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

стке холодных заготовок применяются резаки, имеющие 8— 10 от­ верстий для смеси; при зачистке нагретых — с шестью отверстиями.

Оборудование. участков ручной огневой зачистки состоит из простых стеллажей для укладки заготовок, стояков для подачи кислорода, газа и воздуха. Стеллаж монтируется из бракованных блюмов большого сечения и укладывается на металлические под­ кладки высотой не более 0,5 м. Длина стеллажей определяется количеством одновременно обрабатываемых заготовок. Участки отделки оборудуются механическими кантователями. Кантователь представляет собой тележку, передвигающуюся по рельсам внутри стеллажа с помощью электрической лебедки. На тележке установ­ лен кантующий клин, один конец которого закреплен на оси, а вто­ рой может подниматься при движении тележки вперед с помощью другого подъемного клина, прикрепленного к тянущему концу стального каната или цепи. При обратном движении кантующий клин опускается и свободно проходит под заготовками. На одном торце тележки имеется скребок, который при возврате тележки сгребает окалину в короб, установленный в конце стеллажа. Такая система применяется на Магнитогорском металлургическом комби­ нате.

При ручной огневой зачистке стали в зависимости от источника питания резака имеются следующие схемы организации поста: с питанием от баллонов и от трубопроводов. При питании от бал­ лонов необходимая аппаратура состоит из редукторов, снижающих давление кислорода до требуемой величины; шлангов, подводящих кислород и горючий газ, и резака. При питании от трубопроводов кислород при низком давлении и горючий газ при давлении не ме­ нее 0,7 кгс/см2 поступают без редукторов. Кроме того, на трубопро­ воде горючего газа устанавливается предохранительный водяной затвор или обратный клапан; вместо него допускается установка сухого затвора.

3. РУЧНАЯ ОГНЕВАЯ З А Ч И С Т КА ВЫСОКОХРОМИСТЫХ И ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СТАЛЕЙ

Для высокохромистых и хромоникелевых сталей обычная огне­ вая зачистка неприемлема, поэтому для этих сталей применяется способ кислородно-флюсовой зачистки. При этом способе в ком­ плекс аппаратуры огневой зачистки добавляется устройство для подачи флюса к месту зачистки — флюсопитатель, а обычный резак заменяется специальным, либо модернизируется. Флюс при­ меняется на железной и на алюминиево-магниевой основе.

Для кислородно-флюсовой зачистки с флюсом на железной основе ВНИИАВТОГЕНМАШем разработаны установки УРХС-2 и УРХС-3. Эти установки оборудуются флюсопитателем ФП-3 и ре­ заком РПКФ-3, который работает с внутренней подачей флюса в струю кислорода. Техническая характеристика резаков приве­ дена в табл. 3.

Большое распространение в СССР получили установки для ра­ боты с флюсом на алюминиево-магниевой основе, разработанные Волгоградским заводом «Красный октябрь» и Златоустовским ме­ таллургическим заводом. В установке в пламя ацетилено-кисло- родного резака вводится смесь порошков алюминия, магния и силикокальция. Сгорая в струе режущего кислорода, смесь настолько повышает температуру пламени, что в нем плавится никель, а окислы хрома становятся жидкоподвижными и свободно сду­ ваются режущей струей кислорода с линии реза. Порошок должен быть мелкодисперсным с тонкостью помола не более 0,1 мм.

Установка для огневой зачистки (рис. 7) состоит из резака, питателя и трех шлангов: ацетиленового 15, кислородного 16 и порошкового 17. Резак сконструирован на базе выпускаемых се­ рийно ацетилено-кислородных резаков, описанных выше; к нему добавлен автоматический пружинный клапан для отключения порошкового шланга, а также изменена головка.

В головке 3 резака установлен инжектор 5, которым порошок засасывается по трубке 6 в сопле 1. Автоматический пружинный выключатель порошка состоит из цилиндра 9, внутри которого помещены пружина 10 и плунжер И с клапаном 8. Цилиндр соеди­ няется с трубкой 12 режущего кислорода. При открывании вен­ тиля подачи режущего кислорода газ давит на плунжер 11 и прижи­ мает клапан 8 к отростку 7 порошковой трубки 6. Режущий кисло­ род по трубке 12 поступает в широкую кольцевую камеру 4 го-

ловки резака; следуя далее по направлению к соплу, струя кисло­ рода при обтекании инжектора проходит по узкому кольцевому каналу, приобретая необходимую скорость. В. результате созда­ ваемого разрежения в трубопроводе 6 порошок засасывается из резервуара. При закрывании кислородного вентиля давление на плунжер уменьшается и пружина отводит клапан 8 от отростка 7; засасывание порошка прекращается, втулка 2 сопла и инжектор очищаются от остатков порошка.

Рис. 7. Установка для огневой зачистки нержавеющей стали (а) и [резервуар для подачи порошка к резаку (б):

Резервуар 18 конусной формы, смонтированный на стенде 27, в верхней части оборудован люком 23 для заправки порошком. Через нижнюю часть резервуара проходит шланг 24. В шланге имеется пружина 26, которая одним концом соединена с электро­ двигателем. Внутри резервуара шланг имеет вырез, куда попадает порошок. Пружина, приводимая во вращение двигателем, гонит порошок до регулятора 25 подачи, откуда он в необходимом коли­ честве засасывается инжектором через шланг в резак. В резер­ вуаре 18 флюс разрыхляется посредством гибкого вала 22 и ремен­ ной передачи 20. Излишек порошка направляется пружиной об­ ратно в резервуар по шлангу.

Скорость зачистки колеблется от 1 до 2,5 м/мин при ширине канавки от 15 до 150 мм и глубине соответственно от 2 до 12 мм. На 1 т зачищенной нержавеющей заготовки расходуется 9 м3 кис­ лорода давлением 8— 10 кгс/см2, 0,5 кг карбида кальция и 1 кг порошка, состоящего из 75% силикокальция, 12,5% алюминия и 12,5% магния.

У всех резаков для кислородно-флюсовой зачистки флюс по­ дается внутрь резака. Однако за границей в последнее время при­ меняется смешивание флюса с кислородом вне резака, имеющее ряд преимуществ по сравнению с внутренним (меньший расход флюса, отсутствие опасности его запекания). Недостатком этой конструкции резака является невозможность зачищать в обоих направлениях, переворачивая резак.

При зачистке заготовок с добавкой алюминиево-магниевого порошка образуется много дыма и газов; для удаления их целесо­ образно устанавливать специальные закрытые камеры с отсосом. По всей длине боковых стен камеры выполняются проемы, защи­ щенные двумя слоями мелкой металлической сетки, ниже кото­ рых — щели для резаков. Заготовки, подлежащие зачистке, укла­ дывают мостовым краном на тележку и закатывают в камеру при помощи, например, лебедки. Газовырубщик стоит снаружи ка­ меры и зачищает заготовки резаком, пропущенным в щель, наблю­ дая за работой через проем. Разлетающиеся от металла искры за­ держиваются стенками камеры и сеткой, а образующиеся газы и дым отсасываются вентилятором, установленным вне камеры. Вследствие разрежения в камере дым не проходит через сетки проемов и щели в стенках.

Существуют другие конструкции камер, представляющие собой каркас, закрытый кожухом с трех сторон и снабженный вытяжной вентиляцией. Лобовая сторона камеры выполнена с проемом, за­ крывающимся подвижным щитком, который может перемещаться на роликах по направляющим. Щиток снабжен смотровым окном и гнездом для размещения резака.

Несмотря на простоту работы и незначительную стоимость, ручная огневая зачистка обладает рядом серьезных недостатков: низкая производительность одного рабочего, тяжелые условия труда, влияние квалификации рабочего и степени его утомления на качество поверхности зачищаемого металла и др. Производи­ тельность труда, себестоимость и качество металла при ручной зачистке в настоящее время не удовлетворяют требованиям, предъ­ являемым современными металлургическими заводами, поэтому, особенно в последние годы, получили распространение механизи­ рованные средства для сплошной зачистки металла в потоке и на складе.

4. МАШИННАЯ ОГНЕВАЯ ЗАЧИ С ТКА

Машины огневой зачистки (МОЗ) применяются сравнительно недавно, несмотря на то, что ручная огневая зачистка исполь­ зуется уже свыше 40 лет. С каждым годом увеличивается количе­ ство металла, зачищаемого этими машинами. Первые машины за рубежом были сконструированы еще в сороковых годах. Они позво­ ляли обрабатывать одновременно две противоположные стороны заготовки; две другие зачищались после перекантовки. Современ­

ные машины позволяют обрабатывать заготовки одновременно с че­ тырех сторон. К 1970 г. число работающих во всем мире машин огневой зачистки достигло 180; они в основном выпускаются не­ сколькими фирмами, специализирующимися на их производстве. Опыт передовых предприятий показывает, что организация поточ­ ной механизированной зачистки блюмов и слябов с избытком оку­ пается значительным сокращением объема зачистки на складах.

К машинам огневой зачистки предъявляются следующие тре­ бования: хорошие эксплуатационные качества, безопасность в ра­ боте, закрытые встроенные приводы небольших размеров, агре­ гатная конструкция горелок и коммуникационной арматуры, спе­ циальные устройства для автоматического регулирования пла­ мени, автоматическое регулирование расстояния сопла горелки от обрабатываемого металла, высокопроизводительные плоские горелки с амортизатором и водяным автоматически регулируемым охлаждением для любого горючего газа, центральное электриче­ ское коммутационное устройство для газа с электромагнитными клапанами и одноразовой установкой пламени, возможность вы­ вода машины с участка обработки для обслуживания и ремонта.

Машины огневой зачистки в условиях металлургического производства подвергаются дополнительным нагрузкам за счет самого процесса обработки: пылевидные частички окисленного ме­ талла, разбрызгиваемый шлак, лучеиспускание шлака и обрабаты­ ваемого металла, а также пламя, имеющее температуру до 3000° С. Все это вредно действует на машину.

Основными узлами машины огневой зачистки является станина с горелками и их державками, а также все механическое оборудо­ вание для осуществления движения горелки, которое защищено различными устройствами для охлаждения водой и сжатым возду­ хом. Важное значение имеет коммуникационная арматура, посред­ ством которой установка снабжается кислородом, горючим газом, сжатым воздухом и охлаждающей водой. Коммуникационная арма­ тура размещается в стороне от блока горелок. Она должна нахо­ диться под наблюдением и быть легкодоступной для осмотра. К об­ щей установке, помимо машины огневой зачистки, относится вспо­ могательное оборудование: устройства для транспортирования и поворота обрабатываемого металла; предохранительные устрой­ ства; приспособления, разбрызгивающие воду для шлаковой гра­ нуляции, включая насосы высокого давления; устройства для сбора и уборки шлака; приспособления для отсасывания отходящих газов; пылеулавливатель, а также устройства и трубопроводы для подготовки и подачи всего необходимого для работы машины.

Пример установки МОЗ в потоке блюминга показан на рис. 8.

Универсальная машина для огневой зачистки. На Магнито­ горском металлургическом комбинате впервые в СССР была вве­ дена в эксплуатацию универсальная машина для огневой зачистки горячего металла в потоке блюминга, на которой можно произво­ дить зачистку кипящей, углеродистой спокойной, низколегирован-

0 і о

H q я

я та о.

« О.Н

1£[

я 5

та >>., Ô.B J5

Я 5таоЧ

»Я ± н

о л та

д я со 0 в я

S'2 «

О) ?»Ч « I Ö

1 <N 1

та

0 Ö..

ной и легированной сталей. Техническая характеристика этой машины приведена в табл. 4. .

Механическая часть машины (рис. 9) состоит из рамы 3, в кото­ рой по направляющим перемещаются верхняя 2 и нижняя 5 тра­ версы. По траверсам в горизонтальном направлении движутся верхний 9 и нижний 13 суппорты с газорежущими блоками 15 и 16, состоящими из двух горизонтальных и двух боковых газорежущих головок. В каждой головке имеется поршневое газораспределитель­ ное устройство, щелевые кислородные резаки внешнего смешения и водоохлаждаемые башмаки с опорными пластинами. По верти­ кали траверсы передвигаются с помощью верхнего 10 и нижнего 12 гидропневматических цилиндров. Для устранения перекоса и за­ клинивания траверс в направляющих при движении предусмо­ трены рычажные механизмы 8 и 14. Каждый механизм состоит из вала, установленного в двух подшипниках на станине, и укреплен­ ных на обоих концах вала рычагов, к которым через специальные подвески крепятся траверсы. Пружинные амортизаторы 7 смяг­ чают удары по раме машины при разведении траверс. Суппорты с газорежущими блоками по траверсам перемещаются посредством гидропневматических цилиндров 6 и 11. Для заготовок различной высоты боковые головки газорежущих блоков могут перемещаться по вертикальным направляющим суппортов. Рама машины смонти­ рована на специальной тележке, передвигающейся по рельсам перпендикулярно оси прокатки с помощью реверсивного при­ вода 18. Это позволяет выводить машину из технологического потбка для периодического осмотра и ремонта. При выдвижении машины из потока на ее место устанавливается неприводной роль­ ганг /, смонтированный на отдельной подвижной тележке. Опор­ ный ролик 17 устраняет провисание раската при движении его через машину. Ролики 4, укрепленные на опорных плитах боко­ вых головок, упираясь при сближении блоков в опорные планки траверс, исключают возможность захода боковых головок за край горизонтальных и обеспечивают автоматическую установку боко­ вых головок в соответствии с высотой заготовки. В комплекс обо­ рудования МОЗ входят также неприводной рольганг 1 с направля­ ющими линейками (на входе), тянущий рольганг 19 с прижимными роликами (на выходе), насосная установка для подачи воды к фор­ сункам гидросбива и дымососный агрегат для очистки продуктов горения.

Резаки, газораспределительное устройство и опорные башмаки охлаждаются проточной водой, а наиболее ответственные участки (нижняя пластина резака, опорные пластины башмаков) — газо­ водяной смесью. Для грануляции и охлаждения получающихся отходов металла служат четыре форсунки, расположенных на рас­ стоянии 450—500 мм от линии установки резаков. Важное значе­ ние в работе машины имеет вентиляция, так как в процессе зачи­ стки образуется большое количество бурого дыма и сажи. Про­ дукты горения отсасываются дымососом производительностью

5 0 2 5

130 тыс. м3/ч. На рольганге перед машиной установлен газозабор­ ный короб с направляющими перегородками. Продукты горения очищаются двумя циклонами и блоком фильтров. Предусмотрена специальная система тушения пожара на кислородных коммуни­ кациях при помощи азота.

Толщина снимаемого слоя металла зависит от скорости дви­

ступень используется только для ускорения подачи и отвода раската).

Раствор направляющих линеек на рольганге перед машиной регулируется винтовым механизмом в пределах 275— 1250 мм. Точно останавливается раскат в момент подхода заднего его конца к газорежущим блокам с помощью прижимного ролика.

Управление механизмами передвижения машины, регулирова­ ние вертикальных и горизонтальных форсунок, блоков в горизон­ тальном и вертикальном направлениях выполняется автоматиче­ ски; в этом случае импульсы на начало, окончание и изменение глубины зачистки подаются от индикаторов металла и электрон­ ных реле времени. Управлять можно полуавтоматически с по­ мощью командоконтроллеров, либо вручную. В этом случае каж­ дый механизм включается отдельными универсальными переключа­ телями. Для уменьшения потерь металла с отходами предусмо­ трено программное устройство, позволяющее задавать различную глубину зачистки по длине раската. Включаются и отключаются сопла гидросбива одновременно с включением и отключением горе­ лок режущего кислорода.

Универсальная машина работает следующим образом. В исход­ ном положении блоки разведены так, что исключается касание их раскатом при заходе в машину огневой зачистки при минимальном перемещении во времени движения на металл. Импульс на включе­ ние цилиндров перемещения блоков подается после остановки раската перед машиной. Для подведения горизонтальных газоре­ жущих головок к поверхности зачищаемого металла в соответст­ вующие полости цилиндров 10 и 12 подается воздух посредством электромагнитного клапана. Сближаются боковые газорежущие головки цилиндрами 6 к 11. Боковые газорежущие головки уста­ навливаются по высоте в соответствии с размерами зачищаемого раската и передвигаются в вертикальном направлении гидроци­ линдрами 6.

Одновременно со сведением блоков включается греющий кисло­ род. Спустя 0,5— 1 сек подается горючий газ. Газ зажигается от металла, последний нагревается до температуры плавления; затем включается режущий кислород и начинается зачистка раската. Время подогрева металла колеблется в пределах 5— 10 сек. Через 1 сек после подачи режущего кислорода подключается вода к фор­ сункам гидросбива шлака. Обдувается раскат и зачищаются от засорения резаки воздухом, подаваемым через золотниковые рас­