Пічна моталка із намотувальним пристроєм для штаби

1. Пічна моталка із намотувальним пристроєм для штаби, причому намотувальний пристрій (4) для штаби містить вал (6) моталки, барабан (11) моталки, що спирається на вал моталки, та принаймні один затискач (14), де вал моталки проходить крізь стіну (2а, 2b) печі, яка обмежує внутрішній об'єм (5) пічної моталки (1), та спирається із можливістю обертання на опорні підшипники (8, 9) поза межами пічної моталки, і де взаємне розташування барабана моталки та принаймні одного затискача визначається з'єднувальним елементом (16), і між барабаном моталки та принаймні одним затискачем встановлений зазор (15) для прийняття головної частини штаби, яка відрізняється тим, що барабан (11) моталки виконаний у вигляді закритого корпусу, а з'єднувальний елемент (16) виконаний у вигляді виконавчого механізму (17) для фіксації певної ширини зазору між барабаном моталки та затискачем, а також для затискання головної частини штаби, що увійшла у зазначений зазор. 2. Пічна моталка за п. 1, яка відрізняється тим, що вал (6) моталки та затискач (14) проходять 2 (19) 1 3 90548 4 були розташовані під кутом до осі обертання (7) вала (6) моталки. 9. Пічна моталка за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що виконавчий механізм (17) містить несну раму (51), яка кріпиться фіксованим з точки зору обертання з'єднанням до вала (6) моталки, причому на несній рамі передбачено поворотну вісь (53), розташовану паралельно до осі обертання (7) вала моталки, причому на поворотній осі встановлено з можливістю обертання поворотний механізм (60), який уздовж одного зі своїх виступів приєднаний до затискача (14), а уздовж іншого виступу приєднаний до виконавчого елемента (39), що спирається на несну раму (51). 10. Пічна моталка за п. 9, яка відрізняється тим, що поворотний механізм (60) утворений за допомогою важеля (54) з двома плечима. 11. Пічна моталка за п. 9, яка відрізняється тим, що поворотний механізм (60) містить систему паралельних ланок (64, 65, 66) для стягування затискача (14). 12. Пічна моталка за одним з попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що виконавчий елемент утворюється на базі циліндра з робочим середовищем під тиском (39), для якого передбачено блок управління, інтегрований у схему управління установкою. 13. Використання пічної моталки із намотувальним пристроєм для штаби, як зазначено в одному з попередніх пунктів, яке суттєво відбувається у внутрішньому об'ємі пічної моталки для реверсивного гарячого прокату металевої штаби, переважно сталевої штаби. Даний винахід стосується пічної моталки із намотувальним пристроєм для штаби. Намотувальний пристрій для штаби містить вал моталки, барабан моталки, що спирається на вал моталки, та принаймні один затискач. Вал моталки проходить крізь стіну печі, яка обмежує внутрішній об'єм пічної моталки, та спирається із можливістю обертання на опорні підшипники поза межами пічної моталки. Взаємне розташування барабану моталки та принаймні одного затискача визначається з'єднувальним елементом, і між барабаном моталки та принаймні одним затискачем встановлений зазор для головної частини штаби. Намотувальні пристрої для штаби даного типу у переважному варіанті використовуються разом із прокатним станом Стекеля для намотування, проміжного зберігання та розмотування гарячекатаного штабового прокату між послідовними проходами прокатування. Барабани Стекеля зазвичай мають пустотілий циліндричний корпус із поздовжнім пазом, що відповідає максимальній ширині катаної штаби. Циліндричний корпус барабану своєю поверхнею утворює поверхню намотування для першого витка штаби, і поздовжній паз утворює вхідний отвір для головної частини гарячекатаної штаби. Завдяки цьому пазу забезпечується відкритий поперечний переріз корпусу барабану, що має значно зменшений крутний момент опору у порівнянні із закритим поперечним перерізом. Це ослаблення корпусу барабану призводить протягом терміну експлуатації барабану до сплющування його круглої форми, змінює форму пазу та, крім того, викликає під час намотування коливання натягу штаби, що негативно впливає на стабільність операції намотування. Крім того, з обох кінців пазу у корпусі барабану виникає велика напруга надрізу. Дані схеми розподілу напруги, схильність до деформації та вплив високої робочої температури значно скорочують термін служби барабану Стекеля, і через це потреба у заміні барабану виникає навіть після виробництва близько 500 000 тон гарячекатаної штаби. Пічні моталки із намотувальним пристроєм для штаби описаного вище типу, описані у заявках DE-A 909 577, DE 21 10 317 AI та GB-A 693 397. У кожному з зазначених випадків барабан моталки містить середню частину, яка насаджується на вал моталки, та два сегменти барабану, які монтуються із можливістю нахилу на бічних пластинах. Приймальний отвір клиноподібної форми для входу головної частини гарячекатаної штаби утворюється середньою частиною та кожним із сегментів барабану. Одразу після входу гарячекатаної штаби барабан моталки починає обертатися та намотує гарячекатану штабу. Жоден із цих відомих варіантів не забезпечує можливості індивідуального визначення ширини зазору залежно від товщини гарячекатаної штаби, що входить у зазор, а також можливості надійного затискання гарячекатаної штаби. Багатокомпонентне регулювання барабану моталки під тиском осьової пружини, відоме з опису намотувального пристрою для штаби згідно із заявкою DE 21 10 317 A1, вимагає використання складної системи втулок, що виступають з фіксованих елементів затискачів, входять у виїмки окремих елементів барабану моталки та виконують функції провідних деталей та водночас частково виконують функції обмежувачів для гарячекатаної штаби, що входить. Навіть у заявці DE 21 10 317 A1 звертається увага на підвищену схильність до зношення цих втулок та елементів валу моталки, які мають бути захищені особливо твердим та стійким до зношення покриттям. Конструкції цього типу неможливо ефективно використовувати при тепловому навантаженні 800-1000°С. Таким чином, мета даного винаходу - уникнути недоліків відомих прототипів та запропонувати пічну моталку із намотувальним пристроєм для штаби, де термін служби барабану моталки значно підвищений завдяки особливостям конструкції. Крім того, метою винаходу є забезпечення регулювання вхідного зазору для гарячекатаної штаби залежно від товщини штаби та значне зменшення коливань натягу штаби. 5 Беручи за відправну точку пристрій описаного вище типу, зазначена мета винаходу досягається за рахунок того, що конструкція барабану моталки виконана як закритий корпус, а з'єднувальний елемент, який визначає радіальне положення затискача відносно барабану моталки, за конструкцією являє собою виконавчий механізм для фіксації певної ширини зазору між барабаном моталки та хомутом, а також для затискання головної частини штаби, що увійшла у зазначений зазор. Завдяки тому, що барабан моталки за конструкцією являє собою закритий пустотілий корпус, закріплений на валу моталки, зокрема без поздовжнього пазу у корпусі барабану та без жодних інших поділів чи сегментування корпусу барабану, термін служби барабану моталки значно збільшується. Для того, щоб зокрема захистити рухомі частини виконавчого механізму від високих теплових навантажень, згідно із переважним варіантом втілення винаходу, вал моталки та затискач проходять крізь стінку печі, яка обмежує внутрішній об'єм пічної моталки, а виконавчий механізм розміщується поза межами внутрішнього об'єму пічної моталки. У переважному варіанті виконавчий механізм встановлюється із фіксацією (з точки зору обертання) на валу моталки, а затискач прикріплений до зазначеного виконавчого механізму у такий спосіб, щоб він здатен був рухатися відносно валу моталки. Щоб звести до мінімуму втрати тепла у прохідній ділянці валу моталки та затискача, що обертається разом із валом моталки та позацентрово відносно вісі обертання валу моталки, проходячи крізь стінку печі, доцільно виконати стінку печі у прохідній ділянці валу моталки та затискача у вигляді диску, що обертається разом із валом моталки. У значній мірі герметичність переходу від зазначеного диску, що обертається, до стаціонарної печі забезпечується завдяки використанню ущільнення, яке виконано з термостійкого ущільнюючого матеріалу, у переважному варіанті, ущільнення є подібним до термостійкої гармошки. У переважному варіанті, згідно з першим можливим варіантом здійснення винаходу, виконавчий механізм містить несну раму, яка кріпиться фіксованим (з точки зору обертання) з'єднанням до валу моталки і до якої передбачено напрямні, уздовж яких рухається обладнана контрстійками ланка, яка рухає затискач. Напрямні та контрстійки мають конструкцію, завдяки якій можливий відносний рух, який змінює ширину зазору між затискачем та барабаном моталки. Напрямні на несній рамі та контрстійки на зазначеній ланці у цьому випадку розташовані радіально відносно вісі обертання валу моталки. Також можливе опосередковане кріплення несної рами на валу моталки, де несна рама кріпиться до диску, що обертається разом із валом моталки, на стінці печі або ж безпосередньо вбудована у зазначений диск на стінці печі. Згідно з переважним варіантом здійснення даного винаходу виконавчий механізм містить регулюючу раму із напрямними та ланкою, яка здатна рухатися відносно цієї рами, яка має контрстійки і яка рухає затискач, при цьому зазначена регулю 90548 6 юча рама спирається із можливістю зміщення на фіксовану опорну конструкцію, і виконавчий елемент, у переважному варіанті - гідравлічний циліндр, що взаємодіє із регулюючою рамою та, у свою чергу, спирається на зазначену фіксовану опорну конструкцію. Надійна (без заклинювань) передача привідної сили або робочого руху, які забезпечує виконавчий елемент, може простими засобами бути перетворена на діюче у радіальному напрямку зусилля затиску або ж зусилля для визначення ширини зазору, або робочий рух затискача, де регулююча рама спирається на фіксовану опорну конструкцію у такий спосіб, щоб вона була здатною на відносний рух паралельно вісі обертання валу моталки і щоб на неї діяв виконавчий елемент, а напрямні на регулюючої рамі та контрстійки на ланці розташовані під кутом до вісі обертання валу моталки. Згідно з іншим переважним варіантом втілення даного винаходу, виконавчий механізм містить несну раму, яка кріпиться фіксованим з точки зору обертання з'єднанням до валу моталки, причому на несній рамі передбачено поворотну вісь, розташовану паралельно до вісі обертання валу моталки, де на цій поворотній вісі встановлено з можливістю обертання поворотний механізм, який уздовж одного зі своїх виступів приєднаний до затискача, а уздовж іншого виступу приєднаний до виконавчого елемента, що спирається на несну раму. Якщо зазначений поворотний механізм містить важіль із двома плечима, під час регулювання зазору для головної частини гарячекатаної штаби поворотний рух затискача відносно валу моталки відбувається на малий кут, що призводить до малого, проте несуттєвого формування клиноподібної форми зазору. Якщо зазначений поворотний механізм містить систему паралельних ланок для стягування затискача, регулювання зазору із постійною шириною для прийняття головної частини штаби відбувається шляхом паралельного переміщення затискача відносно валу моталки. Виконавчий механізм містить виконавчий елемент, який у переважному варіанті утворюється на базі гідравлічного циліндру і для якого передбачено блок управління, інтегрований у схему управління установкою та прокатним станом. Пічна моталка із намотувальним пристроєм для штаби, зазначеного у цьому винаході типу, розташованого у внутрішньому об'ємі пічної моталки, у переважному варіанті використовується у реверсивному гарячому вальцюванні металевої штаби, переважно сталевої штаби. У цьому випадку гаряче вальцювання відбувається шляхом кількох послідовних проходів у реверсивних прокатних станах, у переважному варіанті - таких, як прокатний стан Стекеля. Про додаткові переваги та особливості цього винаходу можна дізнатися із наведеного нижче опису не обмежуючих ілюстративних варіантів втілення винаходу із посиланням на фігури, що додаються, де: Фіг.1 являє собою поздовжній переріз пічної моталки згідно з даним винаходом, з намотуваль 7 ним пристроєм для штаби згідно з даним винаходом; Фіг.2 являє собою поздовжній переріз намотувального пристрою для штаби згідно з першим варіантом здійснення даного винаходу; Фіг.3 являє собою загальний вигляд намотувального пристрою для штаби, що спирається на несну раму згідно з першим варіантом здійснення даного винаходу; Фіг.4 являє собою вигляд з торця з'єднувального елемента із розподілом трьох штовханів згідно з першим варіантом втілення даного винаходу; Фіг.5 являє собою зображення з'єднувального елемента згідно з другим варіантом втілення даного винаходу; Фіг.6 являє собою зображення з'єднувального елемента згідно з третім варіантом втілення даного винаходу. На Фіг.1 схематично зображено у вертикальному перерізі пічну моталку із намотувальним пристроєм для штаби, розташованим уздовж вісі обертання валу моталки. Пічна моталка цього типу із намотувальним пристроєм для штаби, використовується для намотування, зберігання та розмотування гарячекатаної сталевої штаби у реверсивному прокатному стані. Пічна моталка 1 складається з переважно закритого корпусу 2 печі, який утворено кількома стінками 2а, 2b, 2с печі із передбаченою термоізоляційною футерівкою. Суттєві компоненти намотувального пристрою 4 для штаби розташовані у внутрішньому об'ємі 3 пічної моталки, температура якого може задаватися та регулюватися. Вал 6 моталки розташований із можливістю обертання навколо вісі обертання 7. Вал 6 моталки проходить крізь бічні стінки 2а, 2b печі та встановлений на опорних підшипниках 8, 9 у ділянці, де відсутні значні теплові навантаження, поза межами корпусу 2 печі. Вал 6 моталки з'єднаний із обертовим приводом 10, який можна регулювати. Барабан 11 моталки являє собою пустотілий корпус із безперервною замкненою циліндричною поверхнею 12 та встановлений за допомогою фіксованого з точки зору обертання з'єднання на валу 6 моталки. Затискач 14, який розташований на відстані по радіусу від поверхні 12 барабану 11 моталки та простягається уздовж зазначеної поверхні, утворює зазор 15 над поверхнею барабану моталки. У поперечному перерізі у площині, перпендикулярній вісі обертання 7 валу моталки, барабан 11 моталки та затискач 14 утворюють спільний зовнішній контур, який має приблизно кільцеву форму, завдяки чому забезпечується належна робота намотувального пристрою для штаби. Утворений барабаном 11 моталки та затискачем 14 зазор 15 приймає головну частину гарячекатаної штаби, що надходить до печі; при цьому одразу починається обертовий рух намотувального пристрою для штаби, гарячекатана штаба затискається між барабаном моталки та затискачем і змотується у рулон В, позначений пунктирними та крапковими лініями. Затискач 14 аналогічно простягається уздовж вісі обертання 7 крізь стінки 2а, 2b печі та зафіксований відносно барабану 11 моталки поза межами 90548 8 корпусу 2 печі за допомогою з'єднувального елемента 16, який виконує функції виконавчого механізму 17. На прохідній ділянці валу 6 моталки та затискача 14, що проходить крізь стінки 2а, 2b печі, ці стінки печі утворені дисками 23, 24, які обертаються разом із валом моталки та затискачем. Ці диски кріпляться фіксованим з точки зору обертання з'єднанням до валу 6 моталки та ущільнені відносно суміжних стаціонарних стінок печі 2а, 2b за допомогою ущільнюючих елементів 25, 26, наприклад, у вигляді термостійкої гармошки, у такий спосіб, щоб надійно уникнути потрапляння навколишнього повітря до гарячого внутрішнього об'єму пічної моталки і, відповідно, локального охолодження гарячекатаної штаби. Опорні підшипники 8, 9 спираються на стаціонарні несні рами 20, 21 з обох боків корпусу печі. На Фіг.2 та 3, для більшої ясності, виконавчий механізм 17 згідно з даним винаходом між валом 6 моталки та затискачем 14, опорний підшипник 8 для утримання (з можливістю обертання) барабану 6 моталки та стінка 2а печі із диском 24 зображені лише на одній половині фігури. Звичайно, в принципі необхідно мати симетричні опори для валу моталки та затискача з обох боків. Як зрозуміло з Фіг.2, намотувальний пристрій 4 для штаби містить вал 6 моталки, на якому закріплений за допомогою фіксованого (з точки зору обертання) з'єднання барабан 11 моталки. Для цих компонентів передбачене внутрішнє охолодження за допомогою каналів подачі охолоджуючого агента та каналів відведення охолоджуючого агента, що проходять крізь центральний вал моталки. Виконавчий механізм 17 утворений з регулюючої рами 32 та ланки 33. Регулююча рама 32 містить основний елемент 34 у формі диску, обладнаний напрямними 35, 35а, що мають форму стінок труби і які разом утворюють кільцеву приймальну виїмку для ланки 33. Основний елемент 34 у формі диску має, розташований по центру, прохідний отвір для валу 6 моталки. Одна зі сторін основного елемента 34 утворюється нижньою пластиною 36, до якої приварено кілька штовхачів 37 (див. Фіг.4) з метою забезпечення рівномірного регулювання зазначеного основного елемента. Зазначені штовхачі встановлені у напрямних рамах 38 стаціонарної несної рами 21 у такий спосіб, щоб можливо було переміщувати їх паралельно напрямку вісі обертання 7 вала 6 моталки. На кожному зі штовхачів 37 встановлений за допомогою шарнірного кріплення циліндр з робочим середовищем під тиском 39, який спирається на напрямну раму 38 стаціонарної несної рами 21. Ланка 33 має контрстійки 40, утворені роликами 41, які рухаються по одній із напрямних 35, 35а, залежно від напрямку навантаження А, В циліндру з робочим середовищем під тиском 39. Для забезпечення відкривання зазору 15 для прийняття головної частини штаби, циліндр з робочим середовищем під тиском 39 навантажується таким чином, щоб штовхач 37 рухався у напрямку, позначеному стрілкою В. Це обов'язково призводить до радіального руху назовні ланки 33, внаслідок чого затискач 14 також рухається назовні, збі 9 льшуючи таким чином зазор. Якщо необхідно забезпечити затискання головної частини штаби після її входження у зазор 15, відбувається навантаження циліндру з робочим середовищем під тиском 39 у такий спосіб, щоб штовхач 37 рухався у напрямку, позначеному стрілкою А. Це обов'язково призводить до радіального руху всередину ланки 33, внаслідок чого затискач 14 також рухається всередину. На Фіг.5 схематично зображений додатковий варіант втілення виконавчого механізму 17 для розташування затискача 14 відносно барабану моталки. Виконавчий механізм 17 містить несну раму 51, яка спирається за допомогою фіксованого (з точки зору обертання) з'єднання на вал 6 моталки і на якій жорстко закріплений поворотний штифт 52 із поворотною віссю 53. Поворотний механізм 60 містить важіль 54 із двома плечима і встановлений із можливістю повороту на поворотному штифті 52. Циліндр з робочим середовищем під тиском 39 з'єднується за допомогою шарнірно 90548 10 го кріплення до плеча важеля 54 та, у свою чергу, спирається за допомогою шарнірного кріплення на несну раму 51. Затискач 14 з'єднаний за допомогою шарнірного кріплення з іншим плечем важеля 54 із двома плечима та під впливом циліндру з робочим середовищем під тиском здійснює заздалегідь визначений поворотний рух на малий кут повороту. На Фіг.6 схематично зображений додатковий варіант втілення виконавчого механізму 17 для розташування затискача 14 відносно барабану моталки. Виконавчий механізм 17 містить несну раму 51, яка спирається за допомогою фіксованого (з точки зору обертання) з'єднання на вал 6 моталки і на якій жорстко закріплені поворотні штифти 52, 62 із поворотними осями 53, 63. Система паралельних ланок, утворена із ланок 64, 65, 66, дозволяє паралельне переміщення затискача 14, шарнірно закріпленого на ланці 65, під впливом циліндру з робочим середовищем під тиском 39. 11 90548 12 13 90548 14 15 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 90548 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601