Устройство для контроля распределения натяжения по ширине прокатываемой полосы

 

Сущность изобретения: устройство содержит расположенный поперек полосы ряд камер, соединенных через силоизмерительные датчики с жесткой общей рамой. Рама перемещается с помощью привода вертикального перемещения. Камеры имеют форму параллелепипедов, с патрубком для воды на одной из граней. На торцах камер, обращенных к полосе, закреплены прямоугольные подъемные площадки, которые имеют по несколько сопел, отделенных от соседних бортиками. Проходные сечения сопел в крайних камерах, которые могут контактировать с боковыми кромками полосы, уменьшаются от сопла к соплу по длине данных камер в направлении от центральной оси к периферии. 3 ил.

Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для использования на полосовых станах горячей и холодной прокатки.

Известно устройство для контроля распределения натяжений по ширине полосы, представляющее собой многосекционный тензоролик со встроенными пневмодатчиками [1] Каждая секция тензоролика представляет собой тонкое кольцо, контактирующее с полосой и вращающееся на газовой подушке вокруг неподвижной обоймы, вдоль образующей которой расположены сопла сжатого воздуха.

Недостатками известного устройства являются повышенный износ колец, что резко снижает точность измерения, повреждение кольцами поверхности прокатываемой полосы и сложное, трудноучитываемое влияние градиента температуры по ширине горячей полосы на измеряемое давление под кольцами.

Известное устройство для измерения распределения натяжений по ширине полосы, состоящее из расположенного перпендикулярно оси прокатки ряда цилиндрических камер, причем в торце каждой камеры, обращенном в сторону оси прокатки, закреплена круглая площадка с бортиками и выполнено одно сопло. На образующей камеры находится патрубок, соединенный через гидравлическое сопротивление с магистральным трубопроводом воды. Камеры закреплены через силоизмерительные датчики на общей жесткой раме, соединенной с приводом ее вертикального перемещения [2] Недостатками данного устройства являются высокая вероятность застреваний переднего конца тонкой полосы при транспортировке его над элементами круглой площадки, уменьшение водяного зазора между устройством и полосой в области боковых кромок полосы и участков полосы с явной потерей формы, вплоть до непосредственного контакта полосы с устройством и его повышенного износа. Гидравлическое сопротивление устройства является накопителем твердых частиц, всегда существующих в промышленной воде, заиливается ими, в результате чего резко падает расход воды через устройство, и также уменьшается водяной зазор.

Цель изобретения надежное измерение распределения натяжений по ширине прокатываемой полосы.

По полученной с помощью устройства информации можно судить о плоскостности готовой полосы, а следовательно, управляя параметрами прокатки, улучшать ее.

Цель достигается тем, что в устройстве для контроля распределения натяжений по ширине полосы, содержащем расположенный перпендикулярно оси прокатки ряд водяных камер, закрепленных через силоизмерительные датчики на общей раме, соединенной с приводом ее вертикального перемещения, камеры имеют форму параллелепипедов, в торце каждой камеры, обращенном к полосе, выполнена прямоугольная площадка с несколькими соплами, разделенными между собой бортиками, при этом проходные сечения сопел в камерах, примыкающих к боковой кромке полосы, выполнены уменьшающимися по длине данной камеры в направлении от центра устройства к периферии. При этом гидросопротивления между камерами и магистральным трубопроводом в устройстве отсутствуют. Прямоугольная форма камер и площадок позволяет уменьшить размер устройства в направлении оси прокатки, что необходимо для устойчивого без застреваний прохождения переднего конца тонкой полосы над устройством. Наличие в каждой камере нескольких сопел, отделенных на площадке друг от друга бортиками, позволяет сохранить подъемную силу водяной подушки, а значит, и зазор, при появлении некоторой местной неплоскостности полосы над участком камеры, что исключает износ устройства. Для сохранения водяного зазора на участках боковых кромок полосы и предотвращения износа устройства кромками полосы в камерах, поддерживающих этот район полосы, проходное сечение сопел уменьшается от одного к другому по длине камеры в направлении от центральной оси к периферии.

На фиг. 1 показано устройство, вид сверху; на фиг. 2 то же, разрез А-А; на фиг. 3 то же, разрез Б-Б.

Устройство содержит камеры 1, расположенные поперек прокатываемой полосы 2 и лежащие на силоизмерительных датчиках 3, которые находятся на общей жесткой раме 4, соединенной с приводом вертикального перемещения 5. Каждая камера представляет собой параллелепипед 6 с закрепленной со стороны полосы подъемной площадкой 7 и водяным патрубком 8. Подъемная площадка 7 имеет несколько рядов сопел, отделенных друг от друга бортиками. По своему периметру подъемная площадка также имеет бортики. Камеры, которые могут контактировать с боковой кромкой полосы, например, первая и последняя, имеют сопла с проходным сечением, уменьшающимся от сопла к соплу в направлении от центральной оси устройства к периферии.

Предлагаемое устройство в данном примере расположено под полосой 2 (на фиг. 1 полоса условно изображена прозрачной) в межклетьевом промежутке или между прокатной клетью и моталкой (разматывателем).

Устройство работает следующим образом.

Перед прокаткой полосы устройство находится ниже уровня прокатки, вода в камеры 1 через патрубки 8 подается с небольшим расходом, необходимым лишь для охлаждения устройства. Для устойчивого прохождения переднего конца полосы 2 над устройством размер камер 1 вдоль линии прокатки должен быть минимальным, что при заданном числе камер возможно лишь когда камеры имеют форму параллелепипедов, а подъемные площадки 7 прямоугольные. В процессе прокатки и появления в полосе 2 натяжения Т во все камеры 1 подается под давлением рабочий расход воды. Одновременно с этим включают привод вертикального перемещения 5 и стабилизированной силой F поднимают раму 4 вверх. При приближении подъемной площадки 7 к полосе 2 в водяном объеме между полосой и подъемной площадкой появляется избыточное давление. Это давление увеличивается с уменьшением среднего по периметру зазора между полосой и подъемной площадкой по кубической зависимости и поэтому данный зазор устойчиво не равен нулю. Избыточное давление, формируя подъемную силу данной площадки, всегда равную вертикальной составляющей Р натяжения на соответствующем участке ширины полосы Т, поднимает полосу вместе с устройством. Вертикальная составляющая натяжения увеличивается с подъемом камерами устройства полосы над уровнем прокатки. Подъем устройства идет до тех пор, пока суммарная вертикальная составляющая Р натяжения полосы не станет равной установленной стабилизированной силе F привода вертикального перемещения. Силоизмерительные датчики 3 измеряют вертикальные составляющие Р натяжения Т, действующие на соответствующих камерам участках ширины полосы. По этим измерениям можно судить о распределении натяжения по ширине полосы.

При появлении в полосе элементов явной потери формы, например местная коробоватость, избыточное давление непосредственно над верхней полуволной коробоватости уменьшится, расход воды из сопел под этой полуволной увеличится и появится вероятность контакта соседних участков полосы с площадкой данной камеры, что и происходит в прототипе. Так как в подъемной площадке предлагаемого устройства имеется несколько сопел, отделенных от соседних бортиками, то понижение давления в объеме воды непосредственно под коробоватостью на соседних объемах отразится незначительно, хотя произойдет некоторое перераспределение зазора между полосой и подъемной площадкой за счет поперечного изгиба полосы, но прямого контакта полосы и устройства не будет. Необходимо отметить, что величина водяного зазора не влияет на показания силоизмерительных датчиков, так как эти датчики измеряют силы Р, действующие от участков полосы на камеры, а водяной зазор является лишь передаточной средой для сил от полосы к камерам и он никак не воздействует на величину сил Р.

Крайние под боковыми кромками полосы подъемные площадки устройства в общем случае не закрываются полностью полосой. При этом в прототипе может происходить контакт боковых кромок полосы с элементами устройства, что приводит к износу устройства. В предлагаемой конструкции в крайних камерах проходные сечения у открытых без полосы сопел меньше, чем у сопел, перекрытых полосой, а значит, гидросопротивление у них больше. Следовательно, этим расход воды через сопла, неперекрытые полосой, лимитируется. Именно данное ограничение расхода воды через открытые сопла, а также разбивка подъемной площадки на несколько поддерживающих участков с помощью разделительных бортиков и нескольких сопел, позволяет сохранять водяной зазор на боковых кромках полосы.

В связи с тем, что предлагаемое устройство компактно в направлении прокатки, уменьшается вероятность застреваний при транспортировке переднего конца тонкой полосы. Устройство позволяет контролировать распределение натяжения у полосы с явной потерей формы. Так как в устройстве нет непосредственного контакта твердых тел о движущуюся полосу, значительно снижается износ деталей устройства, отсутствует механическое травмирование поверхности полосы при работе устройства.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПО ШИРИНЕ ПРОКАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ, содержащее расположенный перпендикулярно к оси прокатки ряд водяных камер, закрепленных через силоизмерительные датчики на общей раме, соединенной с приводом ее вертикального перемещения, отличающееся тем, что камеры выполнены в форме параллелепипедов, в торце каждой камеры, обращенном к полосе, размещена прямоугольная площадка с несколькими соплами, разделенными между собой бортиками, при этом проходные сечения сопл в камерах, примыкающих к боковым кромкам полосы, выполнены уменьшающимися по длине данной камеры в направлении от центра устройства к периферии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3