CN107716569B - 柔性链条钢坯除鳞机 - Google Patents
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Abstract
本专利申请提供一种柔性链条钢坯除鳞机,其包括:底座,用于提供支撑作用;驱动机构,用于输出转矩;转轴,两端端部可旋转地设于所述底座上,中部悬空,并且其中一端与所述驱动机构的输出轴连接;多个链条,每一所述链条的一端连接于所述转轴上,当所述驱动机构驱动所述转轴旋转时,所述链条随之旋转,并且所述链条的另一端用于击打钢坯表面,以去除钢坯表面的氧化铁皮。本专利申请是针对不易去除的氧化铁皮而特别设计,当钢坯从加热炉出来后,链条高速旋转产生冲击力击打钢坯表面,钢坯表面氧化铁皮的物理结构将受到破坏,沿钢坯基面上的空穴产生裂缝,并连续不断地产生开裂、扩展,从而除去氧化铁皮。
Description
技术领域
本专利申请涉及冶金热轧技术领域,特别涉及一种柔性链条钢坯除鳞机。
背景技术
钢坯在热轧前,要经过1100~1300℃加热和保温,在此温度下,钢坯表面生成2~5mm厚的氧化铁皮,即鳞层,其特点是硬而脆,氧化铁皮的硬度大于热坯硬度,如果未去除在轧制时会导致氧化铁皮压入,从而影响产品的表面质量。目前,业界主要采用高压水除鳞方法去除热轧钢坯表面氧化铁皮,这种除鳞方式对普通碳结钢除鳞效果较好,但若氧化铁皮延伸率大于10%,则鳞的剥离性较差,如合结钢、轴承钢、齿轮钢等;另外当钢坯在炉内停留时间较长,且加热温度较高时,就会产生局部或者整体过热、过烧等缺陷,造成氧化铁皮增厚并硬化,在高压水除鳞中难以除掉。
可见,目前存在着含S、Ni、Mo等元素的合金钢钢坯以及存炉时间较长的钢坯表面氧化铁皮难以去除的问题。
发明内容
本专利申请的目的在于提供一种柔性链条钢坯除鳞机,以解决现有技术存在的某些类型钢坯表面氧化铁皮难以去除的问题。
为了解决上述问题,本专利申请提供的技术方案为:
一种柔性链条钢坯除鳞机,其包括:底座,用于提供支撑作用;驱动机构,用于输出转矩;转轴,两端端部可旋转地设于所述底座上,中部悬空,并且其中一端与所述驱动机构的输出轴连接;多个链条,每一所述链条的一端连接于所述转轴上,当所述驱动机构驱动所述转轴旋转时,所述链条随之旋转,并且所述链条的另一端用于击打钢坯表面,以去除钢坯表面的氧化铁皮。
优选地,在上述柔性链条钢坯除鳞机中,所述驱动机构为电机,所述驱动机构的输出轴通过联轴器和所述转轴的一端连接。
优选地,在上述柔性链条钢坯除鳞机中,所述链条的一端可拆卸地连接于所述转轴上。
优选地,在上述柔性链条钢坯除鳞机中,还包括多个花键套,所述转轴为花键轴,所述花键套键连接于所述转轴的中部,所述链条的一端连接于所述花键套的凹槽内。
优选地,在上述柔性链条钢坯除鳞机中,所述链条的一端通过销轴连接于所述花键套的凹槽内。
优选地,在上述柔性链条钢坯除鳞机中,相邻所述花键套上的所述链条间隔45°。
优选地,在上述柔性链条钢坯除鳞机中,所述链条为环链条。
优选地,在上述柔性链条钢坯除鳞机中,所述底座上设有两个立柱,所述立柱的顶端设有轴承座,所述转轴的两端分别通过轴承设置于所述轴承座内。
优选地,在上述柔性链条钢坯除鳞机中,所述链条与所述钢坯的接触部分长度为6-7mm。
分析可知,本专利申请是针对不易去除的氧化铁皮而特别设计,当钢坯从加热炉出来后,根据钢的塑性及氧化铁皮硬而脆的特性,本专利申请的链条高速旋转产生冲击力击打钢坯表面,钢坯表面氧化铁皮的物理结构将受到破坏,沿钢坯基面上的空穴产生裂缝,并连续不断地产生开裂、扩展,从而除去氧化铁皮。
附图说明
图1为本专利申请实施例的结构示意图;
图2为本专利申请实施例的转轴、花键套、链条的组合结构示意图;
图3为图2所示组合结构的侧视图。
附图标记说明如下:1-驱动机构;2-联轴器;3-转轴;4-花键套;5、51、52-链条;6-轴承座;7-销轴;8-底座;81-立柱。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利申请。各个示例通过本专利申请的解释的方式提供而非限制本专利申请。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本专利申请的范围或精神的情况下,可在本专利申请中进行修改和变型。例如,示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是,本专利申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本专利申请的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利申请而不是要求本专利申请必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利申请的限制。本专利申请中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示,本专利申请实施例包括底座8以及位于底座8上的驱动机构1、转轴3和设于转轴3上的多根链条5。
具体地,底座8用于提供支撑作用。底座8基本为框架结构,框架结构的底部较大,用于与工作面(例如地面等)接触,并对整个除鳞机起到稳定支撑的作用,框架结构的上方设置支撑结构,例如多根立柱81。
驱动机构1设于底座8的其中一根立柱81上,驱动机构1用于输出转矩,以驱动转轴3旋转。优选地,驱动机构1为电机。更优选地,电机选用为变频电机(变频电机是变频器驱动的电动机的统称。实际上为变频器设计的电机为变频专用电机,电机可以在变频器的驱动下实现不同的转速与扭矩,以适应负载的需求变化),选用变频电机可以根据不同钢种以及不同厚度的氧化铁皮调节转速进而调节转轴3的转速。
具体地,如图1所示,转轴3的两端端部可旋转地设于底座8上,转轴3的中部悬空,且转轴3的其中一端与驱动机构1的输出轴连接。优选地,底座8的其中两根立柱81分别位于转轴3两端端部下方,两根立柱81顶端均设置轴承座6,转轴3的两端则通过轴承设于轴承座6上。更具体的说,转轴3的两端可旋转的安装于底座8的其中两根立柱81上,且转轴3的一端通过联轴器2与驱动机构1连接(转轴3、联轴器2和驱动机构1的中心线位于同一直线上),驱动机构1启动同时可带动转轴3旋转。
如图2所示,每一链条5的一端(固定端)连接于转轴3上,当驱动机构1驱动转轴3旋转时,链条5随之旋转。链条5的另一端(自由端)用于击打钢坯表面,以去除钢坯表面的氧化铁皮。
为了增加本实施例的安装、维修、更换零部件的灵活性,驱动机构1的输出轴通过联轴器2和转轴3的一端连接。链条5的一端可拆卸地连接于转轴3上。
进一步地,如图1、图2所示,本实施例还包括多个花键套4。转轴3为花键轴,花键套4键连接于转轴3的中部,链条5的一端连接于花键套4的凹槽内。每一个花键套4的凹槽内都连接有多根链条5。
进一步地,链条5的一端通过销轴7可拆卸地连接于花键套4的凹槽内。更优选地,链条5为环链条,如果链条选择过小,则打击力也小,那么除鳞就除不干净;如果链条选择大了,不仅容易打坏钢坯,并且相应所需要的电机功率也越大,不利于节能降耗;通过反复实验,发明人发现实际应用中选择如下链条时,能够很好地满足要求:起重用短环链,8级普通精度链GB/T24816-2009,规格为d=6.3mm,每节链环长度l=30mm,选取6节链条,总长度约为155mm。而且,发明人根据经验与计算发现,发现当链条与钢坯接触部分长度为6-7mm时(假设链条自由端到固定端的长度为L,链条固定端到钢坯的垂直距离为H,L-H=6~7mm),综合效果最好,既能达到节能降耗又能确保除鳞效果,低于此值或者高于此值,综合效果均会变差。
更优选地,如图3所示,沿着花键套4的周向,相邻花键套4上的链条5间隔45°设置,可以击打更均匀。
更具体地,转轴3上安装七个花键套4,每个花键套4上沿周向均布安装有四排(每排两个)环链条5,也就是每个花键套4上的每排链条5之间的间隔角度为90°,花键套4优选设置为七个,如图2所示,分别是一、三、五、七与二、四、六(从左向右的序号)上的链条5呈45°错开布置,例如图3中链条51、链条52间隔45°。
本专利申请提供的柔性链条钢坯除鳞机还可以直接安装在出炉辊道上,而不需要单独设立生产线。
下面对本专利申请提供的柔性链条钢坯除鳞机的实际应用具体说明。
目前,除鳞过程中一般是钢坯以一定速度向前移动,除鳞机的转速也基本保持不变,直至钢坯完全走完停止转动。但是,上述钢坯除鳞机的转速可以是变化的,比如除鳞机转速的设定以及调节可根据实际应用产品的成分(成分不同,鱼鳞皮的厚度硬度会小有差别)以及产品的加热温度和时间可做相应调整。
应用时,首先将柔性链条钢坯除鳞机与出炉辊道连接,钢坯从高温加热炉内输送至柔性链条钢坯除鳞机同时变频电机启动。变频电机启动通过联轴器2带动转轴3转动。转轴3转动进而带动链条5转动,链条5在惯性力的作用下以转轴3的中心线为回转中心,以回转中心距链条5的自由端(约等于链条5的长度)为最大回转半径旋转。旋转过程中链条5的自由端与钢坯接触(优选接触部分的长度在6-7mm)并击打钢坯表面的氧化铁皮,在链条5高速以及强力的击打作用下,钢坯表面的氧化铁皮的物理结构受到破坏,沿钢坯结合固化、剥落,从而除去钢坯表面的氧化铁皮。
柔性链条钢坯除鳞机的工作过程中,由于链条5击打钢坯表面的氧化铁皮导致氧化铁皮逐渐剥落,若从氧化铁皮开始剥落至完全剥落过程中链条5始终保持同一转速(也就是同一击打力度)可能会造成钢坯表面受损,故在击打过程中应由变频电机通过调节转速进而控制链条5的转速(也就是调节击打力度)来保证钢坯的质量,同时达到经济效益最大化。
在实际生产中,每根钢坯长度≥5.8米,在对这样长的钢坯进行加热的过程中,由于钢坯的不同部位在加热炉内所处的位置不同,加热强度有所不同,因此钢坯的整体温度并不相同,比如钢坯两端温度较中间要低,因此钢坯两端的鳞层也相对较厚硬。为了有效地除鳞,于是通过变频器改变除鳞机的转速,以得到不同的打击力,实现更好的打击效果。
具体来说,在实际除鳞过程中,这里我们选用ABB变频电机,型号为QABP 160M2B,15KW-2P。使钢坯的运行速度约为0.8米/秒,除鳞机刚开始启动时,使得变频电机转速为2900转/秒,链条5的自由端以大力击打钢坯表面的氧化铁皮,变频电机高速旋转持续时间为1.5秒,然后降为2000转/秒,使得链条5的自由端以相对小一些的力量击打钢坯表面的氧化铁皮,此转速持续约4~5秒,最后再次使得电机转速增加为2900转/秒,至整个钢坯走完。即对于钢坯两端的鳞层采用较大的打击力,对于钢坯中间的鳞层采用相对较小的打击力,以确保钢坯的质量。
理论分析以及测试表明,本专利申请不仅除鳞效果好,对提高产品的质量和精度起到了重要作用,还具有如下优点:本专利申请不需要单独设立生产线,可直接安装在出炉辊道上,钢坯进入时启动,除鳞完后立即停机,与轧机生产同步,生产周期短、生产效率高且易操作。
本专利申请就是针对那些产品(例如钢坯等)表面不容易除去的氧化铁皮而设计的除鳞机,当钢坯从加热炉内送出后,由于钢坯表面温度过高会与空气反应在钢坯表面形成氧化铁层鳞层,根据钢坯的塑性及氧化铁皮脆而硬的特性:
1、利用此柔性链条钢坯除鳞机上的链条5高速旋转产生冲击力,受其冲击力作用,其表面氧化铁皮的物理结构受到破坏,沿钢坯结合固化、剥落、从而除去氧化铁皮。
2、根据来料材质及加温时间的不同,而产生不同的氧化层,;利用变频器对电机转速进行快慢的调整,得到不同的击打力,达到对不同氧化铁皮最佳的破除效果。
3、本专利申请提供的柔性链条钢坯除鳞机已经在线使用,使用除磷的效果很好,对提高产品(例如钢坯等)的表面质量具有十分显著的效果。与传统水除鳞机相比较能源消耗低,本发明仅15千瓦且可以做到对钢坯进行除鳞操作,且本装置还具有投资成本低、维修成本低、除鳞效果显著、安全、环保,对环境无污染以及对人体无伤害的特点。
由技术常识可知,本专利申请可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本专利申请范围内或在等同于本专利申请的范围内的改变均被本专利申请包含。
Claims (7)
1.一种柔性链条钢坯除鳞机,其特征在于,包括:
底座,用于提供支撑作用;
驱动机构,用于输出转矩;
转轴,两端端部可旋转地设于所述底座上,中部悬空,并且其中一端与所述驱动机构的输出轴连接;
多个链条,每一所述链条的一端连接于所述转轴上,当所述驱动机构驱动所述转轴旋转时,所述链条随之旋转,并且所述链条的另一端用于击打钢坯表面,以去除所述钢坯表面的氧化铁皮;
还包括多个花键套,所述转轴为花键轴,所述花键套键连接于所述转轴的中部,所述链条的一端连接于所述花键套的侧壁;相邻所述花键套上的所述链条间隔45°;所述驱动机构为电机,所述驱动机构的输出轴通过联轴器和所述转轴的一端连接。
2.根据权利要求1所述的柔性链条钢坯除鳞机,其特征在于,所述链条的一端可拆卸地连接于所述转轴上。
3.根据权利要求1所述的柔性链条钢坯除鳞机,其特征在于,所述链条的一端通过销轴连接于所述花键套的侧壁。
4.根据权利要求1所述的柔性链条钢坯除鳞机,其特征在于,所述链条为环链条。
5.根据权利要求1所述的柔性链条钢坯除鳞机,其特征在于,所述底座上设有两个立柱,所述立柱的顶端设有轴承座,所述转轴的两端分别通过轴承设置于所述轴承座内。
6.根据权利要求1所述的柔性链条钢坯除鳞机,其特征在于,所述链条与所述钢坯的接触部分长度为6-7mm。
7.根据权利要求1所述的柔性链条钢坯除鳞机,其特征在于,所述电机为变频电机。
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