РЕЗАК ДЛЯ ОГНЕВОЙ ЗАЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ПРОКАТА

Полезная модель относится к устройствам для отделки проката и может быть использовано при огневой зачистке поверхности слябов и толстых листов.
В цехах для прокатки толстых листов дефекты их поверхности удаляют после прокатки и резки, а дефекты со слябов удаляют перед их посадкой в печь для нагрева. Удаление дефектов может осуществляться как механическим способом (наждачная или фрезерная зачистка), так и немеханическим (огневая зачистка). Последняя наиболее часто применяется для зачистки слябов из высоколегированной стали, что и описывается, например, в книге В.М.Файнштейна "Отделка металла в листопрокатных цехах", М., "Металлургия", 1969, с.70.
При ручной огневой зачистке металла чаще всего используются газокислородные резаки различной конструкции, а при механической - машины огневой зачистки.
Известно устройство для очистки поверхности длинномерного изделия, например, от окалины, с очистными головками, смонтированных под углом одна относительно другой (см. а.с. СССР. №1540874 кл. В 08 В 1/0, опубл. В БИ №5, 1990 г.). Однако это устройство непригодно для зачистки дефектов на поверхности плоского проката (слябов и листов).
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является резак для огневой зачистки высокохромистых и хромоникелевых сталей, описанный в книге П.И.Полухина и др. "Прокатное производство", М., Металлургиздат, 1960, с.51 и рис.27.
Этот резак содержит смесительную камеру со съемной цилиндрической рабочей головкой, на плоском торце которой выполнены отверстия для подачи кислородно-флюсовой смеси и характеризуется наличием инжекторного устройства. Недостатком резака такой конструкции является повышенный износ рабочей головки (ее торца) вследствие периодического скользящего
контактирования с поверхностью металла при его зачистке, что приводит к увеличению производственных затрат.
Технической задачей настоящей полезной модели является сокращение производственных затрат за счет повышения стойкости резаков.
Для решения этой задачи у предлагаемого резака огневой зачистки, содержащего смесительную камеру со съемной цилиндрической рабочей головкой, на плоском торце которой выполнены отверстия, диаметр которых равен 0,07...0,08 диаметра D торца головки и они расположены по окружности заданного диаметра d, а на двух сегментных участках торца шириной (0,13...0,15)D, образующих между собой угол 65°...75° нанесен слой твердосплавного материала; величина d может составлять 0,5D, а в качестве твердосплавного материала - использоваться победит или наплавочный электрод марки "сормайт"
Приведенные соотношения отдельных параметров резака получены опытным путем и являются эмпирическими.
Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации конструкции рабочей головки резака и ее упрочнении. При этом соотношения диаметров отверстий и торца головки, а так же величина окружности, по которой располагаются отверстия, по сути, определяют их общее количество, а площадь покрытия торца конкретным твердосплавным материалом выбрана минимально - возможной.
В результате этого повышается износостойкость основного рабочего элемента резака - его головки, что продляет работу устройства и снижает производственные затраты по его ремонту.
Предлагаемый резак схематично показан (его основная часть - рабочая головка) на фиг.1.
0
Торец 1 рабочей цилиндрической головки 2 резака - плоский. На торце, по окружности диаметра d=0,5D (соотношение между d и D зависит, в основном, от величины D) выполнены отверстия 3 для подвода газо-кислородной смеси, имеющие диаметр d=(0,07...0,08)D.
Часть плоскости торца в виде двух сегментов 4 шириной B=(0,13...0,15)D, образующих между собой угол l=65°...75°, покрыта твердосплавным материалом -
пооедитом или же наплавочным электродом марки "сормайт". Съемная рабочая головка 2 навинчивается на смесительную камеру 5 резака.
При зачистке поверхности металлов т поверхностных дефектов с помощью высокотемпературного пламени от горения газокислородной смеси (в качестве газа может использоваться, например, ацетилен) торец рабочей головки, выполненной из латуни, периодически контактирует под углом 45°...50° с зачищаемой дефектной поверхностью. Вследствие этого происходит интенсивный износ определенных частей плоского торца. Нанесение твердосплавного материала на эти части торца значительно повышает их износостойкость. Оптимизация основных параметров рабочей головки резака (см. выше) также способствует этому повышению.
Опытную проверку заявляемого устройства осуществляли при зачистке металла на толстолистовом стане горячей прокатки 4500 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат".
С этой целью использовали резаки, отличавшиеся друг от друга диаметром отверстий для подвода газо-кислородной смеси, величиной d (см. фиг.1), параметрами сегментных участков на торце рабочей головки, а также твердосплавным материалом, наносимым на торец.
Наилучшие результаты (максимальная длительность работы резака) получены при использовании предлагаемого резака. Другие его варианты ухудшали износостойкость инструмента.
0
0
Так, при d≤0,07D (D у всех резаков - 40 мм) происходит излишний нагрев головки резака и отличались случаи ее недопустимой деформации от повышенного давления газо-кислородной смеси, а при d≥0,08D (как и при d≥0,5D) на торце головки появлялись трещины. Уменьшение d ухудшало качество зачистки, так как при d≤0,5D количество отверстий также уменьшалось.
При ширине сегментных участков торца В≤0,13D снижалось его износостойкость, а при В≤0,15D этот показатель не улучшался, но возрастали затраты на увеличение площади покрытия. Уменьшение угла l до 50°...64° приводило к необходимости уменьшения и величины d с отмеченными отрицательными последствиями, а при d≥75° площадь твердосплавного покрытия уменьшалось.
Опыты показали, что покрытия из победита или "сормайта" давали практически одинаковое увеличение износостойкости головки.
Контрольная проверка резака, выбранного в качестве ближайшего аналога (см.выше), привела к снижению длительности его рабочей компании почти на 40%. Таким образом, опыта подтвердили приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.
Технико-экономические исследования, проведенные в ОАО "ММК", показали, что использование предлагаемого устройства для зачистки дефектов проката повышает износостойкость резаков огневой зачистки не менее, чем на 30% с соответствующим сокращением производственных затрат.
Пример конкретного выполнения
Резак для огневой зачистки поверхности проката выполнен с рабочей головкой, показанной на фиг.1.
Основные параметры головки:
0
D=040 мм; количество отверстий для подвода кислородно-ацетиленовой смеси - 10; d=0,5D=0,5·40=20 мм; d=0,075·D=0,075·40=3 мм; В=0,14·D=0,14·40≅6 мм; l=70°.
В качестве твердосплавного материала использован наплавочный электрод "сормайт".