МАНИПУЛЯТОР ТОЛСТОЛИСТОВОГО СТАНА

Полезная модель относится к оборудованию для обработки металлов давлением и может быть использовано на толстолистовых станах горячей прокатки.
Кроме основного оборудования - прокатных клетей, на таких станах устанавливается разнообразное вспомогательное оборудование: рольганги, роликоправильные машины, манипуляторы, подъемные столы и др. Особенности этого оборудования достаточно подробно описаны в книге А.А.Королева «Механическое оборудование прокатных и трубных цехов», М., «Металлургия», 1987, с.109-215. Манипуляторами называют механизмы для перемещения прокатываемой полосы параллельно оси стана для ее направления при входе и выходе из валков и для выпрямления изогнувшегося металла (см. Д.Я.Гуревич «Краткий справочник прокатчика», М., Металлургиздат, 1955, с.152-153).
Известно устройство для направления проката, включающее раздвижные линейки и привод, который выполнен в виде шарнирного четырехзвенника с одинаковыми по длине противоположными звеньями, связанного с линейками посредством пальцев, перемещающихся в пазах горизонтальных звеньев (см. а.с. СССР №354918, кл. В21В, опубл. 04.11.72 г.).
2
Однако этой устройство неприемлемо для центрирования листового проката с большим (0,4...0,5 м) поперечным сечением.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является манипулятор толстолистового стана, описанный в «Справочнике по прокатному и трубному производству» Я.С.Финкелыитейна, М., «Металлургия», 1975, с.178-180, рис.3 и 4.
Этот манипулятор содержит рабочий (транспортный) рольганг и две горизонтальные параллельные линейки с приводом и характеризуется наличием трех рычагов, которые, перемещаясь между роликами рольганга, устанавливают лист
вдоль оси рольганга Недостатком известного устройства является трудоемкость изготовления направляющих линеек и возможность травмирования их концов движущимся раскатом, что снижает производительность толстолистового стана из-за дополнительных простоев, связанных с заменой линеек. Кроме того не связываются с размерами раската размеры поперечного сечения линеек.
Действительно, при большой массе раската (6 и более тонн), движущегося со скоростью 0,5...1,0 м/сек, возможны значительные динамические нагрузки на направляющие линейки (в особенности - на их концы), что приводит при недостаточной прочности линеек к их преждевременному выходу из строя и к необходимости замены.
Технической задачей настоящей полезной модели является повышение производительности толстолистового стана за счет сокращения его простоев.
Для решения этой задачи предлагаемый манипулятор содержит транспортный рольганг и две горизонтальные параллельные линейки с приводом, изготовленные из листовой стали заданной толщины, и у манипулятора клети трио стана линейки выполнены с поперечными ребрами жесткости, а передний и задний концы линеек длиной ℓ выполнены изогнутыми наружу от продольной оси рольганга по радиусу R, при этом высота Н линеек составляет 1,1...1,2 максимальной толщины транспортируемого раската, их толщина S=(0,06...0,07)Н, величина R=(34...36)S, а ℓ=0.87R.
Приведенные параметры линеек манипулятора получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации формы и размеров линеек манипулятора листопрокатного стана, что исключает травмирование раската и самих линеек. В результате этого сокращаются простои стана, что повышает его производительность.
На фиг.1 схематично показан предлагаемый манипулятор (вид сверху), устанавливаемый перед клетью трио толстолистового с тана (клеть не показана; стрелки - направление движения раската).
Параллельные линейки 1 содержат прямолинейные участки 2 и изогнутые наружу от продольной оси χχ передние 3 и задние концы 4 (ребра жесткости линеек не показаны). Длина этих концов равна ℓ, радиус изгиба R составляет 34...36 толщин S линеек, а S=(0,06...0,07)Н и Н=1,1...1,2 максимальных толщин транспортируемого раската, причем, длина изогнутых концов линеек ℓ=0,87R. Эти концы целесообразно изготавливать отдельно, а затем соединять с прямолинейным участком линеек.
При работе манипулятора раскат по роликам 6 направляется в промежуток между линейками и при необходимости (например, в случае его искривления в горизонтальной плоскости) выправляется и центрируется ими с помощью рычагов 7 привода линеек. Обработанный таким образом раскат (лист) теми же роликами 6 подается в прокатную клеть.
Опытную проверку заявляемого устройства осуществляли на толстолистовом стане 2350 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью при горячей прокатке листовой стали сортамента этого стана опробовались манипуляторы перед клетью трио, имевшее различные величины H, S, R и ℓ.
Результаты опытов оценивались по производительности стана и качеству готового проката.
max
max
Наилучшие результаты получены с использованием заявляемого манипулятора. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели. Так, при высоте линеек Н<1,1 Н (Н - максимальная толщина раската) наблюдались выходы листов (особенно - с большой неплоскостностью) за пределы рольганга, вызывавшие его остановку. Увеличение
max
высоты линеек сверх Н=1,2×H не улучшило результаты, но привело к излишним трудозатратам и расходу металла на изготовление линеек.
При толщине линеек S<0,06 Н наблюдался прогиб (искривление) линеек, либо некачественное выправление листов, что в обоих случаях приводило к снижению производительности (от максимально-достигнутой) на 5...9%. В то же время при S>0,07 Н улучшения показателей не наблюдалось, но возрастали габариты манипулятора и стоимость изготовления линеек. При R<34 S и ℓ<0,S7 R при касании движущимися листами передних концов линеек в отдельных случаях происходил недопустимый поворот раската относительно продольной оси стана, что требовало дополнительных манипуляций с остановкой прокатки.
Аналогичным образом при выходе раската из линеек с указанными величинами R и ℓ ухудшалось центрирование листов в клети трио. Увеличение R и ℓ (более, соответственно 36S и 0,87R) приводило к травмированию концов линеек, в особенности, при прокатке листов максимальных размеров.
Манипулятор, взятый в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не использовался из-за известных его недостатков. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Технико-экономические исследования, проведенные в ОАО «ММК», показали, что использование заявляемого манипулятора на стане 2350 комбината повысит его производительность не менее, чем на 3%.
Пример конкретного выполнения
max
Манипулятор перед клетью трио стана 2350 (см. фиг.1) предназначен для работы с раскатом длиной до 1,96 м с β=1,64 м и Н=26 см.
max
Две приводные линейки его выполнены с Н=1,15 H=1,15 26 см≅30 см, S=0,065 Н=0,065 30≅2 см.
Величина R=35 S=35 2=70 см; ℓ=0,87R=0,87 70=60,9 см≈61 см.