УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ КАТАНКИ ОТ ОКАЛИНЫ

Полезная модель относится к области волочильного производства и может быть использована для тонкой очистки катанки из низкоуглеродистых и конструкционных сталей от окалины перед волочением, вместо традиционного травления при совмещении с волочильным станом, оборудованным механическим окалиноломателем.
Полезная модель может также использоваться:
а) в отделении окалиноломания при подготовке катанки к волочению на станах грубого волочения, оборудованных окалиноломателями;
б) автономно или в составе волочильного стана при волочении катанки из цветных металлов или легированных сталей;
в) при необходимости очистки катанки из любого материала от грязи, ржавчины или тонких окисных пленок.
Известно устройство, предназначенное для тонкой очистки катанки от окалины перед волочением. Устройство содержит окалиноломатель, элеватор для перемещения абразивного порошка, рабочую камеру, шнек, вибраторы, электромагниты, приводы и устройство для нанесения подсмазочного слоя. Верхняя часть рабочей камеры, на которой установлены вибраторы, имеет вертикальный и горизонтальный разъемы и может поворачиваться вокруг осей, открывая доступ к внутренней полости рабочей камеры, а при закрытии рабочей камеры принудительно прижиматься к ней, герметизируя стыки. Вибраторы расположены вдоль камеры с возможностью радиальных и горизонтальных перемещений относительно рабочей камеры, что обеспечивает возможность передачи колебаний непосредственно на катанку или на слой порошка, прилегающего к поверхности катанки. Концентраторы вибраторов со стороны катанки снабжены сферическими головками [1].
Известно устройство для очистки проволоки от окалины и окисных пленок. Устройство содержит рабочую камеру, шнек с приводом, запорный клапан, электромагнит и вибратор. В соответствии с изобретением, запорный клапан выполнен усеченным, расположен над отверстием в рабочей камере для удаления отработанного абразивного порошка и установлен с возможностью горизонтальных перемещений совместно с вибратором относительно отверстия в рабочей камере для удаления отработанного абразивного порошка. Угол скоса запорного клапана равен или меньше угла внутреннего трения или угла естественного откоса порошка. Кроме того, электромагнит выполнен в виде конусного соленоида, установленного на одной оси с внешней стороны рабочей камеры с возможностью горизонтальных перемещений [2].
Известно устройство для очистки катанки от окалины, принятое за прототип, предназначенное для очистки катанки от окалины при помощи абразивных порошков. Устройство включает станину, рабочую камеру, шнек, привод шнека, электромагниты и вибратор ультразвуковых колебаний. Стабильность создаваемой вибрации, исключение заклинивания катанки в канале достигается за счет того, что вибратор, например, магнитострикционный, вынесен за пределы рабочей камеры, продольная ось вибратора параллельна горизонтальной оси рабочей камеры, вибратор жестко закреплен на станине в узле продольных колебаний, концентратор вибратора жестко связан с волноводом, выполненным в виде стержня, в рабочей камере в месте пучности амплитуды (максимума) продольных колебаний параллельно ее оси установлена втулка, жестко связанная со свободным концом волновода в месте пучности амплитуды продольных колебаний, а расстояние между горизонтальными осями рабочей камеры и вибратора равно 1/2 длины ультразвуковой волны. Продольные колебания втулки частотой f и амплитудой а, с находящимся в ней абразивным порошком, и скорость движения v катанки через рабочую камеру связаны отношением: v<2πaf. [3]
Общим недостатком известных устройств является невозможность получения достаточно развитой шероховатой поверхности (микрорельефа) катанки в процессе тонкой очистки абразивным порошком, что не обеспечивает надежный захват смазки перед волочением и вызывает частые разрывы катанки при прохождении через волоки. При встречном движении абразивного порошка и поверхности катанки относительно друг друга, оставляемые на поверхности катанки частицами абразивного порошка риски направлены вдоль оси катанки и находящаяся в них технологическая смазка легко выжимается из волочильного инструмента.
Указанный недостаток устраняется тем, что в устройстве для тонкой очистки катанки от окалины при помощи абразивного порошка, содержащем станину, рабочую камеру, в которой установлена втулка, шнек, привод шнека и вибратор ультразвуковых колебаний, втулка, в которой осуществляется очистка поверхности катанки абразивным порошком, оборудована собственным приводом, установлена на подшипники с возможностью вращения относительно оси волочения и имеет выточку по окружности, которая позволяет втулке с находящимся в ней абразивным порошком, непрерывно вращаясь вокруг катанки, контактировать с концентратором вибратора, установленного на подшипники, вплотную прилегающим к поверхности выточки втулки.
В предлагаемом устройстве образование шероховатой поверхности катанки (микрорельефа) происходит в двух направлениях по спирали вдоль и поперек оси волочения. Равномерность (однородность микрорельефа) шероховатости поверхности значительно возрастает и смазка удерживается на поверхности катанки намного надежнее, что, как показали испытания, практически исключает разрывы катанки при волочении. Угол наклона искусственных рисок зависит от качества смазки, прочности сцепления остаточной окалины с металлом, скорости волочения, скорости вращения втулки с абразивным порошком, амплитуды колебаний втулки и может быть подобран опытным путем. Экспериментально установлено, что наилучший результат получения требуемого (искусственного) микрорельефа получен при углах в диапазоне от 30° до 80°.
Устройство содержит станину 1, рабочую камеру 2, в которой установлена втулка 3, шнек 4, корпус 5 шнека 4, привод 6 шнека 4, вибратор 7 ультразвуковых колебаний, втулка 3, в которой осуществляется очистка поверхности катанки 8 абразивным порошком 9, имеющая собственный привод 10, установлена на подшипники 11 с возможностью вращения относительно оси волочения С и имеет выточку В по окружности, которая позволяет втулке 3 с находящимся в ней абразивным порошком 9, непрерывно вращаясь вокруг катанки 8, контактировать с концентратором 12 вибратора 7, установленного на подшипники 13, вплотную прилегающие к поверхности выточки В втулки 3, бункер 14 для подачи абразивного порошка в зону очистки.
Устройство позволяет решить проблему частых разрывов катанки как при тонкой очистке абразивным порошком в составе волочильного стана, оснащенного окалиноломателем для предварительного удаления 80-90% верхнего слоя окалины перед волочением, так и при использовании автономно при подготовке катанки к волочению в отделениях окалиноломания.
Предлагаемая полезная модель в ряде случаев может быть использована в сталепроволочных цехах метизных заводов вместо традиционного, экологически вредного для здоровья травления.