УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЛИТЕЙНЫХ ВАЛКОВ РАЗЛИВОЧНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОЛОСЫ Российский патент 2011 года по МПК B22D11/06 

Изобретение относится к устройству для непрерывной очистки поверхности вращающихся литейных валков разливочной машины для литья полосы.

В разливочных агрегатах, которые содержат один или два литейных валка, жидкая сталь, как известно, приводится в контакт с охлажденной поверхностью литейного валка, чтобы обеспечить кристаллизацию стали на ней. Прежде чем вращающийся литейный валок снова вступит в контакт с жидкой сталью, он должен непрерывно очищаться для предотвращения накопления металлических оксидов, шлака или других загрязнений на поверхности литейного валка. Для очистки поверхности используются механические устройства очистки, такие как скребки, щетки или очистительные ленты, причем трудно гарантировать равномерную очистку по всей длине литейного валка. Неравномерная очистка отрицательно отражается на качестве литого продукта. Чтобы улучшить очистку, предложено, что несколько устройств очистки распределяют рядом по длине литейного валка, при этом, тем не менее, существует опасность, что образуются места стыка, на которых ухудшается очистка поверхности. В части устройств очистки речь идет о средствах, которые могут вызывать царапины или выемки на поверхности литейного валка. Это способствует тому, что на литой полосе образуются поверхностные дефекты. С точки зрения разливки, поверхность литейного валка при литье могут загрязнять выделяющиеся из жидкой стали газы и брызги.

Из документа US-5651413 известно, что поверхность литейного валка очищают посредством частиц и соответствующего пескоструйного устройства. Для этого используют одну или несколько распределенных по длине литейного валка форсунок. Количество частиц, а также скорость струи уменьшаются в струйном конусе от середины наружу, так что очистка происходит неравномерно. При наличии нескольких форсунок возникают области контакта или перекрытия, которые могут вести также к неравномерной очистке. Пескоструйное устройство или, соответственно, устройство обработки другими частицами, которое помимо форсунки или форсунок имеет сборник для частиц песка, его циркуляционный контур, сборную емкость, подачу питания, а также находящийся под давлением распределитель, снова подводящий частицы песка к форсункам, требует значительное пространство. Кроме того, из-за разрушения частиц возникает дополнительная пыль.

В основе настоящего изобретения лежит задача создания устройства упомянутого выше вида, которое делает возможной равномерную очистку поверхности по всей длине литейного валка и которое в значительной мере устраняет опасность повреждения или разрушения поверхности литейного валка.

Согласно изобретению эта задача решается посредством устройства с признаками пункта 1 формулы изобретения.

Дальнейшие предпочтительные варианты выполнения соответствующего изобретению устройства раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Соответствующее изобретению устройство, при котором на периферии у соответствующего литейного валка расположен блок лазерных излучателей или несколько расположенных рядом, распределенных по длине литейного валка блоков лазерных излучателей, посредством которых поверхность литейного валка по всей длине литейного валка может подвергаться воздействию одного или нескольких лазерных лучей, делает возможной полную и равномерную очистку поверхности литейных валков, так как лазерные лучи могут иметь очень ясные границы и настраиваться один следом за другим так, что не возникает стыков или мест перекрытия. На поверхности литейного валка не возникает никаких следов, царапин или выемок. Устройство может использоваться во время всего литейного процесса на позициях технического обслуживания или в отдельной мастерской. Оно компактно и простое в обслуживании.

Изобретение поясняется далее более подробно посредством чертежей, на которых схематично показано:

фиг.1 - часть разливочной машины 1 для литья полосы с двумя литейными валками и с соответствующим изобретению устройством для очистки поверхности литейных валков;

фиг.2 - часть разливочной машины по фиг.1 в перспективном представлении.

На фиг.1 и 2 показана часть разливочной машины 1 для литья полосы с двумя вращающимися вокруг горизонтальных осей литейными валками 2, 3, направления вращения которых обозначены как D₂, D₃, причем из них по меньшей мере один литейной валок выполнен подвижным с возможностью регулировки для изменения литейного зазора. Для производства металлической полосы 4 между обоими литейными валками 2, 3 и двумя боковыми уплотнениями 5, расположенными в области торцевых сторон литейных валков 1, 3 (фиг.2, где показано одно из обоих боковых уплотнений 5), через заливное устройство 6 из емкости 7 подают жидкий металл и образуют ванну 8 расплава. Произведенная металлическая полоса 4 проходит через зазор 9 между обоими охлажденными литейными валками 2, 3 в направлении стрелки А согласно фиг.1.

Поверх ванны 8 расплава образована камера 10 для инертного газа, например аргона. Окружающая эту камеру 10 верхняя часть 11 корпуса оснащена взаимодействующей с соответствующими литейными валками 2, 3 и соответствующими боковыми уплотнениями 5 уплотнительной системой 12, 13, посредством которой камера 10 отделена от остальной внутренней части корпуса разливочной машины 1 для литья полосы.

Как, в частности, видно на фиг.1, к обоим литейным валкам 2, 3 согласно изобретению присоединено по одному устройству 20" для очистки поверхности, посредством которых вызывающая кристаллизацию жидкого металла, охлажденная поверхность вращающегося литейного валка 2а и соответственно 3а непрерывно освобождается от металлических оксидов, шлака или других загрязнений, прежде чем она снова вступит в контакт с жидким металлом.

Согласно изобретению очистка поверхности проводится посредством одного расположенного на периферии от соответствующего литейного валка 2, 3 лазерного блока 25 (с одним или несколькими воздействующими на соответствующий литейной валок 2, 3 по всей его длине лазерными лучами) или посредством нескольких лазерных блоков 25. В вышеупомянутом варианте с несколькими лазерными блоками луча 25 они будут - как показывает фиг.2 - раздельно расположены рядом в одном или нескольких рядах по всей длине соответствующего литейного валка 2, 3. При этом заботятся о том, чтобы лазерные лучи подводились полностью и равномерно на поверхность литейного валка 2а, 3а по всей длине. Лазерные блоки 25 могут быть расположены неподвижно на интервале от литейного валка, или подвижно в осевом направлении литейного валка 2, 3.

Лазерные лучи могут настраиваться друг относительно друга так, что не возникает никакого стыка или соответственно места перекрытия. Они действуют исключительно быстро и создают крайне высокие локальные температуры, так что загрязнения испаряются или отслаиваются. На поверхности 2а, 3а литейного валка не возникает никаких следов царапин или выемок, так как за счет крайне короткого и локально ограниченного воздействия излучение действует щадящим образом. Так как поверхности 2а, 3а валков не воспринимают лазерный луч в отличие от покрывающих слоев, а отражают его, процесс очистки останавливают.

Таким образом, устройства очистки не ухудшают соотношения между поверхностями 2а, 3а литейных валков и металлическим расплавом во время всего периода литья и, таким образом, не влияют на качество отлитой полосы. Сроки службы поверхностей литейных валков и соответственно оболочек литейных валков продлеваются.

Для отделенных лазерным блоком и соответственно лазерными блоками 25 загрязнений предусмотрено отсасывающее и фильтрующее устройство 26. Чтобы защищать поверхность литейного валка от загрязнения удаляющимися из жидкой стали газами и соответственно дымом, они отводятся вместе с внесенным из камеры 10 инертным газом. Чтобы уберегать литейной валок от брызг, в частности, при доливке, предусмотрен брызговик 44.

Очистка лазерным лучом и соответственно устранение оксидов может прекращаться при определенных обстоятельствах самостоятельно: если никакие оксиды на поверхности литейного валка больше не находятся, то лазерный луч отражается, и, таким образом, приостанавливается его воздействие на поверхность литейного валка, так что он не претерпевает никаких повреждений.

Соответствующее изобретению устройство 20 для очистки поверхности соответствующего литейного валка 2, 3 содержит, наряду с лазерным блоком или соответственно лазерными блоками 25, по меньшей мере, один следующий дополнительный блок очистки для механической, химической, гальванической и/или тепловой очистки поверхности 2a, 3a литейного валка, который может присоединяться впереди и/или позади лазерного блока и соответственно лазерных блоков 25 по направлению D₂, D₃ вращения литейного валка.

Таким образом, преимущественно перед лазерным блоком или соответственно лазерными блоками 25 по направлению D₂, D₃ вращения литейного валка 2, 3 присоединяется скребок 30, 30' для соскабливания крупных загрязнений, который проходит через всю длину соответствующего литейного валка 2, 3 и через примыкающую к поверхности кожуха область торцевой стороны. За ним следуют на противоположной от полосы 4 стороне первая расположенная без контакта с поверхностью 2а валка щетка 35, а также следующая щетка 35', которая расположена со стороны торца, и огибающий их вытяжной колпак 34, 36, через который отсасываются снятые щетками 35, 35' частицы грязи. Дополнительно к лазерному блоку или соответственно лазерным блокам 25 также может присоединяться пескоструйное устройство 31 с отсасыванием и регенерацией песка 32 (или ряд таких устройств 31, фиг.2). Дополнительные, не представленные на чертеже щетки или очистительные ленты могли бы еще устанавливаться также перед лазерным блоком и соответственно лазерными блоками 25.

Вслед за лазерным блоком и соответственно лазерными блоками 25 в направлении D₂, D₃ вращения литейного валка 2, 3 подключается проходящая предпочтительно по всей длине соответствующего литейного валка 2, 3 очистительная щетка 45, с помощью которой могут полностью удаляться возможные остатки. Очистительная щетка 45 размещена, согласно фиг.1, преимущественно в отдельном корпусе 47, из которого остаточные частицы удаляются посредством отсасывающего устройства 46. Однако такая очистительная щетка 45 может быть существенно мягче, чем обычное средство очистки, а также используется с небольшим прижимным усилием. Такие очистительные щетки имеют, таким образом, также более длинные сроки службы и не вызывают никаких повреждений поверхности 2а, 3а литейного валка.

Общий корпус для щеток или очистительных лент и лазерных блоков также был бы возможен, вследствие чего было бы упрощено выведение и фильтрация удаленных загрязнений. Кроме того, объединенное устройство 20 для очистки могло бы простым способом откидываться как блок, например, при замене литейных валков.

Состояние очищенной поверхности 2a, 3a литейного валка, его позиция, температура, а также контуры литейного валка контролируются, для чего имеется в наличии измерительное приспособление 40, которое предпочтительно содержит некоторое количество датчиков, расположенных рядом или распределенных со смещением по длине литейного валка (фиг.2).

Соответствующее изобретению устройство для очистки/восстановления поверхности литейного валка может использоваться во время процесса разливки и соответственно во время всего периода литья, на позициях технического обслуживания или в отдельной мастерской. Оно компактно и не требует существенного обслуживания.

Струйный очиститель частицами и/или лазерный блок или соответственно лазерные блоки 25, конечная очистка с отсасыванием, снабжение инертным газом, а также брызговик образуют совокупную систему, которая гарантирует оптимальную очистку поверхностей валков.

Механическая очистка может также выполняться шабером или скребком. Для струйной очистки частицами могут использоваться органические, керамические, металлические частицы, частицы из искусственных материалов или сухой лед. Возможна также обточка, фрезерование, или шлифование этих поверхностей.

Химическая и соответственно химически-механическая очистка также может применяться, например, в форме протравливания, преимущественно одной определенной кислотой, или в форме выщелачивания. Далее, очистка может происходить также посредством ультразвука с жидкой передающей средой.

Тепловая очистка также возможна. При этом с помощью целенаправленного накаливания поверхности валков добиваются расплавления и соответственно выгорания отложений на поверхностях, причем расплавленные отложения снимаются посредством тампонирования или удаляются другим способом.

Минимум один лазерный блок 25 может использоваться также для обновления поверхности литейного валка во время или вне режима эксплуатации, например, для производства ямочек (лунок или текстуры). Такая текстура могла бы воспроизводиться также другими средствами, например алмазами, иглами, пневматическими игольчатыми колотушками или накаточными валками. Возможно также создавать их упомянутой струйной обработкой с керамическими, металлическими частицами, частицами из искусственных материалов и т.д.

Устройства очистки могут использоваться для очистки линейных валков в линейных прокатных агрегатах в отдельности или как системы, в частности, при длинных сериях.

В разливочной машине, содержащей литейные валки (2, 3) для литья полосы, над ванной (8) расплава образована камера для инертного газа, окруженная верхней частью (11) корпуса разливочной машины, имеющей уплотнительную систему (12, 13), взаимодействующую с литейными валками (2, 3). По периферии соответствующего литейного валка (2, 3) расположены один или несколько лазерных блока (25), которые воздействуют лазерными лучами на поверхность (2а, 3а) литейного валка по всей его длине. Впереди лазерного блока или лазерных блоков (25) по направлению (D₂, D₃) вращения соответствующего литейного валка установлены дополнительные средствам (30, 31, 35, 45) для механической, химической, гальванической и/или тепловой очистки поверхности литейного валка. Достигается полная и равномерная очистка поверхности литейного валка. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для непрерывной очистки поверхности вращающихся литейных валков (2, 3) разливочной машины для литья полосы, в которой над ванной (8) расплава образована камера для инертного газа, окруженная верхней частью (11) корпуса разливочной машины, имеющей уплотнительную систему (12, 13), взаимодействующую с литейными валками (2, 3), отличающееся тем, что оно снабжено одним или несколькими лазерными блоками (25), расположенными по периферии соответствующего литейного валка (2, 3) и распределенными по длине литейного валка таким образом, чтобы обеспечить воздействие одним или несколькими лазерными лучами на поверхность (2а, 3а) литейного валка по всей его длине, одним или более дополнительными средствами (30, 31, 35, 45) для механической, химической, гальванической и/или тепловой очистки поверхности литейного валка, расположенными по периферии соответствующего литейного валка (2, 3), причем одно или более дополнительные средства очистки (30, 31, 35, 45) присоединены к лазерному блоку или лазерным блокам (25) впереди лазерного блока или лазерных блоков (25) по направлению (D₂, D₃) вращения соответствующего литейного валка.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лазерный блок или соответственно лазерные блоки (25) расположены на расстоянии от литейного валка неподвижно или подвижно в продольном направлении литейного валка (2, 3).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лазерный блок или лазерные блоки (25), а также дополнительные средства (30, 31, 35, 45) очистки снабжены отсасывающими и фильтровальными устройствами (26, 32, 36, 46).

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лазерный блок или лазерные блоки (25) и дополнительные средства (30, 31, 35, 45) очистки объединены общим корпусом.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед лазерным блоком или лазерными блоками (25) по направлению (D₂, D₃) вращения соответствующего литейного валка (2, 3), на торце и наружной поверхности присоединены скребки (30, 30') и/или щетки (35, 35') для удаления крупных загрязнений.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед лазерным блоком или после лазерного блока или лазерных блоков (25) по направлению (D₂, D₃) вращения соответствующего литейного валка (2, 3) присоединено струйное устройство (31) для обработки частицами.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что после лазерного блока или лазерных блоков (25) по направлению (D₂, D₃) вращения соответствующего литейного валка (2, 3) подключена минимум одна очистительная щетка (45) с отсасыванием для удаления возможных остатков.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что минимум один лазерный блок (25) выполнен с возможностью использования для восстановления поверхности литейного валка во время или вне периода эксплуатации, например, для производства лунок на его поверхности.