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

пределители. После окончания зачистки блоки расходятся, подача газа и воды гидросбива отключается, раскат подается к ножницам.

При зачистке очередного раската цикл повторяется.

Машина огневой зачистки блюмов устанавливается перед нож­ ницами в потоке блюминга. Техническая характеристика приве­ дена в табл. 4.

Машина состоит из двух кареток. Каретки установлены на рельсах, уложенных перепендикулярно направлению движения зачищаемого раската. На каждой каретке имеются вертикальные колонны, по которым на катках, вращающихся на-подшипниках качения, перемещается шахта. Усилия в направлении прокатки воспринимаются катками; оси катков параллельны осям роликов рольганга. Каретка перекатывается по рельсам на бегунках, смонтированных на подшипниках качения. Рельсы защищаются от попадания окалины и шлака специальными кожухами.

К одной из шахт крепится верхняя и боковая газорежущие го­ ловки с резаками; к другой — нижняя и боковая газорежущие головки. Каждая пара блоков образует жесткий прямой угол. Блоки могут закрепляться либо жестко, либо шарнирно; в послед­ нем случае блоки уравновешиваются пружинной подвеской, при­ крепляемой к корпусу шахты. При размещении газорежущих блоков в одной плоскости для различного сортамента раскатов один из каждой пары блоков выполняется подвижным, что создает сплошной огнезащитный контур вокруг зачищаемого металла. Положение блоков фиксируется сельсинами грубого и точного отсчета. Настройка их осуществляется устройством, установлен­ ным на пульте управления.

Нижняя часть корпуса шахты перекрыта стационарным кожу­ хом, который препятствует попаданию пыли и окалины на поверх­ ность катков на колонне. Нормальная работа подшипников катков обеспечивается тем, что корпус шахты выполнен с двойными стен­ ками, между которыми циркулирует вода.

Каретки горизонтально перемещаются посредством горизон­ тальных гидроцилиндров двойного действия. Плунжеры цилиндров жестко соединены между собой через стопорный механизм. Послед­ ний состоит из пневмоцилиндра и подпружиненного штока-сто­ пора, связывающего каретку с плунжерами цилиндров. Диаметры плунжеров этих цилиндров выбираются таким образом, чтобы усилие прижатия боковой газорежущей головки к зачищаемому металлу составляло порядка 300 кго. Это усилие регулируется из­ менением давления масла.

Шахта с газорежущими блоками вертикально перемещается по колонне с помощью вертикальных гидроцилиндров. Штоки этих цилиндров прикрепляются легкосъемными клиньями к верхней стенке шахты. Нижний блок к металлу поджимается усилием, пре­ вышающим вес шахты с блоками нижней полости цилиндра, а верх­ ний блок — подключением верхней полости цилиндра. Усилие поджатия регулируется сменными грузами и давлением масла.

и отстоящий от прежнего паза на величину полного хода гидроци­ линдров и повторяется ход назад.

Таким образом, с помощью шагающего механизма каретки раз­ водятся так, что газорежущие блоки оказываются вне рольганга и обеспечивается быстрый переход машины на зачистку различных по ширине раскатов.

Пользуясь шагающим механизмом и одной из установок гори­ зонтальных гидроцилиндров, можно полностью вывести обе каретки машины на одну из сторон рольганга для ее настройки или ремонта.

Машина огневой зачистки слябов (рис. 10) устанавливается перед ножницами в потоке слябинга. Техническая характеристика приведена в табл. 4.

Машина имеет следующую конструкцию. Станина представляет собой литую каретку, на которую устанавливаются стойки 3, несущие направляющие для ползунов. Стойки в верхней части соединены между собой траверсой. Станина размещается на на­ правляющих плитах 1, установленных стационарно на фундамент, что позволяет выводить машину из линии стана для ремонта, осмотра и т. п. Передвижение машина получает от электродвига­ теля через глобоидно-цилиндрический редуктор 11 и реечную пере­ дачу. На вертикальных направляющих станины размещаются верхний и нижний ползуны 7, несущие соответственно верхнюю и нижнюю тележки 5, на которых монтируются газорежущие блоки. Перемещаются ползуны в вертикальном направлении с по­ мощью пневмоцилиндров 4 двойного действия и грузового уравно­ вешивания 10\ горизонтально — с помощью пневмоцилиндров 6 двойного действия.

Верхняя головка 9 предназначена для зачистки верхней и левой (по ходу движения) боковой поверхностей раската; нижняя го­ ловка 8 — нижней и правой боковой поверхностей.

К станине прикреплена секция двухроликового рольганга 2, которая при выводе машины из линии стана устанавливается по оси прокатки. Наличие прижимных роликов перед машиной и за ней позволяет зачищать раскат минимальной длины (8 м). Привод вертикального перемещения прижимных роликов пневматический от цилиндров двойного действия диаметром 360 мм.

Машина зачищает пороки слябов, залегающие не глубже 2—3 мм, Толщина снимаемого слоя металла регулируется изменением ско­ рости прохождения раската в машине, для чего рольганги перед машиной и за ней снабжены приводом, позволяющим регулировать скорость в широких пределах.

Перед машиной установлены сопла гидросбива шлака с зачи­ щаемого металла. В процессе зачистки образуется большое коли­ чество дыма и пыли. Для их удаления на рольганге перед машиной установлен зонт вентиляторов, через который газы по коробчатым дымоходам попадают к эксгаустеру, где очищаются. Производи­ тельность вентиляторов 200 тыс. м3/ч.

На рис. 12 показана конструкция щелевого резака универсаль­ ной машины. Он состоит из верхней 3 и нижней 2 пластин, распре­ делительной гребенки 7 и стяжных винтов 6. Кислород подается из распределительного блока в выравнивающую камеру 9 откуда

Рис.42 . Щелевой резак£универсальной машины огневой зачистки

непосредственно в полость плоскопараллельного сопла 1, которое обеспечивает выравнивание кислородной струи по фронту зачистки. Горючий газ поступает через отверстия 11, 12 в распределительные

£-£

Рис. 13. Конструкция щелевого резака:

1 — в е р х н я я п л а с т и н а; 2 — н и ж н я я

газовые коллекторы. Для стабилизации устранения срыва факела часть кислорода (1,5—2%) отводится от выравнивающей камеры 9 к отверстию 5 выхода горючего газа. Для стабилизации факела часть кислорода подается в отверстие 4. Охлаждается резак водой, который подается в полости 10, откуда через отверстия 8 отводится в коллектор.

В зависимости от размеров зачищаемого проката включается определенное число секций шириной по 50 мм. Кислород выходит через прямоугольные щели, а природный газ — через два ряда от­ верстий, расположенных по обе стороны кислородной щели, сме­ шивание происходит вне резака. Преимуществом описанной кон­ струкции резака является его компактность, удобство в эксплуа­ тации в связи с простотой монтажа и демонтажа, безопасность в работе. Такая конструкция исключает возможность смешения газа и кислорода внутри резака, так как газовые полости отделены от кислородных перегородками.

На рис. 13 показана конструкция резака, применяемого на ма­ шинах огневой зачистки слябов.

Режимы зачистки горячего проката на машинах огневой зачистки. Для обеспечения зачистки всего потока металла на

современном блюминге целесообразно устанавливать две машины, которые могут работать поочередно. Это даст возможность пере­ ходить с зачистки проката одного профиля на другой без перерыва

вработе стана или снижения его производительности. Эксплуатируются такие установки (рис. 14) на Магнитогорском

металлургическом комбинате и Западно-Сибирском металлурги­ ческом заводе. Для введения машины в поток или замены ее резерв­ ной требуется 25 сек, что дает возможность зачищать блюмы и

Рис. 14. Схема спаренных машин огневой зачистки металла:

слябы любого сортамента при максимальной производительности. Зачистка металла производится со скоростью 0,25—0,75 м/сек, глубина зачистки регулйруется в широких пределах изменением скорости проката и расхода кислорода, время цикла зачистки различных раскатов находится в пределах 30—40 сек.

В этих машинах газорежущие головки непосредственно не опи­ раются на поверхность зачищаемого раската, а устанавливаются на расстоянии 3—5 мм от поверхности в результате применения роликовых опор, закрепленных на суппортах. Использование та­ кой конструкции позволяет раздельно опускать газорежущие головки на металл и следить за его поверхностью, что очень важно при зачистке искривленных раскатов.

Исследованиями, проведенными на Магнитогорском металлурги­ ческом комбинате [31 ], установили оптимальные режимы зачистки: скорость 0,4—0,5 м/сек, расход кислорода 45—55 м3/ч на 1 см ширины зачистки.

Рис. 15. Схема установки газорежущего блока машины огневой зачистки:

1 — ве р х н ее за щ и т н о е п л а м я ; 2 — р е за к ; 3 — га з о р а с п р е д е л и ­ т е л ь н ы й блок; 4 — супп орт; 5 — о п о р ны й р о л и к ; 6 — з а ч и ­

\ Основными факторами, влияющими на производительность и экономичность зачистки поверхности на машинах огневой зачистки является температура зачищаемого металла, чистота и расход ре­ жущего кислорода и длина струи его в атмосфере. Челябинским научно-исследовательским институтом металлургии совместно с Магнитогорским металлургическим комбинатом изучалось влия­ ние этих факторов на процесс огневой зачистки металла [9 ]. Иссле­ дования проводились на заготовках малоуглеродистой стали;

роль играет чисто тепловой процесс нагрева металла и его после­ дующего расплавления. Процесс зачистки можно представить так. В месте встречи струи кислорода с поверхностью металла происхо­ дит реакция горения железа и образуется пленка окислов. Часть выделяющегося при этом тепла распространяется в глубь массы металла, а основная часть нагревает, а затем расплавляет поверх­ ностный слой металла.Толщина жидкого слоя определяется исклю­ чительно условиями его механической устойчивости и зависит от сил, действующих на поверхность расплавленного металла со сто­ роны кислородной струи, а также от его физических свойств. По мере продвижения фронта расплавления металла жидкая фаза по­ стоянно сдувается с его поверхности, так что толщина жидкого слоя за фронтом расплавления остается постоянной.

В л и я н и е п р е д в а р и т е л ь н о г о н а г р е в а . Ис­ следования, проведенные Челябинским научно-исследователь­ ским институтом металлургии, позволили установить зависимость между температурой зачищаемого металла, глубиной зачистки и удельным расходом кислорода. Из графика (рис. 16, а) следует, что удельный расход кислорода V резко уменьшается с повышением температуры нагрева. Уже при температуре 1100° С, т. е. конца прокатки блюминга, удельный расход кислорода уменьшается в два раза, а глубина зачистки металла оказывается в 6 раз больше,

зачистки от температуры зачищаемого металла (а); чистоты кислорода (б), скорости зачистки (в), длины струи режущего кислорода (г) и количества кислорода (д):

1 — гл у б и н а зачи стки б; ? — у дельны й расх о д ки слорода

чем при зачистке холодного металла. Отсюда следует, что темпе­ ратура металла перед зачисткой является одним из основных фак­ торов, определяющих производительность огневой зачистки. Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе способа зачистки металла и места расположения машины в потоке прокатного стана.

В л и я н и е ч и с т о т ы к и с л о р о д а . Концентрация кислорода в режущей струе вблизи зоны горения металла суще­ ственно влияет на производительность зачистки и зависит от исход­ ной чистоты кислорода, поступающего из сети, и режима работы кислородных резаков. Это подтверждается исследованиями, про­ веденными ЧНИИМ.

Для машины огневой зачистки горячего металла возможно при­ менение технологического кислорода чистотой 95—97%. Полу­ чающееся при этом снижение производительности зачистки можно компенсировать некоторым увеличением расхода кислорода на резаки. При снижении чистоты с 99,6 до 97% глубина зачистки уменьшается приблизительно на 12% (рис. 16, б).

В л и я н и е с к о р о с т и д в и ж е н и я м е т а л л а . Теоретические и экспериментальные исследования [8] показали обратно пропорциональную зависимость между глубиной зачистки и скоростью движения металла через машину (рис. 16, в). Удель­ ный расход кислорода практически не зависит от скорости зачи­ стки в диапазоне ее изменения вплоть до 0,65 м/сек.

В л и я н и е д л и н ы с т р у и р е ж у щ е г о к и с л о ­ р о д а . С удлинением режущей струи кислорода [8] (рис. 16, г) уменьшается концентрация кислорода, подаваемого в зону горе­ ния металла, что приводит к снижению производительности. Опыт­ ным путем установлена зависимость (рис. 15) между длиной кисло­ родной струи и производительностью резки. Следовательно, при конструировании кислородных резаков необходимо стремиться к максимальному приближению их к поверхности зачищаемого металла.

В л и я н и е р а с х о д а к и с л о р о д а . При увеличении расхода кислорода зачистка металла более экономична. Глубина зачистки прямо пропорциональна приращению расхода кислорода.

Графически зависимость глубины зачистки и удельного рас­ хода кислорода от общего его расхода показана на рис. 16, д. Из графика следует что с уменьшением расхода кислорода произво­ дительность при зачистке резко снижается, а удельный расход возрастает. Это надо учитывать при выборе оптимального режима работы машины. Более экономично вести зачистку металла при максимальных расходах кислорода в резаках, регулируя глубину зачистки изменением скорости движения металла через машину.

Хотя на машине огневой зачистки с поверхности металла уда­ ляется подавляющее количество мелких дефектов, остаются глу­ бокие трещины, крупные плены и рванины. Поэтому металл допол­ нительно зачищается вручную. Показатели работы универсальной машины приведены в табл. 5.

При огневой зачистке за 1 ч образуется от 8 до 20 т отходов металла. Для предотвращения образования наростов и глыб сва­ рочного шлака необходимо форсунки гидросбива устанавливать так, чтобы струи воды проходили в непосредственной близости от всех четырех плоскостей заготовки. Наиболее мелкие фракции увлекаются газовым потоком системы вентиляции и осаждаются в пылеулавливателях перед дымососом. Общее количество осажда­ емого за 1 ч такого порошка размером 0,1—0,2 мм составляет до

1,5 т.

Машина огневой зачистки ^ля удаления обезуглероженного

слоя. Для борьбы с поверхностным обезуглероживанием металла на ряде сортовых станов целесообразно использовать машины для огневой зачистки заготовки перед окончательной прокаткой ее на сортовые профили.

На мелкосортном стане 300-2 ЧМЗ между нагревательной печью и окалиноломателем установлена машина огневой зачистки для удаления обезуглероженного слоя с поверхности рессорной стали.