Устройство для очистки поверхности полосы от окалины Советский патент 1991 года по МПК B21B45/04 

сы. Камере 1 имеет горизонтальное днище 4, в котором в плоскости оси поперечного сечения камеры выполнена щель 5 для пропуска полосы 6. Но периметру щели 5 имеется шлюз 7, На противоположных стенках шлюза закреплены П-образные электромагниты 8, создающие в шихте шлюза 7 постоянное магнитное поле

f

М

, препятству-

идее высыпанию ферромагнитного абразивного порошка 9 из рабочей камеры 1, В днище 4 симметрично относительно щели 5 и шпюза 7 по длине камеры 1 выполнены отверстия, оборудованные клапанами 10 для периодического спуска отработанного порошка 9 из камеры 1, В камере 1 смонтированы две пары полых валов 11 коробчатой конструкции с поперечными сечениями в виде многоугольников. Внутри полых валов размещены электромагниты, состоящие из П-образных нагниТОЩ)оводов 12 и катушек 13 возбуждения, питаемых постоянным током. Валы 11 с магнитопро- водами 12 и катушками 13 размещены симметрично относительно вертикально плоскости прохождения полосы. Полые валы 11 выполнены из немагнитного материала, например стали Х18Н9Т, Со стороны, обращенной к очищаемой поверхности полосы 6, между верхними полюсами N и S каждой пары магнитов расположены кронштейны 14 и оси 15, которым крепятся проушины 16 лопаток 17, Верхние концы лопаток 17 шарнир- но укреплены в тарельчатых пружинных амортизаторах 18, смонтированных на упорах 19, жестко закрепленных на

0

0

5

0

5

новленные в подшипники скольжения 23, На торцах цапф 22 выполнены шейки со шлицами 24, на которых укреплены рычаги 25, соединенные со штоками гидроцилиндров 26, осуществлякщих повороты электромагнитов с лопатками вокруг осей 0 и 0, Лопатки 17 закреплены на осях 15 так, что один из полюсов электромагнита (верхний) (N или S) располагается с тыльной ее стороны, обеспечивая прохождение магнитного потока Р через самую активную часть рабочей зоны в районе клина. Второй 5 (нижний) полюс (N или S) располагается под шарнирным узлом лопатки 17, Через нижнюю пару полюсов поток идет в обратном направлении, создавая в рабочем зазоре между полюсами мап нитную порошковую пробку, которая препятствует высыпанию порошка 9 из рабочей зоны мелсду лопатками 17 при отсутствии порошка в промежуточной зоне, что происходит в момент спуска порошка через отверстия 10 из нижней секции. Вдоль линии симметрии вертикального сечения камеры 1 (фиг, 1) выполнен разъем, позволяющий раздвигать обе половины камеры 1 в стороны на расстояние, достаточное для обслуживания, осмотра и ремонта оборудования, а также для заправки полос 6,

Механизм откатки состоит из направляющих балок 27,пЪлзунов 28 игидроци- линдров 29 перемещения половины камеры 1, В случае необходимости одна половина камеры I может быть установлена жестко на фундамент, а другая вы

полых валах 11, Валы П выполнены полнена откатной,

борными и снабжены крышками 20 для из-Для охлаждения электромагнитов

влечения из них электромагнитов. Лопатки 17 выполнены из магнитотвер- ,дого материала для лучшего удержания порошка 9 на внутренней поверхности при движении полосы 6, Внутренняя поверхность лопаток 17 со стороны очищаемой полосы 6 имеет небольшую кривизну для лучшего формирования клина, образуемого намагниченной абра-

5Q ционными, прямые секции лопатки устанавливаются в средней части по ширине листа. Крайние секции лопатки установлены с наклоном в сторону очищаемой поверхности полосы 6 с таким расчезивной массой при движении полосы 6, Расстояние Q между осями врацения электромагнитов дсхлжно обеспечивать в промежуточной зоне камеры 1 запас порошка, равный не менее 2-3 объемам с том, чтобы торец очищаемой полосы порошка, заключенного между лопатка-входил в к/хин, образуемый двумя проJMH одной пары электромагнитов. Торцытивоположными попатками (4иг, 3) не

|электромагнитов через фланцы 21 валов менее чем на 0,1 В, где В - ширина noil опир.аются на полые цапфы 22, уста- лосы 6,

предусмотрена принудительная подача воздуха через шланги 30, присоединен- №je к полым цапфам, через которые ох-

лаждающий воздух поступает внутрь валов 11, С противоположной стороны через цапфы 22 воздух выходит в атмосферу ,

Лопатки 17 (фиг, 2) выполнены секционными, прямые секции лопатки устанавливаются в средней части по ширине листа. Крайние секции лопатки установлены с наклоном в сторону очищаемой поверхности полосы 6 с таким расчетом, чтобы торец очищаемой полосы входил в к/хин, образуемый двумя про5

При полном сжатии порошка 31 меж- ду лопатками 17 касание лопаток не допускается. При изменении ширины полосы 6 средние части лопаток могут быть заменены на комплект наклонных лопаток, подогнанных друг другу специально под новую ширину полосы 6,

Устройство работает следующим образом.

С помощью гидроцилиндров 29 половины рабочей камеры раздвигаются в противоположные стороны, Полоса 6 заправляется в камеру, после заправки полосы половины камер вновь сводятся, стык герметизируется, половины камер жестко фиксируются от возможных смещений в стороны.

Клапаны закрываются, включаются электромагниты 8 шлюза 7. С помощью гидроцилиндров 26 электромагниты верхней и нижней секций разводятся в стороны по направлению, показанному стрелками 1, III (фиг. 1). Через воронку 3 в камеру 1 с двух сторон полосы 6 поступает порошок до полного заполнения камеры 1, включая воронку 3. Поскольку смена порошка идет сверху вниз, то в начале сводятся лопатки 17 в нижней секции. Одновременно включают катушку 13 возбуждения электромагнитов нижней секции. Поворот электромагнитов с лопатками навстречу друг другу осуществляется в направлении, указанном стрелками IV. Включается механизм протягивания полосы 6 через камеру 1 (на чертеже не показан), и полоса движется через порошок снизу вверх, очищаясь от окалины в нижней секции.

Постепенно в рабочей зоне между лопатками и полосой никапливается окалина, поэтому необходимо (без остановки движения полосы) сменить от- работанньш порошок и заменить его на свежую порцию. Такая смена порошка должна -происходить не реже 3-5 мин работы одной пары лопаток. Для этого включается в работу верхняя секция ВС, а нижняя секция отключается.

Работа секций осуществляется согласно циклограмме, показанной на 4иг. 4.

Циклограмма имеет три характерных участка оЪ, be и cm. На участке оЪ происходит подъем давления в гидросистеме до заданного, на участке Ъс секция работает продолжительное время и на участке cm происходит отключение

4

15548

-секции. На участке оЪ в тече1ше времени , 8-10 с происходит сжатие порошка между лопатками в нижней секции БС. В точке Ъ происходит остановка лопаток, так как внешнее механическое давление gp/wQKo Имеющее определенное значение (gp 0,5-2 МПа), не может преодолеть сопротивление абразивно д го порошка сжатию. На участке be по- .рвшок, находящийся под давлением бРлликс разрушает окалины в течение времени мин. По истечении указанного времени происходит плавное

5 уменьшение давления gp (через гидросистему) по линии cm, Плавное уменьшение давления порошка на полосу осуществляется в течение времени t. 8-10 с.

20

5

Перед началом снижения давления gp в НС- (тс) включается в работу ВС с перекрытием по времени t р (т d). Осуществляется поворот электромагни- 5| тов с лопатками навстречу друг другу в ВС направлении, показанном стрелками II. Сжатие порошка в ВС происходит по линии d I, в течение времени t

п

8-10 с. К началу снижения данаения

Q в НС (ш-с) давление порошка в ВС

достигает значения gp д (т-d). Давление является минимальным, но допустимз1М давлением, при котором еще происходит погружение абразивных частиц в окалину и ее разрушение. Экспериментально доказано, что разрушение окалины и степень ее удаления с поверхности стали зависит от произведения gplt где L |с; - изменяе

мая длина контакта порошка с металлом; gp, -изменяемая величина давления порошка на металл, В диапазоне эфг- фективных давлений для данной стали произведение L| gp const. Длительность переходного периода равна tj. Участок ck отражает на диаграмме совместную работу НС и ВС в переходный период, в течение которого происходит переключение секции и какойто определенный отрезок полосы длиной L,, (где VQ - скорость движения полосы) находится под воздействием двух пар лопаток.

При такой схеме работы в переходной период в любой момент времени работа разрушения окалины равна для

НС AH(,,d,(1)

ВС Aec li LK-gpe,()

где К - коэффициент пропорциональности;L, - активная высота лопатки

(длина контакта);

, - значение паданщего даапения порошка в .НС в рассматрива- емьп) момент времени; gpe|d| значение возрастагацего давления порошка в ВС в тот же момент времени. Так как силы.разрушения лежат в одной плоскости, сложим правые и левые части выражений (l) и (2). Полу-- чим

(gpc,d,+gpe;d, ) (3) Из диaгpaм « следует, что

gpc,d, fgpq,d,.

Следовательно суммарная работа двух секций в переходный период равна

Апер К к КРА1вкс+2Рл,им)

(4)

(5)

(6) (7)

Работа любой секции равна

. Отсюда следует

Ar,(.+K-L. ,

Anep Ac+UA, гдeйA KLкgpJЦ„ц.

Следовательно, работа в переходный период, совершаемая двум секхщ- ям, равна работе одной секции плюс дополнительная работа за счет соответствующего перекрытия.

Таким образом, ухудшения качества очистки полосы, подходящей через каме ру в течение времени, не происходит, Единственное условие, которое при этом надо выполнять

gpc,d,,d,,(8)

где gp ц - мшимальное допустимое давление порошка на полосу данной мар ки стали, при котором еще происходит разрушение окалины.

Поэтому при переключении секций в переходный период давление порошка на полосу не должно в отключающейся секции падать ниже (1Рмин( t о ) Это условие должно осуществляться автоматическим управлением гидросистем НС и ВС с помощью дроссельных клапанов. Основанием циклограмма в переходный период служит ось ОХ. Холостым

5

0

5

0

35

0

45

50 55

ходом НС является время tf холостым ходом ВС является время tg. Рабочее время секций НС и ВС соответственно цр и вр

мин.

В точке К заканчивается сжатие порошка в БС и на участке КП идет ста- бильный процесс очистки полосы в ВС. После окончания переходного периода в HC(m C(j) давление в гидросистеме НС понижается до нуля (ш ш) и начинается разведение лопаток в направлении, указанном стрелками III. Одновременно отключаются электромагниты НС и открываются клапаны 10 на 2-3 с, в результате порошок, находящийся между лопатками 17 в НС опускается вниз, а пространство между лопатками заполняется свежей порцией порош1{а за счет запаса в промежуточной зоне (фиг. 1). Затем клапаны 10 закрываются. НС готова к работе. По истечении времени (tH;j+tfip) работы ВС (С2Р) В1|;лючается в работу НС процесс; сжатия порошка в НС идет по линии PS. По истечении времени t рр начинается падение давления порошка в ВС по ли- нии nj при соблюдении условия (8), В Ш Пц снижение давления в ВС прекращается, давление же порошка в НС достигает g-PMQKc(in S) и далее идет стаг бильный процесс очистки полосы в ВС. По окончании переходного периода в ВС (ш П,}) давление в гидросистеме ВС понижается за время t р До нуля (m-j) и начинается разведение лопаток в направлении, показанном стрелками I (фиг. 1). Одновременно отключаются электромагниты ВС, происходит просыпание порошка через разведенные лопатки ВС в промежуточную зону и заполнение пространства между лопатками свежей порцией порошка, ВС готова к работе. По истечении времени (tAp+t вх) рабо- ты НС включается в работу вр и процесс повторяется.

Применение устройства позволяет повысить качество удаления окалины (сократить отсортировку по недотра- ву практически до нуля), уменыпить энергетические затраты в 1,5 раза, увеличить производительность процесса очистки не меньше, чем на 10%, так как простои на обслуживание за каждую смену сократятся на 30-60 мин.

Направление движения полос /

Верхняя се/гция (ВС)

Направление откатки

Ни1княя секция fHC) 9

Ю

ycmflotlcmeo 1л« ovucm/ru no8eflffiocmu ao/rcct от /7Of ала мм

/Л1/1/нгвлен1/е

nOftOIUXtt

229

npofie ymovHa9 зона

HanpaSjieffue ft/ipi/3fru порошт

9

10

- 7

Oj ШШ

Плоскосто pajbff a

26

2f

0ut.2

q, ИПа

4fHa/it

9fr,

Направление откат/ги

половины pafoveu камеры

Ю

|. Т------П

22

п

Клим

JLL

Фи,.3