УСТАНОВКА ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ПРОВОЛОКИ В ПОТОКЕ

Полезная модель относится к производству проволоки, а более конкретно к ее поверхностной обработке, и может быть использованf при очистке от окалины, подготовке поверхности и структуры приповерхностного слоя катанки, передельной заготовки и проволоки в метизных подразделениях сталепроволочных и специализированных заводов.
Известна установка для очистки поверхности проволоки электродуговым разрядом, содержащая электродуговую камеру с динамическими уплотнителями, в которой между кольцевым электродом-анодом и проволокой-катодом горит дуга, вращающаяся магнитным полем, создаваемым катушкой (Ю.И.Коковихин. Технология сталепроволочного производства. - М.Металлургия, 1995. - С.181-182).
Недостатком известной установки является наличие вакуума или пониженного давления порядка 10-15 мм рт.ст.
Известна установка для плазменного нагрева проволоки, состоящая из плазмотрона, установленного в кожухе протяжной печи, расположенной между устройствами размотки и намотки проволоки (Н.И.Иванов, И.В.Попереков. Исследование тепловой работы плазменной печи//Теплотехника процессов выплавки стали и сплавов. - Свердловск, 1977. - Вып.5. - С.157-165). Эта установка по технической сущности является наиболее близкой к заявляемой и поэтому принята в качестве ближайшего аналога.
Недостатками установки для обработки проволоки в потоке по ближайшему аналогу является окисление проволоки в печной атмосфере, невозможность удаления окалины и исходной смазки, а также нанесения новой смазки, невозможность вытяжки проволоки ввиду отсутствия волочильного инструмента; кроме того, при таком расположении плазмотрона происходит косвенный нагрев проволоки, что снижает коэффициент полезного действия установки; работающий плазмотрон создает дополнительный шум.
В основу заявляемой полезной модели поставлена задача такого усовершенствования установки для плазменной обработки проволоки в потоке, которое позволило бы обработать поверхность и приповерхностные слои проволоки за счет очистки от окалины, увеличения шероховатости, нанесения покрытий и формирования структуры приповерхностного слоя, а также снизить уровень шума за счет оптимизации конструкции.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в установке для плазменной обработки проволоки в потоке, содержащей размоточное и намоточное устройства и расположенный между ними плазмотрон в кожухе, часть кожуха выполнена в виде искро- и шумогасящей камеры, а другая часть оснащена двумя группами роликов с возможностью обеспечения изгиба движущейся проволоки первой из них по ходу движения проволоки, а перед намоточным устройством установлена волока с расстоянием между ней и искро- и шумогасящей камерой не менее 2∗V, где V - скорость движения проволоки в м/с.
Признаками заявляемой установки для плазменной обработки проволоки в потоке, общими с ближайшим аналогом, являются размоточное и намоточное устройства и расположенный между ними плазмотрон в кожухе.
Новыми признаками являются такие, что часть кожуха выполнена в виде искро- и шумогасящей камеры, а другая часть оснащена двумя группами роликов с возможностью обеспечения изгиба движущейся проволоки первой из них по ходу движения проволоки, а перед намоточным устройством установлена волока с расстоянием между ней и искрошумогасящей камерой не менее 2∗V, где V - скорость движения проволоки в м/с.
Благодаря новым признакам достигаются следующие преимущества:
- выполнение части кожуха в виде искро - и шумогасящей камеры обеспечивает снижение уровня шума от работающего плазмотрона и увеличение пожарной безопасности;
- оснащение двумя группами роликов с возможностью изгиба движущейся проволоки первой из них по ходу движения обеспечивает надежное центрирование проволоки по оси плазмотрона и рихтовку, механическое разрушение оксидов на ее поверхности и увеличение тем самым степени и качества очистки поверхности в плазмотроне;
- оснащение волокой на удалении ее от искрошумогасящей камеры не менее 2∗V, где V - скорость движения проволоки в м/с, обеспечивает возможность дополнительной подготовки поверхности и приповерхностного слоя к волочению и волочение проволоки.
Конструкция установки для плазменной обработки проволоки в потоке поясняется чертежом, на котором:
Фиг.1 - принципиальная схема установки: вид сбоку.
Установка для плазменной обработки проволоки в потоке содержит съемный плазмотрон 1 с магнитной системой 2 и с крепежными фланцами 3 и 4 для плазмотрона 1, контактную и центрирующую группу роликов 5 в закрытом кожухе 5а, центрирующие ролики 6; контактные и центрирующие ролики 5 и 6 установлены по обе стороны плазмотрона, обеспечивая центрирование проволоки по ее оси; перед группой роликов 5 установлена группа роликов 7 (первая по ходу движения проволоки), оси которых смещены вверх и вниз поочередно от движущейся проволоки так, что обеспечивают ее изгиб; группа роликов 7 предназначена для окалиноразрыхления, рихтовки и дополнительного натяжения проволоки. Плазмотрон 1 с магнитной системой 2, ролики 5 и 7 помещены в корпус 8 с крышкой 9 и искрошумогасящей камерой 10 с крышкой 11, соединенной гибкой связью 12 с крышкой 9. Для намотки проволоки предназначен барабан 13, перед которым установлена волока 14 в мыльнице, расстояние между которой и искрогасящей камерой 10 не менее 2∗V, где V - скорость движения проволоки в м/с. Обрабатываемая проволока разматывается с барабана 15; для подвода рабочего газа в плазмотрон 1 служит патрубок 16, а отсос продуктов работы плазмотрона - газов и окалины, производится из искрошумогасящей камеры через патрубок 17.
Установка для плазменной обработки проволоки работает следующим образом.
В исходном состоянии крышка 9 и 11 установки находятся в открытом положении, как показано на фиг.1. Конец проволоки 18, разматываемой с мотка на барабане 15, последовательно пропускают через группу роликов 7, установленных с возможностью обеспечения изгиба движущейся проволоки, группу роликов 5 в открытом кожухе 5а, плазмотрон 1 с магнитной системой 2, укрепленный на фланцах 3, 4, искрошумогасящую камеру 10, центрирующие ролики 6, волоку 14 в мыльнице, установленную с расстоянием между ней и искрогасящей камерой 10 не менее 2∗V, где V - скорость движения проволоки в м/с, и укрепляют на намоточном барабане 13.
Затем последовательно закрывают кожух 5а, корпус 8 крышкой 9, искрошумогасящую камеру 10 крышкой 11 с гибкой связью 12. В плазмотрон 1 по патрубку 16 подают рабочий газ, одновременно включают питание плазмотрона, вытяжку из патрубка 17 и привод барабана 13. При этом между электродом плазмотрона 1 и проволокой 18 возникают плазменные дуги 19, вращающиеся под действием магнитного поля магнитной системы 2. Поток плазменных газов 20 попадает в искрошумогасящую камеру 10, на дно которой осыпается окалина с обрабатываемой проволоки; происходит очистка проволоки от покрывающих ее оксидов. На участке между искрошумопоглощающей камерой 10 и волокой 14 в мыльнице производятся дополнительные технологические операции - наносятся покрытия, производится сушка и т.д. (на фиг.1 не показано). В волоке 14 происходит обжатие проволоки и готовая проволока наматывается на барабан 13, с которого периодически снимается в виде мотка.
Пример. Установку для плазменной обработки проволоки в потоке испытывали на метизном участке Запорожского производственного отделения НПО «Доникс». Обрабатывали катанку диаметром 5.5-9 мм, передельную заготовку и проволоку диаметром не менее 2-3 мм из сталей Св08А, ВСт3пс, 70, 08Г2С, 30ХГСА, ШХ15, 12Х18Н9Т; скорость движения изменяли до 2,1 м/с. Масса партий колебалась в зависимости от заказа и составляла до 120 т. Установка показала устойчивость в работе. Степень очистки составляла 96-98%, проволока успешно волочилась вхолодную; шероховатость проволоки регулируется параметрами подводимой мощности.