КЛЕТЬ ПРОКАТНОГО СТАНА Российский патент 2007 года по МПК B21B27/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубопрокатному оборудованию, и касается клетей, оснащенных устройствами для нанесения твердой брикетированной смазки на прокатные валки при производстве горячекатаных труб.

Известна клеть прокатного стана, оснащенная устройствами для смазки ручьевых валков (SU №1715458, В21В 27/06, 17/02, опубл. 29.02.1992), содержащими корпус в виде гильзы, внутри которой размещен брикет смазки с зазором, а полость корпуса подключена к системе охлаждающей жидкости и закрыта крышкой.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности контроля величины истирания брикета, что не обеспечивает бесперебойную работу клети со смазкой, а это снижает производительность стана и оказывает отрицательное влияние на износостойкость валков и качество наружной поверхности прокатываемых труб.

Кроме того, байонетный способ соединения гильзы с крышкой, использованный в данном устройстве, не обеспечивает достаточного уровня герметичности соединения, что ведет к нестабильности давления, обеспечивающего усилие прижатия брикета твердой смазки к рабочей поверхности прокатных валков в процессе прокатки, т.е. не обеспечивается равномерность нанесения смазки на рабочую поверхность прокатных валков, что отражается на качестве проката и износостойкости валков.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является клеть прокатного стана (SU №1784306, В21В 17/02, 27/06, 45/02, опубл. 30.12.1992), оснащенная устройствами для нанесения смазки, установленными в станине стационарно для каждого валка в виде герметичных цилиндрических корпусов со спрофилированными под ручей стенками, обращенными к валку с зазором, полости которых подключены к системе охлаждающей жидкости и заполнены брикетированной твердой смазкой, при этом брикеты имеют форму, обеспечивающую их стыковку.

Недостатком данной клети является то, что в устройстве не предусмотрена возможность оперативного контроля величины истирания брикета. В результате отсутствия такого контроля может наступить полное истирание брикета во время прокатки, при этом нанесение смазки прекращается, и износ рабочей поверхности валка увеличивается, вследствие чего снижается качество наружной поверхности прокатываемых труб. Осуществление контроля истирания брикета при открывании крышки ведет к увеличению вспомогательного времени, что снижает производительность стана.

Недостатком данной клети также является то, что в устройстве для нанесения смазки применяется болтовой способ крепления крышки к цилиндрическому корпусу, что также увеличивает время заправки устройства новым брикетом, и таким образом еще больше снижает производительность.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении износостойкости прокатных валков, качества наружной поверхности прокатываемых труб и производительности стана за счет осуществления оперативного контроля величины истирания брикетов смазки и быстроты дозаправки устройства новым брикетом.

Поставленная задача решается за счет того, что в клети прокатного стана, содержащем станину, ручьевые валки, установленные на станине для каждого валка устройства для нанесения смазки в виде герметичного цилиндрического корпуса с крышкой, обращенные к валку стенки которого спрофилированы под ручей, а концы стенок корпуса расположены над вершиной калибра валка с зазором относительно радиальной плоскости валка, при этом полость корпуса подключена к системе подачи по общему трубопроводу под давлением охлаждающей жидкости и заполнена брикетированной твердой смазкой с возможностью подстыковки новых брикетов, а корпус устройства зафиксирован в станине от поворота вокруг продольной оси, согласно изобретению одно из устройств выполнено с возможностью контроля величины истирания брикета, а крышка и корпус состыкованы шиповым соединением и прижаты к станине приспособлениями, установленными на осях, жестко связанных со станиной.

Сущность изобретения заключается в том, что одно из устройств, установленных в прокатную клеть, выполнено с возможностью контроля величины истирания брикета твердой смазки, что позволяет спрогнозировать время добавления новых брикетов в устройства. Это дает возможность избежать прокатки труб без смазки валков, а значит увеличить их износостойкость, а также качество наружной поверхности прокатываемых труб. Кроме этого, осуществление контроля величины истирания брикета без снятия крышки с корпуса устройства позволит значительно увеличить производительность за счет уменьшения вспомогательного времени. Цилиндрический корпус устройства с крышкой состыкованы шиповым соединением через прокладку, работающим по принципу лабиринтного уплотнения, и прижаты друг к другу и к станине приспособлениями, установленными на осях, жестко связанных со станиной прокатной клети. Это обеспечивает гарантированную герметичность устройства, необходимое давление для равномерного нанесения смазки и одновременно быстроту дозаправки новым брикетом, что, в свою очередь, позволит увеличить качество прокатываемых труб и производительность стана.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано рабочее положение устройства для нанесения твердой смазки, установленное в прокатной клети; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1 - часть клети с устройством для нанесения смазки; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2 - крепление крышки устройства; на фиг.4 - положение устройства в момент замера высоты брикета.

Устройства для нанесения смазки устанавливают на станине 1 прокатной клети стационарно для каждого валка 2. Корпус 3 и крышка 4 устройства состыкованы шиповым соединением через прокладку 5. Полость 6 устройства заполнена брикетированной твердой смазкой 7. Корпус 3 и крышка 4 прижаты друг к другу и к станине 1 приспособлениями 8, например лапами, закрепленными на осях 9 с помощью гаек 10. Оси 9 жестко связаны со станиной клети 1. От поворота вокруг продольной оси каждое из устройств зафиксировано в станине, например при помощи планки 11 и выполненной на наружной поверхности корпуса 3 лыски 12. Торец крышки 4 одного из устройств снабжен отверстием 13, закрытым резьбовой пробкой 14, герметично установленной через прокладку 15. Это обеспечивает возможность проведения контроля высоты брикета с помощью щупа 16. Внутренние полости 6 корпусов 3 связаны между собой посредством общего трубопровода 17, а также с системой подачи охлаждающей жидкости.

Предлагаемая клеть прокатного стана работает следующим образом.

После того, как собранную клеть установят на основание стана, подсоединяют приводы к рабочим валкам 2, а общий трубопровод 17 к цеховой системе подачи охлаждающей жидкости. В момент начала прокатки включают привод вращения валков и подачу охлаждающей жидкости (например, воды).

При включении охлаждающей жидкости она по общему трубопроводу 17 подается под давлением в полости 6 корпусов устройств, где, воздействуя на брикеты 7, обеспечивает их прижатие с одинаковым усилием и перемещение к шероховатой поверхности рабочих валков 2. Давление в устройстве фиксируется манометром избыточного давления 18. При вращении рабочих валков 2 за счет механического истирания происходит равномерное нанесение слоя смазки на их поверхность.

Далее смазка передается в очаг деформации. Одновременно с этим охлаждающая жидкость по зазору 19 между брикетом смазки 7 и стенками корпуса 3 поступает на поверхность рабочих валков 2, где за счет теплообмена происходит их охлаждение.

По окончании прокатки отключают систему подачи охлаждающей жидкости и в одном из устройств производят замер величины истирания брикета. Для этого выкручивают пробку 14 и через отверстие 13 при помощи щупа 16 производят замер высоты брикета. Для удобства измерения на тело щупа нанесена измерительная шкала, фиксирующая величину истирания брикета от l_раб до 0, цена одного деления 1 мм. Риска с отметкой «0», совмещенная с торцом крышки 4, указывает, что рабочая часть брикета (l_раб) истерта полностью. При необходимости добавления нового брикета смазки одновременно производят подзарядку всех устройств. Для этого во всех устройствах гайками 10 освобождают приспособления (лапы) 8 и их поворотом на оси 9 освобождают крышку 4. Затем крышку 4 снимают и в каждом устройстве к остатку старого брикета присоединяют новый. Соединение брикетов при этом выполнено шиповым способом, что позволяет соединить их в одно целое. После заправки брикета в устройство крышку 4 состыковывают через прокладку 5 с корпусом 3, зажимают приспособлениями (лапами) 8 при помощи гаек 10 и возобновляют процесс прокатки труб. Если добавления нового брикета не требуется, то пробку 14 завинчивают в отверстие 13 и прокатку возобновляют с использованием старого брикета смазки.

При полном износе рабочих валков 2 производят их перевалку. При этом, благодаря зазору между стенками корпуса 3, обращенными к валку, и профилем валка 2, перевалку валков производят без демонтажа устройств для нанесения смазки. По окончании перевалки и установки клетей в линию стана процесс прокатки труб с нанесением твердой брикетированной смазки повторяется.

Предлагаемая клеть была опробована в условиях производства бесшовных труб из стали марки 30 размером 102×6,0 мм. Во время прокатки фиксировали износ рабочих валков.

Износостойкость определяли по количеству прокатанных труб с размером по наружному диаметру в поле допуска, определяемому по ГОСТ 8732.

Затем вели прокатку такого же количества труб 102×6,0 мм из стали марки 30 по прототипу.

Сравнительные данные приведены в таблице.

Таблица
Сравнительные результаты испытаний предлагаемой клети прокатного стана и клети по прототипуПоказательПредлагаемая клеть прокатного станаКлеть прокатного стана по прототипуОбщий объем прокатанных труб, шт.5000050000Количество труб прокатанных в поле допуска, шт.4915044600Производительность, шт./ч292278Количество перевалок в год по причине износа валков2530

Из таблицы видно, что:

1) количество труб, прокатанных в поле допуска по наружному диаметру, возросло больше, чем на 9%;

2) износостойкость прокатных валков повысилась в 1,2 раз;

3) производительность за счет сокращения вспомогательного времени увеличилась примерно на 5%.

Предлагаемая конструкция прокатной клети при производстве горячекатаных труб позволяет:

- повысить износостойкость рабочих валков;

- повысить качество наружной поверхности прокатываемых труб за счет повышения точности и товарного вида;

- повысить выход годного;

- увеличить производительность стана.

Клеть предназначена для производства горячекатаных труб в условиях нанесения твердой брикетированной смазки на прокатные валки. Клеть содержит станину, ручьевые валки, установленные на станине для каждого валка устройства для нанесения смазки в виде герметичного цилиндрического корпуса с крышкой, обращенные к валку стенки корпуса которых спрофилированы под ручей, а концы стенок корпуса расположены над вершиной калибра валка с зазором относительно радиальной плоскости валка. Полость корпуса подключена к системе подачи по общему трубопроводу под давлением охлаждающей жидкости и заполнена брикетированной твердой смазкой с возможностью подстыковки новых брикетов, при этом корпус устройства зафиксирован в станине от поворота вокруг продольной оси. Повышение износостойкости валков и производительности стана обеспечивается за счет того, что одно из устройств для нанесения смазки выполнено с возможностью контроля величины истирания брикета, а крышка и корпус состыкованы шиповым соединением через прокладку и прижаты к станине приспособлениями, установленными на осях, жестко связанных со станиной. 4 ил., 1 табл.

Клеть прокатного стана, содержащая станину, ручьевые валки, установленные на станине для каждого валка устройства для нанесения смазки в виде герметичного цилиндрического корпуса с крышкой, стенки которого, обращенные к валку, спрофилированы под ручей, а концы стенок корпуса расположены над вершиной калибра валка с зазором относительно радиальной плоскости валка, полость корпуса подключена к системе подачи по общему трубопроводу под давлением охлаждающей жидкости и заполнена брикетированной твердой смазкой с возможностью подстыковки новых брикетов, а корпус зафиксирован в станине от поворота вокруг продольной оси, отличающаяся тем, что одно из устройств для нанесения смазки выполнено с возможностью контроля величины истирания брикета, а крышка и корпус состыкованы шиповым соединением и прижаты к станине приспособлениями, установленными на осях, жестко связанных со станиной.