PL174348B1 - Urządzenie walcownicze - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie walcownicze z klatka wal- cownicza i poprzedzajacym ja urzadzeniem do usuwania zgorzeliny, znamienne tym, ze urzadzenie do usuwania zgorzeliny stanowi umieszczone bezposrednio przed walcami (14) klatki walcowniczej (10) obrotowe urzadze- nie (11) do usuwania zgorzeliny, przy czym wychodzace z obrotowego urzadzenia (11) do usuwania zgorzeliny i padajace na mate- rial walcowany (4) strumienie (21) cieczy sa skierowane przeciwnie do kierunku walco- wania (26). FI G. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie walcownicze z klatką walcowniczą i poprzedzającym ją urządzeniem do usuwania zgorzeliny.

Z opisu patentowego RFN nr DE-C-4134599 wiadomo jest, ze celem uniknięcia wad powierzchniowych na materiale walcowanym, jak złuszczenie lub ubytki, należy spryskiwać materiał walcowany i płaszcze walców roboczych cieczą chłodzącą po stronie doprowadzania materiału walcowanego na całej jego szerokości w strefie tuż przed kotliną walcowniczą. Dzięki temu silne ochłodzenie następuje tylko w bardzo cienkiej zewnętrznej strefie materiału walcowanego.

Urządzenie do realizacji sposobu chłodzenia według opisu patentowego DE-C-4134599 posiada dysze natryskowe, które umieszczono w większej odległości od walców klatki walcowniczej i za pomocą których chłodziwo spryskuje skośnie powierzchnię materiału walcowanego wprost w kierunku kotliny walcowniczej, tak że część strumienia chłodziwa trafia na powierzchnię materiału walcowanego i część na powierzchnię walców. Jednak występuje przy tym niebezpieczeństwo odłupywania się zgorzeliny, która nieuchronnie wchodzi do kotliny walcowniczej, co może spowodować wady powierzchniowe.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP-A-0241919 i z amerykańskiego opisu patentowego nr US-A-5,001,915 znane jest w procesie walcowania na gorąco usuwanie zgorzeliny z materiału walcowanego przez spryskiwanie wodą chłodzącą, przy czym wodą tą spryskuje się powierzchnię materiału walcowanego kierując strumień przeciwnie do ruchu tego materiału, za pomocą dysz, które znajdują się na belce chłodzenia rozciągającej się poprzecznie nad materiałem walcowanym.

Szczególny problem występuje w urządzeniach walcowniczych, które zespolone są w instalację odlewania ciągłego i walcowania wlewka ciągłego, o w szczególności na pierwszej patrząc w kierunku odlewania - klatce walcowniczej, która umieszczona jest przed lub tuż za czołem strefy skrystalizowanej wlewka ciągłego. Takie urządzenie walcownicze można zbudować łatwo i niedrogo, ponieważ ze względu na stosunkowo wysoką temperaturę wlewka ciągłego na wyjściu z komory chłodzenia zawierającej strefę chłodzenia wtórnego pasma, ze względu na małą prędkość odkształcania, wskutek stosunkowo małej prędkości posuwu (równej prędkości odlewania) materiału walcowanego, czyli wlewka ciągłego i ze względu na dużą plastyczność wlewka ciągłego, wymagane są stosunkowo małe naciski walców. Potrzebna jest też tylko stosunkowo mała moc napędu, a więc zużycie energii jest małe w porównaniu do stopnia odkształcenia. Okazało się jednak, że konieczne jest całkowite usunięcie zgorzeliny przed taką klatką walcowniczą włączoną w instalację odlewania ciągłego, co jest warunkiem uzyskania dobrej powierzchni. Chcąc utrzymać możliwie wysoką temperaturę wlewka należałoby stosować niewielką ilość wody do usuwania zgorzeliny, a więc nie może być spełnione wymaganie całkowitego usunięcia zgorzeliny. Dotyczy to w szczególności przypadku odlewania cienkiego wlewka ciągłego, takiego jak pasmo o grubości między 20 i 80 mm.

Według europejskiego opisu patentowego EP-A-0241 919 zastosowany został do ciągłego walcowania wlewka urządzenie do usuwania zgorzeliny, które znane jest z techniki walcowniczej - na przykład prezentowane przez opis patentowy US-A-5,001,915. Okazało się jednak, że aby uzyskać skuteczne zepdrowanid, trzeba natryskiwać dużą ilość wody na wlewek ciągły, co powoduje dość znaczne obniżenie temperatury wlewka, w szczególności strefy jego powierzchni, tak, że nie da się korzystnie zastosować znanej z techniki walcowniczej metody zendrowania walcowanych wlewków ciągłych, w szczególności z powodu bardzo małej prędkości walcowania (równej prędkości odlewania).

Dlatego też zadaniem wynalazku jest opracowanie urządzenia walcowniczego z klatką walcowniczą i poprzedzającym ją urządzeniem do usuwania zgorzeliny, które sprosta różnym

174 348 wymaganiom - mianowicie pozwoli uzyskać dobrą jakość powierzchni wyrobów walcowanych dzięki całkowitemu usunięciu zgorzeliny przy zminimalizowanym zużyciu cieczy.

Zadanie to zgodnie z wynalazkiem rozwiązane zostało dzięki temu, ze urządzenie do usuwania zgorzeliny stanowi umieszczone bezpośrednio przed walcami klatki walcowniczej obrotowe urządzenie do usuwania zgorzeliny, przy czym wychodzące z obrotowego urządzenia do usuwania zgorzeliny i padające na materiał walcowany strumienie cieczy są skierowane przeciwnie do kierunku walcowania.

Obrotowe urządzenie do usuwania zgorzeliny działa przede wszystkim na zasadzie mechanicznego usuwania zgorzeliny. Sprzyja temu oziębienie zgorzeliny strumieniami cieczy, w efekcie czego pęka powłoka zgorzeliny. Do wspomagania procesu usuwania zgorzeliny, korzystnie przed urządzeniem obrotowym usytuowany jest mechaniczny łamacz zgorzeliny, taki jak urządzenie gnące.

Okazało się, że w przypadku stosowania według wynalazku obrotowego urządzenia do usuwania zgorzeliny potrzeba znacznie mniej wody niż w konwencjonalnych urządzeniach do usuwania zgorzeliny, tak, że materiał walcowany, korzystnie wlewek ciągły, traci tylko bardzo małą część swej entalpii.

Dzięki temu udaje się doprowadzić do klatki walcowniczej również bardzo cienki materiał, zawierający jeszcze dużo energii. Dzięki umieszczeniu urządzenia do usuwania zgorzeliny tuz przed walcami klatki walcowniczej udało się ponadto także skutecznie zminimalizować powstawanie wtórnej zgorzeliny.

Płaszczyzny przechodzące przez osie strumieni cieczy i równoległe do osi jednego z walców klatki walcowniczej tworzą korzystnie z kierunkiem walcowania, w miejscu padania strumienia cieczy na powierzchnię materiału walcowanego, zawsze kąt ostry, którego wierzchołek jest przeciwstawny do kierunku walcowania.

Według korzystnej cechy wynalazku, w którym urządzenie do usuwania zgorzeliny ma bardzo prostą konstrukcję, oś lub też osie obrotu urządzenia usuwającego zgorzelinę jest lub też są nachylone względem powierzchni materiału walcowanego, przy czym celowo kąt nachylenia osi obrotu względem prostopadłej do powierzchni materiału walcowanego jest większy niż kąt jaki tworzy oś strumienia cieczy z osią obrotu.

Korzystnie, wycinek strefy spryskiwania strumieniami cieczy wytwarzanymi przez obrotowe urządzenie usuwające zgorzelinę jest osłonięty względem powierzchni materiału walcowanego. Urządzenie do usuwania zgorzeliny można wtedy umieścić szczególnie blisko przed walcami klatki walcowniczej.

Przy tym według dalszej cechy wynalazku, osłonę tego wycinka stanowi blacha osłonowa z rynną odprowadzającą ciecz rozpościerającą się poprzecznie nad powierzchnią materiału walcowanego.

Przy tym, korzystnie, blacha osłonowa w rzucie poziomym przykrywa strefę spryskiwania w pobliżu kotliny klatki walcowniczej.

Z uwagi na brak miejsca tuż przed walcami klatki walcowniczej, w szczególności z myślą o cienkim materiale walcowanym, znajduje się osłona z, usytuowanym przeciwstawnie do kierunku walcowania, urządzeniem naprowadzającym umożliwiającym pewne wprowadzenie początku materiału walcowanego do kotliny walcowniczej, przy czym, korzystnie, urządzenie naprowadzające jest w postaci rozpościerającej się równolegle do jednej z osi walców klatki płyty blaszanej, w której znajduje się co najmniej jedno wycięcie na strumienie cieczy wychodzące z obrotowego urządzenia do usuwania zgorzeliny.

Wycięcie to ukształtowane jest korzystnie w postaci części pierścienia kołowego.

Zgodnie ze szczególnie korzystną cechą wynalazku, klatka walcownicza jest klatką do walcowania wlewka ciągłego, zwłaszcza cienkiego pasma metalu, przy czym korzystnie, klatka walcownicza zespolona jest z urządzeniem do odlewania ciągłego.

Urządzenie walcownicze według wynalazku pozwala na umieszczenie obrotowego urządzenia do usuwania zgorzeliny w obrębie stojaka klatki walcowniczej.

W przypadku szczególnie szerokich wlewków ciągłych obrotowe urządzenie do usuwania zgorzeliny ma co najmniej dwie głowice obrotowe rozmieszczone obok siebie w przybliżeniu równolegle do osi walców klatki walcowniczej.

174 348

Wskutek powstania zawirowań może dostać się przypadkowo w pobliże kotliny walcowniczej zgorzelina, którą usuwa się dzięki temu, że według korzystnej postaci wynalazku, tuż przed strefą wciągania walców klatki walcowniczej usytuowany jest układ spryskiwania poprzecznego, przy czym korzystnie, w razie obecności blachy osłaniającej strefę spryskiwania, układ spryskiwania poprzecznego znajduje się między tą blachą i powierzchnią materiału walcowanego.

Przedmiot wynalazku został bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do ciągłego odlewania zespolone z urządzeniem walcowniczym, w ujęciu schematycznym i w widoku z boku, fig. 2 - powiększony szczegół II z fig. 1 w pierwszym przykładzie wykonania, w widoku z boku, fig. 3 - urządzenie walcownicze w drugim przykładzie wykonania, w widoku z boku, fig. 4 - urządzenie walcownicze w widoku z góry według linii IV-IV zaznaczonej na fig. 3.

Do chłodzonego krystalizatora 1 doprowadza się cienką stal 2 z kadzi pośredniej 3. Kształtujący się w krystalizatorze 1, mający płynny rdzeń i początkowo tylko cienki naskórek materiał walcowany 4 w postaci wlewka ciągłego przechodzi poprzez łukowe urządzenie podporowe 5, które wyposażone jest w zbliżone do siebie rolki podtrzymujące 6 i w poziomą prowadnicę 7 materiału walcowanego 4 w postaci wlewka ciągłego. Łukowe urządzenie podporowe 5 wlewka i pierwsza część poziomej prowadnicy 7 są otoczone komorą chłodzącą 8, która zawiera strefę chłodzenia wtórnego.

Po wyjściu materiału walcowanego 4 w postaci wlewka ciągłego z komory chłodzącej 8 doprowadza się wlewek (który ma grubość około 60 mm) do urządzenia walcowniczego 9 (w którym grubość wlewka zmniejszana jest do około 40 mm), które utworzone jest z klatki walcowniczej 10 i poprzedzającego ją urządzenia 11 do usuwania zgorzeliny. Za urządzeniem walcowniczym 9 znajduje się urządzenie odcinające 12 do przecinania zestalonego i ukształtowanego materiału walcowanego 4 w postaci wlewka ciągłego na wlewki płaskie 13. Gdy materiał walcowany 4 obrabia się dalej na pasmo cienkie, odcinanie odbywa się stosownie do wymaganego ciężaru pasma. Odcięte wlewki płaskie 13 (wlewki cienkie przy odlewaniu pasma cienkiego) doprowadza się do nie pokazanego na rysunku pieca z trzonem samotokowym, w którym utrzymuje się temperaturę walcowania cienkich wlewków albo ewentualnie podgrzewa się je do tej temperatury, przy czym piec taki spełnia także funkcję buforowania wlewków cienkich w razie zakłóceń w procesie technologicznym. Rozwalcowanie na pasmo cienkie następuje w również nie pokazanym na rysunku wieloklatkowym zespole wykańczającym.

Jak widać na fig. 2, urządzenie 11 do usuwania zgorzeliny umieszczono tuż przed walcami roboczymi 14 klatki walcowniczej 10, a mianowicie w strefie między podłużnicami bocznymi 15 stojaka 16. Urządzenie 11 ukształtowane jest jako obrotowe urządzenie do usuwania zgorzeliny, przy czym ilość głowic obrotowych 17 dobiera się stosownie do szerokości wlewka ciągłego. Gdy jest kilka głowic 17, to rozmieszczone są one obok siebie w płaszczyźnie równoległej do osi 18 walców roboczych 14 klatki walcowniczej 10 (por. fig. 4).

Każda głowica 17 ma co najmniej jedno obrotowe ramię natryskowe 19, które jest ukształtowane korzystnie jako podwójne ramię natryskowe 19 i rozciąga się promieniowo, i na którego końcach umieszczono dysze rozpylające 20. Zamiast ramienia natryskowego 19 można również zastosować wirujący talerz, na którego obwodzie rozmieszczone są dysze rozpylające.

Osie 22 wychodzących z dysz 20 strumieni cieczy 21 tworzą z osią obrotu 23 przynależnej głowicy 17 kąt ostry α. Jak wynika z fig. 2, osie obrotu 23 głowic 17 są nachylone względem powierzchni materiału walcowanego 24 (którąjest również powierzchnia wlewka ciągłego), przy czym kąt nachylenia β osi 23 głowic 17 względem linii pionowej jest większy niż kąt a, który tworzą osie 22 strumieni cieczy 21 z osią obrotu 23 głowic obrotowych 17. Dzięki temu płaszczyzny przechodzące przez osie 22 strumieni 21 i równoległe do jednej z osi 18 walców roboczych 14 klatki 10 tworzą zawsze kąt ostry z kierunkiem walcowania 26 w miejscu padania 25 strumienia 21 na powierzchnię 24 materiału walcowanego 4, przy czym wierzchołek tego kąta jest zwrócony przeciwnie do kierunku walcowania 26. Dzięki temu ciecz padająca w miejscu 25 na powierzchnię 24 wlewka ma wypadkową strumienia, która, rzutowana na kierunek walcowania 26, posiada składową przeciwstawną do kierunku walcowania 26, w związku z czym kierunek lotu odłupywanej zgorzeliny jest przeciwny do kierunku walcowania.

174 348

Celem uniknięcia rozbryzgów wody, strumienie cieczy 21 tuż po wyjściu z dysz rozpylających 20 przechodzą przez otwór 27 w obudowie 28 przykrywającej powierzchnie 24 wlewka w strefie urządzenia 11 do usuwania zgorzeliny. Obudowę 28 wyposażono w ściankę 29 osłaniającą kotlinę walcowniczą 30 utworzoną przez walce robocze 14, tak, że kotlina 30 jest prawie całkowicie zabezpieczona przed rozpylaną wodą.

Tuż przy strefie wciągania walców roboczych 14 klatki 10 usytuowany jest jeszcze układ spryskiwania poprzecznego 31 do usuwania pojawiających się ewentualnie jeszcze cząstek zgorzeliny. Dzięki temu spryskiwaniu poprzecznemu eliminuje się także w znacznym stopniu wtórną zgorzelinę powstającą wskutek ponownego podgrzewania, które mogłoby ewentualnie wystąpić z powodu bardzo małej ilości cieczy podawanej przez obrotowe urządzenie 11 do usuwania zgorzeliny.

Według przedstawionego na fig. 3 przykładu wykonania, głowice obrotowe 17 umieszczono z osiami 23 prostopadłymi do powierzchni 24 wlewka ciągłego 4, w związku z czym strumienie cieczy 21 nad strefą wycinkową 32 koła 33 utworzonego przez padające strumienie 21 byłyby skierowane ku kotlinie walcowniczej 30. Żeby uniknąć padania strumieni 21 w tej strefie 32 na powierzchnię 24 materiału walcowanego 4 w postaci wlewka ciągłego, w tej strefie 32 umieszczona została osłona, która utworzona jest przez blachę osłonową 34 rozpościerającą się poprzecznie nad powierzchnią 24 wlewka. Ta blacha osłonowa 34 posiada rynnę 35 do odprowadzania cieczy zbierającej się na tej osłonie 34.

Celem zapewnienia prawidłowego wprowadzania materiału walcowanego w kotlinę walcowniczą 30 - co jest szczególnie ważne przy cienkich pasmach - w korzystnym przykładzie według wykonania zastosowane zostało urządzenie naprowadzające zaznaczone linią punktową na fig. 3 i 4, które utworzone jest z blachy 34'rozpościerającej się równolegle do jednej z osi 18 walców roboczych 14 klatki walcowniczej 10. Blacha 34 jest zespolona z blachą osłonową 34 i ma ukształtowane w postaci części pierścienia kołowego wycięcia 36 na strumienie cieczy 21 wychodzące z dysz rozpylających 20.

Można dobierać ilość dysz 20 przypadających na głowicę obrotową 17 zależnie od potrzebnej ilości cieczy.

Obrotami ramion natryskowych 19 steruje się w zależności od prędkości odlewania, a więc zależnie od prędkości wciągania wlewka ciągłego 4 do klatki walcowniczej 10.

Ciecz rozpylana jest korzystnie pod ciśnieniem między 200 i 500 bar.

174 348

174 348

ατ

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie walcownicze z klatką walcowniczą i poprzedzającym ją urządzeniem do usuwania zgorzeliny, znamienne tym, że urządzenie do usuwania zgorzeliny stanowi umieszczone bezpośrednio przed walcami (14) klatki walcowniczej (10) obrotowe urządzenie (11) do usuwania zgorzeliny, przy czym wychodzące z obrotowego urządzenia (11) do usuwania zgorzeliny i padające na materiał walcowany (4) strumienie (21) cieczy są skierowane przeciwnie do kierunku walcowania (26).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że płaszczyzny przechodzące przez osie (22) strumieni (21) cieczy i równolegle do osi (18) jednego z walców (14) klatki walcowniczej (10), tworzą zawsze z kierunkiem walcowania (26), w miejscu padania (25) strumienia (21) cieczy na powierzchnię (24) materiału walcowanego (4), kąt ostry, którego wierzchołek jest zwrócony przeciwnie do kierunku walcowania (26).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że osie obrotu (23) obrotowego urządzenia (11) do usuwania zgorzeliny są nachylone względem powierzchni (24) materiału walcowanego (4).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że kąt nachylenia (β) osi obrotu (23) obrotowego urządzenia (11) do usuwania zgorzeliny, względem prostopadłej do powierzchni (24) materiału walcowanego (4) jest większy niż kąt (α), który tworzy oś (22) strumienia (21) cieczy z tą osią obrotu (23).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że wycinek (32) strefy (33) na powierzchni (24) materiału walcowanego (4) spryskiwanej strumieniami (21) cieczy wytwarzanymi przez obrotowe urządzenie (11) do usuwania zgorzeliny, jest osłonięty.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że osłonę wycinka (32) stanowi rozpościerająca się poprzecznie nad powierzchnią (24) materiału walcowanego (4) blacha osłonowa (34) z rynną (35) odprowadzającą ciecz.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że blacha osłonowa (34) w rzucie poziomym przykrywa strefę spryskiwania (32) zbliżoną do kotliny walcowniczej (30) klatki walcowniczej (10).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, ze blacha osłonowa (34) ma zwrócone przeciwnie do kierunku walcowania (26) urządzenie naprowadzające (34').
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że urządzenie naprowadzające (34') jest w postaci rozpościerającej się równolegle do jednej z osi (18) walców (14) klatki walcowniczej (10), płyty blaszanej, w której jest co najmniej jedno wycięcie (36) na strumienie (21) cieczy wychodzące z obrotowego urządzenia (11) do usuwania zgorzeliny.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wycięcie (36) ma postać części pierścienia kołowego.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że klatka walcownicza (10) jest klatką do walcowania materiału walcowanego (4) w postaci wlewka ciągłego, w szczególności pasma cienkiego.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że klatka walcownicza (10) jest zespolona z urządzeniem do ciągłego odlewania.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obrotowe urządzenie (11) do usuwania zgorzeliny jest umieszczone w obrębie stojaka klatki walcowniczej (10).
14. 14. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że obrotowe urządzenie (11) do usuwania zgorzeliny ma co najmniej dwie położone obok siebie głowice obrotowe (17) usytuowane w przybliżeniu równolegle do osi (18) walców (14) klatki walcowniczej (10).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma umieszczony w strefie wciągania między walce (14) klatki walcowniczej (10) układ spryskiwania poprzecznego (31).

    174 348
16. 16. Urządzenie według zasuw.. (5 albo 1 5, znamienne tym, żeukład spryskiwania poprzecznego (31) jest umieszczona między blachą osłonową (34) i powierzchnią (24) moterrołs walcowanego (4).