Резак для механизированной огневой зачистки отдельных дефектов на поверхности металлического тела

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

«п858549 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 250876 (21)2390851/23-27 (23) Приоритет — (32) 25.08.75 (51)М, Кл, В 23 К 7/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) СшА (3i) 607888

Опубликовано 230881. Бюллетень Но 31

Дата опубликования описания 23.0881 (53) УДК 621. 791..94.056.8.034 (088.8) Иностранец

Стефен Огаст Энджел

{США) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Юнион Карбид Корпорейш" (США)=. (71) Заявитель (54) РЕЗАК ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ОГНЕВОЙ ЗАЧИСТКИ

ОТДЕЛЬНЫХ ДЕФЕКТОВ HA ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО

ТЕЛА

Изобретение относится к гаэопламенной обработке металлов и может быть использовано в металлургической промышленности.

Известно устройство для механизированного удаления отдельных дефектов с поверхности слитка, содержащее резак для огневой зачистки и сопла для подачи воды под давлением f1 ).

Известен также датчик для механизированной огневой зачистки отдельных дефектов на поверхности металлического тела, содержащий корпус с соплом, ширина выходноГо сечения которого больше высоты j2). ° 15

Недостатком известного устройства является образование заусенцев на кромках полосы после рабочего прохода.

Под заусенцем понимается тонкий подтек или слой чистого или слегка ок- 20 сицированного металла, затвердевшего на границе зачистного прохода по поверхности металлической заготовки. Перед прокаткой такие заусенцы должны быть сняты, так как они становятся причиной появления дефектов. Заусенцы образуются там, где поток расплавленного металла, направляемый из зоны первичной реакции зачищающей струей кислорода, затвердевает и сцепля- 30 ется с основным металлом заготовки, что обычно происходит на краях за IHc тного прохода.

Цель изобретения — предотвращение образования заусенцев.

Указанная цель достигается эа счет того, что выходное сечение сопла выполнено с высотой сечения постепенно уменьшающейся до нуля на его краях, максимальная высота выходного сечения сопла расположена в середине указанного сечения, причем выходное сечение выполнено в форме параллелограмма, отношение ширины выходного сечения сопла к его максимальной высоте находится в пределах .от 4:1 до

20:1, выходное сечение сопла выполнено в виде среднего участка с параллельными верхней и нижней кромками и двух крайних участков, а отношение ширины крайних участков к их высоте находится в пределах от 2:1 до 10:1.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, на фиг.2 — сопло, общий вид; на фиг-3 — 12 — варианты выполнения выходного сечения сопла для режущего кислорода; на фиг.13 — стальной сляб, подвергающийся огневой зачистке с применением обычного сопла, вид сверху; на фиг. 14

858549 сечение А-А на фиг.13; на фиг.15 стальной сляб, обработанный согласно предлагаемому способу вид сверху, на фиг.16 В-В на фиг.15, на фиг.17 и 18 — графики зависимости ударного давления (измеренного вдоль горизонтальной оси ныходного отверстия сопла, от расстояния (относительно вертикальной оси выходного отверстия) для обеспечения соответственно свободного от заусенцев и создающего заусенцы реза. Показана также глубина зачистки, соответствующая каждому из графиков.

Резак 1, имеющий возможность некоторого перемещения относительно обрабатываемого изделия 2 (фиг.1 и 2), 1S содержит сопло 3 для режущего кислорода, ширина Й выходного сечения которого больше, чем его высота H.

На фиг.4 и 5 показаны модификации этой формы, которые также обеспечи- gg вают получение свободного от заусенцев реза. Высота выходного сечения Н сопла (фиг.4) линейно убывает до нуля вдоль верхней кромки, в то время, как вдоль нижней кромки высота Н убывает нелинейно, поскольку нижняя кромка представляет собой однородную плавную кривую. Верхняя и нижняя кромки выходного сечения сопла (фиг.5) выполнены в нице плавных кривых. Во всех случаях отношение ширины сечения W к его высоте Н должно оставаться в пределах 4:1 до 20:1, что обеспечивает требуемый, лишенный заусенцев, 9 рез.

На фиг.6 — 8 представлены другие формы выходных сечений резаков для огневой зачистки, в которых длина верхней или нижней кромок равна ширине сечения W. На фиг.6 и 7 показаны треугольные выходные сечения сопла, 4О у которых нысота Н максимальна в средней части и уменьшается до нуля по краям ширины g. Для обеспечения свободного от заусенцев реза треугольные сечения должны иметь отношение ширины к высоте около 12:1. Однако экспериментально доказано, что это соотношение может изменяться в пределах от 4:1 до 20:1 с обеспечением удовлетворительных ре,зультатов.

На фиг.8 показано выполнение сопла, в котором высота сечения выходного отверстия Н не уменьшается планно от середины к его краям, а такое уменьшение имеет, место лишь в крайних участках на расстоянии Ь от краев отверстия. Таким образом, выходное сечение отверстия состоит из среднего участка, на протяжении которого высота Н постоянна, и двух прилегающих к нему крайних участков, бО где высота постепенно уменьшается до нуля по краям.

При этом отношение Ь:Н становится более важным, чем отношение W:Í. Для сечения с максимальной высотой 6,5мм наилучшим найдено отношение Ь: Н=6: 1.

При значительно больших или меньших величинах Н,оптимальное отношение Ь:Н следует определять экспериментально.

Наиболее эффективные отношения ф:Н находятся в пределах от 2:1 до 10:1.

На фиг.9 и 10 показаны формы сечений выходных отверстий сопел, в которых уменьшение высоты сечения имеет место в крайних участках на длине В и в которых высота H средних участков может быть или постоянной, или изменяться в ограниченных пределах, без создания заусенцев по границам зачистного реза. Высота выходного сечения может убывать до нуля линейно (фиг.9), или же уменьшаться одинаково с обеих сторон в крайних участках, но не по линейному закону (фиг.10). При предпочтительной высоте

H-=6,5 мм относительное отношение Ь:Н должно находиться в пределах от 2:1 до 10:1.

У отверстия, форма которого показана на фиг.11, максимальная высота

Н уменьшается неодинаково и не линейно, а ступенчато до тех пор, пока величина ее не достигнет нуля. Хотя зачистная реакция в этом случае получается не такой стабильной по сравнению с реакций, создаваемой наконечником с выходным отверстием, имеющим фор му параллелограмма, тем не менее и здесь может быть получено требуемое уменьшение интенсивности потока кислорода в направлении к его краям, которое обеспечит лишенный заусенцев реэ, имеющий меньшую ширину, чем ширина выходного сечения сопла. Точно так же для получения потока соответствующей конфигурации, создаваемой соплом, имеющим форму параллелограмма, можно расположить рядом друг с другом в определенном порядке набор тонкостенных трубок разного диаметра с уменьшением его от середины к краям (фиг.12).

Как и в отверстии, изображенном на фиг.11, эта форма не является предпочтительной, тем не менее она способна обеспечить свободный от заусенцев зачистной рез.

Устройство работае Р следующим образом.

На предварительно нагретый до температуры воспламенения участок поверхности обрабатываемого изделия 2 через сопло резака 1 подают струю режущего кислорода и начинают перемещать резак 1 относительно обрабатываемого изделия 2

Нормальные профили ударных давлений для образующего и не образующего заусенцы эачищающего потока показаны на фиг.17 и 18. Величины ударных давлений измерялись вдоль горизонтальной оси выходного отверстия сопла. Профиль потока А (фиг.17) характеризует ударное давление (или поток), образуемое соплом, имеющим выходное от858549

Формула изобретения

Фна1 верстие, изображенное на фиг.4, т.е. отверстие, которое создает реэ, свободный от заусенцев. Этот наконечник имеет ширину 152 мм и максимальную высоту в средней части 13 мм. Точечную огневую зачистку детали выполняли с использованием такого наконечника при скорости зачистки 9 м/мин и о угле 30 между осью сопла и поверхностью изделия. Сопло располагали на расстоянии 35 мм от поверхности изделия, если измерять от горизонтальной оси отверстия. Рабочие условия соответствовали профилю потока А, при котором входное давление кислородного наконечника было равно 0,42 кг см расход

Э потока был равен 20,5 м/мин кислорода при 0 С и 10,3 кг/см, .при этом коэффициент окисления металла был равен 0,313 м кислорода на кг снятого металла. Отличительной особеннос тью зачистной струи является то, что Я интенсивность потока постепенно уменьшается от середины профиля A к краям, что обеспечивает получение свободного от заусенцев реза, который имеет ширину 122 мм и глубину 10 мм.

Ширина реза значительно меньше ширины выходного отверстия.

В отличие от описанного, профиль

С фиг.18), полученный при использовании круглого сопла внутренним диаметром 52 мм, является типичным для профиля потока, создаваемого обычным зачистным соплом, и в нем интенсивность потока резко уменьшается до нуля по краям его, образуя ребра неокисленного металла или заусенцы по З5 краям реза (фиг.13 и.14).

Огневую зачистку детали выполняли тем же соплом при той же скорости и угле наклона, как при выполнении реза на фиг.17, при этом входное давле- 40 ние кислорода было равно 32 мм водяного столба, расход кислорода 19,7 м /мин и коэффициент окисления составил 0,307. Полученный рез имеет ширину 200 Мм и глубину 6 мм, что 4 значительно больше ширины выходного отверстия сопла, причем вдоль границ реза появились заусенцы.

При зачистке иэделия 2 в соответствии с предлагаемым способом 1фиг.15 о и 16) образование заусенцев металлом, сдуваемым из зоны зачнстной реакции, практически полностью устранено, благодаря чему получен рез, имеющий гладкий профиль.

1. Резак для механизированной огневой зачистки отдельных дефектов на поверхности металлического тела, содержащий корпус с соплом, ширина выходного се:".íèÿ которого больше высоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью предотвращения образования заусенцев, выходное сечение сопла выполнено с высотой, постепенно уменьшающейся до нуля на его краях.

2. Резак по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что максимальная высота выходного сечения сопла расположена в середине указанного сечения.

3. Резак по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что выходное сечение сопла выполнено в форме параллелограм,ма.

4. Резак по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что отношение ширины выходного сечения сопла к его максимальной высоте находится в пределах от 4:1 до 20:1.

5. Резак по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что выходное сечение сопла выполнено в виде среднего участка с параллельными верхней и нижней кромками и двух крайних участков. 6. Резак по п.5, о т л и ч а ю— шийся тем, что отношение ширины крайних участков к их высоте находится в пределах от 2:1 до 10:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии М 46-14125, кл. 12 В 5, 15.04.71.

2. Авторское свидетельство СССР

9 302193, кл. В 23 К 7/06, 22.12.69 (прототип).

858549 фи. 17

Составитель В.Шишловский

Техред 3. Файта корректор С.Шекмар

Редактор Н.Егорова

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Закаэ 7271/91 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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