RU2249059C1

RU2249059C1 - Installation for continuously applying coating onto metallic strip

Info

Publication number: RU2249059C1
Application number: RU2003130762/02A
Authority: RU
Inventors: А.В. Урмацких (RU); А.В. Урмацких; В.Н. Урцев (RU); В.Н. Урцев; Д.М. Хабибулин (RU); Д.М. Хабибулин; С.И. Платов (RU); С.И. Платов; С.Н. Аникеев (RU); С.Н. Аникеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Сорби стил"
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2005-03-27

Abstract

FIELD: metallurgy, namely continuous application of coating onto rolled strip by dipping it in melt metal, possibly in aggregates for continuous hot zinc plating.

SUBSTANCE: installation includes arranged according to manufacturing process heat insulation box with inclined duct; guiding member in the form of pair of rollers; bath with melt; fluidic device; pair of discharging rollers arranged with possibility of vertical motion in zone between fluidic device and tensioning rollers. Pair of discharging rollers and roller pair of guiding member are mounted with possibility of motion along their axes; barrels of their rollers have sections that may be rotated separately. Generatrix of boundary sections of barrel of one roller of roller pairs is concave and generatrix of boundary sections of barrel of other roller of roller pairs is convex. Radius of concave and convex generatrices is no less than 0.004 α L_b,where α - inclination angle relative to horizon of line being tangent to lateral edge of barrel, L_b - length of roller barrel.

EFFECT: enhanced quality of coating due to stability of strip at applying coating provided by normalized elastic bending of lateral portions of strip.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному нанесению покрытия на полосовой прокат погружением в расплавленный металл, и может найти применение, например, в агрегатах горячего непрерывного цинкования (АГНЦ).The invention relates to metallurgy, and in particular to continuous coating of strip steel by immersion in molten metal, and may find application, for example, in units of continuous hot galvanizing (AGNC).

Известна ванна для цинкования металлической полосы, содержащая ванну с расплавом, несущую раму, узлы погружного барабана и струйных ножей, трубопровод для подвода газа к ножам, при этом ванна содержит погружную емкость с нагревателями и сквозной прорезью для металлической полосы, а внешние грани емкости имеют теплоизолирующие прокладки (Патент РФ №2128715, кл. С 21 D 1/48, С 23 С 2/06, опубл. 10.04.1999 г.).A well-known bath for galvanizing a metal strip, containing a bath with a melt, a supporting frame, submersible drum and jet knives, a pipeline for supplying gas to the knives, the bath contains an immersion tank with heaters and a through slot for the metal strip, and the outer edges of the tank are heat insulating gaskets (RF Patent No. 2128715, class C 21 D 1/48, C 23 C 2/06, publ. 04/10/1999).

Размещение погружного барабана для осуществления перегиба полосы и погружной емкости в расплаве цинка приводит к быстрому выходу из строя узлов устройства из-за высокой температуры и химической активности расплава, что приводит к дополнительным трудовым затратам и простоям оборудования, связанным с заменой погружного барабана. Кроме того, эрозия материала узлов механизма в расплаве засоряет его продуктами эрозии и ухудшает качество покрытия.Placing an immersion drum for bending the strip and the immersion vessel in the zinc melt leads to a rapid failure of the device components due to the high temperature and chemical activity of the melt, which leads to additional labor costs and equipment downtime associated with the replacement of the immersion drum. In addition, the erosion of the material of the mechanism nodes in the melt clogs it with erosion products and affects the quality of the coating.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является агрегат горячего цинкования стальной полосы, включающий установку цинкования, содержащую размещенные в технологической последовательности теплоизоляционный короб с наклонным каналом и задающим элементом, выполненным в виде ролика, ванну с расплавом цинка с размещенным в ней погружным роликом, струйное устройство и натяжные ролики (А.И.Целиков и др. “Машины и агрегаты металлургических заводов”, т.3, М.: Металлургия, 1988, с.533-537, рис.ХI.5).The closest analogue of the claimed invention is a hot-dip galvanizing unit for a steel strip, including a galvanizing unit, comprising a heat-insulating duct placed in a technological sequence with an inclined channel and a driving element made in the form of a roller, a bath with zinc melt with an immersion roller placed in it, an inkjet device and tension rollers (A.I. Tselikov et al. “Machines and assemblies of metallurgical plants”, vol. 3, M .: Metallurgy, 1988, p. 543-537, fig. XI.5).

Размещенный в ванне с расплавом цинка погружной ролик осуществляет перегиб полосы в вертикальной плоскости, обеспечивая ее погружение в расплав.Placed in a bath with a zinc melt, an immersion roller bends the strip in a vertical plane, ensuring its immersion in the melt.

Признаки ближайшего аналога, совпадающие с существенными признаками предлагаемого изобретения: размещенные в технологической последовательности теплоизоляционный короб с наклонным каналом и задающим элементом, ванна с расплавом, струйное устройство и натяжные ролики.Signs of the closest analogue, coinciding with the essential features of the invention: placed in the technological sequence of the insulating box with an inclined channel and a master element, a bath with a melt, an inkjet device and tension rollers.

Известное устройство не обеспечивает высокого качества цинкового покрытия, имеет низкую производительность и требует значительных трудовых затрат в обслуживании. Это обусловлено тем, что постепенная эрозия материала узлов агрегата, вызванная высокой температурой и химической активностью расплава цинка, приводит к засорению расплава продуктами эрозии, ухудшая качество цинкового покрытия, а наличие абразивных частиц в зоне контакта погружного ролика и полосы приводит к травмированию ее поверхности, также ухудшая качество покрытия. Извлечение погружного ролика из ванны (например, при износе его поверхности), очистка его и подшипников, в которых он установлен, и последующая установка в ванну требует значительных дополнительных трудовых затрат, приводит к простоям агрегата и снижает его производительность.The known device does not provide high quality zinc coating, has low productivity and requires significant labor costs in maintenance. This is due to the fact that the gradual erosion of the material of the aggregate nodes, caused by the high temperature and chemical activity of the zinc melt, leads to clogging of the melt by erosion products, worsening the quality of the zinc coating, and the presence of abrasive particles in the contact zone of the immersion roller and strip leads to injury to its surface, also degrading coating quality. Removing the immersion roller from the bath (for example, when its surface is worn), cleaning it and the bearings in which it is installed, and subsequent installation in the bath requires significant additional labor costs, leads to machine downtime and reduces its performance.

Недостатком известного агрегата является невозможность его работы без погружного ролика в ванне с расплавом цинка и неустойчивость вертикальной ветви полосы в результате поперечно-продольных колебаний, что создает трудности в эксплуатации агрегата и увеличивает выход некондиционной продукции.A disadvantage of the known unit is the impossibility of its operation without a submersible roller in a bath with zinc melt and the instability of the vertical branch of the strip as a result of transverse-longitudinal vibrations, which creates difficulties in the operation of the unit and increases the output of substandard products.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для непрерывного нанесения покрытия на металлическую полосу путем определенных конструктивных особенностей, обладающей высокой производительностью.The basis of the invention is the task of improving the installation for continuous coating on a metal strip by means of certain design features with high performance.

Ожидаемый технический результат - придание устойчивости полосы в процессе нанесения покрытия путем осуществления регламентированного упругого изгиба ее боковых участков, что обеспечивает высокое качество покрытия.The expected technical result is imparting stability to the strip during coating by implementing a regulated elastic bending of its side sections, which ensures high quality coating.

Технический результат достигается тем, что установка непрерывного нанесения покрытия на металлическую полосу, содержащая размещенные в технологической последовательности теплоизоляционный короб с наклонным каналом и задающим элементом, ванну с расплавом, струйное устройство и натяжные ролики, по изобретению дополнительно снабжена выводящей парой роликов, размещенной с возможностью вертикального перемещения на участке между струйным устройством и натяжными роликами, задающий элемент выполнен в виде пары роликов, при этом выводящая пара роликов и пара роликов задающего элемента установлены с возможностью перемещения вдоль своих осей, бочки их роликов выполнены в виде секций с возможностью независимого вращения, причем образующая краевых секций бочки одного из роликов пар выполнена вогнутой, образующая краевых секций бочки другого ролика пар выполнена выпуклой, а радиус выпуклой и вогнутой образующих краевых секций составляет не менее 0,004 α·L_б, где: α - угол наклона к горизонтали касательной к боковой кромке бочки, L_б - длина бочки ролика.The technical result is achieved by the fact that the installation of continuous coating on a metal strip containing placed in the technological sequence of an insulating box with an inclined channel and a master element, a bath with a melt, an inkjet device and tension rollers, according to the invention is additionally equipped with an output pair of rollers arranged vertically movement in the area between the inkjet device and the tension rollers, the master element is made in the form of a pair of rollers, while the output a pair of rollers and a pair of rollers of the driving element are mounted to move along their axes, the barrels of their rollers are made in the form of sections with the possibility of independent rotation, and the generatrix of the edge sections of the barrel of one of the rollers of the pair is made concave, forming the edge sections of the barrel of another roller of the pairs is convex, and the radius of the convex and concave generatrix of the edge sections is at least 0.004 α · L _b , where: α is the angle of inclination to the horizontal tangent to the side edge of the barrel, L _b is the length of the roller barrel.

Целесообразно, чтобы угол наклона к горизонтали касательной к боковой кромке бочки ролика задающего элемента составлял 40-50°, а угол наклона к горизонтали касательной к боковой кромке бочки ролика выводящей пары составлял 60-80°.It is advisable that the angle of inclination to the horizontal of the tangent to the lateral edge of the barrel of the roller of the driving element is 40-50 °, and the angle of inclination to the horizontal of the tangent to the lateral edge of the barrel of the roller of the output pair is 60-80 °.

Целесообразно, чтобы при выполнении бочки ролика в виде трех секций, средняя секция бочки с частично круговой образующей была выполнена длиной, равной 0,20-0,22 длины бочки ролика и жестко связана с приводной осью.It is advisable that when performing the drum of the roller in the form of three sections, the middle section of the barrel with a partially circular generatrix was made with a length equal to 0.20-0.22 of the length of the barrel of the roller and is rigidly connected with the drive axis.

Целесообразно, чтобы между выводящей парой роликов и натяжными роликами была установлена пара роликов, аналогичная выводящей паре роликов.It is advisable that between the output pair of rollers and the tension rollers was installed a pair of rollers similar to the output pair of rollers.

На фиг.1 схематично показана установка непрерывного нанесения цинкового покрытия на стальную полосу; на фиг.2 - пара роликов.Figure 1 schematically shows the installation of continuous zinc coating on a steel strip; figure 2 - a pair of rollers.

Установка непрерывного нанесения цинкового покрытия на стальную полосу 1, расположенная после секции 2 термической обработки полосы содержит размещенные в технологической последовательности теплоизоляционный короб 3 с наклонным каналом 4, в котором расположен задающий элемент, выполненный в виде пары роликов 5 и 6, ванну 7 с расплавом цинка, струйные ножи 8, выводящую пару роликов 9 и 10, поддерживающую пару роликов 11 и 12 и натяжные ролики 13.The installation for continuous deposition of zinc coating on the steel strip 1, located after the heat treatment section 2 of the strip, contains a heat-insulating box 3 with an inclined channel 4 located in the technological sequence, in which there is a master element made in the form of a pair of rollers 5 and 6, a bath 7 with zinc melt , ink knives 8, outputting a pair of rollers 9 and 10, supporting a pair of rollers 11 and 12 and tension rollers 13.

Выводящая пара роликов 9, 10 и поддерживающая пара роликов 11, 12 установлены с возможностью вертикального перемещения. Пара роликов 5, 6, выводящая пара роликов 9, 10 и поддерживающая пара роликов 11, 12 установлены с возможностью перемещения вдоль своих осей 14. Бочки пар роликов 5 и 6, 9 и 10, 11 и 12 выполнены в виде краевых секций 15 и средней секции 16, установленных с возможностью независимого вращения. Средняя секция 16 выполнена с частично круговой образующей длиной, равной 0,20-0,22 длины бочки ролика (L_б) и жестко связана с приводной осью 13. Образующая краевых секций бочки роликов 5, 9, 11 выполнена вогнутой, а образующая краевых секций бочки роликов 6, 10, 12 выполнена выпуклой, при этом радиус выпуклой и вогнутой образующих краевых секций составляет не менее 0,004·α·L_б, где: α - угол наклона к горизонтали касательной к боковой кромке бочки, L_б - длина бочки ролика. Угол наклона к горизонтали касательной к боковой кромке бочки роликов 4, 5 составляет 40-50°, а угол наклона к горизонтали касательной к боковой кромке бочки роликов 8, 9, 10, 11 составляет 60-80°.The output pair of rollers 9, 10 and the supporting pair of rollers 11, 12 are mounted with the possibility of vertical movement. A pair of rollers 5, 6, an output pair of rollers 9, 10 and a supporting pair of rollers 11, 12 are mounted to move along their axes 14. Barrels of a pair of rollers 5 and 6, 9 and 10, 11 and 12 are made in the form of edge sections 15 and middle sections 16 mounted for independent rotation. The middle section 16 is made with a partially circular generating length equal to 0.20-0.22 of the length of the barrel of the roller (L _b ) and is rigidly connected with the drive axis 13. The forming of the edge sections of the barrel of the rollers 5, 9, 11 is made concave, and forming the edge sections the barrel of the rollers 6, 10, 12 is made convex, while the radius of the convex and concave generatrix of the edge sections is at least 0.004 · α · L _b , where: α is the angle of inclination to the horizontal tangent to the side edge of the barrel, L _b is the length of the barrel of the roller. The angle of inclination to the horizontal of the tangent to the lateral edge of the barrel of the rollers 4, 5 is 40-50 °, and the angle of inclination to the horizontal of the tangent to the lateral edge of the barrel of the rollers 8, 9, 10, 11 is 60-80 °.

Выводящая пара роликов 9, 10 размещена относительно основания ванны 7 на высоте, достаточной для размещения струйного ножа, исключающего травмирование покрытия и для окончательной кристаллизации цинка. Поддерживающая пара роликов 11, 12 размещена относительно основания ванны 7 на произвольной высоте в зависимости от длины вертикальной ветви полосы после ванны.The output pair of rollers 9, 10 is placed relative to the base of the bath 7 at a height sufficient to accommodate an inkjet knife that prevents injury to the coating and for the final crystallization of zinc. The supporting pair of rollers 11, 12 is placed relative to the base of the bath 7 at an arbitrary height depending on the length of the vertical branch of the strip after the bath.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Сваренная встык и подготовленная к цинкованию полоса 1 поступает через секцию 2 термической обработки в теплоизоляционный короб 3 с наклонным каналом 4. Проходя через пару роликов 5, 6 боковые участки полосы подвергаются упругому изгибу по радиусу, определяемому углом наклона к горизонтали касательной к боковой кромке бочки и ее длиной (L_б). Проходя по наклонному каналу 4, полоса подается под углом в ванну 7 с расплавом цинка. При этом упругий изгиб боковых участков полосы 1 обеспечивает ее продольно-поперечную жесткость, исключающую колебания полосы и ее касание стенок наклонного канала 4 теплоизоляционного короба 3, что предотвращает образование на ней царапин.Butt-welded and prepared for galvanizing strip 1 enters through the heat treatment section 2 into a heat-insulating duct 3 with an inclined channel 4. Passing through a pair of rollers 5, 6, the lateral sections of the strip are subjected to elastic bending along a radius determined by the angle of inclination to the horizontal tangent to the side edge of the barrel and its length (L _b ). Passing along the inclined channel 4, the strip is supplied at an angle to the bath 7 with zinc melt. In this case, the elastic bending of the lateral sections of the strip 1 provides its longitudinal-transverse rigidity, eliminating the vibrations of the strip and its touching the walls of the inclined channel 4 of the heat-insulating duct 3, which prevents the formation of scratches on it.

После выхода полосы 1 из ванны 7 происходит окончательное формирование цинкового покрытия и его кристаллизация за счет охлаждения струйными ножами 8. Для обеспечения полной кристаллизации цинкового покрытия при заданной скорости перемещения оцинковываемой полосы и во избежание травмирования поверхности покрытия, упругий изгиб под углом 60-80° боковых участков полосы осуществляется дважды выводящей парой роликов 9, 10 и поддерживающей парой роликов 11, 12. Затем полоса с цинковым покрытием посредством натяжных роликов 13 передается на дальнейшую обработку.After strip 1 exits bath 7, the zinc coating is finally formed and crystallized by cooling with jet blades 8. To ensure full crystallization of the zinc coating at a given speed of movement of the galvanized strip and to prevent injury to the coating surface, elastic bending at an angle of 60-80 ° sections of the strip is carried out twice by a pair of rollers 9, 10 and a supporting pair of rollers 11, 12. Then the strip with zinc coating by means of tension rollers 13 is transmitted to the far Shua processing.

При упругом изгибе боковых участков полосы со сторон подачи полосы в расплав и выдачи ее из расплава образуются два участка плавного перехода с плоским участком между ними, который при расположении его в ванне позволяет осуществить необходимый перегиб движущейся полосы в вертикальной плоскости с образованием петли, исключая использование погружного ролика. Вертикальное перемещение выводящей пары роликов 8 и 9 необходимо для изменения расстояния между началом и концом плоского участка при изменении геометрических параметров обрабатываемой стальной полосы. Вертикальное перемещение поддерживающей пары роликов 10 и 11 позволяет осуществлять регулирование длины участка плавного перехода со стороны выдачи полосы из расплава, что обеспечивает ее устойчивость при изменении сортамента полосы.With elastic bending of the side sections of the strip from the sides of the strip feeding into the melt and its delivery from the melt, two smooth transition sections are formed with a flat section between them, which, when placed in the bath, allows the necessary bending of the moving strip in the vertical plane with the formation of a loop, excluding the use of submersible video clip. Vertical movement of the output pair of rollers 8 and 9 is necessary to change the distance between the beginning and the end of the flat section when changing the geometric parameters of the processed steel strip. Vertical movement of the supporting pair of rollers 10 and 11 allows you to control the length of the smooth transition section from the side of the strip from the melt, which ensures its stability when changing the assortment of the strip.

Выполнение бочек роликов 5 и 6, 9 и 10, 11 и 12 в виде секций с возможностью независимого вращения с радиусом выпуклой и вогнутой образующих краевых секций 15, составляющим не менее 0,004 α·L_бобеспечивает синхронизацию линейных скоростей изгибаемых боковых участков полосы и окружных скоростей краевых секций 15 бочки ролика, исключая взаимное проскальзывание полосы и роликов и травмирование поверхности полосы. Выполнение выпуклой и вогнутой образующих краевых секций 15 радиусом менее 0,004 α·L_б приводит к пластическому изгибу поперечного сечения полосы с отслаиванием покрытия при последующем обратном перегибе.The execution of the barrels of the rollers 5 and 6, 9 and 10, 11 and 12 in the form of sections with the possibility of independent rotation with a radius of convex and concave generatrix of the edge sections 15 of at least 0.004 α · L _b provides synchronization of linear speeds of the bent side sections of the strip and peripheral speeds edge sections 15 of the barrel of the roller, excluding mutual slipping of the strip and rollers and injury to the surface of the strip. The implementation of the convex and concave generatrix of the edge sections 15 with a radius of less than 0.004 α · L _b leads to plastic bending of the cross section of the strip with peeling of the coating during subsequent reverse bending.

Возможность перемещения роликов вдоль своих осей необходима для их точной установки относительно полосы, что обеспечивает ее устойчивость и дополнительное центрирование относительно ванны 7 и струйных ножей 8.The ability to move the rollers along their axes is necessary for their accurate installation relative to the strip, which ensures its stability and additional centering relative to the bath 7 and jet blades 8.

Реализация предлагаемой установки непрерывного нанесения покрытия на стальную полосу позволяет повысить производительность (за счет уменьшения простоев АГНЦ) примерно на 6%, сократить выход некондиционной продукции в 1,5 раза и снизить производственные затраты не менее чем на 8%.The implementation of the proposed installation of continuous coating on a steel strip can increase productivity (by reducing downtime AGNTS) by about 6%, reduce the output of substandard products by 1.5 times and reduce production costs by at least 8%.

Claims

1. Installation of continuous coating on a metal strip containing heat-insulating duct placed in a technological sequence with an inclined channel and a master element, a bath with a melt, an inkjet device and tension rollers, characterized in that the installation is additionally equipped with an output pair of rollers placed with the possibility of vertical movement on the section between the inkjet device and the tension rollers, the master element is made in the form of a pair of rollers, while the output pair of rollers and a pair of roles The driving element s are installed with the possibility of movement along their axes, the barrels of their rollers are made in the form of sections with the possibility of independent rotation, the forming of the edge sections of the barrel of one of the roller pairs is made concave, the forming of the edge sections of the barrel of the other roller pairs is made convex, and the radius is convex and concave forming edge sections is at least 0.004 α · L _b , where α is the angle of inclination to the horizontal tangent to the side edge of the barrel, L _b is the length of the barrel of the roller.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the angle of inclination to the horizontal of the tangent to the lateral edge of the barrel of the roller of the driving element is 40-50 °, and the angle of inclination to the horizontal of the tangent to the lateral edge of the barrel of the roller of the output pair is 60-80 °.

3. Installation according to claim 1, characterized in that when the barrel of the roller is made in three sections, the middle section of the barrel with a partially circular generatrix is made with a length equal to 0.20-0.22 of the length of the barrel of the roller and is rigidly connected with the drive axis.

4. Installation according to claim 1, characterized in that between the output pair of rollers and the tension rollers a supporting pair of rollers is installed, similar to the output pair of rollers.