УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ВАЛКА В ПРОКАТНОЙ КЛЕТИ Российский патент 2012 года по МПК B21B27/10 

Изобретение относится к устройству для охлаждения валка в прокатной клети, содержащему по меньшей мере один снабжаемый охлаждающей средой, в частности водой, форсуночный коллектор, который имеет форсунки для разбрызгивания охлаждающей среды на валок и который проходит в направлении оси форсуночного коллектора, которая расположена параллельно оси валка.

Охлаждающее устройство такого типа известно из уровня техники. В ЕР 0374538 А2 раскрыто охлаждающее устройство, которое предназначено для разбрызгивания воды на валки прокатной клети, для чего используется охлаждающая балка. Там уже распознана проблема, что в зависимости от используемых валков изменяется оптимальное положение охлаждающей балки, так что она установлена с возможностью регулирования. Охлаждающая балка расположена на несущей конструкции, с помощью которой она перемещается горизонтально и вертикально так, что обеспечивается оптимальное охлаждение валка.

Аналогичное решение показано в ЕР 0542640 А1. Здесь также предусмотрена охлаждающая балка для охлаждения валка. Здесь также для установки охлаждающей балки ее можно поворачивать вокруг продольной оси балки. За счет этого достигается оптимальное опрыскивание валка.

Описание других решений для охлаждающих систем приведено в ЕР 1399276 В1, ЕР 1142652 В1, DE 3419261 A1, DE 9418359 U1, DE 19503544 A1 и US 5460023.

Все решения имеют общим то, что либо необходимы большие конструктивные затраты для надежного и точного обеспечения стабильного регулирования охлаждающей балки в жестких условиях прокатной клети, что связано с увеличением стоимости, либо возможности регулирования охлаждающей балки недостаточны для обеспечения всегда, в частности, для различных диаметров валков, оптимального позиционирования и ориентации охлаждающей балки.

Поэтому в основу данного изобретения положена задача такого усовершенствования охлаждающего устройства указанного в начале вида, что с помощью простой и стабильной конструкции, реализуемой с небольшими затратами, возможна оптимальная установка охлаждающей балки охлаждающего устройства. Тем самым должно, в частности, обеспечиваться, что после смены валков и связанного с этим изменением диаметра валка и/или изменения положения валка всегда обеспечивается возможность установки оптимального положения и ориентации охлаждающей балки, с целью достижения оптимального результата охлаждения.

Решение этой задачи с помощью изобретения характеризуется тем, что форсуночный коллектор расположен непосредственно или опосредованно на рычаге, при этом рычаг расположен с возможностью поворота вокруг параллельной оси валка поворотной оси и при этом ось форсуночного коллектора и поворотная ось расположены на расстоянии друг от друга.

В соответствии с этим форсуночный коллектор можно перемещать поступательно и тем самым устанавливать относительно подлежащему охлаждению валку.

При этом рычаг предпочтительно соединен в отличном от поворотной оси месте с исполнительным элементом. Рычаг предпочтительно имеет два плеча, при этом на первом плече закреплен непосредственно или опосредованно форсуночный коллектор и при этом на втором плече закреплен исполнительный элемент.

Возможности установки форсуночного коллектора дополнительно повышаются за счет следующих мер: форсуночный коллектор может быть закреплен на рычаге опосредованно через промежуточный рычаг, при этом промежуточный рычаг расположен на рычаге с возможностью поворота вокруг поворотной оси, которая расположена параллельно оси валка. Для поворота промежуточного рычага вокруг его поворотной оси может быть расположен другой исполнительный элемент. Другой исполнительный элемент предпочтительно расположен между вторым плечом и промежуточным рычагом. Форсуночный коллектор может быть неподвижно соединен с промежуточным рычагом. Поворотная ось промежуточного рычага предпочтительно расположена между форсуночным коллектором и точкой присоединения другого исполнительного элемента к промежуточному рычагу.

Исполнительные элементы предпочтительно предназначены для установки заданных путей сдвига. Предпочтительно, но не обязательно, исполнительные элементы выполнены в виде гидравлических цилиндропоршневых систем.

С помощью предложенного решения можно достигать равномерности охлаждения валка, независимо от диаметра валка.

В частности, с его помощью можно всегда сохранять одинаковое перекрытие струй от отдельного форсуночного коллектора, так что всегда достигается одинаковое охлаждающее действие, а именно при различных диаметрах валка.

С помощью предложенного решения всегда удерживаются постоянными такие параметры, как расстояние между форсункой и валком, соответственно роликом, и перекрытие струй охлаждающей среды, за счет простой и оптимальной перестановки форсуночного коллектора при различных диаметрах валка, соответственно ролика.

В качестве установочного звена пригодны в принципе гидравлические, пневматические или электрические исполнительные элементы, при этом можно использовать также эксцентрики, дисковые кулачки или шарниры.

Существует также возможность использования предложенного решения также при изменении параметров охлаждающей среды с целью оказания влияния на охлаждающее действие.

С помощью предложенного решения можно также всегда устанавливать одинаковое расстояние форсунок до валка и удерживать постоянной опрыскиваемую форсункой поверхность. За счет этого удерживаются постоянными давление соударения и точка соударения охлаждающей среды с поверхностью валка.

Форсуночный коллектор можно также поворачивать с целью достижения вертикального изменения точки соударения и тем самым изменения охлаждающего действия. Возможен также поворот форсуночного коллектора для целенаправленного изменения перекрытия струй опрыскивания.

На чертежах показаны примеры выполнения изобретения, при этом изображено:

фиг. 1 - устройство для охлаждения валка прокатной клети при использовании валка с первым диаметром, на виде сбоку;

фиг. 2 - то же устройство при использовании валка со вторым, меньшим диаметром, на виде сбоку;

фиг. 3 - частичный разрез устройства охлаждения, согласно фиг. 1, соответственно фиг. 2, расположенного для верхнего валка прокатной клети, а также альтернативно выполненное охлаждающее устройство для нижнего валка, в изометрической проекции;

фиг. 4 - показанное на фиг. 3 охлаждающее устройство для нижнего валка, в изометрической проекции.

На фиг. 1 схематично показано устройство 1 для охлаждения валка 2 прокатной клети (не изображена). Важной составляющей частью охлаждающего устройства является форсуночный коллектор 3, который по трубопроводу 15 снабжается водой, которая известным образом выходит через форсунки 4 и опрыскивает поверхность валка 2. При этом форсуночный коллектор 3 выполнен в виде трубы и имеет ось 5 форсуночного коллектора, которая расположена параллельно оси 6 валка.

Для обеспечения возможности оптимального согласования форсуночного коллектора 3 с различными диаметрами валков 2, соответственно роликов, форсуночный коллектор расположен не неподвижно в пространстве, а подвижно. Для этого имеется рычаг 7, который установлен с возможностью поворота вокруг неподвижной в пространстве поворотной оси 8. Рычаг 7 имеет два плеча 10 и 11. На конце первого плеча 10 опосредованно через промежуточный рычаг 12 расположен форсуночный коллектор 3. На второе плечо 11 воздействует исполнительный элемент 9 в качестве линейного исполнительного механизма. Исполнительный элемент 9 своим другим концом 16 расположен неподвижно на прокатной клети.

При приведении в действие исполнительного элемента 9 рычаг 7 поворачивается вокруг поворотной оси 8, так что конец первого плеча 10 перемещает и переставляет форсуночный коллектор 3 вокруг поворотной оси 8 по круговой дуге. В соответствии с этим изменяется расстояние форсунок 4 до поверхности валка. Этот эффект можно использовать для перестановки форсуночного коллектора 3 при изменяющемся диаметре валка, что позволяет всегда сохранять одинаковые (оптимальные) условия охлаждения.

Наряду с этим, форсуночный коллектор 3 установлен так, что его можно дополнительно регулировать (в частности, поворачивать вокруг оси 5 форсуночного коллектора). Для этого предусмотрен уже упомянутый промежуточный рычаг 12. Промежуточный рычаг 12 служит для опосредованного расположения форсуночного коллектора 3 на конце первого плеча 10. Промежуточный рычаг 12 опирается на конец первого плеча 10 рычага 7, то есть он может поворачиваться вокруг поворотной оси 13 относительно первого рычага 10. Поворотное движение контролируется с помощью второго исполнительного элемента 14, который своим одним концом воздействует на промежуточный рычаг 12, а своим другим концом - на второе плечо 11 рычага 7.

Таким образом, при взаимодействии установочных движений обоих исполнительных элементов 9 и 14 можно оптимально устанавливать форсуночный коллектор 3 по его горизонтальному и вертикальному положению относительно валка 2, при этом на это движение еще накладывается поворот форсуночного коллектора вокруг оси 5 форсуночного коллектора.

Из сравнения фиг. 1 и 2 видно, как происходит такая перестановка, когда необходимо после замены валка установить форсуночный коллектор 3 в его оптимальное положение. На фиг. 1 используется валок 2, который имеет больший диаметр, чем валок 2 на фиг. 2.

В соответствии с этим на фиг. 2 рычаг 7 повернут с помощью исполнительного элемента на угол α. За счет движения перестановки второго исполнительного элемента 14 можно выполнять коррекцию вертикального положения форсуночного коллектора.

На фиг. 3 показана прокатная клеть, в которой верхний валок 2 и взаимодействующим с ним нижний валок 2' снабжены каждый охлаждающим устройством 1, соответственно 1'.

Можно видеть, что оба валка 2, 2' снабжены различными охлаждающими устройствами 1, 1'. Для верхнего валка 2 используется устройство 1, описание которого приведено выше применительно к фиг. 1 и 2.

Для нижнего валка 2' используется более просто выполненное охлаждающее устройство 1', которое более подробно показано на фиг. 4.

В соответствии с этим охлаждающее устройство 1' также имеет форсуночный коллектор 3' с форсунками 4', однако в этом случае форсуночный коллектор 3' закреплен непосредственно на рычаге 7'. На рычаг 7' воздействует исполнительный элемент 9', так что рычаг 7' можно поворачивать вместе с форсуночным коллектором 3' к валку 2', соответственно от него.

В обоих указанных решениях, т.е. для устройства 1 и устройства 1', справедлив один и тот же принцип, а именно, что форсуночный коллектор 3, 3' расположен непосредственно или опосредованно на рычаге 7, 7'. При этом рычаг 7, 7' расположен с возможностью поворота вокруг параллельной оси 6 валка поворотной оси 8. Ось 5 форсуночного коллектора и поворотная ось 8 расположены на расстоянии друг от друга.

Действие охлаждения зависит, среди прочего, от охлаждающей среды, ее давления, температуры, количества, типа форсунок и их расположения на форсуночном коллекторе и, естественно, от расстояния между форсункой и подлежащим охлаждению валком, соответственно роликом, а также от температуры валка.

Таким образом, другой тип форсунки или другое перекрытие может оказывать влияние на охлаждающее действие по ширине валка.

Перечень позиций

1 Устройство

1' Устройство

2 Валок

2' Валок

3 Форсуночный коллектор

3' Форсуночный коллектор

4 Форсунка

4' Форсунка

5 Ось форсуночного коллектора

6 Ось валка

7 Рычаг

7' Рычаг

8 Поворотная ось

9 Исполнительный элемент

9' Исполнительный элемент

10 Первое плечо

11 Второе плечо

12 Промежуточный рычаг

13 Поворотная ось

14 Исполнительный элемент

15 Трубопровод для воды

16 Конец исполнительного элемента

α Угол

Изобретение предназначено для оптимизации работы устройства (1) для охлаждения валка (2) в прокатной клети. Устройство содержит по меньшей мере один снабжаемый охлаждающей средой, в частности водой, форсуночный коллектор (3), который имеет форсунки (4) для разбрызгивания охлаждающей среды на поверхность валка (2) и который проходит в направлении оси (5) форсуночного коллектора, которая расположена параллельно оси (6) валка. Перестановка оптимальным образом форсуночного коллектора при измененном диаметре валка обеспечивается за счет того, что форсуночный коллектор (3) расположен непосредственно или опосредованно на рычаге (7), при этом рычаг (7) расположен с возможностью поворота вокруг поворотной оси (8), параллельной оси (6) валка, а ось (5) форсуночного коллектора и поворотная ось (8) расположены на расстоянии друг от друга. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство (1) для охлаждения валка (2) в прокатной клети, содержащее по меньшей мере один снабжаемый охлаждающей средой, в частности водой, форсуночный коллектор (3), с форсунками (4) для разбрызгивания охлаждающей среды на поверхность валка (2), проходящий в направлении оси (5) форсуночного коллектора, которая расположена параллельно оси (6) валка, отличающееся тем, что форсуночный коллектор (3) расположен непосредственно или опосредованно на рычаге (7), расположенном с возможностью поворота вокруг поворотной оси (8), которая параллельна оси (6) валка, при этом ось (5) форсуночного коллектора и поворотная ось (8) расположены на расстоянии друг от друга.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рычаг (7) соединен в отличном от месторасположения поворотной оси (8) месте с исполнительным элементом (9).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что рычаг (7) имеет два плеча (10, 11), при этом на первом плече (10) закреплен непосредственно или опосредованно форсуночный коллектор (3), а на втором плече (11) закреплен исполнительный элемент (9).

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что форсуночный коллектор (3) закреплен на рычаге (7) опосредованно через промежуточный рычаг (12), расположенный на рычаге (7) с возможностью поворота вокруг поворотной оси (13), которая расположена параллельно оси (6) валка.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что имеет другой исполнительный элемент (14) для поворота промежуточного рычага (12) вокруг его поворотной оси (13).

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что другой исполнительный элемент (14) расположен между вторым плечом (11) и промежуточным рычагом (12).

7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что форсуночный коллектор (3) неподвижно соединен с промежуточным рычагом (12).

8. Устройство по любому из пп.5-7, отличающееся тем, что поворотная ось (13) промежуточного рычага (12) расположена между форсуночным коллектором (3) и точкой приложения другого исполнительного элемента (14) к промежуточному рычагу (12).

9. Устройство по п.2, отличающееся тем, что исполнительные элементы (9, 14) выполнены с возможностью установки заданных путей сдвига рычагов.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что исполнительные элементы (9, 14) выполнены в виде гидравлических цилиндропоршневых систем.