Кунтуш Е.В., Сиверская Т.И.

Карагандинский государственный индустриальный университет, Казахстан

Анализ петлевых устройств станов холодной прокатки

Современные высокоскоростные линии обработки полосы требуют дополнительных устройств, создающих запас металла для обеспечения непрерывной работы линии. В цехах холодной прокатки полосы содержатся непрерывные линии травления, цинкования, электролитического лужения, отжига и резки.

При непрерывном движении полосы с постоянной скоростью через технологическую часть линии возникает необходимость остановки головной или хвостовой части агрегата для сварки концов рулонов, вырезки сварного шва, установки рулона на разматыватель и снятия рулона с моталки после обработки на линии.

В настоящее время в головной и хвостовой частях агрегата устанавливаются устройства, обеспечивающие запас полосы на время сварки, а также установку и снятие рулона. Такими устройствами являются петлевые ямы со свободно провисающей петлей, вертикальные петлевые башни, горизонтальные петлевые тележки, кольцевые и спиральные накопители полосы [1].

1 Петлевые ямы

Для непрерывной работы непрерывно-травильных агрегатов между сварочной машиной и травильными ваннами полоса укладывалась петлями непосредственно на полу цеха. В дальнейшем для этих целей применили специально построенную в полу цеха яму, внутри облицованную деревом для предохранения полосы от повреждений. Петли в яме располагаются горизонтально, и полоса постепенно вытягивается тянущими роликами в травильные ванны.

Рисунок 1 – Петлевая яма

На полосе могут появиться царапины, складки от давления верхних петель. С увеличением скорости сброса полосы увеличивается длина и площадь ямы.

Петлевая яма имеет ряд преимуществ: полоса может поступать в яму с большой скоростью, создается большой запас полосы, относительно небольшая стоимость ее сооружения.

При проектировании новых цехов холодной прокатки полосы петлевые ямы и свободно провисающие петли не используются, т.к. накопители этого вида обладают рядом существенных недостатков и не удовлетворяют возросшим скоростям движения полосы в основном технологическом процессе [1].

2 Вертикальные петлевые устройства

С увеличением скорости движения полосы в основном технологическом процессе (в агрегатах отжига, травления, лужения и цинкования) необходимо увеличение запаса полосы на время вынужденных остановок для сварки, смены рулона и т.д. С этой целью в головной и хвостовой частях агрегатов устанавливаются петлевые устройства вертикального типа с неподвижными верхними роликами и движущейся нижней кареткой или с неподвижными нижними роликами и движущейся верхней кареткой [2].

Вертикальные петлевые устройства характеризуются малой протяженностью оборудования, большой вместимостью полосы (от 2 до 24 петель), постоянным натяжением ветвей, малой опасностью повреждения кромок полосы. В то же время эти устройства имеют ряд недостатков: большая высота оборудования, мешающая работе кранов; значительная стоимость механического оборудования; необходимость дополнительных натяжных устройств; трудность заправки полосы при большом количестве петель; многократность изгибов полосы при прохождении через большое количество направляющих роликов, которые должны иметь разные скорости. Это вызывает необходимость применения сложной регулирующей аппаратуры. Применение холостых направляющих роликов для поддержания полосы нежелательно, так как при разгоне и торможении происходит проскальзывание полосы, а это приводит к появлению дефектов на ее поверхности.

Рисунок 2 – Вертикальное петлевое устройство

Вертикальные петлевые устройства занимают малую площадь в цехе, обладают большим запасом полосы и устанавливаются с оборудованием, которое имеет значительную высоту.

3 Горизонтальные петлевые тележки

Тележки устанавливают при наличии длинной горизонтальной печи для отжига или длинных травильных ванн. Эти установки оправдывают себя, если они связаны с другими устройствами большой протяженности. Горизонтальные петлевые тележки характеризуются относительно малой высотой; требуется мало роликов при ходе тележки на несколько десятков метров; легко обеспечивается постоянство натяжения полосы. Недостатком таких устройств являются большая длина; сложная конструкция поддерживающих роликов, которые необходимо отводить в сторону при прохождении петлевой тележки; более сложное, чем в башенных устройствах, направление полосы [1].

Горизонтальные петлевые устройства обладают большим запасом полосы и используются в агрегатах отжига, травления и других, где длина расположения оборудования значительна. Эти устройства могут быть установлены под технологическим оборудованием или над ним [2].

Рисунок 3 – Горизонтальное петлевое устройство

4 Кольцевые и спиральные накопители

Дальнейшее развитие петлевых устройств и накопителей полосы было направлено по пути уменьшения их габаритных размеров. Петлевые ямы, вертикальные и горизонтальные петлевые устройства занимают большую площадь в цехе. С целью увеличения емкости накопителя и уменьшения габаритных размеров были созданы кольцевые и спиральные накопители полосы [3].

Рисунок 4 – Спиральный накопитель полосы

Недостатками этих устройств являются: при использовании полос из сталей с повышенными механическими свойствами диаметр снимающего ролика, установленного на внутренней роликовой проводке, не обеспечивает необходимый радиус изгиба полосы при ее упругопластической деформации вокруг поверхности ролика и поэтому выводимая из накопителя полоса трется своей боковой поверхностью о корпус внутренней роликовой проводки, поэтому требуются дополнительные усилия для извлечения ее из накопителя, что требует установки на тянущих роликах более мощных двигателей, но при этом не исключается возможность повреждения боковой поверхности полосы в виде глубоких царапин или рисок, а это снижает качество выпускаемой продукции. Другим недостатком является интенсивный износ поверхностей бочек несущих роликов, который происходит при извлечении полосы из накопителя, потому что все витки большого наружного кольца должны вращаться в сторону извлечения, одновременно поднимаясь, перемещаться по наклонной поверхности бочек роликов к центру до неподвижной внутренней роликовой проводки. Интенсивный износ поверхности бочек несущих роликов снижает не только показатель ремонтной пригодности машины, но и портит кромку полосы [9].

Эти накопители обладают малыми габаритными размерами и большим запасом полосы.

Литература:

1. Васильев А.Г. Накопители полосы агрегатов подготовки и отделки в цехах холодной прокатки в СССР и за рубежом. М. – НИИинформтяжмаш, 1972. – 17 с.

2. А.И. Целиков, П.И. Полухин, В.М. Гребенник и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т.2. М., Металлургия, 1978 – 328 с.

3. Лимонов Л.Г. Автоматизированный электропривод промышленных механизмов. Харьков, Форт, 2009 – 272 с.