книги из ГПНТБ / Роспасиенко В.И. Средства для зачистки проката

Давление воздуха для сдувания расплавленного металла 4— 6 кгс/см2 с максимальным расходом 50 м3/ч. В зависимости от угла наклона электрода к поверхности заготовки можно снимать слой металла различной толщины. Практически процесс ведется при плотности тока 0,5—4 а/мм.

При зачистке хорошо зарекомендовали себя графитированные пластинчатые электроды, которые имеют большую стойкость, чем угольные сварочные электроды.

С помощью воздушно-дуговой обработки удаляют дефекты про­ ката (песочины, рванины, плены, заусенцы, трещины и пр.), воз­ никающие в процессе горячей прокатки легированных сталей. Воздушно-дуговая обработка по сравнению с вырубкой пневмати­ ческим зубилом и кислородно-флюсовой зачисткой обладает рядом преимуществ, так как уменьшается трудоемкость и повышается производительность.

Дуговой метод зачистки основан на выплавлении металла теплом элёктрического дугового разряда, сопровождающийся образованием канавки (углубления). Удаляется расплав за счет собственного веса капель жидкого металла, что достигается вер­ тикальным или наклонным расположением дефектной поверхности.

Для зачистки применяются угольные и металлические обмазан­ ные электроды. Электрод, расположенный под углом 10—60° к обрабатываемой поверхности, передвигается с такой скоростью, чтобы капли выплавляемого металла находились под действием дуги. Дуговую зачистку можно производить и при горизонталь­ ном расположении заготовки. При этом необходимо пользоваться стальными обмазанными электродами, которые, помимо основных функций (поддержание дуги, управление ею), служат для удале­ ния расплавленного металла.

Диаметр электрода при дуговой зачистке выбирается исходя из ширины канавки (дефекта). Глубина ее регулируется скоростью перемещения электрода. Глубокий дефект выплавляется за не­ сколько проходов. При использовании обмазанных электродов применяется переменный и постоянный ток, а при использовании угольных — только постоянный ток. Применяются электроды с покрытиями ЛИМ, ЭР, сварочные ЦМ-7, ОММ-5 и другие диа­ метром 5—8 мм. Для питания дуги используются мощные свароч­ ные трансформаторы и генераторы:

в местах, не доступных для зубила или абразивного круга; этот способ эффективен также при исправлении дефектов заготовок, у которых поверхность запорочена неметаллическими включе­ ниями.

Несмотря на относительно большой расход электродов (140— 240% от веса удаляемого металла) дуговая зачистка эффективнее вырубки пневматическим зубилом, так как в несколько раз про­ изводительнее вырубки и требует значительно меньше затрат физи­ ческого труда.

Кислородно-дуговой метод зачистки основан на сжигании стали по линии реза струей кислорода при одновременном действии электрической дуги; наряду с химической реакцией окисления и механической энергией кислородной струи используется электри­ ческая энергия дугового разряда [4]. Промышленное опробывание кислородно-дугового метода было осуществлено на Кузнец­ ком металлургическом комбинате при зачистке слябов и слитков нержавеющей стали.

Резак выполняется в виде кислородной приставки к обычному сварочному электрододержателю. Кислород подается к концу электрода с помощью подвижной трубки, которая передвигается по мере обгорания электрода, причем кислородное сопло движется параллельно оси электрода. Под действием тепла электрической дуги и экзотермических реакций кислорода с металлом сталь пла­ вится и превращается в шлак, легко сдуваемый струей кислорода в сторону. Для получения канавки необходимой формы исполь­ зуется пластинчатый графитовый электрод. Глубина зачистки регулируется изменением скорости перемещения резака. В каче­ стве источника тока применяется мощный сварочный преобразо­ ватель ПСМ-1000.

Промышленное опробывание кислородно-дугового способа за­ чистки позволило установить следующие технико-экономические показатели и технологические параметры зачистки нержавеющей стали:

Качество поверхности листов из слябов, зачищенных кисло­ родно-дуговым способом, близко по качеству к листам, зачищен­ ным сплошным строганием.

Рис. 156. Схема электроконтактной обработки слитков

Электроконтактная обработка основана на тепловом воздей­ ствии на обрабатываемую поверхность импульсов электрического тока и является одной из разновидностей электроэрозионного спо­ соба обработки металла.

Схема электроконтактной зачистки показана на рис. 156. Зачищается заготовка вращающимся инструментом, выпол­

ненным в виде диска 3, подключенного последовательно с заготов­ кой в цепь переменного тока (трансформатор 1) и прижимаемого к поверхности заготовки 2. При напряжении 26—50 в между дис­ ком и заготовкой возникают дуговые разряды, в результате чего

интенсивно оплавляется поверхностный слой металла. Механиче­ ское трение инструмента о зачищаемую поверхность отсутствует.

Конкретное напряжение установить трудно, так как оно зави­ сит от теплофизических свойств металла или сплава, теплообмена межэлектродного промежутка с окружающей средой, наличия давления между инструментом и заготовкой. При ведении про­ цесса зачистки важную роль играет удаление металла из рабочего пространства и предохранение поверхности заготовки от наплывов и брызг расплавленного металла. Удаляется металл из межэлек­ тродного промежутка в результате расплавления, некоторого испа­ рения частиц металла и выброса их вращающимся диском. Направ­ ление подачи диска на заготовку выбирается таким, чтобы рас­ плавленный металл стекал по возможности вниз под действием собственного веса и в сторону еще не обработанной поверхности, а также исключал образование крупных капель и наплывов, окисленных гранул шарообразной формы и наварки частиц дисперс­ ного металла. Удалению расплавленного металла и предотвраще­ нию приваривания брызг способствует подвод сжатого воздуха.

Схема обработки тел вращения при электроконтактной зачи­ стке идентична фрезерованию тел вращения цилиндрическими фрезами с продольной подачей.

Станки для электроконтактной зачистки слитков созданы ЭНИМСом: для обработки квадратных слитков — модель МЭ-10,

Электроконтактный станок состоит из механизма, обеспечиваю­ щего движение заготовки, диска-инструмента и токоподвода к заготовке и диску. Оба станка оснащены погруженным в воду транспортером, куда попадает снятый с зачищенного слитка металл. Последний собирается в виде гранул в специальные емко­ сти для вторичного использования.

Кинематика слиткообдирочных станков для электроконтакт­ ной зачистки аналогична кинематике шлифовальных станков:

плоскошлифовального — для многогранных слитков и кругло­ шлифовального— для круглых слитков.

Процесс электроконтактной обработки связан с тепловым дей­ ствием дуги. Большое количество тепла, выделяющееся в диске и элементах станка, вызывает их интенсивный нагрев. Методика теплового расчета станка разработана в ЭНИМСе.

Станки питаются переменным однофазным током промышлен­ ной частоты. При проектировании системы электроснабжения станка должны быть выбраны напряжение питающей сети и тип понижающего трансформатора, рассчитаны питающая и рабочая сети. Методика расчета и конструирования электрической части станка разработана А. С. Давыдовым.

Внедрение электроконтактной зачистки слитков из трудно­ обрабатываемых резанием сталей позволяет повысить произво­ дительность по сравнению с точением в 10 раз.

Несмотря на относительное увеличение расхода электроэнер­ гии, себестоимость электроконтактной зачистки слитков из труд­ нообрабатываемых сталей по сравнению с точением уменьшается в 2—3 раза.

Анализ изложенного показывает, что средства зачистки про­ ката требуют серьезного внимания и дальнейшего совершенство­ вания. Новые участки зачистки и поточные линии должны про­ ектироваться с использованием новейшего оборудования с пози­ ций максимальной производительности, минимальной трудоем­ кости, необходимых санитарно-гигиенических условий труда, наименьшей стоимости зачистки и наиболее целесообразного потока материалов с учетом местных условий и имеющегося обору­ дования.

Описанные способы зачистки далеко не равноценны по своим технико-экономическим показателям. Их применение обусловлено физическими свойствами обрабатываемых материалов, харак­ тером расположения дефектов на поверхности проката, требова­ ниями, производительности, качества и т. п. Выбор средства за­ чистки определяет размеры участка, на котором будет осуществ­ ляться технологический процесс.

Производительность зачистных агрегатов зависит от обосно­ ванно назначенных режимов, площадей и характера расположе­ ния дефектов. Отработка технологических режимов для каждого способа зачистки является главной и постоянной задачей по со­ вершенствованию технологии зачистки.

Самого пристального внимания требуют исследования харак­ тера, глубины залегания и площади дефектов поверхности про­ ката различного сортамента. Указанные исследования позволят обоснованно рассчитывать производительность машин, станков и поточных линий. Для решения этих задач необходимо создание надежных средств обнаружения, измерения дефектов, а также поиски новых способов зачистки. В этом плане представляется перспективным применение плазменного способа зачистки.

Особого внимания заслуживает поточная зачистка проката. Необходимо проведение исследований в этом направлении с целью изыскания возможности осуществления поточной зачистки во всех приемлемых случаях.