ПЕЧНАЯ МОТАЛКА
FURNACE COILER

Изобретение относится к печной моталке, в частности к печной моталке для прокатных станов Стеккеля, на которой горячекатаная полоса соответственно с реверсированием направления вращения наматывается и разматывается на барабане в рабочем пространстве печи и при определенных обстоятельствах подогревается, включающей смонтированные на откидной печной крышке направляющие столы для протягивания и/или направления прокатываемой полосы, при этом печная крышка и печная моталка представляют собой отдельные конструкции, печная крышка расположена на находящейся ниже печной моталки части станины рольганга, и печная крышка разделена по меньшей мере на два откидных относительно друг друга элемента, и оба откидных элемента соединены посредством опоры крышки и выполнены поворотными.
Из патентной публикации DE 743011 известна печная моталка для стана Стеккеля с поворотным качающимся столом, роликом для удаления окалины и выводной проводкой, при этом качающийся стол снабжен нажимным роликом, который в верхнем положении стола смыкается с роликом для удаления окалины и вместе с ним образует устройство для подачи полосы, которое при разматывании полосового проката тянет барабан моталки, а выводная проводка установлена с возможностью перемещения.
В патентном документе DE 685904 описан реверсивный прокатный стан для раскатки слитков в штрипсы и полосы с расположенными с обеих сторон прокатного стана печными моталками и переставляемыми по высоте тянущими валками, а также расположенными с обеих сторон прокатного стана регулируемыми направляющими для прокатываемого материала, при помощи которого прокатываемый материал прокатывают в одном и другом направлении до определенной толщины, и как только он достигает состояния, приемлемого для намотки, его наматывают и разматывают в печных моталках. При этом используют пусковой и реверсивный переключатель для двигателя привода рабочих валков, а также соответствующее управляющее устройство для установки тянущих валков на входной и выходной сторонах, равно как и переключение направляющих планок при изменении направления рабочих валков.
В этих известных устройствах были предприняты попытки предотвратить разжим рулона при помощи так называемых проводковых брусьев, которые располагали вокруг рулона. Так как проводковые брусья устанавливали стационарно в определенном положении, то их эффективность достигалась лишь при определенном весе рулона. Таким образом они ограничивали вес рулона вверх и одновременно вниз, что негативно сказывалось на гибкости производства соответствующей установки. Далее, была предусмотрена выводная приводка, чтобы освободить конец полосы из рулона и направить из печной моталки. Так как массивная выводная приводка должна была располагаться между печью и прокатной клетью, и она заметно ограничивала визуальную доступность рулона.
В патентной публикации US 5637249 описывают, что при помощи обогреваемого тянущего устройства в печном проеме металлическая полоса может быть намотана почти полностью в печной моталке. Тянущее устройство нужно нагревать отдельным источником нагрева. Это решение технически очень трудоемко и может лишь минимизировать длину недопустимо охлажденной полосы. Так как, чтобы надежно обеспечить то, что полоса вновь может быть выведена из печной моталки, полоса не должна покидать тянущее устройство. Однако это означает, что в условиях производства конец полосы никогда не поступит в печную моталку в печи.
В патентной публикации ЕР 0619377 В1 поясняется сущность предложения о тянущем устройстве, комбинируемом с трехроликовым гибочным устройством и выводной проводкой. Для того чтобы комбинировать тянущее устройство с трехроликовым гибочным устройством в стенку печной моталки заделывают два ролика, так что они частично находятся внутри и частично снаружи печи. Третьим гибочным роликом для гибки является печной барабан. Так как рулон на печном барабане увеличивается в диаметре с каждым витком, то печной барабан установлен таким образом, что гидроцилиндр может перемещать его в направляющей. Конец полосы держат в тянущем гибочном устройстве в печи, конкретно между одним из встроенных в стенке печной моталки роликов и рулоном. Выводная проводка призвана обеспечить то, что даже если конец полосы прицепился к рулону, он может быть освобожден, и конец полосы гарантировано будет выведен из печи.
Недостатком этого устройства является то, что полоса, пока она намотана в печной моталке, находится в контакте с расположенными в стенке печной моталки роликами, которые очевидно более холодные, чем сама полоса. Следствием этого является недопустимое охлаждения конца полосы и лишь посредством еще более затратных устройств, как в выше приведенном документе, минимизируется охлажденная длина полосы. Кроме того, из-за монтажа роликов в стенке печи ослаблена изоляция печной моталки и увеличено ее энергопотребление.
Другие печные моталки описаны в документах DE 69919423 Т2, DE 4016256 А1 и US 5269166.
Но известны также случаи, когда было бы желательно намотать на печную моталку всю полосу. Этим случаем может быть, когда производственный процесс прерывается по причине нарушения технологического режима во время прокатки металлической полосы. Другой случай, когда для определенных прокатываемых металлических материалов необходимо выдержать паузу в процессе прокатки для обеспечения желательных металлургических свойств. В таких случаях за счет намотки всей полосы исключается недопустимое охлаждение конца полосы и повышается производительность установки.
Это недостижимо с используемыми в настоящее время печными моталками. Если на известную печную моталку намотать всю металлическую полосу, то образовавшийся на печном барабане рулон по причине эластичности металлической полосы разожмется. В результате конец полосы больше невозможно извлечь из печной моталки реверсированием направления вращения. В таком случае конец полосы пришлось бы извлекать из печной моталки вручную при помощи соответствующих инструментов и в соответствующей защитной одежде.
В патентной публикации DE 3224621 А1 описана печная моталка, включающая в себя горизонтальную моталку, барабан которой расположен внутри теплоизолирующего колпака, с окружающей намоточный барабан, включающей прижимные ролики для намотки/размотки полосы проводкой, для полосы содержащей с противоположных сторон намоточного барабана два прижимных цилиндрических сегмента, из которых расположенный впереди в направлении намотки сегмент примыкает к расположенному ниже намоточного барабана откидному транспортному мосту для подачи и отвода полосы. Печная моталка отличается тем, что оба сегмента роликовой проводки закреплены на расположенных снаружи теплоизолирующих колпаков качающихся рычагах, которые простираются поперек прижимного направления сегментов роликовой проводки и имеют оси качаний параллельно намоточному барабану, при этом расположенный ниже в направлении намотки сегмент роликовой проводки своей выходной кромкой образует выводную проводку для полосы, причем оснащенный отдельным поворотным приводом транспортный мост состоит предпочтительно из рольганга, и его обращенный к намоточному барабану концевой ролик служит прижимным роликом полосы. На странице 3 этого документа реализована возможность - что известно из документа DE-PS 811837 - полной намотки полосы на намоточный барабан печной моталки. Однако эта полная намотка полосы делает необходимым предусмотреть специальные выводные проводки, которые позволяют осуществлять размотку при реверсировании направления вращения моталки.
Подобное устройство известно также из документа US 2628790.
Общим для всех известных вариантов осуществления печной моталки является то, что они очень затратны, а также предусматривают множество механических и подвижных компонентов в печных моталках.
Поэтому задача изобретения заключается в том, чтобы упростить известные громоздкие механические конструкции и устранить вышеназванные недостатки.
Эта задача согласно изобретению решается тем, что печная моталка согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения выполнена лишь с одним печным роликом в печном пространстве.
Ограничительная часть пункта 1 формулы изобретения известна из публикации WO 03/048 397 А1.
Другие варианты осуществления печной моталки раскрыты в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Устройство согласно изобретению позволяет полностью намотать металлическую полосу в печной моталке. При этом разжим рулона после того, как конец металлической полосы больше не зажат, исключается за счет того, что на рулоне установлен печной ролик. В принципе печной ролик может быть установлен в любом месте на рулоне. Однако для обеспечения хорошего контроля конца полосы преимущественно следует делать это в верхней половине рулона. Печной ролик, как и печной барабан, установлен в печной моталке. Печной ролик, равно как и печной барабан, состоит из горячей оболочки, которую монтируют на охлаждаемой оси. Это имеет то преимущество, что при обычном жаростойком материале оболочки ролика температуры могут достигать свыше 950°С. Поэтому установка печного ролика на рулоне приводит к несущественному охлаждению полосы на месте его установки. В случае тонких полос, например толщиной меньше 6 мм, даже происходит нагрев места установки.
Цапфы печного ролика монтируются в двух независимых рычагах за пределами печи. В свою очередь, рычаги установлены в кронштейнах подшипника, которые монтируют снаружи на конструкции печи. Для подвода и отвода печного ролика на одном или на обоих рычагах закреплен гидроцилиндр или другой тип привода, который также оперт на конструкцию печи.
Чтобы минимизировать тепловые потери печи за счет выведенного наружу печного ролика, на рычагах установлены экраны, которые закрывают вырезы в печной стенке, необходимые для движений отвода печного ролика. Размер углублений определяется диапазоном перемещения печного ролика. Размер экранов выбран таким образом, что вырезы закрыты как в самом верхнем, так и в самом нижнем положении печного ролика.
Чтобы печной ролик со всех сторон подвергался равномерному тепловому воздействию в печной моталке, он выполнен приводным. Привод осуществляется, например, от электродвигателя, который через шарнирный вал соединен с печным роликом. Возможны, однако, и другие приводы, как, например, гидропривод, монтируемый непосредственно на печном ролике. Посредством соответствующих трубных соединений к гидроприводу подается рабочая среда, например вода, воздух, масло и т.п. Преимуществом такого привода является компактная конструкция приводной системы и ее небольшой вес по сравнению с шарнирным валом.
При удержании рулона в печной моталке в соответствующем исполнении элементов крышки печная моталка полностью закрыта. Также барабан в то время, когда рулон выдерживают в печной моталке, может вращаться для намотки и для размотки. Угловой диапазон, в котором может вращаться барабан, зависит от точки установки печного ролика и от того, насколько далеко намотан конец полосы. За счет реверсирования направления вращения барабана вращается также печной ролик и обеспечивается, что он остается равномерно нагретым, и, следовательно, не охлаждается место его установки.
Чтобы надежно вывести полосу из печной моталки, печная крышка, которая закрывает печную моталку, выполнена таким образом, что прикрывающая плита печной крышки опрокидывается, чтобы при размотке конец полосы сразу же правильно направить в печной моталке.
В устройстве согласно изобретению выводная проводка не требуется. Конец полосы не прицепляется к полосе, так как конец полосы не лежит на рулоне или не прижимается печным роликом к рулону, или не замотан в рулон.
Ниже пример осуществления изобретения описан более детально со ссылкой на схематические чертежи, на которых показаны:
фиг.1 - поперечное сечение печной моталки с открытой печной крышкой при намотке прокатываемой полосы;
фиг.2 - поперечное сечение печной моталки с закрытой печной крышкой и полностью намотанной прокатываемой полосой;
фиг.3 - поперечное сечение печной моталки с открытой печной крышкой и прикрывающей плитой для вывода прокатываемой полосы;
фиг.4 - первый привод оси ролика, если смотреть в направлении прокатки;
фиг.5 - второй привод оси ролика, если смотреть в направлении прокатки.
На фиг.1 представлена в поперечном сечении печная моталка 1, в которой на печном барабане 3 в рабочем пространстве и намотана прокатываемая полоса 2. При этом прокатываемая полоса 2 через печную крышку 5, на которой смонтированы направляющие столы 6, отклонена к печному барабану 3. Печная крышка 5 закреплена на станине рольганга 7 и состоит из откидного элемента 8 и откидного элемента 9, которые соединены между собой посредством опоры 10 крышки и выполнены поворотными.
В рабочем пространстве и печной ролик 11 прижимает прокатываемую полосу 2 к уже намотанным на печном барабане 3 виткам, причем ролик состоит из оболочки 12 и оси 13. Прижимное усилие осуществляется посредством рычагов 14, которые расположены снаружи печной моталки 1. С этой целью рычаги 14 соединены, например, с гидроцилиндрами 15. Ось ролика 13 движется в вырезах 16, которые выполнены на корпусе печной моталки 1. Вырезы 16 закрыты прикрепленными к рычагам 14 наружными теплоизолирующими экранами (не показаны).
На фиг.2 показана печная моталка 2 с закрытой печной крышкой 5. Прокатываемая полоса 2 полностью находится в рабочем пространстве 4. Печной барабан 3 вращается таким образом, что конец прокатываемой полосы всегда движется между печным роликом 11 и печной крышкой 5.
Для вывода прокатываемой полосы 2 из рабочего пространства 4, как показано на фиг.3, печной барабан вращается таким образом, что прокатываемая полоса 2 движется в направлении печной крышки 5, конкретно в направлении откидного элемента 8. При этом печная крышка 5 открывается не полностью, она скорее смещается вниз, вместо этого прикрывающая плита 17 посредством поворотного элемента 18 поворачивается вокруг плиточной опоры 19. Таким образом, образуются направляющая проводка для прокатываемой полосы 2 и окно в печной моталке, через которое прокатываемая полоса попадает на рольганг.
На фиг.4, если смотреть в направлении прокатки, представлен привод печного ролика. В первом варианте привод осуществляется посредством электродвигателя, который через приводной вал соединен с осью ролика.
Второй вариант показан на фиг.5. Здесь привод оси ролика осуществляется посредством соединенного с осью ролика гидропривода. Благодаря этому варианту осуществления, в котором привод присоединен непосредственно фланцем, достигается компактная конструкция при незначительном весе.
Перечень позиций на чертежах
1. Печная моталка
2. Прокатываемая полоса
3. Печной барабан
4. Рабочее пространство в печной моталке
5. Печная крышка
6. Направляющие столы
7. Станина рольганга
8. Откидной элемент
9. Откидной элемент
10. Опора крышки
11. Печной ролик
12. Оболочка ролика
13. Ось ролика
14. Рычаг
15. Гидроцилиндр
16. Вырез
17. Прикрывающая плита
18. Поворотный элемент
19. Плиточная опора