

Уменьшение сечениязаготовки путем пропускания ее через валки в противоположных направлениях, конечно, общеизвестно, но степень обжатия всегда довольно сильно ограничивалась двумя факторами, а именно: вытяжкой заготовки до такой степени, при которой. длина ее затрудняет манипуляции, и потерей теплоты до понижения температуры, при которой дальнейшая прокатка становится затруднительной.

В предлагаемом стане эти трудности устраняются тем, что заготовку сперва прокатывают в горячем . состоянии на гладких валках для обжимания до толщины, допускающей наиатыввмие; а за-. тем, в этот же награвае иодает а валми с мотовила для дальнейшего обжатия.

Применяются, предпочтительно, мотовила, установленные по обеим сторонам стана, и после первоначальной прокатки в гладких валках, материал наматывают и сматывают при каждом пропуске, причем он подается из бунта на стан и при выходе на другой стороне снова наматывается.

При проектировании непрерывных станов учитывается быстрое охлаждение, вызываемое тем, что вся поверхность материала подвергается охлаждающему влиянию атмосферы. В виду того, что по мере уменьшения толщины болванки площадь охлаждающей поверхности на единицу объема повышается, теплота теряется довольно быстро.

Если же материал намотан, то поверхность, охлаждаемая воздухом, составляет только незначительную часть всей поверхности полосы. Далее наматывание . позволяет применять сравнительно короткие столы, что дает экономию пространства и понижает расходы.

Для дальнейшего понижения потерь теплоты и доведения до минимума образования окалины мотовила помещаются в обогреваемых камерах.

С точки зрения нагревания подача горячего материала в стан в форме заготовки является большим преимуществом. Равномерное нагревание бунта практически неосуществимо, так как края всегда окажутся слишком горячими и температура материала в бунте нера вномерной либо в продольном, либо в поперечном направлении. При заготовке же достижение равномерного нагревания с минимальным образованием окалины достигается сравнительно легко.

Для работы с высокой скоростью необходимо принудительно работающее устройство для подачи в стан конца намотанной полосы. В предлагаемом стане, для этой цели предпочтительно применяются захватывающие валки на обеих сторонах клети. На практике прокатчик будет вести работу так, чтобы подавать материал в одном направлении и продолжать прокатку до тех пор, пока задний конец яе выйдет из обжимных валков, но,. он остановит стан прежде, чем;полоса., выйдет из .захватных валков; реверсируя захватывающие валки, он может подать материал обратно на стан.

Захватные валки поддерживают материал в натянутом состоянии, что весьма желательно, так как это обеспечивает получение прямой полосы и значительно упрощает манипуляции Захватные валки на выходной стороне рассчитаны на то, чтобы тянуть материал вперед, а захватные валки со стороны впуска тормозят его движение. Благодаря этому со стана выходит прямая полоса.

Если на полосе некоторая неравномерность в поперечном сечении по длине полосы, получившаяся из-за черезмерной скорости прокатки, то она будет устранена полностью или в значительной степени.

В начале прокатки, пока заготовка сравнительно толстая, она достаточно жестка даже при температуре прокатки и захватывающие валки мо гут проталкивать ее вперед очень быстро. Когда материал становится тонким, он имеет склонность прогибаться при выходе из стана или из захватывающих валков, если мотовило не будет наматывать его с той же скоростью, с какой он выходит. Мотовило должно захватывать материал принудительно и без задержки. В предлагаемом стане и рименяется мотовило, работающее таким образом, и кроме того оно может работать в связи с устройствами для удаления окалины, между пропусками, что обеспечивает против закатки окалины в поверхность полосы. Однако, такой наматывающий механизм работает удовлетворительно только, когда материал стал уже сравнительно тонким. Имеется некоторая промежуточная стадия обжимания между обжиманием толстой заготовки и намоткой тонкого материала, в период которой, в целях экономии теплоты и уменьшения длины рольгангов, выгодно применять наматывание полосы в бунты. Для такого материала средней толщины применяются те же мотовила, но они работают в противоположном направлении, как будет подробнее изложено ниже.

"Прокатка материала,на гладких валках при высоких скоростях связана с некоторыми затруднениями, которые необходимо преодолеть, учитывая при этом, что по мере понижения толщины прокатываемого материала ширина его увеличивается. В начале прокатки, когда длина заготовки еще сравнительно невелика, точность подачи в валки не так важна, но по мере увеличения длины заготовки, точное направление ее в валки становится все более важным. Для этого следует применять боковые направляющие линейки, которые для выхода заготовки должны быть расположены на расстоянии друг от друга, лишь незначительно превышающем ширину подаваемой заготовки. На выходной же стороне стана расстояние между линейками должно быть больше для предупреждения искривления.

В стане предусмотрены автоматические управляемые линейки, удовлетворяющие этим требованиям.

На чертеже фиг. 1 изображает вид прокатного стана сверху; фиг. 2 — продольный разрез части стана в увеличенном масштабе; фиг. 3 — схему рабочего процесса; фиг. 4 — вертикально-продольный разрез клети с одним из мотовил, фиг. 5 — вид сверху с частичным разрезом установки, изображенной на фиг. 4; фиг. б — вид сверху части одчого из рольгангов с линейками; фиг. 7— упор для линеек.

Реверсивный листопрокатный стан состоит из клети 52 со станинами 53, несущими рабочие валки 54 и опорные валки 55 (фиг. 1 — 3). Опорные валки предпочтительно снабжаются антифрикционными подщипниками. Стан снабжен нажимными винтами 56, приводимыми от электродвигателя 57, направляемого от пульта 58, что позволяет быстро регулировать наладку стана. Рабочие валки 54 приводятся от двигателя 59 через передачи 60, 61 и шпиндель.

На обеих сторонах клети 52 имеется по рольгангу 63. На каждой стороне стана имеется по паре валков 64, 68, расположенных на некотором расстоянии от рабочих валков 54. Между клетью и валками 64, 68 помещаются расположенные на сравнительно близком расстоянии друг от друга ролики 65 рольганга, а за ними расположенные на большом расстоянии один от другого ролики 66 и 67. Валки 64, 68 работают в качестве захватных для подачи материала, причем валки 68 имеют перестановку в вертикальной плоскости. В. на- чале прокатки на один из рольгангов 63 подается горячая затотовка, передаваемая рольгангом в стан, обжимающий и вытягивающий ее, после чего заготовка выходит на рольганг63с противоположной стороны. Затем стан реверсируется и описанная операция повторяется до тех пор, пока сечение материала не уменьшится настолько, что его можно замотать. По достижении этой стадии обжимания материал отводят вверх от плоскости рольгангов 63 к мотовилам 69, помещенным в обогреваемых камерах 70, расположенных над рольгангом 63. Мотовила состоят из барабанов 71, насаженных на валах 72, приводимых через зубчатую передачу от моторов 73.

Устройство захватных валков показано на фиг. 4. Валки 64 приводятся в действие от моторов 77 (фиг.1) через передачи 78,сцепные втулки 75 и шпиндели 76. Моторы 77 управляются от пульта прокатчика 58 так же, как и моторы 73 и 59.

Валки 68 монтированы в подшипнихах 79, перестанавливающихся в станинах 80. От каждого подшипника тянется вверх шток 81 поршня 82 в составляющем верхнюю часть стойки 80 цилиндре 83. Поршни 82 можно поднимать и опускать, регулируя подачу воздуха в цилиндр 83. Работа цилиндров также регулируется от пульта прокатчика

58. Для обеспечения одновременного поднимания и опускания обоих подшип-ников 79 валка 68 эти подшипники связаны друг с другом. Каждый подшипник снабжен болтом 84, проходящ и через колодку, могущую перемещаться. в вилкаобразном конце рычага 85.

Рычаги 86 заключены на качающемся валу 87 так> что подшипники 79 могут перемещаться вверх и вниз только одно-временно.

Каждый барабан 71 состоит иэ расположенных на некотором расстоянии друг от друга дисков 88, связанных призматическими стержнями 89. Барабаны можно приводить в движениев обоих направлениях.

На каждом рольганге 63 имеется по отклонителю 90, направляющему .мате.--. риал к мотовилу. Каждый отклонитель состоит из зубчатки бба, снабженной круговыми канавками, в которых помещаются зубцы 91 для цепи. На валу 93 зубчатки 66а поворотно монтирована рамка 92, несущая ролик 94 с канавками, соответствующими канавкам зубчатки бба. По роликам сбегают цепи 95, верхняя ветвь- которых лежит в пло"кости стола, когда рамка 92 находится в своем нижнем положении.

Рамка 92 соединена рычагом 96 с угловым рычагом 97, управляемым от гидравлического цилиндра 98. Последний управляется от пульта 58. Когда требуется намотать полосу материала, в цилиндр 98 подается .жидкость под давлением, угловой рычаг 97 поворачивается против часовой стрелки (фиг. 4) и поворачивает рамку 92 на валу 93 вверх.

Это приводит отклонитель в положение, показанное на фиг. 4 пунктирно-штриховой линией, и направляет передний конец материала в камеру 70. Наматывание следует начинать предпочтительно, когда материал имеет еще сравнительно большую толщину, примерно около 20 мм.

Для такого материала мотовило 69 приводится в действие в направлении, показанном пунктирными линиями. Передний конец сравнительно толстой и жесткой полосы проходит между соседними стержнями барабана 71. Окружная скорость барабана приблизительно равна скорости поступающего на него материала, который наматывается по мере подачи его захватными валками. По окончании наматывания в одном направлении захватные валки и стан получают движение в обратном направлении, и материал подается назад в валки для следующего пропуска.

Когда сечение материала уменьшится настолько, (приблизительно до

12 мм), что его можно будет круто сгибать, то такое сгибание будет желательным для отделения окалины.

Поэтому, когда материал прокатандо толщины около 12 мм, приемный бара: бан приводится во вращение в направлении, показанном сплошной стрелкой; наматывание"производится по произвольной касательной. Передний конец прокатываемой полосы проходит между стерж.нями барабана 71, вращение которого дублирует полосу, перегибая ее на кромке одного из стержней 69 (см. Х вЂ” Х на фиг. 4). После этого материал идет вокруг надламывающего окалину валка 88. По достижении материалом указанного сечения вопрос об образовании окалины приобретает важное значение.

Если окалина не будет удаляться в промежутках между пропусками, то она будет закатываться в полосу и, кроме того, повредит рабочую поверхность рабочих валков. Образование небольшого количества окалины по окончании прокатки имеет сравнительно небольшое значение, но повторное пропускание материала с окалиной через валки не должно иметь места. Огибание материала вокруг валка «99 надламывает окалину и она отваливается или сбрасывается до следующего пропуска, что дает более чистый продукт и увеличивает срок службы валков.

Предполагается, что прокатчик остановит материал немедленно после того, как его задний конец выйдет из рабочих валков 54 прежде, чем он выйдет из-за захватывающих валков 64 и 68, но в том случае, если прокатчик не сделает этого во-время и полоса окажется полностью намотанной, то наружный конец легко можно захватить клещами через промежуток 100 и подать обратно к захватным валкам.

Камеры 70 построены из огнеупорного материала, и требуемая температура поддерживается в них при помощи горелок 102. Расход топлива в этих ка-. мерах будет сравнительно мал, так как материал прокатывается на этом стане с большой скоростью деформации, поэтому количество энергии прокатки, превращающееся в теплоту, будет достаточным для заметного замедления охлаждения, тем более, что охлаждающему действию воздуха в промежутке между выходом из валков и окончанием намотки подвергается сравнительно небольшая часть полосы.

Полый вал 72 барабана мотовила снабжен изоляцией 103 и предохранительной муфтой 104. Для охлаждения вала 72 можно пропустить внутри не го воздух или воду, причем изоляция 103 предупреждает охлаждение внутренних слоев бунта металла.

Практика показала, что перегибание материала назад через стержни 89 для захвата полосы барабана не оказывает вредного влияния на материал, так как полоса не сгибается при этом под слишком острым углом, кроме того, металл имеет при этом высокую температуру, а прогиб устраняется последующей прокаткой.

Устройство рольгангов 63 боковых переводок показано на фиг. 1, 2, 5 и б.

Рольганги стана приводятся в действие моторами 73. Валок 64, являющийся нижним захватным валком, соединен зубчатой передачей 105 с валками 65, он приводит также через конические шестерни 108 ролики 6б и 66а. Ролики 67 приводятся в действие таким же образом или могут работать от особого мотора.

Направляющее устройство состоит из металлических линеек 109, соединенных с параллельными тягами, поворотно монтированными в точках 111 на кронштейнах 112; прикрепленные к боковым сторонам рольганга линейки 109 покоятся на роликах 67. Рольганг, показанный на фиг. 5, расположен на левой стороне стана (фиг. 1 и 2) и положение линеек, показанное сплошной линией, является их открытым положением для приема материала. Допустим, что заготовка лежит на самом рельганге и ее требуется подать в стан. Ролики 67 пускаются в таком направлении, чтобы перемещать материал вправо. Благодаря трению между линейками 109 и роликами линейки также увлекаются вправо, поворачиваясь на тягах 110. Это приводит их в положение, показанное пунктирно-штриховыми линиями; из чертежа видно, что в этом положении линейки гораздо ближе друг к другу и могут точно направить материал. Дальнейшее перемещение линеек ограничено упорами 113, состоящими из приболченных к рольгангу коробок с буферами 115, снабженными спиральными пружинами 116.

Если ролики 67 приводятся в действие в противоположном направлении, то линейки перемещаются влево (фиг.5) и поворачиваются обратно в положение, показанное сплошными линиями, причем это движение их ограничивается упорами 113. Линейки снабжены колодками 117, прилегающими к упорам, когда линейки находятся в своем внутреннем положении. Тяги 110 имеют на наружном конце добавочное отверстие или отверстия для поворотной монтировки в точке 111, что позволяет изменять их эффективную длину и, тем самым, расстояние между линейками. Рольганг, как видно из фиг. 7, снабжен рядом отверстий для перестановки упоров 113.

Начальное угловое положение тяг на одной стороне рольганга отличается от начального углового положения тяг на другой стороне рольганга. Это объясняется тем, что когда тяги переходят из положения, показанного сплошной линией, в положение, показанное пунктирно-штриховой линией, они перемещаются внутрь до тех пор, пока тяга переходит в положение, перпендикулярное к оси рольганга, а затем несколько наружу, когда тяги переходят из такого перпендикулярного положения в положение покоя.

Если бы угловое положение тяг на обеих сторонах рольганга было одинаковым, то они могли бы притти в перпендикулярное положение одновременно, и тогда линейки могли бьг- сблизиться настолько, что мешали бы передвижению материала. При показанном устройстве такая возможность исключается.

Линейка в верхней части (фиг. 5) приходит во внутреннее положение несколько раньше линейки, расположенной на противоположной стороне. При этом она приходит в соприкосновение с краем прокатываемого материала и придает ему надлежащее направление, а затем, придя в положение покоя, огходит несколько от прокатываемой полосы, которая движется дальше совершенно свободно к стану, но линейка ограничивает ее боковое смещение незначительным зазором, получающимся при перемещении тяг из перпендикулярного положения. Линейка, показанная в нижней части фиг. б, также приходит в соприкосновение с краем полосы, если последняя движется в неправильном положении и тем придает ей надлежащее направление.

Нагретая заготовка подается на один из столов 63 и перемещается в стане и вперед, а валки 54 постепенно сближаются при помощи нажимных винтов, уменьшая сечение полосы и вытягивая ее. Пропуски выполняются быстро с минимальной потерей времени, так что полоса доводится до толщины, допускающей на маты вание, без значительного охлаждения. Затем отклонители приводятся в действие и подают выходящую полосу в одно из мотовил, после чего прокатку продолжают, подавая полосу при помощи захватных валков с одного мотовила на другое. По окончании прокатки материалу дают после последнего пропуска дойти до левого рольганга 63 и до бесцентрового мотовила 118 обычной конструкции, с которого его можно снять.

Предмет изобретения.

1. Реверсивный листопрокатный стан, снабженный обогреваем ы ми муфелями с мотовилами для намотки металла после каждого пропуска и с примене нием отклонителя прокатываемой по-лосы от линии прокатки, отличающийся тем, что отклонитель выполнен в виде поворотной около оси 93 рамки 92 с установленными на ней зубчатками бба и 94, несущими бесконечную цепь ббпр, связанную при посредстве системы рычагов 96, 9? с гидравлическим цилиндром 98.

2. В стане по и. 1 применение направляющего устройства, выполненного в виде скользящих по рольгангу двух линеек 109, шарнирно связанных тягами 110 с кронштейнами 112 и получающих смещение трением роликов б7 рольганга.

3. В реверсивном листопрокатном стане по пп. 1 и 2 применение регулируемых захватных валков б4, 68, помеI щенных между нагревательными печами и клетью стана и служащих для захвата концов прокатываемого материала и повторной подачи к рабочим валкам 54 (фиг. 3).

К патенту as-ной фирмы „Компания холодной обработки металлов" № 47630 иг

I

1 иг

Гкп.,Печа ннй Труд». Знк. ЗОВ-4Ю