агрегат для электрохимической очистки катанки

Формула изобретения

Агрегат для электрохимической очистки катанки, содержащий узлы размотки и намотки, узел электролитно-плазменной очистки, состоящий из регулируемого источника постоянного тока, двух катодных секций и одной анодной секции, выполненной в виде плазмотрона, электрод которого соединен с положительным полюсом регулируемого источника, и расположенной между катодными секциями, узел сушки, отличающийся тем, что он дополнительно содержит окалиноломатель, а электрод плазмотрона выполнен в виде металлических колец с разрезом (концентраторов), соединенных между собой электропроводными стержнями, поверхность колец и стержней покрыта электроизоляционным материалом, за исключением поверхности колец, обращенной к очищаемой катанке, в электроизоляционном материале между кольцами выполнены пазы, кроме того, отрицательный полюс регулируемого источника соединен с катанкой через вращающиеся токоподводящие ролики, расположенные в среде электролита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к метизной промышленности и может быть использовано для очистки катанки от окалины и подготовки ее поверхности к волочению.

Известен агрегат для электрохимической очистки проволоки, содержащий механизмы размотки и намотки проволоки, узлы биполярной электролитно-кавитационной обработки с катодными и анодными секциями, выполненными в виде электролитных плазмотронов, устройства промывки, омыления и сушки (Авторское свидетельство СССР N 1093025, C 25 F 7/00, B 23 K 35/00, 1989).

Недостатком известного агрегата является наличие узлов биполярной электролитно-кавитационной обработки проволоки с катодными и анодными секциями, которые значительно удлиняют линию очистки, при этом время очистки увеличивается, а скорость и качество очистки очень низкие. Выполнение рабочего органа анодной секции в виде полого цилиндра, охватывающего обрабатываемую проволоку, приводит к тому, что при образовании устойчивого газового слоя вокруг обрабатываемой проволоки из полости электрода вытесняется электролит и происходит срыв горения плазмы, что, в свою очередь, приводит к прекращению процесса очистки проволоки до следующего заполнения полости электролитом и загорания плазмы. Кроме того, скорость и качество очистки пропорциональны разности потенциалов на очищаемой проволоке и рабочем электроде, что позволяет, изменяя величину напряжения, подводимого к плазмотрону, регулировать скорость очистки, что не выполнимо в существующем агрегате, так как повышение напряжения выпрямителя вызывает не только увеличение напряжения на анодной, но и на катодной секции, причем на катодной секции увеличение напряжения возрастает быстрее, чем на анодной. Поэтому регулирование скорости очистки в известном агрегате сопряжено с определенными трудностями и с излишними затратами энергии.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции является агрегат для электрохимической обработки проволоки, содержащий механизмы размотки и намотки проволоки, узлы биполярной электролитно-кавитационной обработки с двумя катодными и анодными секциями, устройства сушки и щеточной обработки проволоки (Авторское свидетельство СССР N 1215372, C 25 F 7/00, 1986).

Недостатком известных агрегатов является то, что они не могут быть использованы для очистки катанки от окалины. Кроме того, этому агрегату присущи недостатки, указанные для аналога.

Задача и технический результат предлагаемого изобретения заключаются в том, чтобы разработать конструкцию агрегата для очистки катанки, обеспечивающую повышение скорости и качество очистки от окалины, снижение времени их проведения, т. е. позволяющую повысить производительность агрегата, снизить энергозатраты и расширить ее технологические возможности.

Задача и технический результат предлагаемого агрегата для электрохимической очистки катанки, достигается тем, что в известном агрегате, содержащем узлы размотки и намотки, узел электролитно-плазменной очистки, состоящий из регулируемого источника постоянного тока, двух катодных секций и одной секции, выполненной в виде плазмотрона, электрод которого соединен с положительным полюсом регулируемого источника, и расположенной между катодными секциями, узел сушки, дополнительно содержит окалиноломатель, а электрод плазмотрона выполнен в виде металлических колец (концентраторов) с разрезом, соединенных между собой электропроводными стержнями, поверхность колец и стержней покрыта электроизоляционным материалом, за исключением поверхности колец (концентраторов), обращенной к очищаемой поверхности катанки, в электроизоляционном материале между кольцами выполнены пазы, кроме того, отрицательный полюс регулируемого источника соединен с катанкой через вращающиеся токоподводящие ролики, расположенные в среде электролита.

Наличие в агрегате окалиноломателя позволяет снять большую часть окалины с катанки и расширить технологические возможности агрегата.

Выполнение электрода плазмотрона в виде металлических колец (концентраторов) с разрезом, соединенных между собой электропроводными стержнями, покрытие поверхности колец и стержней электроизоляционным материалом, за исключением поверхности колец, обращенной к очищаемой поверхности катанки, обеспечивает повышение скорости и качества очистки от окалины, снижение времени проведения очистки и энергозатрат, тем самым обеспечивается повышение производительности агрегата.

На фиг. 1 изображена схема агрегата для электрохимической очистки катанки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 - продольный разрез плазмотрона; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2 - поперечный разрез плазмотрона.

Агрегат содержит механизм 1 (фиг. 1) размотки катанки, стыкосварочный аппарат 2, обеспечивающий непрерывность технологического процесса, точило 3 для зачистки места сварки, механический окалиноломатель 4, узел электролитно-плазменной очистки 5, состоящий из двух катодных секций 6 с вращающимися токоподводящими роликами 7, плазмотрона 8, бак для сбора и хранения электролита 9, систему подачи электролита в плазмотрон 8 и в катодные секции 6 с насосом 10 и регулируемый источник постоянного напряжения 11, устройство сушки 12, волочильный стан 13 и намоточное устройство 14.

Плазмотрон 8 (фиг. 2) состоит из ванночки 15, стенки которой выполнены из электроизоляционного материала и внутри которой расположен электрод, выполненный в виде металлических колец (концентраторов) 16, с разрезом, предназначенным для удобства заправки катанки, и соединенных между собой электропроводными стержнями 17, поверхность металлических колец (концентраторов) 16 и стержней 17 покрыта электроизоляционным материалом 18, за исключением поверхности металлических колец (концентраторов) 16, обращенной к очищаемой поверхности катанки. Положительный полюс регулируемого источника 11 соединен через токоподвод 19 с электродом плазмотрона 8, а отрицательный полюс регулируемого источника 11 с вращающимися токоподводящими роликами 7 катодных секций 6. В электроизоляционном материале 18 между металлическими кольцами (концентраторами) 16 выполнены пазы 20, предназначенные для улучшения циркуляции электролита в полости электрода, что способствует постоянной подпитке ионами газовой оболочки плазмы и не происходит прекращения процесса горения плазмы.

Агрегат работает следующим образом.

Устанавливают новую катушку (или бухту) катанки на размоточное устройство 1. При помощи сварочной машины 2 сваривают концы катанок, зачищают место сварки с помощью точила 3, включают насос 10 системы циркуляции электролита и подают из бака 9 электролит в емкости 6, в которых смонтированы вращающиеся за счет контакта с движущейся катанкой токоподводящие ролики 7 и плазмотрон 8. Вращающиеся токоподводящие ролики 7 подключают к отрицательному полюсу регулируемого источника 11, а электрод плазмотрона 8, выполненный в виде металлических колец (концентраторов) 16, соединенных между собой электропроводными стержнями 17, подключают к положительному полюсу регулируемого источника 11. Устанавливают необходимое для горения плазмы в плазмотроне 8 напряжение (например, 60-120 В). Включают сушилку 12 и приводы волочильного стана 13 и намоточное устройство 14. Начинают процесс волочения катанки. Под действием приложенного напряжения в плазмотроне 8 вокруг катанки загорается низкотемпературная плазма. Благодаря электрохимическим и кавитационным процессам с поверхности катанки удаляются остатки окалины (современные механические окалиноломатели удаляют не более 85% окалины), оставшиеся неудаленными окалиноломателем 4. Удаленная с поверхности катанки окалина уносится вместе с циркулирующим электролитом из плазмотрона 8 в бак 9, через емкость-отстойник (на чертеже не показана), где она осаждается и периодически удаляется. Покрытие поверхности колец (концентраторов) 16 и электропроводных стержней 17 изоляционным материалом 18 обеспечивает снижение площади контакта электродов с электролитом, что значительно снижает потребляемый ток и затраты электроэнергии. Благодаря небольшой электрически изолированной площади поверхности металлических колец (концентраторов) 16 и минимального расстояния между этой поверхностью и поверхностью катанки обеспечивается высокая интенсивность электрических зарядов, быстрая и эффективная очистка катанки от окалины и загрязнений. Так как электролит представляет собой водный раствор солей натрия (Na₂CO₃, Na₂SO₄) и буры, после прохождения катанки через сушилку 12 на ее поверхности образуется подсмазочный слой, который способствует хорошему захвату смазки при волочении катанки на волочильном стане 13. Скорость очистки может регулироваться величиной подводимого напряжения.

В предлагаемом агрегате из-за наличия окалиноломателя и конструкции электрода плазмотрона, в котором достигается концентрация электрических разрядов на небольшой площади и увеличение их интенсивности, достигается снижение энергозатрат на процесс очистки катанки и повышение скорости ее очистки.