RU2156676C1

RU2156676C1 - Flying shears for shearing continuously cast ingots

Info

Publication number: RU2156676C1
Application number: RU99113658A
Authority: RU
Inventors: А.А. Филатов; М.М. Ванинский; В.П. Середкин; А.А. Жуков
Original assignee: Середкин Владимир Павлович
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2000-09-27

Abstract

FIELD: metallurgical machine engineering, namely constructions of flying shears for continuously cast ingots, possibly in steel melting shops with machine for continuous billet casting. SUBSTANCE: flying shears include traverse bar 13 whose one end is jointly secured to stationary member 15 of machine for billet continuous casting and whose other end is jointly secured to rod 17 of main hydraulic cylinder 19. The last is rotatably mounted on stationary support 21. Upper part of housing 1 is hinged onto traverse bar 13 and by means of lateral lug 22 through additional hydraulic cylinder 24 is jointly connected with traverse bar 13. Upper cutter 11 and rest 8 with lower cutter 9 are arranged in housing 1. Inside upper part of housing 1 there is gearing in the form of driven gear wheel and driving pinion joined with electric drive unit mounted on housing 1. On body of driven gear wheel upper axle 5 of connecting rod 6 is mounted with eccentricity. Lower axle 7 of connecting rod is kinematically joined with rest 8 of lower cutter. EFFECT: improved design of flying shears providing enhanced manufacturing possibilities of shearing process, lowered metal consumption, elimination of influence of process of shearing continuously cast ingot upon process of continuous casting, enhanced quality of shearing, increased useful life period of shears. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургического машиностроения, конкретно к конструкции летучих ножниц для резки непрерывно-литого слитка, и может быть использовано в сталеплавильных цехах с машинами непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) преимущественно криволинейного (радиального) типов. The invention relates to the field of metallurgical engineering, specifically to the design of flying shears for cutting a continuously cast ingot, and can be used in steel mills with continuous casting machines (CCM) of predominantly curved (radial) types.

Известны различные конструкции летучих ножниц для резки на мерные длины как непрерывно-литого слитка, так и проката на прокатных станах. Various designs of flying shears are known for cutting to measured lengths of both a continuously cast ingot and rolled on rolling mills.

Известны, например, гидравлические маятниковые ножницы, содержащие станину, соединенный с ней поворотный рычаг, подвешенную к ней раму с закрепленным на ней нижним ножом, направляющими и гидроцилиндром, шток которого связан с установленным с возможностью перемещения по направляющим суппортом, на котором закреплен верхний нож (а. с. СССР N 1069962, B 23 D 25/06 от 18.05.82). Недостатком описанного выше аналога является то, что функцию разрезания заготовки непосредственно обеспечивает гидроцилиндр, так или иначе связанный с верхним и нижним ножами ножниц. Конструкции такого рода металлоемки, а их относительная статичность не позволяет исключить опрокидывающего момента и, следовательно, силового воздействия ножниц вдоль и поперек оси заготовки, что в итоге приводит к повышенному износу ножей, некачественной поверхности реза заготовки и отрицательному воздействию на сам процесс непрерывного литья. Известны также другие аналоги заявляемому изобретению, устраняющие в какой-то степени недостатки описанного выше аналога. В конструкциях этих летучих ножниц предусмотрены элементы, устраняющие в какой-то мере их статичность и связанные с этим недостатки (а.с. СССР N 1073014, B 23 D 25/06 от 24.12.82, а.с. СССР N 1110563, B 23 D 25/06, B 23 D 25/01, B 26 D 1/36 от 15.03.83). Hydraulic pendulum scissors are known, for example, containing a bed, a pivot arm connected to it, a frame suspended from it with a lower knife fixed to it, guides and a hydraulic cylinder, the rod of which is connected to a support that is mounted for movement along the guide caliper, on which the upper knife is fixed ( A.S. USSR N 1069962, B 23 D 25/06 dated 05/18/82). The disadvantage of the analog described above is that the function of cutting the workpiece is directly provided by the hydraulic cylinder, one way or another connected with the upper and lower knives of the scissors. Structures of this kind of metal consumption, and their relative static nature, do not exclude the overturning moment and, consequently, the force of the scissors along and across the axis of the workpiece, which ultimately leads to increased wear of the knives, poor cutting surface of the workpiece and negative impact on the continuous casting process itself. Other analogs of the claimed invention are also known, eliminating to some extent the disadvantages of the analogue described above. In the designs of these flying scissors, elements are provided that eliminate, to some extent, their static nature and related disadvantages (A.S. USSR N 1073014, B 23 D 25/06 of 12.24.82, A.S. USSR N 1110563, B 23 D 25/06, B 23 D 25/01, B 26 D 1/36 dated 03.15.83).

Однако статичность устраняется неполностью, что предопределяет возникновение вертикальных нагрузок на заготовку при ее разрезании и, как следствие, ее деформирование и неудовлетворительное качество реза. Кроме того, описанные выше конструкции летучих ножниц отрицательно влияют на сам процесс непрерывной разливки, поскольку неизбежно снижают скорость вытягивания непрерывно-литого слитка в процессе его разрезания. К существенным недостаткам описанных выше аналогов относится то, что их статичность не позволяет разрезать выходящую с МНЛЗ заготовку с загнутым вверх концом. Такие ситуации весьма часто случаются в практике, что вызывает необходимость дополнительных мер, а в ряде случаев и остановку процесса непрерывного литья. However, the static is not completely eliminated, which determines the occurrence of vertical loads on the workpiece when it is cut and, as a result, its deformation and unsatisfactory quality of the cut. In addition, the above-described designs of flying scissors negatively affect the continuous casting process itself, since it will inevitably reduce the drawing speed of a continuously cast ingot during its cutting. Significant disadvantages of the analogues described above include the fact that their static nature does not allow cutting the workpiece emerging from the continuous casting machine with the end bent up. Such situations quite often happen in practice, which necessitates additional measures, and in some cases the stoppage of the continuous casting process.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого изобретения являются летучие ножницы для резки непрерывно-литого слитка, описанные в патенте СССР N 1794000, B 23 D 25/04 от 29.11.90. Летучие ножницы по патенту-прототипу устраняют большинство недостатков описанных выше аналогов. Летучие ножницы по прототипу содержат раму, установленною на фундаментной плите с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направлению подачи слитка. В суппорте с верхним ножом установлен кривошип. Последний выполнен в виде эксцентриковой втулки, установленной посредством подшипников на валу. На этой втулке жестко закреплен зубчатый венец, взаимодействующий с приводным валом-шестерней. Концы вала кривошипа жестко соединены с шатунами, осуществляющими взаимосвязь суппорта с ползуном и нижним ножом. Летучие ножницы - прототип устраняют большинство недостатков аналогов, но вместе с тем имеют и ряд недостатков. К числу основных недостатков прототипа следует прежде всего отнести ограниченную возможность возвратно-поступательных движений ножниц в горизонтальном направлении в процессе реза, что, как было указано выше, отрицательно сказывается на самом процессе непрерывного литья заготовок и практически исключает возможность вертикального перемещения ножниц, что нарушает непрерывность процесса в случае выхода из МНЛЗ заготовки с загнутым вверх концом. Кроме того, процесс реза не исключает возникновения усилий, перпендикулярных оси заготовки, что ведет к деформации заготовки и некачественной плоскости реза. Этому недостатку способствует и то, что электропривод ведущей шестерни расположен вне корпуса ножниц, что создает дополнительно нежелательный крутящий момент. Наличие же фундамента с фундаментной плитой делает всю конструкцию достаточно материалоемкой и неманевренной. The closest analogue (prototype) of the claimed invention are flying shears for cutting continuously cast ingot, described in USSR patent N 1794000, B 23 D 25/04 from 11.29.90. The flying scissors of the patent prototype eliminate most of the disadvantages of the above analogues. Flying shears of the prototype contain a frame mounted on a foundation plate with the possibility of reciprocating movement in the direction of feed of the ingot. A crank is mounted in the caliper with the upper knife. The latter is made in the form of an eccentric sleeve mounted by means of bearings on the shaft. A gear ring is rigidly fixed to this sleeve, interacting with the pinion drive shaft. The ends of the crank shaft are rigidly connected to the connecting rods interconnecting the caliper with the slide and the lower knife. Flying scissors - a prototype eliminate most of the disadvantages of analogues, but at the same time they have a number of disadvantages. The main disadvantages of the prototype include, first of all, the limited possibility of reciprocating movements of scissors in the horizontal direction during the cutting process, which, as mentioned above, negatively affects the process of continuous casting of workpieces and virtually eliminates the possibility of vertical movement of scissors, which disrupts the continuity of the process in case of exit from the continuous casting machine of the workpiece with the end bent up. In addition, the cutting process does not exclude the occurrence of forces perpendicular to the axis of the workpiece, which leads to deformation of the workpiece and a poor cutting plane. This disadvantage is also facilitated by the fact that the electric drive of the pinion gear is located outside the scissors body, which creates an additional undesirable torque. The presence of a foundation with a foundation slab makes the entire structure rather material-intensive and non-maneuverable.

Заявляемое изобретение решает техническую задачу маневренности летучих ножниц за счет возможности их перемещения в вертикальном направлении. The claimed invention solves the technical problem of maneuverability of flying scissors due to the possibility of their movement in the vertical direction.

Достигаемый при этом технический эффект - повышение производительности как самих ножниц, так и МНЛЗ в целом, повышение качества реза. The technical effect achieved in this case is an increase in the productivity of both the scissors themselves and the continuous casting machine as a whole, and an increase in the quality of the cut.

В соответствии с изобретением предлагаемые летучие ножницы для резки непрерывно-литого слитка решают поставленную задачу с достижением указанного технического эффекта тем, что летучие ножницы для резки непрерывно-литого слитка содержат корпус с размещенными в нем верхним и нижним ножами, зубчатую передачу в виде ведущей шестерни с электроприводом и ведомой шестерни, шатун, верхняя ось которого эксцентрично установлена на корпусе ведомой шестерни, а нижняя - кинематически связана с суппортом нижнего ножа. Они снабжены траверсой, неподвижной опорой, основным и дополнительным гидроцилиндрами, а сам корпус выполнен с боковым приливом, при этом верхний нож закреплен в корпусе, а электропровод ведущей шестерни закреплен на корпусе, при этом траверса одним концом шарнирно закреплена на неподвижном элементе МНЛЗ, а другим - шарнирно соединена со штоком основного гидроцилиндра, шарнирно установленного на неподвижной опоре, причем корпус верхней частью шарнирно подвешен на траверсе, а посредством бокового прилива через дополнительный гидроцилиндр шарнирно соединен с траверсой. In accordance with the invention, the proposed flying scissors for cutting a continuously cast ingot solve the problem with achieving the specified technical effect by the fact that the flying scissors for cutting a continuously cast ingot contain a body with upper and lower knives placed therein, a gear train in the form of a pinion gear with an electric drive and a driven gear, a connecting rod, the upper axis of which is eccentrically mounted on the housing of the driven gear, and the lower one is kinematically connected to the lower knife support. They are equipped with a traverse, a fixed support, the main and additional hydraulic cylinders, and the casing itself is made with a lateral tide, while the upper knife is fixed in the casing, and the drive gear electric wire is fixed to the casing, while the yoke is pivotally fixed at one end of the caster and the other - pivotally connected to the rod of the main hydraulic cylinder, pivotally mounted on a fixed support, the body being pivotally suspended on the beam with the upper part, and through the side tide through an additional hydrocylin dr pivotally connected to the traverse.

Предлагаемые летучие ножницы для резки непрерывно-литого слитка изображены на фиг.1 и 2. The proposed flying shears for cutting a continuously cast ingot are depicted in figures 1 and 2.

На фиг. 1 изображена общая компоновка ножниц с указанием элементов МНЛЗ и разрезаемого слитка. In FIG. 1 shows the general layout of the scissors with the indication of the caster elements and the cut ingot.

На фиг. 2 - поперечный разрез ножниц по А-А. In FIG. 2 is a transverse section of scissors along AA.

Летучие ножницы для резки непрерывно-литого слитка представляют собой корпус 1, в верхней части которого размещена зубчатая передача, состоящая из ведомой шестерни 2 и ведущей шестерни 3, приводимой в движение электроприводом 4, закрепленным непосредственно на верхней части корпуса 1 ножниц. На ведомой шестерне 2 эксцентрично ее оси установлена верхняя ось 5 шатуна 6, его нижняя ось 7 установлена в суппорте 8 нижнего ножа 9. Flying shears for cutting a continuously cast ingot are a casing 1, in the upper part of which a gear is placed, consisting of a driven gear 2 and a driving gear 3, driven by an electric drive 4, mounted directly on the upper part of the scissor casing 1. On the driven gear 2 eccentric to its axis, the upper axis 5 of the connecting rod 6 is installed, its lower axis 7 is installed in the caliper 8 of the lower knife 9.

Крепление 10 верхнего ножа 11 выполнено неподвижным относительно корпуса 1 ножниц. Своей верхней частью ножницы подвешены с помощью несущей шарнирной опоры 12 к траверсе 13, которая своим одним концом с помощью опорного шарнира 14 крепится на неподвижном элементе 15 конструкции МНЛЗ, а другим концом - с помощью оси-шарнира 16 соединена со штоком 17 поршня 18 основного гидроцилиндра 19 перемещения траверсы. Сам же основной гидроцилиндр 19 перемещения траверсы с помощью главного опорного шарнира 20 закреплен на неподвижной опоре 21. The fastening 10 of the upper knife 11 is made stationary relative to the body 1 of the scissors. With their upper part, the scissors are suspended by means of a bearing hinge support 12 to a traverse 13, which at one end is attached to the fixed element 15 of the CCM with its support hinge 14, and is connected to the rod 17 of the piston 18 of the main hydraulic cylinder with the help of the pivot axis 16. 19 moving traverse. The main hydraulic cylinder 19 for moving the beam with the help of the main supporting hinge 20 is mounted on a fixed support 21.

Верхняя часть корпуса имеет боковой прилив 22, который шарнирно соединен с помощью оси 23 с нижней частью гидроцилиндра 24 перемещения ножниц, который в свою очередь также подвешен на траверсе 13 с помощью шарнира перемещения 25. Позиции 12, 13, 14 и 25 крепятся с помощью ограничительных шайб 26. The upper part of the body has a lateral tide 22, which is pivotally connected using the axis 23 with the lower part of the hydraulic cylinder 24 for moving the scissors, which in turn is also suspended on the beam 13 with the hinge for moving 25. Positions 12, 13, 14 and 25 are attached using restrictive washers 26.

Летучие ножницы для резки непрерывно-литого слитка работают следующим образом. Flying shears for cutting continuously cast ingot work as follows.

В начальной стадии процесса ножницы находятся в вертикальном положении - положении начала реза. При этом нижний нож находится в крайнем нижнем положении. При движении непрерывно-литого слитка 27 по роликам 28 рольганга датчиком (на чертежах не показан) фиксируется расстояние между верхней гранью непрерывно-литого слитка и нижней кромкой верхнего ножа. Сигнал от датчика поступает в систему управления основным гидроцилиндром 19 перемещения траверсы. В зависимости от зафиксированного расстояния между верхней гранью непрерывно-литого слитка и нижней кромкой верхнего ножа с помощью системы управления (на чертежах не показана) основной гидроцилиндр 19 перемещения траверсы с помощью поршня 18 и штока 17 обеспечивает перемещение траверсы 13, а через системы крепления к ней ножниц перемещение и самих ножниц в положение, обеспечивающее прохождение непрерывно-литого слитка между верхним и нижним ножами. In the initial stage of the process, the scissors are in a vertical position - the position of the beginning of the cut. In this case, the lower knife is in its lowest position. When the continuously cast ingot 27 moves along the rollers 28 of the roller table with a sensor (not shown in the drawings), the distance between the upper face of the continuously cast ingot and the lower edge of the upper knife is fixed. The signal from the sensor enters the control system of the main hydraulic cylinder 19 for moving the beam. Depending on the fixed distance between the upper face of the continuously cast ingot and the lower edge of the upper knife, using the control system (not shown in the drawings), the main hydraulic cylinder 19 for moving the beam with the help of the piston 18 and the rod 17 provides the movement of the beam 13, and through the fastening systems to it scissors moving and the scissors themselves to a position that ensures the passage of a continuously cast ingot between the upper and lower knives.

После того как передний конец непрерывно-литого слитка переместится по рольгангу относительно ножей на величину, равную отрезаемой длине непрерывно-литого слитка, включается электропривод 4, обеспечивающий вращение ведущей шестерни 3, ведомой шестерни 2, перемещение шатуна и соответствующее перемещение суппорта 8 нижнего ножа 9. Одновременно с включением электропривода 4 в полостях основного гидроцилиндра 19 перемещения траверсы устанавливается давление, которое обеспечивает полное уравновешивание ножниц относительно непрерывно-литого слитка. В результате перемещения вверх суппорта 8 верхняя грань нижнего ножа 9 вступает в контакт с нижней гранью отрезаемого непрерывно-литого слитка 27. В связи с тем, что, как было указано выше, ножницы полностью уравновешены относительно непрерывно-литого слитка, внедрения нижнего ножа в непрерывно-литой слиток не происходит, а начинается перемещение вниз траверсы 13 вместе с корпусом 1 ножниц и верхним ножом 11 (крепление 10 верхнего ножа 11 и сам верхний нож неподвижны относительно корпуса 1). При этом непрерывно-литой слиток 27 не отрывается от роликов 28. После того как нижняя грань верхнего ножа коснется верхней грани непрерывно-литого слитка, начнется процесс внедрения ножей в заготовку. В связи с тем что цилиндр перемещения траверсы обеспечивает полное уравновешивание массы ножниц в процессе разрезания непрерывно-литого слитка, нижняя грань верхнего ножа 11 находится на том же уровне, что и в момент первого касания верхним ножом 11 непрерывно-литого слитка, а процесс разрезания обеспечивается перемещением нижнего ножа 9. Благодаря тому что в течение всего процесса разрезания непрерывно-литого слитка сохраняется один и тот же уровень положения верхнего ножа 11 и соответственно не меняется уровень непрерывно-литого слитка относительно роликов 28 рольганга, исключается нарушение взаимодействия непрерывно-литого слитка с кристаллизатором МНЛЗ и тянущими клетями. Расположение же электропривода на самом корпусе ножниц исключает возможность возникновения крутящего момента, отрицательно влияющего на качество реза. After the front end of the continuously cast ingot moves along the roller table relative to the knives by an amount equal to the cut-off length of the continuously cast ingot, the electric drive 4 is turned on, which ensures rotation of the pinion gear 3, the driven gear 2, the movement of the connecting rod and the corresponding movement of the caliper 8 of the lower knife 9. Simultaneously with turning on the electric actuator 4, a pressure is established in the cavities of the main hydraulic cylinder 19 for moving the beam, which ensures complete balancing of the scissors relatively continuously about the ingot. As a result of the upward movement of the support 8, the upper face of the lower knife 9 comes into contact with the lower face of the cut continuously cast ingot 27. Due to the fact that, as mentioned above, the scissors are completely balanced relative to the continuously cast ingot, the lower knife is introduced into the continuously the cast ingot does not occur, but the traverse 13 moves downward together with the scissors body 1 and the upper knife 11 (the fastening 10 of the upper knife 11 and the upper knife itself are fixed relative to the body 1). In this case, the continuously cast ingot 27 does not tear itself away from the rollers 28. After the lower edge of the upper knife touches the upper face of the continuously cast ingot, the process of introducing the knives into the workpiece will begin. Due to the fact that the cylinder moving the traverse provides complete balancing of the mass of scissors during the cutting of the continuously cast ingot, the lower edge of the upper knife 11 is at the same level as when the upper knife 11 first touched the continuously cast ingot, and the cutting process is provided moving the lower knife 9. Due to the fact that during the whole process of cutting a continuously cast ingot, the same position level of the upper knife 11 is maintained and, accordingly, the level of a continuously cast ingot does not change tnositelno roller table rollers 28, without disturbing interactions continuously cast ingot with a caster mold and pulling crates. The location of the electric drive on the sheath body itself eliminates the possibility of a torque that negatively affects the quality of the cut.

Предлагаемые летучие ножницы для резки непрерывно-литого слитка повышают технологические возможности процесса резки, снижают их металлоемкость, исключают влияние процесса разрезания непрерывно-литого слитка на сам процесс непрерывного литья, повышают качество поверхности реза и долговечность ножей. The proposed flying scissors for cutting a continuously cast ingot increase the technological capabilities of the cutting process, reduce their metal consumption, exclude the influence of the process of cutting a continuously cast ingot on the continuous casting process itself, increase the quality of the cut surface and the durability of the knives.

Claims

Flying shears for cutting a continuously cast ingot, comprising a housing with upper and lower knives housed therein, a gear train in the form of a drive gear with an electric wire and a driven gear, a connecting rod, the upper axis of which is eccentrically mounted on the housing of the driven gear, and the lower axis is kinematically connected to the caliper lower knife, characterized in that they are equipped with a traverse, a fixed support, the main and additional hydraulic cylinders, the body is made with a lateral tide, the upper knife is fixed in the body, the drive gear is electric neither mounted on the housing, the traverse with one end is pivotally mounted on the fixed element of the continuous casting machine, and the other is pivotally connected to the rod of the main hydraulic cylinder pivotally mounted on the fixed support, while the casing is pivotally suspended on the crosshead with the upper part and pivotally through the side tide connected to the traverse.