УНИВЕРСАЛЬНАЯ МАГНИТНАЯ КЛЕТЬ ДЛЯ ПРОКАТКИ ПОЛОС

Полезная модель относится к прокатному производству и может быть использована на станах горячей и холодной прокатки полос из черных и цветных металлов вместо традиционных прокатных клетей, оборудованных гидравлическими нажимными механизмами (ГНУ), создающих усилие прокатки, а также системами сдвижки и изгиба валков (технология CVC) или системами скрещивания валков.
Известна прокатная клеть, которая включает станину, выполненную из немагнитного материала, рабочие и нажимные валки, привод валков и электромагнитную систему, при этом валки установлены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, электромагнитная система выполнена в виде по меньшей мере одной пары Ш-образных сердечников с катушками, охватывающими внутренние полюса указанных сердечников, между полюсами Ш-образных сердечников расположены рабочие и нажимные валки, Ш-образные сердечники установлены симметрично относительно плоскости прокатки, полюса Ш-образных сердечников охватывают валки ниже их диаметральных плоскостей, параллельных плоскости прокатки, со стороны плоскости прокатки, причем внутренние полюса охватывают рабочие валки, а внешние полюса - нажимные валки. Нажимное устройство прокатной клети содержит гидронажимное устройство, состоящее из подвижного и неподвижного узлов, снабженных электромагнитными системами, предназначенными для взаимодействия друг с другом [1].
Известен способ прокатки полос, в котором создание усилия прокатки осуществляют путем размещения валков между полюсами электромагнитов, а регулирование профиля полосы осуществляют путем изменения магнитного потока вдоль бочки валка. Усилие прокатки создают за счет размещения нажимных валков между многополюсными электропостоянными плитами, содержащими постоянные магниты и катушки индуктивности. Регулирование толщины и профиля полосы осуществляют путем намагничивания, размагничивания или нейтрализации отдельных секций на поверхности электромагнитных плит без замыкания магнитного потока на рабочий валок. Прокатная клеть содержит нажимные и рабочие валки, электромагнитную систему. Клеть снабжена по меньшей мере двумя парами многополюсных электропостоянных плит, расположенных эквидистантно поверхности нажимных валков. Каждая плита выполнена в виде секций, содержащих, по меньшей мере, один постоянный магнит и одну катушку управления [2].
Известен способ и устройство, принятое за прототип, в котором для уменьшения энергетических потерь при создании усилия прокатки, валки размещают между плитами с постоянными магнитами с подвижными и неподвижными блоками, которые располагают эквидистантно поверхности валков. Прокатная клеть имеет по меньшей мере одну пару магнитных плит с постоянными магнитами, расположенных эквидистантно поверхности валков по обе стороны плоскости прокатки, содержащие подвижный и неподвижный блоки и механизм их взаимного перемещения относительно друг друга, что позволяет шунтировать или нейтрализовать магнитные потоки [3].
Общим недостатком известных прокатных клетей, оборудованных для создания усилия прокатки электромагнитами, является невозможность получения усилия прокатки, соизмеримого с существующими на станах холодной прокатки листовой стали до 20МН, ввиду ограниченных конструктивных возможностей полного охвата полюсами электромагнитов по окружности нажимных и рабочих валков, в связи с чем часть энергии магнитного поля, примерно до 40%, безвозвратно теряется на создание горизонтальных усилий, не участвующих в деформации прокатываемой полосы, но влияющих на величину упругих деформаций элементов клети.
Целью предлагаемой полезной модели является исключение данного недостатка за счет применения для создания усилия прокатки только постоянных магнитов (не электромагнитов), в виде магнитных плит, устанавливаемых вдоль нажимных валков по вертикали по обе стороны от плоскости прокатки полосы.
Применение в предлагаемой модели для создания усилия прокатки только постоянных магнитов позволяет значительно снизить потери электроэнергии практически до нуля, так как постоянные магниты не требуют энергетических затрат на создание магнитного поля в процессе прокатки. Магнитное поле действует в течение многих лет и обеспечивает надежную безопасность, так как работа постоянных магнитов не связана с электрическим током и напряжением в сети. Регулирование магнитного потока достигается механическим способом путем шунтирования (нейтрализации) части (или полностью) магнитного потока, что не сказывается на его силовой характеристике, при этом, затраты энергии на управление постоянными магнитами минимальны.
Указанная цель достигается тем, что в магнитной клети для прокатки полос, содержащей раму, рабочие и нажимные валки, и устройства для создания усилия прокатки при помощи постоянных магнитных полей, приложенных к прокатным валкам, устройство для создания усилия прокатки выполнено в виде пакета магнитных плит, установленных друг к другу одноименными полюсами вдоль нажимных валков по вертикали по обе стороны от плоскости прокатки полосы и снабженных механизмами регулирования величиной магнитного потока, причем указанные магнитные плиты установлены с возможностью расположения во включенном положении относительно друг друга с суммарным зазором, превышающем максимальную деформацию полосы с одной стороны плоскости прокатки для обеспечения отталкивания магнитных плит друг от друга при передаче суммарного усилия на валки, при этом схема расположения магнитных плит с верхней стороны плоскости прокатки аналогична схеме расположения с нижней стороны плоскости прокатки,
Описание конструкции полезной модели (фиг. 1)
Σ
1
2
3
1
2
3
Магнитная клеть для прокатки полос, содержит раму 1, рабочие 2 и нажимные валки 3, и устройства 4 для создания усилия прокатки при помощи постоянных магнитных полей, приложенных к прокатным валкам 3. Устройство 4 для создания усилия прокатки Р выполнено в виде пакета 5 магнитных плит 6, установленных друг к другу одноименными полюсами по схеме N-S-S-N-N-S-S… и т.д. вдоль нажимных валков 3 по вертикали по обе стороны от плоскости прокатки С полосы 7 и снабженных механизмами 8 регулирования величиной магнитных потоков, причем указанные магнитные плиты 6 установлены относительно друг друга с суммарным зазором Δ=Δ+Δ+Δ+… и т.д., где Δ, Δ, Δ - зазоры между соседними плитами, превышающим максимальную деформацию полосы с одной стороны плоскости прокатки С для обеспечения отталкивания магнитных плит 6 друг от друга при передаче суммарного усилия на валки 3.
H
Верхняя магнитная плита 6а опирается жестко на горизонтальную балку 9 рамы 1 клети, а нижняя магнитная плита 6н опирается, например, на подшипник скольжения 10, установленный непосредственно на поверхности нажимного валка 3 и закрепленный на нижней магнитной плите 6.
Схема расположения магнитных плит 6 с верхней стороны плоскости прокатки С аналогична схеме расположения с нижней стороны плоскости прокатки С.
Для регулирования положения магнитных плит 6 по вертикали при наладке, перевалке валков, при выдвижении для ремонта или осмотра магнитных плит 6, а также при установке требуемого зазора между рабочими валками перед прокаткой полосы предусмотрено, например, гидравлическое устройство 11.
Регулирование магнитного потока в каждой магнитной плите 6 достигается, например, механическим способом, путем шунтирования (нейтрализации) части (или полностью) магнитного потока при помощи управляющих блоков 12, обеспечивающих автоматическое дистанционное управление процессом прокатки полосы.
Наладка и работа магнитной клети.
5
5
H
Σ
В нерабочем (выключенном) положении перед прокаткой все магнитные плиты 6 сомкнуты, а зазор Δ (врезка А, фиг. 1) между плунжером 13 гидравлического устройства 11 и поверхностью верхней магнитной плиты 6а равен половине требуемого обжатия полосы. Тоже самое имеем зеркально и с нижней стороны плоскости прокатки С. Далее полоса 7 подается в рабочие валки 2, при этом зазор Δ между плунжером 13 гидравлического устройства 11 и поверхностью верхней магнитной плиты 6а (и нижней 6) выбирается. При включении магнитные плиты 6 отталкиваются друг от друга, создавая суммарное усилие прокатки Р, соответствующее данному режиму прокатки полосы.
Предлагаемая магнитная клеть может прокатывать полосы в режиме ДУО, КВАРТО или СЕКТО в зависимости от количества включенных в работу магнитных плит.