книги из ГПНТБ / Вакуумные прокатные станы

валками и четные — с вертикальными. При необходимости клети с вертикальными валками могут быть повернуты на 90° относи­ тельно оси прокатки и использованы как клети с горизонтальными валками. Специальный редуктор позволяет передать крутящий момент от шпинделей к валкам под углом 90°. При разработке конструкции рабочей клети с горизонтальными валками за основу была принята клеть стана 170 конструкции ФТИ АН УССР. Диа­ метр рабочих валков 170 мм, длина бочки 144 мм, максимальный зазор между валками 20 мм. Привод первой клети с горизонталь­ ными валками осуществляется от электродвигателя постоянного тока типа П-91 мощностью 14 кет через клиноременную передачу, редуктор, шестеренную клеть и шпиндельное устройство. Привод

с помощью четырех нажимных винтов, люфты в которых выби­ раются с помощью пружин. Привод клетей с вертикальными вал­ ками выполнен от электродвигателя постоянного тока типа П-52 мощностью 8 кет через редуктор, шпиндельное устройство и две (по одной на каждый валок) червячные передачи. Скорость про­

разрежения до (1 — 5) - Ю - 5 мм рт. ст. поддерживается непрерыв­ ной работой высоковакуумного насоса Н-8Т, среднее быстродей­ ствие которого между 10~5 и 2 - Ю - 4 мм рт. ст. равно 8000 л/сек.

Стан позволяет прокатывать профили длиной до 5 м различ­ ного сечения из заготовок диаметром 30—50 мм, которые подают в нагревательную печь с помощью загрузочного устройства, вме­ щающего 6—8 заготовок. Максимальная рабочая температура печи 1400° С. Габариты стана: длина 14 500 мм, ширина 3500 мм, высота 2350 мм. Общая масса установки — 12 т .

Стан для теплой прокатки труб в среде инертного газа

Первые прокатные станы и установки для прокатки труб в инертных средах и в вакууме были разработаны в СССР [27, 52, 72].

Рассмотрим устройство к станам ХПТ, предназначенное для теплой прокатки труб из тугоплавких и легкоокисляющихся металлов в среде инертного газа. Оно создано путем применения местных укрытий существующего оборудования.

На рис. 88 показаны схема установки и конструкция уплот­ нения входного и выходного отверстия.

120

Конструкция устройства выполнена так, что позволяет при необходимости быстро его демонтировать. Устройство состоит из герметичной камеры, внутри которой перед прокатными вал­ ками установлен индукционный нагреватель 5. С переднего и зад­ него концов камеры имеются холодильники 3, в которые вмонти­

Б

~*\ Выход газа

-К

Рис. 88. Схема стана для теплой прокатки труб среде инертного газа

Вмонтированные в холодильники уплотнения состоят из кор­ пуса 15, в который вложены кольца 16 из теплостойкой резины и металлические шайбы 17.

Уплотнения в холодильниках и уплотнения на стержне и шомполе расположены друг под другом, причем кольца 16 имеют отверстия меньше, чем наружный диаметр трубы, а кольца 18 по наружному диаметру больше, чем внутреннее отверстие трубы. Таким образом, если в уплотнениях даже отсутствует труба, гер­ метичность уплотнений сохраняется.

К траверсе стана крепится плита 4, на которой укреплен ин­ дукционный нагреватель 5. Плита имеет разъем для прохода шин. На лобовой стене стана укреплена стойка, в которую ввинчена

121

направляющая проводка. К плите, стойке 8 и крышкам 7 кре­ пят меха 6, изготовленные из электроизоляционного картона. Внутри меха обклеены перкалью с огнезащитной пропиткой, снаружи — полиэтиленовой пленкой. Меха охлаждаются водой, подаваемой через спреерное устройство, смонтированное на клети (на рис. 88 не показано).

В патроне 9 поворота подшипники охлаждаются циркуляцион­ ной смазкой. Опорные подшипники валков и шейки валков также охлаждаются циркуляционной смазкой. Для контроля за течением смазки и ее температурой установлены указатели течения смазки типа УТЖ и стеклянные ртутные термометры ТТ-2.

Через корпус уплотнений 10 проходит трансмиссионный вал / / , тяга управления патроном поворота (на рис. 88 не показана) и трубопроводы циркуляционной смазки подшипников патрона поворота. Подшипник трансмиссионного вала, прилегающий к кор­

ниях в качестве уплотняющих прокладок применена теплостойкая

Стан работает следующим образом: в камеру со стороны холо­ дильников впускается нейтральный или защитный газ, который, заполняя камеру, вытесняет через выходное отверстие находя­ щийся там воздух. После этого выходное отверстие соединяется с системой очистки газа и, после доведения газа до заданной чистоты, начинается прокатка. По мере загрязнения газ очи­ щается, проходя через систему очистки.

В качестве технологической смазки при прокатке применяется стекловидная обмазка, наносимая на поверхность заготовки перед

Вакуумный стан для прокатки труб

Во Всесоюзном научно-исследовательском и конструкторскотехнологическом институте трубной промышленности сконструи­ рован вакуумный пилигримовый стан для прокатки труб из ста­ лей и металлов, которые в процессе нагрева до высоких температур окисляются или насыщаются вредными газовыми примесями [52, 72]. Стан полностью автоматизирован. Вакуумная зона, в которой нагревается, прокатывается и охлаждается труба, имеет неболь­ шой объем. На стане можно получать трубы сечением 57—89X Х2—10 мм, длиной 4—7 м.

122

Станы для прокатки металлических порошков в вакууме и инертной среде

Первым станом для прокатки металлических порошков в СССР

является экспериментальный трехклетевой стан ИМ-1, изготовлен­ ный в 1960 г. [10, 11 ] . С созданием этого стана появилась возмож­ ность широкого внедрения процесса прокатки металлических порошков как на воздухе, так и в инертной среде (аргон, гелий).

Стан ИМ-1 состоит из черновой клети, двух чистовых клетей и моталок. Привод каждой клети осуществляется от электродви­ гателя постоянного тока через червячный редуктор, шестеренную клеть и универсальные шпиндели. Моталка приводится от электро­ двигателя постоянного тока через червячный редуктор и цепную передачу. Ручное спаренное нажимное устройство черновой и чи­ стовой клетей обеспечивает точность установки зазора между валками 0,05 мм.

При работе стана могут быть использованы одновременно черновая, первая и вторая чистовые клети с моталкой или могут работать одна клеть и моталка, а также две клети и одна клеть без моталки.

На рис. 89 показаны различные способы установки рабочих клетей и взаимное их расположение при прокатке металла в хо­ лодном или горячем состояниях.

Черновая клеть 350 предназначена как для прокатки металли­ ческой ленты из порошка, так и для прокатки обычных металли­ ческих заготовок. Она имеет рабочие валки диаметром 300 мм и может быть оснащена также сменными комплектами валков диа­ метром 150, 250 и 300 мм (при длине бочки 250 и 350 мм).

Рабочие валки приводятся во вращение через универсальные шпиндели, шестеренную клеть, открытую зубчатую пару, червяч­ ный редуктор и клиноременную передачу от электродвигателя

ствляется от мотор-генератора. Предел бесступенчатого регулиро­

тальном и вертикальном положениях. Перевалку валков выпол­ няют в горизонтальном положении клети при помощи специаль­ ного приспособления. Черновая клеть позволяет вести горячую прокатку прессованных заготовок в инертной среде (аргон, гелий и др.). Защитная камера черновой клети закрывает только валки.

Нажимное устройство состоит только из нажимных винтов с червячными редукторами, нажимных гаек и штурвала с цифер­ блатом. Устройство для уравновешивания верхнего валка состоит из тяги с пружиной, укрепленной на приливах станин и соеди­ ненной с верхней подушкой.

123

Первая и вторая чистовые клети отличаются одна от другой длиной бочки валка: для первой клети длина бочки валка 250 мм, для второй 200 мм.

Конструкция первой чистовой клети также позволяет уста­ навливать ее в горизонтальном и вертикальном положениях. Перевалку валков осуществляют при вертикальном положении

Р и с . 90. Общий вид первой чи­ стовой клети стана ИМ-1 с перчаточной

камерой

клети с помощью специального приспособления. Для кантовки клети имеется подъемно-транспортный механизм.

Первая чистовая клеть позволяет выполнять горячую про­ катку прессованных заготовок в инертной среде. Герметичная камера закрывает всю рабочую клеть (рис. 90).

Первая чистовая клеть имеет съемное приспособление, позво­ ляющее увеличивать или уменьшать зазор между валками во

125

ферблатом. Уравновешивание верхнего валка пружинное. Под подушками нижнего валка помещаются месдозы высотой 70 мм.

Первая и вторая чистовые клети являются ДУО-реверсивными. Конструкция второй чистовой клети предусматривает установку двух рабочих валков диаметром 37,5 мм для прокатки по системе КВАРТО37,5/140 X200мм. Чистовые клети имеют приспособление,

колесом редуктора. Во время перевалки клети валки с подушками опускаются на салазки кронштейна и вращением (вручную) штурвала червячного редуктора выдвигаются из рабочей клети.

Конструкция стана позволяет прокатывать различные металлокерамические изделия по разнообразным технологическим схемам.

На черновой и первой чистовой клетях можно производить: вертикальную холодную прокатку порошка на воздухе и в различ­ ных газовых средах; горизонтальную холодную прокатку порошка; горизонтальную горячую прокатку заготовок в защитной газовой среде; горизонтальную холодную прокатку заготовок.

Вторая чистовая клеть предназначена в основном для холодной уплотняющей прокатки и изготовления беспористых лент и ли­ стов. Ее можно также использовать для прокатки порошков.

лаборатории (США), предназначен для прокатки заготовок, пред­ варительно спрессованных из порошков, в инертной среде. Стан комбинированный ДУО—КВАРТО, реверсивный, приводные опор­ ные валки имеют диаметр 254 мм. Рабочие валки диаметром 63,5 мм холостые. Мощность электродвигателя стана 36,8 кет, скорость прокатки 1,5—49 м/мин. Игольчатые роликовые подшипники рас­ считаны на давление металла на валки 350 Т. Нажимное устрой­ ство механизировано и имеет привод от электродвигателя мощ­ ностью 1,5 кет. Скорость подъема и опускания валков 3,8—

15,2 мм/мин.

Стан оснащен приспособлением для перевалки валков, позво­ ляющим выдвигать валки из рабочей клети внутри защитной камеры. Особенность стана заключается в том, что приводными являются не рабочие, а опорные валки. При перевалке опорных валков шпиндели фиксируются специальным устройством. Мате­ риалом для валков стана служит легированная сталь, закаленная до высокой твердости. Рабочие валки стана КВАРТО изготовляют из карбида вольфрама.

126

На стане можно вести горячую прокатку спрессованных или прокатанных из порошка заготовок не только в вакууме, но и в инертной среде. Для этого после откачки воздуха ъ камеру подают защитный газ. Стан позволяет производить прокатку ме­ таллических порошков при атмосферном давлении и в вакууме, для чего рабочая клеть стана поворачивается на 90° вместе с приводом.

При горячей прокатке прессованных металлокерамических заготовок частота вращения валков составляет 80 об/мин. Холод­ ная прокатка порошков осуществляется при частоте вращения валков 2 об/мин.

Все станы для прокатки порошков имеют шестеренные клети и два шпинделя для синхронизации работы обоих валков. Таким образом, прокатка металлических порошков как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях клети производится на станах с двумя приводными валками.

Для освоения производства компактных материалов из порош­ ков организации, занимающиеся этой проблемой, сами изготовляли станы по типу обычных ленточных прокатных станов или приспо­ сабливали для прокатки порошков имеющееся прокатное обо­ рудование.

В тех случаях, когда для прокатки порошков приспосабливают станы, не имеющие шестеренных клетей, т. е. станы, в которых валки приводятся во вращение последовательно с передачей крутящего момента через шестерни, насаженные непосредственно на концы валков, прокатка однородных лент из порошков оказы­ вается затруднительной или невозможной.

Переделка станов такого рода сопряжена с необходимостью установки шестеренной клети и второго шпинделя, что влечет за собой переделку рамы и фундамента (если таковой имеется), а также увеличение размеров стана.

Можно избежать многих осложнений, если применить метод прокатки, освоенный в Институте металлокерамики и специальных сплавов АН УССР, заключающийся в полном отключении одного из валков. Таким образом, стан работает не с двумя, а с одним приводным валком, причем отпадает необходимость в шестеренной клети и втором шарнирном шпинделе. При работе с одним при­ водным валком прокатка металлических порошков на описанных выше станах становится вполне удобной.

Описываемый способ прокатки с одним приводным валком отличается от известного способа прокатки тонких листов тем, что холостой валок может работать при первоначальной установке валков с зазором между ними.

После того как порошок засыпан и непрерывная его подача в валки обеспечена, включают приводной валок. Для начала про­ катки необходимо приложить некоторый так называемый запра­ вочный вращающий момент к холостому валку.

При этом порошок заклинивается, холостой валок начинает вращаться синхронно с приводным и прокатка порошка в ленту

128

происходит точно так же, как и прокатка с двумя приводными вал­ ками. Заправочный вращающий момент весьма невелик. Доста­ точно усилия руки рабочего на штурвале радиусом 400 мм, чтобы процесс прокатки начался.

Еще проще происходит прокатка в тех случаях, когда перво­ начально валки устанавливаются вплотную. В этом наиболее распространенном при прокатке порошка случае не требуется приложения никакого заправочного момента и процесс проходит

ный метод получения тонкого листа из титановой металлокерамической заготовки [81 ]. Процесс заключается в нагреве заготовки из титанового порошка до температуры 1095° С, прокатке со скоростью 30 мімин и последующем охлаждении полосы в вакууме.

Установка для спекания, горячей прокатки и отжига ленты из металлокерамических материалов в вакууме (рис. 92) состоит из основного оборудования, необходимого для обработки давлением и отжига ленты, и приспособлений для осуществления вспомо­ гательных операций при работе в вакууме, а также вакуумной системы.

8 установку включены следующие основные узлы и механизмы: входная камера 2, трубчатая электропечь сопротивления 5 для

Для осуществления операций ввода заготовки во входную камеру и выдачи из приемной камеры без нарушения вакуума в печи и рабочей камере стана между входной камерой и печью установлен вакуумный затвор 3 с условным проходным диаметром 153 мм.

Печь стана обеспечивает нагрев заготовок до температуры 1150° С. Муфель печи представляет собой трубу из нержавеющей стали длиной 2,1 м, которая в связи с возможным удлинением при нагреве присоединяется к вакуумному затвору шарового типа

• через подвижное вакуумное уплотнение 4, состоящее из двух рези­ новых манжет, вставленных в металлическую муфту и прижи-