Способ эксплуатации роликов в проходной печи Советский патент 1982 года по МПК F27B9/14 F27D5/00 

Изобретение относится к металлургии, а точнее к механическому оборудованию для термической обработки проката, -И может бьать-использовано в термических проходных печах с роликовым подом.

Известен способ эксплуатации роликов в проходной печи с роликовым подом, где с целью недопущения прогиба, осуществляют разгружение роликов и поддомкрачивание их бочек. Разгружение роликов достигается поднятием изделия над уровнем роликов СИ

Недостатком известного способа является низкая производительность описанной печи за счет дополнительного времени, необходимого для разгружения роликов и их поддомкрачивания. Кроме того, при работе печи в потоке прокатного стана такой способ неосу;ществим из-за того, что изделие, находящееся над уровнем роликов необходимо Непрерывно смещать к окну выгрузки, чтобы освободить место для задачи нового изделия, что невозможно.

Другим недостатком способа является то, что для его осуществления не- . обходимы значительные дополнительные капитальные затраты. Также недостатком способа является то, что дополнительные механизмы, установленные в печи, работают в области высоких температур, что снижает их надежность и вызывает их частые поломки.

Известен также способ эксплуатации роликов в проходной печи, где груз перемещаясь по роликам, имеющим различные диаметры (соотношение диамет10ров 1:2) и установленными так, что их рабочие поверхности расположены в одной плоскости, поочередно воздействуют на выпуклые части бочек роликов и способствуют их самовыравнива15нию.

Недостатком известного способа является то, что для самовыравнивания роликов с различными диаметрами необходим груз различного веса. Вес гру20за достаточный для выравнивания ролика большого диаметра вызовет остаточный прогиб у соседнего ролика, что при значительном количестве таких перегибов приводит к разрушению бочки

25 ролика. Вес груза достаточный для выравнивания ролика меньшего диамет.ра не окажет влияния на прогиб ролика с большим диаметром.

Другим недостатком известного спо30соба является то, что при значительном прогибе роликов привод не в состоянии провернуть ролики в нагружен ном состоянии. Кроме того, груз при движении оказывает динамические воздействия на ролики из-за того, что ролики имеют прогиб. Динамические нагрузки на ролик и его подшипниковы УЗЛЫ приводят к их преждевременному износу. Наиболее близким по технической сущности является способ эксплуатаци роликов в проходной печи с вращением и остановкой их в процессе работы пе чи, где дополнительно нагружают цапф роликов, с целью исключения их проги ба 3. . . . Недостатком известного способа эксплуатации является-значительное дополнительное нагружение (при небольигой длине цапфы усилие может быт больше веса ролика) подшипниковых узлов ро-лика, что приводит к . их преж девременному износу и выходу из стро Другим недостатком известного способа является его сложность, заключающаяся в следующем, необходимо непрерыёно контролировать и поддерживать постоянным усилие протявоизгиба, которое может изменяться во время эксплуатации. Возникают значительные осевые нагрузки на подшипниковые узлы от температурного удлинения, при нагреве и охлаждении печи, которые выводят их-из строя, сложна конструкция подпружиненного подшипникового узла, предусматривающая осевое смешение цапфы относительно неподвижного подшипника, необходимы дополнительные капитальные затраты на устройство противоизгиба (подшипниковые узлы, пружины, система смазки подшипника). Целью изобретения является повыше ние надежности роликов за счет предо вращения их прогиба во время останов ки роликов. Поставленная цель достигается тем что в и-звестном способе эксплуатации роликов в проходной печи с вращением и остановкой их в процесее работы пе при вращении и остановке роликов осу цейтвляют подачи разного количества топлива над роликами и под роликами с созданием градиента температур по высоте роликов равным ri т к.. где лТ - градиент температу эы; К - коэффициент, зависящий от конструкции подшипниковых узлов шага роликов, материала бочки и др. фак торов, К 3-8; f св максимальные напряжения возникающие в бочке ролика от Собственного веса; cf.,E и (JT - соответственно коэффициент линейного расширения, модуль упругости и предел текучести материала бочки ролика при температуре его эксплуатации. Такое выполнение способа эксплуатации роликов позволяет недопустить прогиб роликов во время их остановки. Такой эффект от использования cnoco-J ба достигается.за счет создания определенного градиента температур в сечении бочки ролика при его остановке. От полученного градиента температур возникают температурные деформации, которые будут компенсировать деформации от собственного веса. Величина температур напряжений при этом не должна превышать предел текучести материала бочки при температуре эксплуатации, чтобы .не возникало остаточногб прогиба бочки ролика. Величины дТ и К определялись из следующих соотношений. Температурный момент М. в сечении, возникающий от разности температур дТ выпуклой (охлаждаемой) и вогнутой часте-й бочки ciE Д AT-(y)ydF. (1) где лт-тХу) - закон распределения температур по высоте (по QCH у) сечения бочки;F - площадь сечения бочки. Этот момент должен компенсировать момент от собственного веса ролика и не вызывать напряжения, превышающие предел текучести, т.е. W бсв MT (2) где Wj - момент сопротивления изгибу сечения бочки. С учетом (1) выражение (2) примет вид где К j (у) y,d F В виду того, что знаменатель выражения (4) нельзя представить в общем виде, то значение К вычислялось численно для существующих конструкций печей и его величина составила 3-8 Г Коэффициент К будет тем больше, чем больше будет отношение шага ролика к его диаметру, чем больше коэффициент теплопроводности материала бочки ролика. Пример осуществления способа эксплуатации роликов рассмотрим для нормализационной проходной печи с

температурой в надррликовом пространстве, равной , которая контролировалась платино-родийплатиновой термопарой. Горячий спай термопары установлен на высоте 300 мм от уровня роликов. Температура в подроликовом пространстве контролировалась хромелёшюмелввой термопарой. Роликовый под печи состоял из вращающихся роликов бочки которых были изготовлены из ст5и Х25Н20С2. Внутренний и наружный диаметр роликов были соответственно равны 320 и 420мм, шаг роликов 580 мм. Температура в подроликовом пространстве была создана , т.е. дТ 90°С, за счет изменения расхода газа горелок подроликового пространства.

Двухчасовая остановка одного из роликов не привела к его прогибу, в то время как остановка ролика в печи с температурой в над и подроликовых пространствах равной 960°С вызывала прогиб ролика уже после 5-10 мин. Следует обратить , внимание на то, что более низкая температура в подроликовом пространстве практически не влияет на температуру нагреваемого изделия, так как роликовый под служит для изделия своеобразным экраном. Наличие такого экрана позволяет поддерживать нужную разность температур практически постоянно во время работы печи.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения описанного способа составит 100 тыс.руб. в год.

Формула изобретения j Способ эксплуатации роликов в проходной печи с вращением и остановкой их в процессе работы печи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности роликов за счет предотвращения их проги«ба во время остановки, при вращении и остановке роликов осуществляют ,подачу разного количества топлива над роликамр и под роликами с созданием градиента температур по высоте роликов, равным

, т

К d-E

д Т

57Г

где дТ - градиент температуры; К - коэффициент, зависящий

5 от конструкции подшипниковых узлов ролика, шага роликов, материала бочки и других,факторов, К 3-8; 6(«g - максимальные напряжения,

0

возникающие в бочке ролика от собственного веса; с1,Е,6т - соответственно коэффициент линейного расширения, модуль упругости и предел

5 текучести материала бочки ролика при температуре его эксплуатации.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе .

1.Патент ФРГ 1433710, кл. 18 С 9/00, опублик. 1970.

2.Авторское свидетельство СССР 378451, кл. С 21 D 9/00, 1971.

5

3.Справочник конструктора печей прокатного производства. Под ред. В. М. Тьмчака. М., Металлургия, а,970, с. 670-671.