ПЕЧНАЯ МОТАЛКА
FURNACE COILER

Изобретение относится к печной моталке, содержащей теплоизоляционный корпус, который ограничивает внутреннее пространство печи, наматывающее устройство для ленты, которое содержит намоточный барабан с щелевидным приемным отверстием для горячей ленты во внутреннем пространстве печи и расположенный снаружи внутреннего пространства печи регулируемый вращательный привод для вала моталки, входное и выходное отверстие для горячей ленты и направляющее ленту устройство между рольгангом и намоточным барабаном.
Печные моталки используются в станах горячей прокатки для промежуточного хранения сматываемой предварительно полосы или горячей ленты между двумя процессами прокатки. Предпочтительными областями применения являются реверсивные прокатные станы или прокатные станы Стекеля, в которых по обе стороны прокатной клети или нескольких взаимодействующих прокатных клетей расположена, по меньшей мере, одна печная моталка для наматывания и сматывания удерживаемого на температуре горячей прокатки прокатываемого изделия.
Печная моталка указанного в начале вида уже известна, например, из US 5 269 166 А. Направляемая реверсивно через прокатную клеть горячая лента после каждого прохода направляется с помощью рольганга и поворачиваемых в рольганг направляющих заслонок во внутреннее печное пространство печной моталки, и с помощью другой заслонки подается в щелевидное приемное отверстие в намоточном барабане. При входе в приемное отверстие приводится во вращение наматывающее ленту устройство, и входящая горячая лента сматывается в бунт. Иногда происходит выгибание начала ленты (образование «лыжи»), которая тем самым не прилегает к входным направляющим и не входит в приемное отверстие намоточного барабана. Это неправильное направление входящей ленты приводит к осложнениям во внутреннем печном пространстве и к прерыванию процесса прокатки и намотки и вызывает значительные трудности при извлечении горячей ленты из внутреннего печного пространства.
Такие проблемы с входящей горячей лентой могут возникать также в печной моталке, согласно ЕР 619 377 А1. С помощью нескольких поворотных заслонок, которые образуют направляющее ленту устройство, задается путь транспортировки для входящей горячей ленты. С помощью сдвигаемого намоточного барабана, который сдвигается во время процесса намотки в зависимости от постоянно увеличивающегося диаметра бунта поперечно своей оси вращения, путь транспортировки входящей ленты удерживается постоянным. Приводимая в действие с помощью гидравлического цилиндра направляющая прохождения ленты в начале процесса выдачи подводится к ленте, за счет чего начало горячей ленты принудительно направляется на образованный поворотными заслонками путь транспортировки. Таким образом, обеспечивается отход начала ленты с мотка и перевод на поворотные заслонки и исключается отход начала ленты в другом месте внутри печной моталки. Направляющую прохождения ленты можно одновременно использовать в качестве устройства для улавливания окалины.
Поэтому задачей данного изобретения является устранение недостатков и трудностей известного уровня техники и создание печной моталки указанного в начале вида, в которой можно максимально предотвращать ошибки примотки в процессе прокатки.
Эта задача решена в печной моталке указанного в начале вида тем, что через корпус печной моталки проходит вводной экран, который соединен с расположенным вне внутреннего печного пространства перемещающим приводом с возможностью перемещения между положением ввода и отведенным положением, и что вводной экран в положении ввода образует с направляющим ленту устройством расположенную перед щелевидным приемным отверстием вводную воронку для горячей ленты.
Сам намоточный барабан находится во время процесса ввода в угловом положении, при котором щелевидное приемное отверстие направлено к входящей ленте. Вводной экран можно подводить близко к намоточной поверхности намоточного барабана в положение ввода, например, в положение ввода, которое находится на расстоянии нескольких миллиметров, предпочтительно 8-12 мм, в частности, около 10 мм перед намоточной поверхностью, так что даже отогнутое вверх начало ленты можно надежно вводить в щелевидное приемное отверстие. Это обеспечивается, в частности, тем, что вводной экран в положении ввода позиционируется на расстоянии от намоточной поверхности намоточного барабана и непосредственно рядом с приемным отверстием, при этом продольная кромка щелевидного приемного отверстия предпочтительно перекрыта направляющим экраном, при рассматривании в направлении входа ленты, для предотвращения застревания или удара начала ленты.
За счет точного позиционирования вводного экрана относительно приемного отверстия в намоточном барабане, щелевидное приемное отверстие на намоточном барабане можно выполнять существенно более узким, чем это было возможно до настоящего времени. Предпочтительно, щелевидное приемное отверстие на намоточном барабане имеет ширину щели, которая меньше четырехкратной максимальной толщины подлежащей намотке горячей ленты. Во всяком случае, щелевидное приемное отверстие на намоточном барабане имеет ширину щели, меньшую или равную 80 мм.
Образованная направляющим ленту устройством и направляющим экраном вводная воронка целесообразно имеет угол раскрыва между 10° и 50°, предпочтительно между 10° и 30°. При таком угле раскрыва обеспечивается, что во вводной воронке не образуется затор ленты.
Непосредственно после входа начала ленты во вводной шлиц намоточного барабана, вал моталки приводится в направленное против входного перемещения горячей ленты вращательное движение и наматывает входящую горячую ленту на намоточную поверхность намоточного барабана. Одновременно необходимо с большой скоростью перемещать вводной экран из его положения ввода, чтобы не создавать помех процессу намотки. Предпочтительно, вводной экран располагается в отведенном положении вне максимального диаметра намотки и закрывает свое проходное отверстие в корпусе печной моталки.
За счет высокой скорости движения входящей горячей ленты происходит, в частности, в первой фазе процесса намотки, очень быстрое увеличение диаметра бунта. Для надежного обеспечения, необходимого за счет этого быстрого движения отвода вводного экрана, привод перемещения вводного экрана содержит напорный цилиндр и передаточный механизм с минимальным отношением передачи до 10:1. Для защиты от воздействия тепла привод перемещения находится на консоли на наружной стенке корпуса печи.
Конструктивно простой вариант выполнения привода перемещения достигается, когда передаточный механизм с необходимым минимальным передаточным отношением образован рычажной системой, например, двухплечевым рычагом.
Для безупречного начала процесса намотки печной моталки необходимо точное согласование во времени начала вращения моталки и движения отвода вводного экрана. Это достигается тем, что перед печной моталкой расположен рольганг для транспортировки горячей ленты и измерительные устройства для своевременного обнаружения начала ленты и измерения скорости транспортировки горячей ленты, что эти измерительные устройства снабжены управляющим блоком, который определяет момент входа начала ленты в приемное отверстие намоточного барабана, и что этот управляющий блок соединен с вращательным приводом вала моталки и приводом перемещения вводного экрана для инициирования процесса намотки и начала движения перемещения вводного экрана из положения ввода в отведенное положение.
Начало процесса намотки и начало движения отвода предпочтительно происходят одновременно или внутри интервала времени 0,2 с.
Другие преимущества и признаки данного изобретения следуют из приведенного ниже описания не имеющих ограничительного характера примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг.1 - поперечный разрез печной моталки, согласно изобретению;
фиг.2 - возможный вариант выполнения привода перемещения для вводного экрана, согласно изобретению, на виде сверху;
фиг.3 - реверсивный прокатный стан с регулировочными устройствами для позиционирования вводного экрана, согласно изобретению.
На фиг.3 показан в продольном разрезе общий вид реверсивной прокатной установки для проката наматываемой горячей ленты. Реверсивная прокатная установка содержит реверсивную прокатную клеть 1, которая выполнена в виде квартоклети с рабочими валками 1а и опорными валками 1b, и расположенные по обе стороны реверсивной прокатной клети печные моталки 2 для попеременного наматывания и сматывания проходящей через прокатную клеть в изменяющемся направлении горячей ленты. Горячая лента показана в левой печной моталке в виде намотанного бунта 3. Расположенные перед, соответственно, после реверсивной прокатной клети печные моталки 2 выполнены зеркально симметрично к плоскости прокатки.
На фиг.1 показана печная моталка 2 в поперечном разрезе. Печная моталка содержит корпус 4, содержащий металлическую наружную стенку 5 и расположенную на внутренней стороне теплоизоляцию 6, которая окружает печное внутреннее пространство 7. В зоне дна печной моталки находится направленное к реверсивной прокатной клети, закрываемое входное и выходное отверстие 8 для горячей ленты. Это входное и выходное отверстие 8 закрыто во время фазы нагревания печной моталки и во время перерывов в работе с помощью направляющих заслонок 16, 17. Перестановка направляющих заслонок осуществляется обычно с помощью не изображенного здесь гидравлического перестановочного привода, такого как напорный цилиндр. Вал 9 устройства 10 для намотки горячей ленты проходит через переднюю и заднюю стенки корпуса 4 и опирается с возможностью вращения снаружи печной моталки на не изображенные опорные подшипники и соединен с вращательным приводом 11 (см. фиг.3). Расположенный на валу 9 моталки без возможности проворачивания намоточный барабан 12 имеет в зоне своей намоточной поверхности 13 щелевидное приемное отверстие 14 для входящей горячей ленты, которая приходит от прокатной клети по рольгангу 15 и с помощью направляющих заслонок 16, 17 (изображенных штриховыми линиями) направляется в печное внутреннее пространство 7 к намоточному барабану и там наматывается в бунт 3. Во время процесса ввода и вывода горячей ленты одна направляющая заслонка 16 повернута к рольгангу 15, а вторая направляющая заслонка 17 направлена к щелевидному приемному отверстию 14 в намоточном баббите. Направляющие заслонки 16, 17 образуют направляющее ленту устройство 18 и определяют тем самым путь транспортировки горячей ленты с рольганга 15 к щелевидному приемному отверстию 14 в намоточном барабане.
Вводной экран 19 проходит через сквозное отверстие 20 в боковой стенке 4а корпуса 4 и может сдвигаться между положением А ввода и отведенным положением В. Вводной экран 19 состоит из головной части 21 с направляющей плитой 22 и направляющим рельсом 23, на котором разъемно закреплена на торцевой стороне головная часть 21. Направляющий рельс 23 вводного экрана 23 опирается с возможностью сдвига в продольном направлении снаружи печной моталки на несколько направляющих роликов 28 и направляется ими, при этом направляющие ролики 28 установлены с возможностью вращения в направляющем корпусе 29 на консоли 30.
а
В положении А ввода (изображено штриховыми линиями) вводной экран 19 находится своим выступающим концом на возможно меньшем расстоянии  от намоточной поверхности 13 намоточного барабана 12 и расположен непосредственно у приемного отверстия 14. Перекрытие кромки 24 отверстия вводным экраном 19 в обозначенном стрелкой направлении входа горячей ленты полностью исключает застревание входящей горячей ленты. Направляющее ленту устройство 18 и вводной экран 19 образуют, с одной стороны, с помощью направляющей заслонки 17 и, с другой стороны, с помощью направляющей плиты 22 вводную воронку 25 для входящей горячей ленты. Угол α раскрыва вводной воронки составляет около 20°. Ширина s щели в щелевидном приемном отверстии 14 составляет менее 80 мм.
В отведенном положении В вводной экран 19 закрывает своей головной частью 19 проходное отверстие 20 в боковой стенке 4а и тем самым находится в положении снаружи максимального диаметра бунта и в относительно защищенной от тепловой нагрузки зоне печной моталки.
Движение отвода вводного экрана 19 из положения А ввода в отведенное положение В является особенно критичным по времени и поэтому должно осуществляться быстро. Непосредственно при входе входящей горячей ленты в щелевидное приемное отверстие 14 намоточного барабана, он приводится во вращение против направления входа горячей ленты и сматывает горячую ленту в бунт. При этом происходит натяжение входящей горячей ленты между намоточным барабаном и ведущей парой роликов на рольганге. Для предотвращения столкновения с быстро увеличивающимся бунтом, соответственно, с внезапно натягиваемой горячей лентой имеются в распоряжении для этой первой фазы движения отвода лишь несколько десятых долей секунды. Возможный вариант выполнения необходимого для такого движения отвода из положения А ввода в отведенное положение В привода 35 перемещения схематично показан на фиг.2 на виде сверху. Привод 35 перемещения содержит напорный цилиндр 36 и передаточный механизм 37. Вводной экран 19 направляется своим направляющим рельсом 23 на нескольких направляющих роликах 28 и опирается на консоль 30. Передаточный механизм выполнен в виде двухплечевого рычага 38, который, с одной стороны, соединен с вводным экраном 19 и, с другой стороны, с напорным цилиндром 36. С помощью поворотной цапфы 39 двухплечевой рычаг 38 опирается также на консоль 30. На направляющем рельсе 23 насажена с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 40 кулиса 41, которая направляется в имеющей форму удлиненного отверстия прорези 42 более длинного плеча двухплечевого рычага. Опирающийся на консоль 30 напорный цилиндр 36 соединен с возможностью поворота с более коротким плечом двухплечевого рычага. Таким образом, достигается необходимое для быстрого движения отвода преобразование реализуемой скорости сдвига поршня в напорном цилиндре в отношении до 10:1.
Выполнение привода перемещения не ограничено показанным вариантом выполнения. В объем защиты изобретения входят также другие передаточные механизмы и приводные средства, которые обеспечивают достаточно быстрое движение отвода, такие как электромеханические или гидравлические перестановочные и поворотные приводы, которые отличаются высокой скоростью реакции и отвода.
Необходимые для реализации быстрого движения отвода вводного экрана измерительное и регулировочное оборудование схематично показано на фиг.3 на примере реверсивного прокатного стана с расположенными по обе стороны прокатной клети печными моталками. Между прокатной клетью 1 и печной моталкой 2 в зоне рольганга 15 расположены измерительные устройства 45 для своевременного обнаружения приближающегося к соответствующей печной моталке начала ленты. Два расположенных на определенном расстоянии друг за другом измерительных устройства 45 позволяют определять скорость транспортировки горячей ленты в содержащем вычислительное устройство управляющем блоке 46, в который подаются сигналы измерения измерительных устройств 45. Из этих входных сигналов в управляющем блоке вычисляется момент входа начала ленты в приемное отверстие 14 намоточного барабана и создаются импульсы запуска вращательного движения наматывающего ленту устройства 10 и движения отвода вводного экрана 19. С помощью этих импульсов запуска приводятся в действие соответствующий вращательный привод 11 наматывающего ленту устройства 10 и напорный цилиндр привода 35 перемещения вводного экрана 19 соответствующей одной из обеих печных моталок 2.