PL190054B1 - Sposób wytwarzania taśmy metalowej zwijanej w krąg i urządzenie do wytwarzania taśmy metalowej zwijanej w krąg - Google Patents

Abstract

I Sposób wytwarzania tasmy metalowej, zwijanej w krag za pomoca elementów urzadzenia do odlewania ciaglego poziomego, znamienny tym, ze tasme metalowa (4) wyciaga sie, w cyklu odpowiadajacym krokowi pielgrzymowemu, skladajacym sie ze skoku wstepnego krótszego pod wzgledem dlugosci w porównaniu z nim skoku wstecznego, z przyporzadkowanego piecowi (2) krystalizatora (3) do odlewania ciaglego za pomoca, posiadajacego rolki ciagnace (7), urzadzenia ciagnacego (6) poprzez urzadzenie do ciecia (10) doprowadza sie do przemiesz- czajacej sie wzdluz tasmy metalowej (4) zwijarki (16), w której tasme metalowa (4), wsparta na rolkach, zwija sie w krag (21), przy czym co najmniej jedna rolke zwijajaca (19) zwijarki (16) 1 co najmniej jedna rolke ciagnaca (7) urzadzenia ciagnacego (6) napedza sie synchronicznie, w czasie trwania cyklu, obejmujace- go skok wstepny skok wsteczny metalowej tasmy (4) 4 Urzadzenie do wytwarzania tasmy metalowej zwijanej w krag, przeznaczone do odlewania ciaglego poziomego, zna- mienne tym, ze posiada, ustawione jeden za drugim, elementy wyposazenia w postaci usytuowanego trwale w okreslonym miejscu w pewnej odleglosci od przyporzadkowanego piecowi (2) krystalizatora (3) do odlewania ciaglego, urzadzenia ciagnace- go (6) z wieksza liczba rolek ciagnacych (7), urzadzenia do ciecia (10) - przemieszczalnego wzdluz wyciaganej z krystaliza- tora (3) tasmy metalowej (4) jak równiez przemieszczalnej wzdluz tej tasmy metalowej (4) zwijarki (16) z rolkami zwijajacymi (19), przy czym co najmniej jedna rolka ciagnaca (7) 1 jedna rolka zwijajaca (19) sa napedzane synchronicznie a napedy tych rolek ciagnacych (7) i zwijajacych (19) oraz korzystnie urzadzenie do ciecia tasmy (10) sa sprzezone wzajemnie ze soba za posrednic- twem programowanego ukladu sterowania (9) PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania taśmy metalowej, zwijanej w krąg za pomocą elementów urządzenia do odlewania ciągłego poziomego oraz urządzenie do wytwarzania taśmy metalowej zwijanej w krąg, przeznaczone do odlewania ciągłego poziomego.

Tradycyjne urządzenie do odlewania ciągłego poziomego, zwijanego w krąg półwyrobu w postaci metalowej taśmy, obejmuje przede wszystkim piec (piec podgrzewający lub inny piec metalurgiczny - hottop), u wylotu którego przymocowany jest, za pośrednictwem kołnierza, ochładzany krystalizator, określający przekrój poprzeczny taśmy.

W pewnej odległości od krystalizatora znajduje się urządzenie ciągnące z większą liczbą rolek ciągnących. Taśma metalowa jest prowadzona przez urządzenie ciągnące między tymi rolkami w płaszczyźnie poziomej. Wśród rolek ciągnących jest przynajmniej jedna rolka z napędem. Z reguły napędzanych jest jednak więcej rolek.

Między krystalizatorem a urządzeniem ciągnącym może być jeszcze umieszczone urządzenie frezujące do obrabiania powierzchni zewnętrznej taśmy.

190 054

Od urządzenia ciągnącego taśma metalowa jest prowadzona dalej w płaszczyźnie poziomej do zwijarki. Zwijarka jest wyposażona w większą liczbę rolek zwijających, powodujących wyginanie taśmy, tak że po jej opuszczeniu jest ona uformowana w krąg. Krąg jest umieszczony na usytuowanych poziomo rolkach wsporczych, znajdujących się w zwijarce powyżej rolek zwijających.

Sama zwijarka jest osadzona na rolkach i jest podatna na przemieszczanie przez taśmę metalową względem łoża maszyny, usytuowanego trwale w określonym miejscu.

Pomiędzy urządzeniem ciągnącym a zwijarką, najczęściej w pobliżu urządzenia ciągnącego, znajduje się urządzenie do cięcia taśmy, które daje się przesuwać wzdłuż taśmy w wyniku osadzenia go na rolkach i które przecina ją w chwili osiągania przez średnicę kręgu przewidzianej wielkości.

Napędy rolek urządzenia do cięcia taśmy i rolek zwijających są wzajemnie ze sobą sprzężone poprzez programowany układ sterowania.

Wytwarzanie zwijanej w krąg taśmy metalowej odbywa się w cyklu kroku pielgrzymowego, składającego się ze skoku wstępnego o długości około 15 mm i skoku wstecznego o długości około 5 mm, przy czym pomiędzy poszczególnymi skokami jest przerwa trwająca w przybliżeniu 2 sekundy. Przyspieszenie względne taśmy metalowej wynosi przy tym około 4,5 cm/s . Ponieważ podczas całego procesu wytwarzania tej taśmy, zwijanej w krąg o bezustannie wzrastającej średnicy, zwijarka jest z tym kręgiem powiązana, jako że spoczywa on na niej, więc urządzenie ciągnące musi być zdolne do przenoszenia sił bezwładności, związanych z przyspieszaniem masy o wielkości do około 25 t (zwijarka - około 4 do 61, krąg o wzrastającej średnicy - około 4 do 16 t, i w wypadku przecinania taśmy również urządzenie do cięcia taśmy - około 2 t). Jeżeli uwzględni się ponadto, że siła z jaką ciągnięta jest taśma wynosi około 2,5 t, to w trakcie trwania każdego cyklu trzeba przyspieszyć i przyhamować siłę o masie rzędu 250 kN.

Zwijarka, pod wpływem oddziaływania taśmy, przemieszcza się względem urządzenia ciągnącego pomiędzy dwoma skrajnymi położeniami - wyjściowym i końcowym. Z powrotem do położenia wyjściowego przemieszcza się ona wzdłuż taśmy w wyniku włączenia napędu jej przesuwu przez wyłącznik krańcowy. W momencie znalezienia się w tym położeniu, uruchamia się drugi wyłącznik krańcowy i wyłącza napęd przesuwu. Długość drogi przesuwu zwijarki wynosi około 500 mm. Przy takiej procedurze wytwarzania, wymienione wyżej masy są zatem w powtarzający się sposób przyspieszane i hamowane w jedną i w drugą stronę do trzydziestu razy na minutę. Ze wzrostem średnicy kręgu i w związku z tym, że ze wzrostem jego ciężaru wzrastają przeciwbieżne siły, wywołujące znaczne obciążenie nie tylko łożysk rolek zwijających ale także i innych łożysk, które z tego powodu wymagają ciągłego kontrolowania i muszą być często wymieniane.

Ponadto, założone parametry naciągu taśmy ulegają zafałszowaniu, przez co powtarzalność cykli staje się niemożliwa do osiągnięcia. Wykluczony jest także sposób z większą liczbą cykli na minutę.

Zwijarki powyższego typu znane są na przykład z opisu niemieckiego DE 2236388 lub brytyjskiego GB 2004783. Jednak rozwiązanie według DE 2236388 nie umożliwia redukowania ciężaru własnego i wagi zwoju a mechanizm sterujący ma za zadanie jedynie włączanie, wyłączanie lub przełączanie czynności i jej prędkości.

W rozwiązaniu według GB 2004783 urządzenie ciągnące i zwijarka do zwijania taśmy stanowią jedną jednostkę i występujące w tym urządzeniu siły przeciwbieżne naprężają tak silnie, zwłaszcza łożyska rolek napędowych, że mają one tylko bardzo nieduże czasy przestoju i muszą być stosunkowo często wymieniane.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania zwijanej w krąg metalowej taśmy jak również opracowanie urządzenia do jej odlewania poziomego, w którym wyeliminowane będą siły bezwładności związane z przyspieszaniem masy a każdy poszczególny cykl będzie powtarzalny.

Sposób wytwarzania taśmy metalowej, zwijanej w krąg, polega według wynalazku na tym, że taśmę metalową wyciąga się, w cyklu odpowiadającym krokowi pielgrzymowemu, składającym się ze skoku wstępnego i krótszego pod względem długości w porównaniu z nim, skoku wstecznego, z przyporządkowanego piecowi krystalizatora do odlewania ciągłego za

190 054 pomocą posiadającego rolki ciągnące urządzenia ciągnącego, i poprzez urządzenie do cięcia doprowadza się do dającej się przemieszczać wzdłuż taśmy metalowej zwijarki, w której taśma metalowa, wsparta na rolkach, jest zwijana w krąg, przy czym co najmniej jedną rolkę zwijającą zwijarki i co najmniej jedną rolkę ciągnącą urządzenia ciągnącego napędza się synchronicznie, w czasie trwania cyklu, obejmującego skok wstępny i skok wsteczny metalowej taśmy.

Korzystnie, każdą rolkę ciągnącą urządzenia ciągnącego i każdą rolkę zwijającą zwijarki napędza się za pomocą napędów sprzężonych wzajemnie ze sobą poprzez programowany układ sterowania.

Korzystnie, w trakcie trwania cyklu oddziaływuje się przyrostowo dodatnio lub ujemnie za pośrednictwem czynnika korygującego na element wyposażenia, w którym wystąpiły odchylenia od synchronicznego przebiegu ruchu, utrzymując ten element w położeniu środkowym, korzystnie sprowadzając go do wyznaczonego położenia w sposób skokowy w określonym czasie.

Urządzenie do wytwarzania taśmy metalowej zwijanej w krąg, charakteryzuje się według wynalazku tym, że posiada, ustawione jeden za drugim, elementy wyposażenia w postaci usytuowanego trwale w określonym miejscu w pewnej odległości od przyporządkowanego piecowi krystalizatora do odlewania ciągłego, urządzenia ciągnącego z większą liczbą rolek zwijających, urządzenia do cięcia - przemieszczalnego wzdłuż wyciąganej z krystalizatora taśmy metalowej jak również przemieszczalnej wzdłuż tej taśmy metalowej zwijarki z rolkami zwijającymi, przy czym co najmniej jedna rolka ciągnąca i jedna rolka zwijająca są napędzane synchronicznie a napędy tych rolek ciągnących i zwijających oraz korzystnie urządzenie do cięcia taśmy są sprzężone wzajemnie ze sobą za pośrednictwem programowanego układu sterowania.

W rozwiązaniu według wynalazku co najmniej jedna rolka zwijająca zwijarki i co najmniej jedna rolka ciągnąca urządzenia ciągnącego są w trakcie trwania skoku wstępnego i skoku wstecznego taśmy napędzane synchronicznie, to znaczy urządzenie ciągnące i zwijarka są wyposażone w zsynchronizowane napędy. Również urządzenie do cięcia taśmy, kiedy podejmuje swoje działanie, zostaje w to wciągnięte. W ten sposób cykl odpowiadający krokowi pielgrzymowemu, ogranicza się tylko do taśmy, przy czym nie dające się uniknąć niewielkie udary w końcowych fazach cykli są kompensowane w obwodzie kręgu w pętli, która formuje się za ostatnimi rolkami zwijającymi zwijarki poza obrębem kręgu.

Działanie zwijające zwijarki jest więc zsynchronizowane z urządzeniem ciągnącym i zasadniczo nie musi być ona więcej przemieszczana. Przewidziany jest jedynie niewielki przesuw, wynoszący około 50 mm, pomyślany jako korygowanie położenia zwijarki. Przemieszczanie się zwijarki na tym odcinku odbywa się w czasie około dziesięciu godzin, tak że jej ruch względny jest bez znaczenia.

Zasadniczo, w ramach wynalazku godna jest jeszcze uwagi siła z jaką ciągnięta jest taśma, wynosząca około 2,5 t, oraz oddziaływujący chwilowo w momencie przecinania taśmy ciężar około 2 t urządzenia do cięcia taśmy. Oznacza to, ze w skrajnym wypadku ujawnia się ciężar wynoszący około 4,5 t, który w okresach poprzedzających przecinanie taśmy oraz po przecięciu pozostaje stały na poziomie 2,5 t. W ten sposób ciężar kręgu na zwijarce nie stanowi przedmiotu zainteresowania. W ramach wynalazku ważne jest jednak to, że dzięki stosowanemu według niego sposobu wszystkie łożyska, z powodu braku udarów, powodowanych znacznymi masami, są przy przyspieszaniu i hamowaniu oszczędzane, tak że trwałość urządzenia zostaje wyraźnie zwiększona. Ciężar kręgu jest ograniczony tylko nośnością zwijarki i jej łoża.

Synchroniczny sposób przesuwu może być realizowany przez dowolną jednostkę napędową. Do dyspozycji są jednostki wyłącznie elektryczne (serwonapędy trójfazowe) jak również serwonapędy hydrauliczne lub napędy czysto mechaniczne.

Przy większej liczbie napędzanych rolek zwijających i ciągnących na wszystkie oddziałuje oczywiście jeden napęd, synchronizowany nadto przez programowany układ sterowania z innym napędem.

Przemieszczenie wzdłużne urządzenia do cięcia taśmy jak również mechanizmu odcinającego jest oczywiście również kontrolowane przez programowany układ sterowania, ażeby

190 054 w przewidzianym wcześniej momencie można było dokonać przecięcia taśmy i wiążącego się z nim zdjęcia ze zwijarki zwiniętego „na gotowo” kręgu oraz zapoczątkowania formowania nowego kręgu.

Dzięki programowanemu układowi sterowania zapewniona jest jeszcze wyraźniej powtarzalność poszczególnych cykli od początku do końca zwijania kręgu.

Urządzenie taśmowe do odlewania taśmy metalowej sposobem poziomym, z elementami jego wyposażenia ustawionymi jeden za drugim, zaczyna działać w momencie, kiedy krąg osiągnie przewidzianą wcześniej średnicę względnie przewidziany wcześniej ciężar. Wówczas porusza się ono z prędkością taśmy przez okres czasu potrzebny do jej przecięcia.

Urządzenie do odlewania zawiera, dającą się również przemieszczać wzdłuż taśmy zwijarkę z większą liczbą rolek zwijających. Rolki te, zsynchronizowane swoim napędem z rolkami ciągnącymi, są w taki sposób umieszczone nad i pod taśmą, że obejmując ją przesuwają ją dalej i na koniec wyginają ją w takim stopniu, że może być ona bez trudności zwinięta w krąg. Zwijarka nie jest więc już przemieszczana przez taśmę. Siła posuwowa wywołana skokiem wstępnym taśmy, spowodowanym wyłącznie przez urządzenie ciągnące, zostaje przekształcona w ruch obrotowy kręgu. Krąg spoczywa na rolkach wsporczych w zwijarce. Przy skoku wstępnym, wynoszącym około 15 mm, siła posuwowa zostaje wprowadzona w ruch obrotowy kręgu i skrywa się przez to w jego składowej liniowej. Skok wsteczny z powodu małej długości odcinka, na którym się on odbywa, wynoszącej około 5 mm, kompensuje się w pętli, która formuje się między ostatnią parą rolek zwijających a kręgiem.

Sprzężenie napędu rolek ciągnących z napędem rolek zwijających z uwzględnieniem przecinania taśmy prowadzi więc do tego, że unika się oddziaływujących negatywnie sił bezwładności, tak że daje się zrealizować 40 i więcej cykli na minutę bez potrzeby stosowania napędów, które byłyby większe od rzeczywiście wymaganych.

Wynalazek zostanie poniżej objaśniony bliżej w oparciu o przykład wykonania, uwidoczniony na rysunku, którego figury przedstawiają: fig. 1 - urządzenie do odlewania taśmy sposobem ciągłym poziomym, pokazane schematycznie w widoku z boku i fig. 2 - zwijarkę urządzenia do odlewania taśmy sposobem ciągłym poziomym, pokazaną w powiększeniu w schematycznym widoku z boku.

Uwidocznione na fig. 1 urządzenie taśmowe 1 do odlewania taśmy metalowej 4 sposobem poziomym obejmuje przede wszystkim podgrzewający piec 2, do którego przymocowany jest za pośrednictwem kołnierza ochładzany krystalizator 3. Z krystalizatora 3 wychodzi taśma metalowa 4, w przykładzie wykonania płaska taśma ze stopu miedzi o prostokątnym przekroju poprzecznym.

Taśma metalowa 4 jest następnie doprowadzana w płaszczyźnie poziomej nad rolkami podtrzymującymi 5, zgodnie ze strzałką PF, do usytuowanego trwale w określonym miejscu urządzenia ciągnącego 6 z większą liczbą przyporządkowanych sobie parami rolek ciągnących 7. Rolki ciągnące 7 są napędzane, przy czym nie pokazany bliżej napęd jest połączony przewodem sterującym 8 z programowanym układem sterowania 9.

Rolki ciągnące 7 obracaj ą się w określonym cyklu raz w jednym a raz w drugim kierunku, w wyniku czego wytwarza się rodzaj kroku pielgrzymowego, składającego się w danym wypadku ze skoku wstępnego i skoku wstecznego. Dzięki takim cyklom taśma metalowa 4 uzyskuje w krystalizatorze 3 pożądanąjakość.

W przykładzie wykonania każdy skok wstępny wynosi 15 mm a każdy skok wsteczny wynosi 5 mm. Między skokami przewidziana jest pauza trwająca 2 sekundy. Siła z jaką ciągnięta jest taśma metalowa 4 wynosi około 2,5 t. Jej przyspieszenie względne przez rolki ciągnące 7 wynosi 4,5 cm/s².

W kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu taśmy metalowej 4, za urządzeniem ciągnącym 6, znajduje się urządzenie do cięcia taśmy 10 z nożycami 13. Nożyce 13 poruszane są przez taśmę metalową 4 - w wypadku jej przecinania - na rolkach 11 w usytuowanym trwale w określonym miejscu łożu rolek, zgodnie z podwójną strzałką PF1. Ciężar nożyc 13 wynosi około 2 t. Również, nie pokazany bliżej, napęd nożyc jest połączony przewodem sterującym 14 z programowanym układem sterowania 9.

190 054

Taśma metalowa 4 jest za urządzeniem do cięcia taśmy 10 prowadzona w dalszym ciągu poziomo i po przejściu nad kolejną rolką podtrzymującą 15 jest wprowadzana do zwijarki 16, jak to wynika bliżej z fig. 2.

Zwijarka 16 daje się przesuwać na rolkach 17 tam i z powrotem po usytuowanym trwale w określonym miejscu łożu 18, jak to obrazuje podwójna strzałka PF2, na odcinku X, którego długość wynosi około 50 mm. W zwijarce 16 znajduje się większa liczba przyporządkowanych sobie parami rolek zwijających 19. Na rolki te oddziaływuje nie uwidoczniony napęd, który również jest połączony z programowanym układem sterowania 9 przewodem sterującym 20. Dzięki temu programowanemu układowi sterowania 9 napęd urządzenia ciągnącego 6 jest w taki sposób zsynchronizowany z napędem zwijarki 16, że rolki zwijające 19 mają dokładnie taką samą prędkość obrotowąjak rolki ciągnące 7.

Przy skoku wstępnym na długość 15 mm rolki zwijające 19 przemieszczają więc taśmę metalową dalej w głąb zwijarki 16 i jednocześnie tak ją przy tym odkształcają, że na wyjściu ze zwijarki 16 zwijana jest w krąg 21, spoczywający na rolkach wsporczych 22, ułożyskowanych również w zwijarce 16. Pętla 23 taśmy metalowej 4 między rolkami zwijającymi 19 od strony wyjścia ze zwijarki 16 a kręgiem 21 służy do tego, żeby kompensować skok wsteczny o długości 5 mm. Wystarcza do tego odcinek kompensacyjny X o długości około 50 mm. Korygowanie położenia zwijarki 16 zachodzi w okresie czasu trwającym około 10 godzin, co oznacza względne przesunięcie 0,001388 mm na sekundę.

Strzałkami PF3 zaznaczony jest kierunek zwijania metalowej taśmy 4 w krąg 21.

190 054

Fig.2

190 054

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania taśmy metalowej zwijanej w krąg za pomocą elementów urządzenia do odlewania ciągłego poziomego, znamienny tym, że taśmę metalową (4) wyciąga się, w cyklu odpowiadającym krokowi pielgrzymowemu, składającym się ze skoku wstępnego i krótszego pod względem długości w porównaniu z nim, skoku wstecznego, z przyporządkowanego piecowi (2) krystalizatora (3) do odlewania ciągłego za pomocą posiadającego rolki ciągnące (7), urządzenia ciągnącego (6) i poprzez urządzenie do cięcia (10) doprowadza się do przemieszczającej się wzdłuż taśmy metalowej (4) zwijarki (16), w której taśmę metalową (4), wspartą na rolkach, zwija się w krąg (21), przy czym co najmniej jedną rolkę zwijającą (19) zwijarki (16) i co najmniej jedną rolkę ciągnącą (7) urządzenia ciągnącego (6) napędza się synchronicznie, w czasie trwania cyklu, obejmującego skok wstępny i skok wsteczny metalowej taśmy (4).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że każdą rolkę ciągnącą (7) urządzenia ciągnącego (6) i każdą rolkę zwijającą (19) zwijarki (16) napędza się za pomocą napędów sprzężonych wzajemnie ze sobą poprzez programowany układ sterowania (9).
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w trakcie trwania cyklu oddziaływuje się przyrostowo dodatnio lub ujemnie za pośrednictwem czynnika korygującego na element wyposażenia, w którym wystąpiły odchylenia od synchronicznego przebiegu ruchu, utrzymując ten element w położeniu środkowym, korzystnie sprowadzając go do wyznaczonego położenia w sposób skokowy w określonym czasie.
4. 4. Urządzenie do wytwarzania taśmy metalowej zwijanej w krąg, przeznaczone do odlewania ciągłego poziomego, znamienne tym, że posiada, ustawione jeden za drugim, elementy wyposażenia w postaci usytuowanego trwale w określonym miejscu w pewnej odległości od przyporządkowanego piecowi (2) krystalizatora (3) do odlewania ciągłego, urządzenia ciągnącego (6) z większą liczbą rolek ciągnących (7), urządzenia do cięcia (10) - przemieszczalnego wzdłuż wyciąganej z krystalizatora (3) taśmy metalowej (4) jak również przemieszczalnej wzdłuż tej taśmy metalowej (4) zwijarki (16) z rolkami zwijającymi (19), przy czym co najmniej jedna rolka ciągnąca (7) i jedna rolka zwijająca (19) są napędzane synchronicznie a napędy tych rolek ciągnących (7) i zwijających (19) oraz korzystnie urządzenie do cięcia taśmy (10) są sprzężone wzajemnie ze sobą za pośrednictwem programowanego układu sterowania (9).