RU2192323C2 - Способ формирования бунта катанки и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ формирования бунта катанки и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192323C2 RU2192323C2 RU2000112837/02A RU2000112837A RU2192323C2 RU 2192323 C2 RU2192323 C2 RU 2192323C2 RU 2000112837/02 A RU2000112837/02 A RU 2000112837/02A RU 2000112837 A RU2000112837 A RU 2000112837A RU 2192323 C2 RU2192323 C2 RU 2192323C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wiring
- rotation
- wire rod
- turns
- axis
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 5
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
- B21C47/02—Winding-up or coiling
- B21C47/10—Winding-up or coiling by means of a moving guide
- B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum
- B21C47/143—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum the guide being a tube
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
- B21C47/02—Winding-up or coiling
- B21C47/10—Winding-up or coiling by means of a moving guide
- B21C47/14—Winding-up or coiling by means of a moving guide by means of a rotating guide, e.g. laying the material around a stationary reel or drum
- B21C47/146—Controlling or influencing the laying pattern of the coils
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Coiling Of Filamentary Materials In General (AREA)
- Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
- Wire Processing (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к прокатному производству, в частности к способу формирования бунта катанки, например, из стали или цветных металлов, и устройству для его осуществления. Сущность: способ формирования бунта катанки включает непрерывную подачу катанки через проводку, формирование витков переменного диаметра путем изменения скорости вращения проводки и укладку витков горизонтальными слоями по высоте бунта. Отличие заявляемого способа заключается в том, что подачу катанки ведут со скоростью 35-300 м/с. Формирование витков переменного диаметра осуществляют в пространстве под действием динамических сил путем отклонения катанки на выходе из проводки под углом 15-80o к оси вращения и последующей ее подачи по криволинейной вогнутой траектории с обеспечением поворота на угол 80-90o к оси вращения проводки, при этом скорость вращения проводки изменяют с учетом соотношения
где ω - угловая скорость вращения проводки; σT - предел текучести материала катанки. Сформированные витки в виде плоской спирали переменного диаметра подают посредством конвейера на укладку в шахту. После укладки бунт обвязывают. Для осуществления способа предлагается устройство. Изобретение позволяет получить компактный бунт высококачественной катанки при высокой производительности процесса. 2 с. и 24 з.п.ф-лы, 18 ил.
где ω - угловая скорость вращения проводки; σT - предел текучести материала катанки. Сформированные витки в виде плоской спирали переменного диаметра подают посредством конвейера на укладку в шахту. После укладки бунт обвязывают. Для осуществления способа предлагается устройство. Изобретение позволяет получить компактный бунт высококачественной катанки при высокой производительности процесса. 2 с. и 24 з.п.ф-лы, 18 ил.
Description
Изобретение относится к прокатному производству, в частности к способу формирования бунта катанки, например, из стали или цветных металлов, и устройству для его осуществления, и обеспечивает получение компактного бунта при высокой скорости подачи проката.
Способы и устройства такого типа используются в настоящее время при производстве катанки на проволочных станах, которые производят практически весь ее мировой объем. Основной особенностью процесса производства катанки является термообработка для получения конечного продукта с заданными механическими свойствами, в частности с заданной однородной структурой по всей длине. Наиболее широко распространены процессы двухстадийной термообработки, в которых на первой стадии прямолинейно движущаяся из чистовой клети катанка охлаждается водой в специальных форсунках, а на второй стадии она в виде витков охлаждается на конвейере или рольганге при ее транспортировке к шахте, в которой происходит накопление витков для формирования бунта.
Обеспечение оптимальных условий для вторичного охлаждения катанки во многом зависит от способа формирования витков (первой стадии процесса формирования бунта) и устройства, его осуществляющего, т.к. они должны обеспечивать равномерную плотность спирали уложенных на конвейер витков для создания одинаковых условий охлаждения каждого витка.
Известны способы формирования бунта путем подачи катанки со скоростью до 100 м/с, формирования витков посредством виткообразователя, размещения витков на конвейере и подачи их в шахту для накопления и формирования бунта, его обвязки и опрессовки (см., например, А.А. Кугушин, Ю.А. Попов, Высокоскоростная прокатка катанки, М., Металлургия, 1982 г.). Главной особенностью известных высокоскоростных процессов производства катанки является необходимость точного согласования скорости прокатки (подачи катанки) и скорости вращения виткообразователя (проводки), что приводит к получению витков практически одного диаметра. В результате бунт, собранный из витков одного диаметра, получается рыхлым и имеет значительные габариты даже после опрессовки.
Известно устройство для осуществления указанного способа, включающее виткообразователь, содержащий проводку, виткообразующую головку и приводной двигатель, конвейер подачи для витков катанки к шахте для их накопления и укладки в бунт и устройство для опрессовки и обвязки бунта (см. там же). Виткообразующая головка известного устройства обычно представляет собой массивный конический корпус, с которым жестко связана изогнутая в пространстве направляющая (см. также ЕР 0779115, МПК В 21 С 47/14, 16.06.97 г., DE 3819981, МПК В 21 С 47/10, 14.12.89 г.). В данных устройствах внутренний диаметр проводки (направляющей) составляет примерно 2-4% от диаметра формируемых витков, поэтому при рассогласовании скорости подачи катанки и скорости вращения проводки происходит заклинивание подаваемого материала и аварийная остановка процесса.
Проблему получения компактного бунта катанки пытались решить в высокоскоростных процессах путем укладки витков катанки одного диаметра с эксцентриситетом относительно оси шахты и равномерным смещением витков по окружности, причем смещение витков относительно оси шахты осуществляли как механическим путем (см., например, Европейские патенты 0686438, 0686439, МПК В 21 С 47/14, 22.07.98 г.), так и посредством вращающегося магнитного поля (см. патент RU 2046689, МПК В 21 С 47/06, 27.10.95 г.). Известные способы позволяют несколько повысить плотность бунта, однако получить плотный и компактный бунт не удается, т.к. при смещении витков перед их укладкой в шахту они лежат в пересекающихся плоскостях.
Для смещения витков катанки механическим путем комплект оборудования на выходе конвейера снабжался различными устройствами, например устройством, содержащим укладывающий элемент и узел с несколькими вращающимися направляющими кулачками, имеющими форму эксцентриков, которые в процессе вращения определяют окружность прохода витков (см., например, ЕР 0686438) или устройством, смещающим витки посредством вращающейся плиты с асимметричным относительно центра шахты отверстием (см. ЕР 0686439), или устройством, снабженным траверсой, совершающей возвратно-поступательное движение (см. патент США 4747557, МПК В 21 С 47/10, 47/18). Все перечисленные устройства имеют достаточно сложную конструкцию.
Устранить недостатки известных способов можно послойной спиральной укладкой витков. Известен способ формирования бунта катанки на моталке с вертикальным намоточным валом, при котором непрерывно подаваемый материал укладывают витками по спирали горизонтальными слоями по высоте бунта в параллельных плоскостях (см., например, авторское свидетельство СССР 1412830, МПК В21С 47/02, 30.07.88 г. (прототип)). Недостатком известного способа является, во-первых, то, что он применим на моталках с вертикальным намоточным валом, расположенных непосредственно над шахтой для формирования бунта (см. авторские свидетельства 1438880, МПК В 21 С 47/02, 23.11.88 г, 1606217, МПК В 21 С 47/12, 15.11.90 г.). Эти моталки работают при относительно невысоких скоростях намотки (примерно до 20-30 м/с) и не применимы в процессах, где скорости прокатки достигают 100 м/с и выше, т.к. на высоких скоростях моталки с вертикальной осью создают большое сопротивление подаваемому прокату. Во-вторых, такие моталки укладывают витки катанки непосредственно в шахту, минуя стадию охлаждения витков, о важности которой было сказано выше. Охлаждение витков катанки в бунте является неравномерным, что влияет отрицательно на качество получаемого материала, т.к. в этом случае материал имеет неоднородную структуру по длине.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для формирования бунта катанки, содержащее виткообразователь, состоящий из соединенных между собой проводки, виткообразующей головки с направляющим средством, включающим элемент с криволинейной вогнутой поверхностью, привод, снабженный устройством для регулирования скорости вращения проводки, и конвейер для подачи витков катанки (см. патент США 5312065, кл. В 21 С 47/02, 17.05.94 г.). Способ формирования бунта катанки согласно этому патенту США включает непрерывную подачу катанки через проводку, формирование витков на криволинейной вогнутой поверхности и их укладку горизонтальными слоями по высоте бунта. Витки, получаемые способом по патенту США, имеют постоянный радиус кривизны, который нельзя изменять в процессе намотки бунта. Любое изменение кривизны витков приведет к аварийной ситуации: если радиус будет меньше расчетного, катанка натянется на цилиндрическую винтовую поверхность и произойдет ее обрыв, если радиус будет больше расчетного, произойдет переполнение направляющей (ручья), по которой проходит катанка, и она будет складываться волнами и сминаться.
Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в получении компактного бунта высококачественной катанки при высокой производительности процесса его формирования.
Поставленная задача решается тем, что в способе формирования бунта катанки, включающем непрерывную подачу катанки через проводку, формирование витков на криволинейной вогнутой поверхности и их укладку горизонтальными слоями по высоте бунта, подачу катанки ведут со скоростью 35-300 м/с, отклоняют катанку на выходе из проводки под углом 15-80o к оси вращения для подачи катанки на криволинейную вогнутую поверхность и формируют витки переменного диаметра путем изменения скорости вращения проводки и обеспечения двух степеней свободы для движения катанки под действием динамических сил и ее поворота на угол 80-90o к оси вращения проводки, при этом скорость вращения проводки изменяют с учетом соотношения
где ω - угловая скорость вращения проводки,
σT - предел текучести материала катанки,
а витки в виде плоской спирали переменного диаметра подают посредством конвейера на укладку в отдельно расположенную шахту.
где ω - угловая скорость вращения проводки,
σT - предел текучести материала катанки,
а витки в виде плоской спирали переменного диаметра подают посредством конвейера на укладку в отдельно расположенную шахту.
Диаметр витков изменяют в диапазоне 600-1600 мм, при этом катанка может представлять собой стальную проволоку диаметром 5,5-14 мм или проволоку из цветных металлов диаметром 6-18 мм.
Подачу катанки по криволинейной вогнутой траектории обеспечивают посредством ее подачи по вращающейся криволинейной поверхности второго порядка, например в виде гиперболоида.
Скорость вращения проводки изменяют, например, в соответствии с соотношением
ω = ωo+at,
где ωo - начальная скорость вращения проводки,
а - коэффициент, зависящий от плотности укладки витков,
t - время формирования бунта катанки.
ω = ωo+at,
где ωo - начальная скорость вращения проводки,
а - коэффициент, зависящий от плотности укладки витков,
t - время формирования бунта катанки.
Ось вращения проводки может быть расположена горизонтально или под углом γ =3-10o к горизонтальной плоскости.
Скорость вращения проводки изменяют в соответствии с соотношением:
где
V - скорость подачи катанки,
Dвн - внутренний диаметр бунта,
Dнар - наружный диаметр бунта,
τ - время укладки одного слоя витков.
где
V - скорость подачи катанки,
Dвн - внутренний диаметр бунта,
Dнар - наружный диаметр бунта,
τ - время укладки одного слоя витков.
Настоящее изобретение включает также устройство для формирования бунта катанки, содержащее виткообразователь, состоящий из соединенных между собой проводки, виткообразующей головки с направляющим средством, включающим элемент с криволинейной вогнутой поверхностью, привод, снабженный устройством для регулирования скорости вращения проводки, конвейер для подачи витков катанки, в котором выходной конец проводки виткообразователя изогнут под углом 15-80o к оси вращения, элемент с криволинейной вогнутой поверхностью размещен на наружной поверхности направляющего средства и выполнен в виде вогнутой тарели, наружная поверхность которой образована криволинейной поверхностью второго порядка. Ось вращения проводки может быть расположена горизонтально или под углом 3-10o к горизонтальной плоскости, при этом проводка может быть выполнена цельной или состоящей из двух или нескольких частей.
Виткообразующая головка снабжена защитным кожухом с цилиндрической внутренней поверхностью.
Устройство регулирования шага витков может быть выполнено в виде конусообразной оболочки или в виде оболочки из сопряженных друг с другом криволинейных поверхностей разного диаметра, огибающей виткообразующую головку и установленной соосно проводке на вертикальной опоре, при этом опора выполнена с возможностью перемещения вдоль оси вращения проводки и снабжена приводом.
Тарель установлена соосно проводке с возможностью поворота относительно нее из одного фиксированного положения в другое револьверным образом.
Проходное отверстие изогнутого конца проводки имеет круглое сечение или оно выполнено изменяющимся от входа к выходу от окружности к эллипсу, ориентированному длинной осью перпендикулярно к оси вращения проводки.
Изогнутый конец проводки может быть снабжен роликом или втулкой, выполненной из износостойкого материала. Ролик расположен на выходе проводки на стороне, удаленной от оси вращения проводки, а его образующая расположена по касательной к поверхности проходного отверстия.
Наружная поверхность тарели может представлять собой поверхность второго порядка, например гиперболоид.
Ширина конвейера примерно равна диаметру шахты.
Заявляемый способ формирования бунта катанки позволяет в отличие от известных способов получить компактный бунт при высокой скорости подачи катанки и, соответственно, высокой скорости формирования бунта. Верхний предел скорости подачи катанки (300 м/с) ограничен в заявляемом способе растягивающей силой, действующей на катанку при образовании витка. При скоростях выше 300 м/с растягивающая сила приводит к изменению поперечного сечения катанки, т. е. происходит "утяжка" сечения. При скорости, меньшей 35 м/с, сила Кориолиса будет недостаточной для пластической деформации катанки и формирования витка.
В отличие от вышеперечисленных известных способов в заявляемом способе формирование витков осуществляют под действием динамических сил, воздействующих на катанку при ее выходе из изогнутого конца проводки. В известных способах катанку подают из проводки в направляющую, имеющую сложную конфигурацию в пространстве, при этом направляющая жестко соединена с массивной опорой, например, в виде конуса (см., например, ЕР 0779115). Такой способ формирования витков катанки требует жесткого согласования скорости подачи катанки и скорости вращения проводки, в противном случае происходит заклинивание катанки в направляющей и аварийная остановка оборудования. Кроме того, при проходе катанки по фигурной направляющей возникают большие силы трения. В заявляемом способе на катанку, подаваемую под углом 15-80o к оси вращения проводки и обладающую определенной пластичностью при выходе из проводки, действуют центробежная сила и сила Кориолиса, которые и определяют криволинейную траекторию катанки. Вышедшая из проводки катанка под действием указанных сил имеет две степени свободы и скользит произвольно по вогнутой криволинейной поверхности, меняя свое положение на ней в зависимости от скорости вращения проводки. Таким образом, силы трения значительно уменьшаются и становится возможным изменение скорости вращения проводки без изменения скорости подачи катанки. А это позволяет в свою очередь получать витки катанки с переменным радиусом кривизны.
Диапазон угла поворота изогнутого конца проводки 15-80o ограничивается с одной стороны нагрузкой на проводку, которая недопустимо возрастает при повороте на угол больше 80o, или нагрузкой на тарель, увеличивающейся при угле менее 15o. Дальнейший поворот катанки на 80-90o определяет шаг витков. При повороте менее 80o шаг витков слишком велик, а свыше 90o витки пойдут в обратную сторону (аварийная ситуация).
Скорость вращения проводки ограничивается практически только пределом текучести σT материала катанки.
В отличие от известного способа формирования витков (см. а.с. СССР 1412830) в заявляемом способе сформированные витки переменного диаметра в виде плоской спирали укладываются на конвейер, где они равномерно распределены и где может быть произведена их термообработка, например охлаждение. Затем витки сбрасываются в отдельно расположенную шахту, где они укладываются горизонтальными слоями без специальных операций. Изменяя скорость вращения проводки в зависимости от материала катанки, заявляемым способом можно получить компактные бунты из высококачественного материала без опрессовки бунта.
Заявляемый способ пригоден для катанки из любых сталей, а также из цветных металлов, таких как алюминий и медь.
Диапазон диаметров формируемых витков 600-1600 мм определяется требованиями к габаритам сформированного бунта для их дальнейшего использования в технологических процессах.
Выбор диапазона диаметров стальной катанки 5,5-14 мм определяется существующими процессами производства катанки. При диаметре выше 14 мм скорость прокатки снижается ниже выбранного диапазона. Процесс уже не будет являться высокоскоростным, то же и для цветных металлов. Угол наклона оси вращения проводки к горизонтальной плоскости, равный 3-10o, улучшает условия укладки витков катанки на конвейер.
Что касается заявляемого устройства, то известные устройства не позволяют осуществить заявляемый способ. Заявляемое устройство для формирования бунта катанки позволяет отказаться от сложных устройств для смещения витков катанки перед их укладкой в шахту и от устройств для опрессовки бунта.
Кроме того, заявляемое устройство позволяет получить бунт катанки, задний конец раската которого имеет практически ту же кривизну, что и витки укладываемой в шахту спирали витков.
Этот дополнительный эффект обеспечивается за счет того, что заявляемый способ формирования витков катанки под действием динамических сил позволяет снизить вес виткообразующей головки со 150-180 кг до 30-40 кг, а соответственно, и длину виткообразователя с 3000 мм до 800-1000 мм при тех же подшипниках. Как известно, длина виткообразователя влияет непосредственно на кривизну заднего конца раската, т.к. на задний конец действуют только силы трения Fтр и не действует толкающая сила от подающих катанку роликов, т.е. работа сил трения равна:
А=FТР x L,
где L - длина виткообразователя.
А=FТР x L,
где L - длина виткообразователя.
Поэтому уменьшение длины виткообразователя снижает вредную работу сил трения примерно в 3 раза. При этом скорость подачи заднего конца не падает ниже допустимой. С другой стороны, снижение веса виткообразующей головки улучшает условия работы виткообразователя, а также повышает надежность работы всего комплекта оборудования в целом.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где показано:
Фиг. 1 - схематично комплект оборудования для формирования бунта катанки согласно известному уровню техники.
Фиг. 1 - схематично комплект оборудования для формирования бунта катанки согласно известному уровню техники.
Фиг. 2 - устройство для намотки бунта с вертикальным намоточным валом согласно известному уровню техники.
Фиг. 3 - бунт катанки, полученный на оборудовании по Фиг. 1, поперечное сечение,
Фиг. 4 - то же, вид сверху,
Фиг. 5 - устройство для формирования бунта катанки согласно настоящему изобретению,
Фиг. 6 - виткообразователь, общий вид,
Фиг. 7 - то же, вид А на Фиг. 6,
Фиг. 8 - изогнутый конец проводки, вид спереди,
Фиг. 9 - то же, вид сверху,
Фиг. 10 - то же, с сечением в виде эллипса,
Фиг. 11 - то же, вид сверху,
Фиг. 12 - изогнутый конец проводки с роликом, вид спереди,
Фиг. 13 - то же, вид Б,
Фиг. 14 - график изменения скорости вращения проводки,
Фиг. 15 - витки катанки на конвейере, вид сверху,
Фиг. 16 - бунт катанки, полученный способом согласно настоящему изобретению, поперечное сечение,
Фиг. 17 - то же, вид сверху,
Фиг. 18 - оболочка устройства регулирования шага витков, второй вариант.
Фиг. 4 - то же, вид сверху,
Фиг. 5 - устройство для формирования бунта катанки согласно настоящему изобретению,
Фиг. 6 - виткообразователь, общий вид,
Фиг. 7 - то же, вид А на Фиг. 6,
Фиг. 8 - изогнутый конец проводки, вид спереди,
Фиг. 9 - то же, вид сверху,
Фиг. 10 - то же, с сечением в виде эллипса,
Фиг. 11 - то же, вид сверху,
Фиг. 12 - изогнутый конец проводки с роликом, вид спереди,
Фиг. 13 - то же, вид Б,
Фиг. 14 - график изменения скорости вращения проводки,
Фиг. 15 - витки катанки на конвейере, вид сверху,
Фиг. 16 - бунт катанки, полученный способом согласно настоящему изобретению, поперечное сечение,
Фиг. 17 - то же, вид сверху,
Фиг. 18 - оболочка устройства регулирования шага витков, второй вариант.
На Фиг. 1 показано известное устройство для формирования бунта катанки, включающее виткообразователь 1, содержащий проводку 2, виткообразующую головку, включающую массивную опору 3 и криволинейную направляющую 4 для прохода катанки и образования витков 5, конвейер 6, устройство 7 для ассиметричного распределения витков, шахту 8 для укладки витков в бунт 9 и устройство 10 для опрессовки бунта 9 и устройство 11 для обвязки бунта 9.
На Фиг. 2 показано известное устройство с вертикальным расположением вала виткообразователя.
Устройство согласно настоящему изобретению (Фиг. 5) включает виткообразователь 1 (одинаковые элементы известного и заявляемого устройств обозначены одинаковыми позициями), содержащий проводку 2 с выходным концом 12, виткообразующую головку и приводной двигатель (не показан), соединенные между собой, конвейер 6 для подачи витков 5 катанки к отдельно расположенной шахте 8 для их накопления и укладки в бунт 9 и устройство 11 для обвязки бунта 9. Выходной конец 12 проводки 2 изогнут под углом α, равным 15-80o, к оси вращения проводки. Виткообразующая головка снабжена тарелью 13, выполненной с вогнутой криволинейной наружной поверхностью, примыкающей к торцу изогнутого конца 12 проводки 2 и образующей в наиболее удаленной от центра тарели 13 точке угол β к оси вращения проводки 2, равный 80-90o. Приводной двигатель виткообразователя снабжен устройством 14 регулирования скорости вращения проводки. Виткообразователь 1 снабжен устройством 15 регулирования шага витков. Проводка может быть расположена горизонтально или под углом γ к горизонтальной плоскости, равным 3-10o. Проводка 2 может быть выполнена цельной или из двух, или более частей, например прямолинейной части и изогнутого конца, соединенных посредством разъемного соединения. Виткообразующая головка снабжена защитным кожухом 16 с цилиндрической внутренней поверхностью. Устройство 15 регулирования шага витков может быть выполнено в виде конусообразной оболочки, огибающей тарель 13 и установленной соосно проводке 2 на вертикальной опоре 17. Опора 17 выполнена с возможностью перемещения по направляющим 18 вдоль оси вращения проводки 2 и снабжена приводом 19. Оболочка устройства 15 может быть выполнена из сопряженных друг с другом криволинейных поверхностей, как показано на Фиг. 18. Тарель 13 установлена соосно проводке 2 с возможностью поворота относительно нее из одного фиксированного положения в другое револьверным образом, т.е. посредством известного револьверного механизма. Проходное отверстие 20 изогнутого конца 12 проводки 2 может иметь круглое сечение, как показано на Фиг. 8, 9, или оно выполнено изменяющимся от входа к выходу от окружности 20 к эллипсу 21, ориентированному своей длинной осью перпендикулярно к оси вращения проводки 2 (Фиг. 10, 11). Наружная поверхность тарели 13 сопряжена с поверхностью проходного отверстия 20 по касательной. Изогнутый конец 12 проводки 2 может быть снабжен на конце роликом 22, расположенным на выходе со стороны, наиболее удаленной от оси вращения проводки 2, а его образующая расположена по касательной к внутренней поверхности отверстия 20. Изогнутый конец 12 может быть снабжен на выходе износостойкой втулкой 23. Ширина D конвейера 6 для подачи витков 5 катанки равна диаметру шахты 8 и соответственно максимальному диаметру бунта.
Работа устройства будет описана на примере осуществления способа.
Катанку диаметром d=10 мм из стали 3 при температуре 600oС (σT190 МПа) подавали при скорости прокатки V=52,95 м/с в проводку 2. Угловую скорость ω вращения проводки изменяли в соответствии с соотношением (Фиг. 13):
где
V=52,95 м/с,
Dнар - наружный диаметр бунта, равный 1040 мм,
DВН - внутренний диаметр бунта, равный 600 мм,
τ - время укладки одного слоя витков, равное 1,038 с.
где
V=52,95 м/с,
Dнар - наружный диаметр бунта, равный 1040 мм,
DВН - внутренний диаметр бунта, равный 600 мм,
τ - время укладки одного слоя витков, равное 1,038 с.
В этом случае зависимость, по которой изменяли скорость вращения проводки, имела вид:
ω = 176,5±74,7×τ, где 0<t<τ,
Минимальную скорость вращения проводки проверяли на соответствие соотношению:
Число витков в слое n составило:
при этом длина 1 катанки в слое составила:
При высоте бунта Н=1000 мм число слоев k равняется H/d=100, a длина L катанки в бунте равна L=lk=113300 м.
ω = 176,5±74,7×τ, где 0<t<τ,
Минимальную скорость вращения проводки проверяли на соответствие соотношению:
Число витков в слое n составило:
при этом длина 1 катанки в слое составила:
При высоте бунта Н=1000 мм число слоев k равняется H/d=100, a длина L катанки в бунте равна L=lk=113300 м.
Катанку подавали в проводку 2, конец 12 которой изогнут под углом α = 10° к оси вращения проводки, и далее по тарели 13, выполненной в виде гиперболоида, разворачивали на угол β = 87°.
Витки 5 укладывали на конвейер 6 (Фиг. 15) и в виде плоской спирали переменного диаметра охлаждали, затем укладывали в отдельно расположенную шахту 8 и формировали бунт 9. Готовый бунт 9 обвязывали посредством устройства 11.
Витки 5 укладывали на конвейер 6 (Фиг. 15) и в виде плоской спирали переменного диаметра охлаждали, затем укладывали в отдельно расположенную шахту 8 и формировали бунт 9. Готовый бунт 9 обвязывали посредством устройства 11.
Сравнение бунтов катанки, полученных известным комплектом оборудования, содержащим устройство для ассиметричного распределения витков, размещенное на выходе конвейера, и заявляемым устройством, показало, что плотность бунта, сформированного заявляемым способом, увеличилась на 40-50% по сравнению с известным. Проверка механических свойств материала показала, что катанка, полученная способом согласно настоящему изобретению, имеет равномерные механические свойства по всей ее длине.
Claims (26)
1. Способ формирования бунта катанки, включающий непрерывную подачу катанки через проводку, формирование витков на криволинейной вогнутой поверхности и их укладку горизонтальными слоями по высоте бунта, отличающийся тем, что подачу катанки ведут со скоростью 35-300 м/с, отклоняют катанку на выходе из проводки под углом 15-80o к оси вращения для подачи катанки на криволинейную вогнутую поверхность и формируют витки переменного диаметра путем изменения скорости вращения проводки и обеспечения двух степеней свободы для движения катанки под действием динамических сил и ее поворота на угол 80-90o к оси вращения проводки, при этом скорость вращения проводки изменяют с учетом соотношения
где ω - угловая скорость вращения проводки;
σT - предел текучести материала катанки,
а витки в виде плоской спирали переменного диаметра подают посредством конвейера на укладку в отдельно расположенную шахту.
где ω - угловая скорость вращения проводки;
σT - предел текучести материала катанки,
а витки в виде плоской спирали переменного диаметра подают посредством конвейера на укладку в отдельно расположенную шахту.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диаметр витков изменяют в диапазоне 600-1600 мм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катанка представляет собой стальную проволоку диаметром 5,5-14 мм.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катанка представляет собой проволоку из цветных металлов диаметром 6-18 мм.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что достижение двух степеней свободы движения катанки обеспечивают путем подачи катанки на вращающуюся криволинейную поверхность второго порядка.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что поверхность второго порядка представляет собой гиперболоид.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что скорость вращения проводки изменяют в соответствии с соотношением
ω = ωo+at
где ω - начальная скорость вращения проводки,
а - коэффициент, зависящий от плотности укладки витков,
t - время формирования бунта катанки.
ω = ωo+at
где ω - начальная скорость вращения проводки,
а - коэффициент, зависящий от плотности укладки витков,
t - время формирования бунта катанки.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ось вращения проводки располагают горизонтально.
9. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что ось вращения проводки располагают под углом 3-10o к горизонтальной плоскости.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что скорость вращения проводки изменяют в соответствии с соотношением
где V - скорость подачи катанки;
Dвн - внутренний диаметр бунта;
Dнар - наружный диаметр бунта,
τ - время укладки одного слоя витков.
где V - скорость подачи катанки;
Dвн - внутренний диаметр бунта;
Dнар - наружный диаметр бунта,
τ - время укладки одного слоя витков.
11. Устройство для формирования бунта катанки, содержащее виткообразователь, состоящий из соединенных между собой проводки, виткообразующей головки с направляющим средством, включающим элемент с криволинейной вогнутой поверхностью, привод, снабженный устройством для регулирования скорости вращения проводки, конвейер для подачи витков катанки, отличающийся тем, что выходной конец проводки виткообразователя изогнут под углом 15-80o к оси вращения, элемент с криволинейной вогнутой поверхностью размещен на наружной поверхности направляющего средства и выполнен в виде вогнутой тарели, наружная поверхность которой образована криволинейной поверхностью второго порядка, примыкающей к торцу изогнутого конца проводки и образующей в наиболее удаленной от центра тарели точке угол 80-90o с осью вращения проводки.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что виткообразователь снабжен устройством регулирования шага витков.
13. Устройство по любому из пп. 11-12, отличающееся тем, что ось вращения проводки расположена горизонтально.
14. Устройство по любому из пп. 11-12, отличающееся тем, что ось вращения проводки расположена под углом 3-10o к горизонтальной плоскости.
15. Устройство по любому из пп. 11-14, отличающееся тем, что проводка выполнена из двух или более частей.
16. Устройство по любому из пп. 11-15, отличающееся тем, что виткообразующая головка снабжена защитным кожухом с цилиндрической внутренней поверхностью.
17. Устройство по любому из пп. 11-16, отличающееся тем, что устройство регулирования шага витков выполнено в виде конусообразной оболочки, огибающей виткообразующую головку и установленной соосно оси проводки на вертикальной опоре, при этом опора выполнена с возможностью перемещения вдоль оси вращения проводки и снабжена приводом.
18. Устройство по любому из пп. 11-16, отличающееся тем, что устройство регулирования шага витков выполнено в виде оболочки из сопряженных друг с другом криволинейных поверхностей разного диаметра, огибающей виткообразующую головку и установленной соосно оси проводки на вертикальной опоре, при этом опора выполнена с возможностью перемещения вдоль оси вращения проводки и снабжена приводом.
19. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что указанная тарель установлена соосно оси проводки с возможностью поворота относительно нее из одного фиксированного положения в другое револьверным образом.
20. Устройство по любому из пп. 11-19, отличающееся тем, что проходное отверстие изогнутого конца проводки имеет круглое сечение.
21. Устройство по любому из пп. 11-19, отличающееся тем, что сечение проходного отверстия изогнутого конца проводки выполнено изменяющимся от входа к выходу от окружности к эллипсу, ориентированному своей длинной осью перпендикулярно к оси вращения проводки.
22. Устройство по п. 11, или 20, или 21, отличающееся тем, что указанная наружная поверхность тарели сопряжена с поверхностью проходного отверстия изогнутого конца проводки по касательной.
23. Устройство по любому из пп. 11-22, отличающееся тем, что изогнутый конец проводки снабжен на выходе втулкой, выполненной из износостойкого материала.
24. Устройство по любому из пп. 11-23, отличающееся тем, что изогнутый конец проводки снабжен на выходе роликом, расположенным на выходе проводки со стороны, наиболее удаленной от оси вращения проводки, а его образующая расположена по касательной к внутренней поверхности проходного отверстия.
25. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что наружная поверхность тарели представляет собой гиперболоид.
26. Устройство по любому из пп. 11-25, отличающееся тем, что ширина конвейера для подачи витков катанки примерно равна диаметру шахты.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000112837/02A RU2192323C2 (ru) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | Способ формирования бунта катанки и устройство для его осуществления |
| PCT/RU2001/000017 WO2001089731A1 (en) | 2000-05-24 | 2001-01-17 | Method of rod coil forming and set of equipment for its realization |
| US10/275,964 US6915978B2 (en) | 2000-05-24 | 2001-01-17 | Method of rod coil forming and set of equipment for its realization |
| UA2002107836A UA66956C2 (ru) | 2000-05-24 | 2001-01-17 | Способ формирования бунта катанки и устройство для его осуществления |
| AU2001227181A AU2001227181A1 (en) | 2000-05-24 | 2001-01-17 | Method of rod coil forming and set of equipment for its realization |
| EP01901614A EP1301293A1 (en) | 2000-05-24 | 2001-01-17 | Method of rod coil forming and set of equipment for its realization |
| CN01810028.7A CN1199745C (zh) | 2000-05-24 | 2001-01-17 | 盘条形成的方法及实现该方法的设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000112837/02A RU2192323C2 (ru) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | Способ формирования бунта катанки и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2192323C2 true RU2192323C2 (ru) | 2002-11-10 |
| RU2000112837A RU2000112837A (ru) | 2004-06-27 |
Family
ID=20234974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000112837/02A RU2192323C2 (ru) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | Способ формирования бунта катанки и устройство для его осуществления |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6915978B2 (ru) |
| EP (1) | EP1301293A1 (ru) |
| CN (1) | CN1199745C (ru) |
| AU (1) | AU2001227181A1 (ru) |
| RU (1) | RU2192323C2 (ru) |
| UA (1) | UA66956C2 (ru) |
| WO (1) | WO2001089731A1 (ru) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMI20021444A1 (it) * | 2002-07-01 | 2004-01-02 | Danieli Off Mecc | Tubo forma spire |
| US7827841B2 (en) * | 2006-04-13 | 2010-11-09 | Siemens Industry, Inc. | Method of and system for processing different sized long products |
| US7918119B2 (en) * | 2007-04-02 | 2011-04-05 | Siemens Industry, Inc. | Method of controlling the speed of a laying head in a rolling mill |
| US8707748B2 (en) * | 2010-07-01 | 2014-04-29 | Siemens Industry, Inc. | Turn down apparatus |
| CN102320495B (zh) * | 2011-09-30 | 2013-01-02 | 库博汽车标准配件（昆山）有限公司 | 盘密封条的装置 |
| CN102998328B (zh) * | 2012-10-23 | 2016-01-20 | 鞍钢股份有限公司 | 一种模拟缓慢冷却过程的试验方法 |
| US11014735B2 (en) * | 2019-03-26 | 2021-05-25 | Lincoln Global, Inc. | Method and apparatus for packaging wire in a storage container |
| CN111485072B (zh) * | 2020-03-16 | 2021-09-21 | 南京理工大学 | 一种高强度高导电率异构铜导线的制备系统及方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3445077A (en) * | 1967-08-03 | 1969-05-20 | Nassau Smelting & Refining Co | Strand distributing and receiving apparatus and method |
| US3557438A (en) * | 1968-07-01 | 1971-01-26 | United Eng Foundry Co | Rod handling system |
| DE1925800A1 (de) * | 1969-05-21 | 1970-11-26 | Krupp Gmbh | Windungsleger |
| US3647153A (en) * | 1969-10-21 | 1972-03-07 | Gen Eng Radcliffe | Winding of continuous strands |
| JPS5756113A (en) * | 1980-09-18 | 1982-04-03 | Toshiba Corp | Screw down device for pinch roll of rod mill |
| JPS57170352A (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-20 | Nippon Steel Corp | Method and apparatus for bundling ring-shaped wire rod |
| DD214773B1 (de) * | 1983-05-04 | 1986-12-24 | Walter Worgt | Vorrichtung zur erzielung gleichmaessig geformter drahtwindungen von windungsstegern |
| DE3571777D1 (en) * | 1984-09-19 | 1989-08-31 | Danieli Off Mecc | Plant to form and cool coils |
| JPS6221423A (ja) * | 1985-07-20 | 1987-01-29 | Kobe Steel Ltd | 線材コイルの尾端形状改善方法 |
| AU575476B2 (en) * | 1986-04-30 | 1988-07-28 | Daiwa Can Company Limited | Inserting and feeding wire into and from container |
| SU1412830A1 (ru) | 1987-02-11 | 1988-07-30 | Предприятие П/Я М-5481 | Способ формировани бунта катанки на моталке с вертикальным намоточным валом |
| SU1438880A1 (ru) | 1987-04-13 | 1988-11-23 | Днепропетровский Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева | Наматывающее устройство дл круглого проката |
| DE3819981A1 (de) | 1988-06-11 | 1989-12-14 | Schloemann Siemag Ag | Vorrichtung zum bilden von drahtwindungen |
| SU1606217A1 (ru) | 1988-12-14 | 1990-11-15 | Предприятие П/Я А-1950 | Моталка дл намотки проволоки в бунты |
| FR2658100B1 (fr) | 1990-02-12 | 1992-04-30 | Unimetall Sa | Procede et dispositif de formation de bobines de fil metallique. |
| IT1267251B1 (it) | 1994-06-07 | 1997-01-28 | Danieli Off Mecc | Dispositivo per il deposito asimmetrico delle spire |
| IT1267252B1 (it) | 1994-06-07 | 1997-01-28 | Danieli Off Mecc | Dispositivo per il deposito asimmetrico delle spire |
| IT1281459B1 (it) | 1995-12-04 | 1998-02-18 | Danieli Off Mecc | Testa forma spire per impianti di laminazione |
| IT1288990B1 (it) * | 1996-09-26 | 1998-09-25 | Danieli Off Mecc | Tubo di formazione spire rivestito per macchine spiralatrici e relativo procedimento di ripristino |
-
2000
- 2000-05-24 RU RU2000112837/02A patent/RU2192323C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-01-17 UA UA2002107836A patent/UA66956C2/ru unknown
- 2001-01-17 CN CN01810028.7A patent/CN1199745C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-01-17 WO PCT/RU2001/000017 patent/WO2001089731A1/en not_active Application Discontinuation
- 2001-01-17 EP EP01901614A patent/EP1301293A1/en not_active Withdrawn
- 2001-01-17 US US10/275,964 patent/US6915978B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-01-17 AU AU2001227181A patent/AU2001227181A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA66956C2 (ru) | 2004-06-15 |
| US6915978B2 (en) | 2005-07-12 |
| AU2001227181A1 (en) | 2001-12-03 |
| WO2001089731A1 (en) | 2001-11-29 |
| CN1199745C (zh) | 2005-05-04 |
| CN1437513A (zh) | 2003-08-20 |
| EP1301293A1 (en) | 2003-04-16 |
| US20040007039A1 (en) | 2004-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2192323C2 (ru) | Способ формирования бунта катанки и устройство для его осуществления | |
| WO2011132251A1 (ja) | 円錐ばねの荷重特性調節システム | |
| EP2589444B1 (en) | Laying head for the production of coils | |
| US4353513A (en) | Winding apparatus | |
| EP0346666B1 (de) | Vorrichtung zum Bilden von Drahtwindungen | |
| US3486359A (en) | Rolling mill arrangement | |
| RU2000112837A (ru) | Способ формирования бунта катанки и комплект оборудования для его осуществления | |
| CN104084442B (zh) | 一种用于多线切割的异构钢线及其制造装置与制备方法 | |
| US4356715A (en) | Method and device for straightening elongated drawn round stock | |
| RU2270730C1 (ru) | Способ формирования бунта катанки и устройство для его осуществления | |
| JP2004337982A (ja) | 熱間圧延製品を減速させ、一時的に蓄積する方法と装置 | |
| US5649440A (en) | Method for calibration of assel rollers | |
| CN203680562U (zh) | 一种用于多线切割的异构金属丝及其制造装置 | |
| US4944469A (en) | High speed coiling apparatus | |
| US6149091A (en) | Coiling method and relative device | |
| US4066202A (en) | Method for making tubular welded wire screens | |
| JP6967876B2 (ja) | 管式熱交換器とその製造方法 | |
| RU2683172C2 (ru) | Виткообразователь для формирования бунта катанки и способ его использования | |
| JP3101372B2 (ja) | ワイヤを円形の巻線に横置するための装置 | |
| JP6951507B1 (ja) | バーインコイルの制御冷却方法 | |
| CN104084443B (zh) | 一种用于多线切割的异构金属丝及其制造装置与制备方法 | |
| CN203680561U (zh) | 一种用于多线切割的异构钢线及其制造装置 | |
| CN108637052B (zh) | 一种石油油管的制造方法 | |
| RU2224609C1 (ru) | Способ формирования бунта высокопрочной катанки и устройство для его осуществления | |
| JP6555813B2 (ja) | 内面螺旋溝付管の製造方法および内面螺旋溝付管の製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130525 |