2.9 Механизация уборки окалины

При работе слябингов большое внимание надо уде­лять уборке окалины, которая дробится и отделяется от прокатываемой полосы во время прохождения ее между валками и нахождения на рольгангах. Окалина скапливается под валками и рольгангами.

Если принять, что угар металла на блюмингах и слябингах со­ставляет 2% и что половина этого металла в виде окалины отделяется от слитков в нагревательных колодцах, а другая половина — при про­катке, то при большой производительности современных крупных блю­мингов и слябингов количество окалины, подлежащей уборке на стане, может доходить в отдельных случаях до 150—200 т в сутки. Кроме того, при прокатке слитков, особенно из кипящей стали, от них отде­ляются куски шлака, количество которых в отдельных случаях может доходить до 20—30 т в сутки. Эту окалину и куски шлака, попадающие под рабочую клеть и рольганги, необходимо своевременно удалять.

Применяют различные способы уборки окалины на блюмингах и слябингах.

Наилучшим способом уборки окалины является гидравлический, при котором окалина смывается водой. Недостатком этого способа является то, что крупные куски металла, особенно отваливающиеся от слитков кипящей стали, в этом случае удалить нельзя.

2.10 Дальнейшее усовершенствование слябингов

В связи с расширением производства литых заготовок (блюмов и слябов) на установках непрерывной разливки стали в дальнейшем значение блюмингов и слябингов будет относительно уменьшаться. Однако их роль в ближайшие годы по-прежнему оста­нется значительной в области переработки крупных слитков в блюмы и слябы. Можно отметить следующие меры усовершенствования блю­мингов и слябингов.

1. Механизация трудоемких операций по очистке подин нагрева­тельных колодцев от сухого и жидкого шлака.

2. Полная автоматизация процесса прокатки на стане, достигае­мая вследствие применения программирования (особую трудность представляет автоматизация работы манипуляторов и кантователей).

3. Сокращение времени, затрачиваемого на смену валков благо­даря усовершенствованию устройств для перевалки и конструкции подушек валков с их подшипниками (в настоящее время операция смены валков занимает 30—40 мин времени и более).

4. Освоение машин огневой и механической (фрезерной) зачистки блюмов и слябов и выбор оптимального способа зачистки горячих блюмов и слябов на ходу при движении их по рольгангу.

5. Улучшение конструкции ножниц для резки блюмов и слябов главным образом с целью увеличения их производительности (повыше­ния быстроходности, в настоящее время механические ножницы могут совершать 6—8 резов в минуту). Освоение гидравлических ножниц как наиболее простых по конструкции и удобных в эксплуатации.

2.11 Нажимной механизм

Установка валков в вертикальной плоскости на большинстве станов осуществляется при помощи специального механизма с нажимными винтами.

На всех листовых, полосовых и обжимных станах положение нижнего валка с подушками и подшипниками в рабочей клети, постоянно. Поэтому раствор между валками регулируется пере­мещением только верхнего валка при помощи нажимного меха­низма.

На четырехвалковых станах, прокатывающих длинные полосы, для получения заданной толщины полосы корректировка обжатия осуществляется в процессе прокатки, поэтому нажимной механизм верхнего валка должен быть рассчитан на преодоление мак­симального усилия, действующего на валки в процессе про­катки.

На сортовых двух и трехвалковых станах положение валков при прокатке не изменяется; необходимое расстояние между ними, определяемое калибровкой валков, устанавливают заранее, при настройке стана.

На сортовых двухвалковых станах для сохранения линии про­катки на постоянном уровне необходимое расстояние между вал­ками при прокатке заданного профиля устанавливают перемеще­нием верхнего и нижнего валков.

На сортовых трехвалковых станах средний валок устанавли­вают неподвижно, а настройку осуществляют перемещением верхнего и нижнего валков.

На тех станах, где положение верхнего валка, должно изме­няться после каждого прохода металла через валки, это перемещение происходит во время пауз между проходами.

Очевидно, что для увеличения производительности стана время, затрачиваемое на установку верхнего валка, должно быть минимальным. Поэтому перемещение верхнего валка должно происходить с большой скоростью (например, на блюмингах эта скорость достигает 250 мм/с). Однако на некоторых станах, про­катывающих тонкие листы и полосы, скорость перемещения верх­него валка ограничивается необходимой точностью установки вал­ков в определенном положении, поэтому эта скорость должна быть очень небольшой (на тонколистовых четырехвалковых станах холодной прокатки она составляет ~0,1 мм/с).

Кроме того, скорость перемещения нажимных винтов зависит также от длины пути, который должен пройти нажимной винт при установке валка. Этот путь на обжимных станах во много раз больше, чем на листовых и тонколистовых. Поэтому с целью возможного сокращения пауз при прокатке скорость перемещения нажимных винтов у обжимных станов принимается большей, чем, например, у листовых станов.

На слябингах перемеще­ние верхнего валка происходит после каждого пропуска металла через валки, поэтому с целью сокращения паузы между прохо­дами для установки верхнего валка применяют быстроходные нажимные механизмы с приводом от вертикальных фланцевых электродвигателей через цилиндрические шестерни.

На рисунке 11, а приведены кинематические схемы нажимных механизмов I и II типов, а на рисунке 11, б — общий вид нажимного механизма II типа для слябинга 1150 конструкции УЗТМ. Литой стальной корпус 1 закреплен на станинах рабочей клети и сцентри­рован с ними с помощью двух установочных колец 2. В корпусе размещена горизонтальная косозубая цилиндрическая передача, состоящая из семи зубчатых колес и приводимая двумя вертикаль­ными фланцевыми электродвигателями 3, смонтированными на верхней части корпуса /. Шестерни 4 (рис. 11, а) насажены не­посредственно на концы валов электродвигателей и сцепляются с паразитными колесами 5, которые в свою очередь передают вращение зубчатым венцам 7, посаженным на высокие ступицы 8 с квадратными отверстиями. При вращении колес 7 и ступиц 8 осуществляется вращение винтов в нажимных гайках 9 и посту­пательное перемещение нажимных винтов 10.

Соединительная шестерня 6 свободно посажена на ось, кото­рая одновременно является плунжером 11 двух гидравлических цилиндров 12, вмонтированных в корпус нажимного устройства и предназначенных для вывода шестерен 5 из зацепления при не­обходимости раздельной работы винтов (одного правого или ле­вого). При работе стана полости верхних цилиндров заполнены маслом, выход которого из них перекрыт, а из нижних цилиндров масло вытеснено в бак, установленный сверху па площадке. Практика эксплуатации блюмингов показала, что, несмотря на наличие тормозов на электродвигателях, происходит самоотвинчивание нажимных винтов вследствие больших динамических на­грузок на них при прокатке. С целью предохранения от самоотвинчивания на концах нажимных винтов сделаны сферические пяты 14 увеличенного диаметра, в результате чего несколько уве­личивается момент трения в пяте. Для удобства сборки и разборки пяту делают отъемной и закрепляют на нажимном винте торцовой шпонкой 13 и сквозным штифтом 15.

Указатель обжатий присоединен к нажимному устройству через промежуточную коническую передачу 16.

Нажимное устройство имеет привод от двух электродвигате­лей вертикального типа мощностью 180—270 кВт (п = 500ч/750/1000 об/мин). Смазка жидкая циркуляционная. Наружный диаметр нажимного винта 440 мм, резьба однозаходная, шаг 48 мм, диаметр пяты 550 мм, передаточное отношение от электро­двигателя к нажимному винту 4,5; скорость перемещения винтов до 250 мм/с.

Рисунок 11- Нажимной механизмы слябинга 1150 конструкции УЗТМ.

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Определение усилия прокатки

Исходные данные:
Радиус рабочих валков, мм………………………………….	R = 575
Модуль упругости материала валков, МПа ………………	Е =2,15·1 0^5
Коэффициент Пуассона материала валков ……….………	µ = 0,3
Частота вращения валков, об/мин …………...……………..	n = 60
Исходная толщина полосы, мм……………………………..	h0= 330
Конечная толщина полосы, мм……………………………..	h1= 300
Ширина полосы, мм ………………………………………...	b = 170
Материал полосы ……………………………………………	сталь 40Х
Предел текучести, МПа…...………………..………………. Предел прочности, МПа…...………………..……………….	=530 =687
Коэффициент трения при прокатке………………………..	f = 0,15

Определяются основные геометрические параметры прокат­ки.

Средняя по очагу деформация толщины полосы:

, (3.1)

где h₀ - исходная толщина полосы, мм;

h₁ - конечная толщина полосы, мм.

мм

Абсолютное обжатие полосы:

(3.2)

Относительное обжатие полосы вычисляется по формуле (3.3):

(3.3)

Длина дуги контакта:

, (3.4)

где R – радиус рабочих валков, мм;

Δh – абсолютное обжатие полосы, мм.

мм

Среднее удельное давление металла на вал­ки:

, (3.5)

где п_σ – коэффициент напряженного состояния;

σ_д – фактическое сопротивление металла деформации при линейном напряженном состоянии, МПа.

(3.6)

, (3.7)

где n_b – коэффициент ширины полосы;

– коэффициент, учитывающий влияние внешнего трения на контакте металла с валками;

– коэффициент, учитывающий влияние внешних зон (ши­рина полосы).

Коэффициент n_b зависит от соотношения ширины полосы и длины очага деформации - b/l. При b/l<1, когда имеются благоприятные условия для уширения металла, n_b =1. При широком очаге деформации, когда b/l>5, n_b =1,15 (уширения нет).