устройство для абразивно-порошковой очистки проката от окалины

Формула изобретения

Устройство для абразивно-порошковой очистки проката от окалины с проходным отверстием для транспортирования очищаемого проката, содержащее корпус, загрузочный бункер для абразивного порошка, механизм его нагнетания в камеру уплотнения, выполненный в виде гибкого шнека из витой пружины, жестко установленного во втулке, соединенной с приводом ее вращения, приемную камеру системы циркуляции и сепарации абразивного порошка, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки и качества поверхности проката, оно выполнено в виде двух последовательно расположенных и смонтированных в общем корпусе секции, каждая из которых содержит указанные выше элементы, причем механизм нагнетания порошка выполнен общим для обеих секций и размещен между ними, гибкие шнеки обеих секций жестко установлены в концевых частях приводной втулки этого механизма, а камера нагнетания абразивного порошка первой по ходу обработки секции выполнена в виде конической расточки в упомянутой втулке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к прокатке, волочению и очистке проката от окалины.

Известно устройство абразивно-порошковой очистки цилиндрического проката от окалины (авт. св. СССР N 4481952/02, 22.09.88г. 1/9 08.12.88г. не опубл. ), содержащее камеру уплотнения абразивного порошка, имеющую входное и выходное отверстия для абразивного порошка, совмещенные соответственно с входным и выходным отверстиями для очищаемого проката, механизм нагнетания абразивного порошка в камеру уплотнения, состоящий из шнека с наружным винтовым каналом и осевым отверстием для пропуска очищаемого проката, расположенного в корпусе, соединенном с загрузочным бункером для абразивного порошка.

Недостаток этого устройства аналога заключается в том, что нагнетание абразивного порошка через наружный винтовой канал шнека сопровождается большими потерями энергии на преодоление сил трения порошка о стенки винтового канала, в результате чего уменьшается КПД привода вращения шнека, снижается рабочее давление порошка в камере уплотнения и как следствие ухудшается качество очистки проката от окалины. Кроме того, на участке осевого отверстия шнека очистки проката не происходит, т.к. рабочая длина зоны абразивного воздействия порошка на поверхность проката ограничена камерой уплотнения, что также снижает эффективность очистки проката.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением, принятым нами за прототип, является устройство для очистки проката от окалины, выполненное по заявке на авторское свидетельство СССР N 4852446/02 от 14.08.90г. ( 1/9 от 38.10.90г. не опубл.).

Это устройство содержит камеру уплотнения абразивного порошка, имеющую входное и выходное отверстия для абразивного порошка, совмещенные соответственно с входным и выходным отверстиями для очищаемого проката, механизм нагнетания абразивного порошка в камеру уплотнения, состоящий из гибкого шнека, выполненного в виде витой пружины, оснащенного приводом вращения, расположенного в корпусе, имеющем входное и выходное отверстия и сообщающемся с загрузочным бункером для порошка, а также приемную камеру системы циркуляции и сепарации абразивного порошка, сочлененную с выходным отверстием камеры уплотнения.

Введение в состав устройства прототипа гибкого шнека существенно повысило, по сравнению с аналогом, эффективность удаления окалины, т.к. обрабатываемый прокат очищается от окалины не только в камере уплотнения, но и внутри гибкого шнека; в результате длина рабочей зоны контакта абразивного порошка с очищаемым прокатом значительно увеличивается.

Однако устройство прототип имеет, в свою очередь, недостатки:

1. Как правило, при обработке проката из качественных углеродистых и легированных сталей за один пропуск через устройство не достигается полного удаления окалины, поскольку требуемая для этого длина рабочей зоны контакта абразивного порошка с очищаемой поверхностью, согласно исследованиям, составляет не менее 1,0 1,5 м, а в устройстве-прототипе она не превышает 0,4 0,5 м, из-за больших потерь на трение между абразивным порошком и деталями механизма его нагнетания.

Поэтому для полного удаления окалины необходимо осуществлять 2-3-х кратные пропуски проката через устройство прототип, или устанавливать последовательно 2 3 устройства, что увеличивает затраты и приводит к росту габаритов технологической линии. Кроме того, для получения качественной поверхности проката целесообразно использовать последовательно абразивные порошки разных фракций:

на первой черновой стадии 800.I00O мкм,

на второй чистовой стадии 300.500 мкм.

Осуществить такую двухстудийную обработку в устройстве прототипе невозможно, т.к. оно имеет один загрузочный бункер и одно отверстие для выхода порошка.

Цель изобретения повысить эффективность удаления окалины и качество очищаемой поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для абразивно-порошковой очистки проката от окалины, с проходным отверстием для транспортирования очищаемого проката, содержащее корпус, загрузочный бункер для абразивного порошка, механизм его нагнетания в камеру уплотнения, выполненный в виде гибкого шнека из витой пружины, посаженного на втулку, соединенную с приводом ее вращения, приемную камеру системы циркуляции и сепарации абразивного порошка, согласно изобретению, выполнено в виде двух последовательно расположенных и смонтированных в общем корпусе секций, каждая из которых содержит указанные выше элементы, причем, механизм нагнетания порошка выполнен общим для обеих секций и размечен между ними, гибкие шнеки обеих секций посажены на концах приводной втулки этого механизма, а камера нагнетания абразивного порошка первой по ходу обработки секции выполнена в виде конической расточки в упомянутой втулке.

Указанные новые технические решения обеспечивают устройству следующие преимущества:

выполнение устройства в виде двух последовательно расположенных и смонтированных в общем корпусе секций, каждая из которых содержит указанные выше элементы, в том числе отдельные загрузочные бункеры и отдельные приемные камеры системы циркуляции абразивного порошка, позволяет, в отличие от прототипа, в одном устройстве осуществить две стадии очистки черновую и чистовую, использовав для каждой из стадий соответственные (разные) фракции абразивного порошка. В результате, во-первых, повышается эффективность удаления окалины, т. к. для двухстудийного процесса очистки не требуется повторного пропуска проката через устройство или установки двух последовательных устройств.

Кроме того, повышается качество очистки, т.к. использование во второй секции более мелкой фракции абразивного порошка уменьшает величину шероховатости Ra (ориентировочно с I0 15 мкм до 1 5 мкм). Выполнение механизма нагнетания порошка общим для обеих секций, размещение его между ними, посадка гибких шнеков обеих секций на концах приводной втулки этого механизма позволяет с наибольшей компактностью расположить новые элементы устройства и исключить необходимость применения двух отдельных приводов для каждой секции, что дополнительно повышает эффективность устройства.

Выполнение камеры нагнетания абразивного порошка первой по ходу обработки секции в виде конической расточки в упомянутой втулке повышает процент удаленной окалины на первой стадии очистки.

Поиск, проведенный по патентной и научно-технической литературе, не выявил аналогов, порочащих новизну предлагаемого изобретения.

Изобретение иллюстрируется фигурами 1 и 2. Фиг. 1 основной продольный разрез осевой вертикальной плоскостью, фиг. 2 сечение А-А на фиг.1.

Устройство абразивно-порошковой очистки проката от окалины с проходным отверстием для транспортирования очищаемого проката (фиг.1) содержит корпус 1, загрузочный бункер 2 для абразивного порошка 3, механизм его нагнетания 4 в камеру уплотнения 5, выполненный в виде гибкого шнека 6 из витой пружины 7, посаженного на втулку 8, соединенную с приводом ее вращения 9, приемную камеру I0 системы циркуляции и сепарации 11 абразивного порошка 3.

С целью повышения эффективности удаления окалины 12 и качества очищаемой поверхности проката 13 устройство выполнено в виде двух последовательно расположенных и смонтированных в общем корпусе 1 секций: первой 14, расположенной со стороны входного отверстия 15 корпуса 1, и второй 16, расположенной со стороны его выходного отверстия17. Каждая секция 14 и 16 имеет отдельный загрузочный бункер для порошка: бункер 2 служит для загрузки порошка 3 в секцию 14, а для секции 16 в устройстве предусмотрен дополнительный загрузочный бункер 18. Гибкий шнек 6 использован для транспортировки и нагнетания абразивного порошка 3 в первой секции 14, а во второй секции 16 для этих целей предусмотрен отдельный гибкий шнек 19. Привод вращения 9 гибких шнеков 6 и 19 выполнен общим для обеих секций 14 и 16, размещен между ними и содержит полую втулку 8 со сквозным отверстием 20, в котором закреплены передний конец 21 гибкого шнека 6 первой секции 14 и задний конец 22 гибкого шнека 19 второй секции 16. Между приводом вращения 9 и бункером 18 второй секции 16 устройства для абразивно-порошковой очистки проката от окалины установлена дополнительная приемная камера 23 системы циркуляции и сепарации 11 абразивного порошка 3. Поверхность 24 сквозного отверстия 20 полой втулки 8 на участке закрепления переднего конца 21 гибкого шнека 6 первой секции 14 устройства выполнена конической, с сужением в направлении от первой секции 14 ко второй секции 15. Корпус 1 на участке расположения первой секции 14 имеет разгрузочное отверстие 25.

Камера уплотнения 5 (фиг. 2) абразивного порошка 3 имеет два дополнительных боковых механизма 26 нагнетания абразивного порошка 3 в камеру уплотнения 5, состоящих из гибких шнеков 27, выполненных в виде витых пружин 28, оснащенных индивидуальными приводами вращения (на фиг. 2 не показаны), корпусов 29, соединенных с загрузочными бункерами 30 для абразивного порошка 3. Гибкие шнеки 27 установлены в корпусах 29 на подшипниках качения 31. Выходные отверстия 32 корпусов 29 механизмов 26 нагнетания абразивного порошка соединяются с боковыми отверстиями 33 камеры уплотнения 5.

Верхняя 34 нижняя З5 стенки камеры уплотнения 5 соединены с корпусом с помощью шарниров (на фиг. 2 не показаны) и имеют возможность регулировки своего положения в вертикальной плоскости.

Устройство абразивно-порошковой очистки проката от окалины работает следующим образом.

Очищаемый прокат 13 вводят во входное отверстие 15, пропускают через сквозное отверстие 20 полой втулки 8 и далее через камеру уплотнения 5 и через приемную камеру 10 выводится из устройства к механизму протягивания (на фиг. 2 не показанному).

Включают привод вращения 9 механизма 4 нагнетания абразивного порошка 3 и одновременно начинают протягивать очищаемый прокат 13 через устройство; начинается процесс очистки проката 13 от окалины 12. При этом гибкий шнек 6 первой секции 14 устройства для очистки проката от окалины, получая вращение от привода 9 через передний конец 21, закрепленный в сквозном отверстии 20, нагнетает абразивный порошок 3 из бункера 2 в отверстие 20 с сужающейся конической поверхностью 24. Благодаря уменьшению площади поперечного сечения отверстия 20, на участке конической поверхности 24 внутри полой втулки 8 происходит уплотнение абразивного порошка 3, вследствие этого поверхность проката 13 на указанном участке начинает очищаться от окалины 12. Одновременно с гибким шнеком 6, от привода 9 начинает вращение гибкий шнек 19 второй секции 16, приводимый через задний конец 22, закрепленный в сквозном отверстии 20 той же втулки 8

Гибкий шнек 19, нагнетая абразивный порошок 3 в камеру уплотнения, создает там необходимое давление абразивного порошки 3, вследствие чего прокат 13, проходя через камеру 5, очищается от окалины, оставшейся на его поверхности после предварительной очистки внутри сужающего участка отверстия 20 втулки 8.

Таким образом, подвергаясь внутри устройства двухстадийной очистке, прокат 13 более эффективно очищается от окалины, чем в устройстве прототипе. Дополнительно усиливает эффект очистки то, что втулка 8, вращаясь, создает внутри сквозного отверстия 20 вращение находящегося там порошка, в результате происходит движение абразивного порошка 3 относительно поверхности проката 13 не только поступательное, но и вращательное, что увеличивает процент окалины, удаленной на участке конической поверхности 24 первой стадии очистки.

Порошок 3, поступивший из бункера 2, пройдя через сквозное отверстие 20 и смешавшись с окалиной 12, удаленной с проката 13 на первой стадии очистки, попадает в дополнительную приемную камеру 23 системы циркуляции и сепарации абразивного порошка 3. Благодаря этому окалина 12, удаленная на первой стадии очистки, не попадает в порошок 3, подаваемый из бункера 18 в камеру уплотнения 5, порошок 3 поступает в эту камеру чистым, что дополнительно повышает эффективность его воздействия на очищаемый прокат 13 и облегчает условия сепарации порошка 3, попадающего из камеры уплотнения 5 в приемную камеру 10. Кроме того, через бункер 18 во вторую секцию 16 устройства для абразивно-порошковой очистки проката от окалины можно подавать более мелкий абразивный порошок, чем через бункер 2, тогда шероховатость поверхности очищенного проката 13 будет меньше и качество этой поверхности более высоким. В приемных камерах 10 и 23, попадающий туда загрязненный абразивный порошок 3 подхватывается струей сжатого воздуха, поступающего от воздушной магистрали сжатого воздуха, и перемещается пневмотранспортом в устройство сепарации абразивного порошка (на фигурах не показано), где происходит отделение пылевидной окалины от абразивного порошка. Очищенный от окалины абразивный порошок поступает вновь в приемные бункеры 2 и 18 и в дальнейшем многократно используется, а пылевидная окалина собирается и утилизируется.

Электрическая схема управления приводом 9 механизма 4 нагнетания абразивного порошка 3 обеспечивает регулировку вращающего момента, передаваемого гибким шнекам 6 и I9, т.е. позволяет регулировать давление абразивного порошка и качество очистки поверхности проката от окалины. Для обеспечения более полной очистки поверхности проката 13 от окалины включают дополнительные боковые механизмы 26 нагнетания абразивного порошка 3. Тем самым увеличивают давление абразивного порошка 3 на боковые участки поверхности проката 13. Если давление абразивного порошка внутри втулки 20 чрезмерно возрастает, избыточный абразивный порошок 3 выходит наружу через разгрузочное отверстие 25, соединенное с системой циркуляции и сепарации 11 (соединение на фиг. 1 не показано).