Агрегат для обработки ленточного проката

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советсиик .Социалистических

Республик

»»981466 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву

{22) Заявлено 05.06.81 {21)3296931/22 02 с прнсоеднненнен заявки М— (23) Приоритет

Опублнковано15.12.82. Бюллетень .%46 (51)М. Кл.

С 25 Р 7/00 фжрарстаниы5 eewet

СССР пе делж нзвбрвтеяяй н апрытяЯ (53) УДК621.357 (088. 8) Дата опубликования описания 15.12.82

1 научно-исследовательского н проектно-конструкто

As... °" . ° ч института металлургического машиностроения (7l ) Заявитель (54) АГРЕГАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЛЕНТОЧНОГО ПРОКАТА

Изобретение относится к оборудованию черной металлургии н метизной промьппленностн. Н анболее эффективно а изобретение используется е агрегатах очистки ленты от технологических н консервационных смазок при изготовлении порошковой проволоки.

Известны агрегаты электрохнмнческой обработки проката с целью удаления с его .поверхности жировых загрязнений, других органических соединений н твердых частиц, образующихся в результате различных стадий производственного передела (1) и f 2 ) .

Создание современных высокопроизводительных агрегатов подготовки проката предопределяет необходимость ис-пользования в их -составе технологического оборудования для регенерации рабочих растворов, обеспечивающих достижение высокой степени очистки.

Процесс очистки полосы осуществляется комбинированным методом, BKJAQ» чающим следующие технологические оде

2 рации: предварительное химическое обеэ. жиривание; ще точно-моечная обработка обезжнрнвающнм раствором; струйная промывка; элекгрохнмическое обеэжнрнввнне; промывка водой по каскаднопрогнвоточной схеме; сушка.

Для реализации раэванных операций агрегат снабжен последовательно pac= положенными камерой струйной замочки, шеточно-моечной машиной, ваннами химического н электролнтического обеэжнрнвання, установками промывки и сушильным устройством. Кроме чисто технологического оборудования, в состав агрегв 11 тв входит также оборудование для приема и раэмоткн рулонов, ножницы для об резки концов нолос, сварочная машина для сварки концов полос и ножницы для вырезки сварных швов, оборудование для

20 протягнвання полосы по агрегату, смогки ее в рулон и выдачи с агрегата готовых рулонов.

Недостатками такой конструкции являюся большой вес, наличие большого

9814М количества и разновидности агрессивных сточных вод, каждая из которых требует индивидуальных дорогостоящих установок нейтрализации. Кроме того, для этих агрегатов характерны большие габариты и сложность транспортной схемы, низкая скорость процесса обработки, ограничивающая производительность оборудования. Что касается систем очистки растворов, то наиболее широко исполь зуемой в известных агрегатах является система регенерации растворов и промывочной воды методом отстаивания в огетойниквх-маслоловушквх для выделения, из растворов основной массы масел и механических примесей.

Наиболее близким предлагаемому изобретению по техйической сущности и достигаемому эффекту является агрегат термообработки ленты из прецизионных сплавов с узлом электролито-кавигационной очистки поверхности обрабатываемой ленты t 3)

Для очистки маслосодержапч.х растворов в агрегате применяется электрохимический метод разделения многофвзных систем — электрофлотация, основанная, как известно, на использоввнии явления коагуляции примесей и их переносе (флотации) на поверхность жидкости с помощью пузырьков газа, образуюшихся при электролизе воды.

Участок регенерации раствора включает следующее оборудование. Бвк для приема эагрязненногб раствора; насос для подачи раствора на электрофлотационную очистку; электрофлогационный аппарат; емкость для очищенного раствора; т реющие змеевики для обеспечения необходимой температуры раствора; насос для подачи очищенного раствора из емкости на установку элекгролигной обработки полосы; бак для сбора пенного продукта; насос для откачки замасленного шлама из бака на отвал или сжигание; гребковый механизм с приводом от электродвигателя для удаления всплыв ших фракций пенного продукта; выпрямительный агрегат типа,ВАКР-З20О для элекгопигания алектрофлотвторв; систему вытяжной вентиляции для отсоса газов из элекгрофлогационного вппврага.

Известный агрегат имеет следующие недостатки: большой вес; высокую энергоемкость участка регенерации раствора; сложность и несовершенство механических устройств для отвода пенного прсдукгв с поверхности раствора; необходимость в дополнительных средствах вентиляции и стабилизации температурного режима очищаемого раствора; сложность конструкции, требующую высококвалифицированного обслуживания; — большой состав технологического оборудования, требующий дополнительных производственных площадей.

ge Цель изобретения — снижение веса оборудования и эксплуатационных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в агрегате для обработки ленточ15 ного проката, содержащем устройства раэмотки и смотки, узел электролигнокввитвционной очистки с вертикальным электролиэером, систему регенерации рабочего раствора, система регенерации выполнена в виде механизма гидравлического улавливания масляных загрязнений с зеркала раствора в электролизере и отстойника, при этом электролизер в агрегате используется в качестве электрофлотвтора.

Кроме гого, механизм гидравлического уЛавливания выполнен в виде плоскоструйного коллектора для сдува масляных загрязнений,, - образного кармана для приема загрязнений и выполняющего одновременно функцию контрольного перелива в электролизере, а также плоских склизов для направления струи от коллектора. Склизы расположены ниже зерка35 лв раствора, при этом они наклонены в сторону дна электролизерв и расположены между собой с зазором, удовлетворяющим условию И+К где 1 - толщина электрода;

К вЂ” расстояние между электродами.

Рабочая щель коллектора выполнена эллиптической формы с центром симметрии, расположенным в плоскости изделия.

На фиг. 1 изображена схема агрегата для обработки ленточного проката (вдоль движения проката); HB фиг. 2—

° поперечный разрез по вертикальному электролиэеру; нв фиг. 3 — вертикальный элекгролизер вид в плане;

У на фиг. 4 — сечение А-А на фиг..3, на фиг. 5 — - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 и 7 — Различные эпюры распределения струи коллектора и вспененных маслопродукгов; нв фиг. 8 - один из вариантов выполнения корпуса электролизера.

Оборудование агрегата предназначено для выполнения всех технологических операций по подготовке ленты для изготовления порошковой проволоки с приемом ее на большегрузные катушки массой jio

2 т.

Агрегат включает головную часть, обеспечивающую поступление в него . исходной ленты, среднюю технологическую часть, предназначенную для очистки ленты or консервационной смазки, и хвостовую часть, обеспечивающую про- 10 дольный роспуск широкой ленты на узкие и рядную укладку узких лент при намотке на катушки. Соответственно головная часть включает: разматыватель

1, роликоправильную машину 2, петле- 15 вик 3 запаса ленты, ножницы 4 и сварочную машину 5, служащие для приема исходных рулонов, разматывания и сварки ленты для обеспечения непрерывности. процесса. 20

Средняя (технологическая) часть агрегата-состоит из узла 6 электролитнокавитационной очистки с верхним 7 и нижним 8 токоподводяшими роликами,,циркуляпионного бака 9 с НВсосоМ 10 25 и источника ll постоя п ого тока. Хвостовая часть агрегата включает многодисковые ножницы 12 и моталки 13 и

14 с барабанами на 8 — 10 намоточных кассет каждый. 30

Моталки оборудованы системой ридной укладки узких лент и механизмом уборки с барабана намотанных кассет (условно не показаны). Для обеспечения надежной транспортировки ленты, B агрегате предусмотрены транспортно-отклонящие ролики 15. Названный выше узел

6 очистки (фиг. 2) состоит из вертикального электролизера 16 с коллектором сдува 17 и карманом 18 приема масляных загрязнений, а также системы распределения потока подаваемого в электролизер раствора, выполненной в виде запорно-регулирующих вентилей 19 и 20 с приводом от двухштокового Гидроцилиндра 21 и трубопроводной арматуры 22.

Для удаления из электролизера масляных загрязнений карман 18 снабжен постоянно открьпым штуцером 23 слива загрязнений в приемную емкость — шламонакопитель 24. Для отвода из емкости водной фазы раствора в циркуляционный бак 9 и маслоотходов на утилизацию или регенерацию предусмотрены соответственно задвижки 25 и 26. Регулирование уровня и слив раствора из электролизера осуществляется с помощью вентиля

27. С обеих сторон обрабатываемой ленты ниже уровня раствора расположены стальные электроды 28. Передача потен-. циала от источника питания производится посредством двухстороннего. кольцевого токосъемника 29 на цапфах токоподводяших роликов. Для обеспечения эффективного удаления всплывшего масла с зеркала раствора электролизер снабжен плоскими склизами 30 для направленияструи коллектора, а рабочая щель последнего выполнена эллиптической формы.

С целью электроизоляции,повышения корроэионной стойкости внутренняя поверхность электролизера гуммирована, а склизы выполнены из диэлектрического материала. Для orcoca газовыделений над электролизером установлен вытяжной зонд (не показан).

Агрегат работает следубшим образом.

Электроды 28 IH токосъемники токоподводяших роликов подключают соответственно к положительному и отрицательному полюсам источника питания;

В циркуляпионный бак 9 заливают электролит„включают насос 10, открывают вентиль 20 и производят подачу. электролита в электролизер 16. С помощью вентиля 27 устанавливают необходимый уровень раствора в электролизере.

Рулоны ленты поочередно подают на барабан разматывателя 1, развязывают и развертывают в положение удобное для задачи переднего кон: ца в роликоправильную машину 2.

I Включают приводы рабочих органов оборудования головной, средней и хвостовой частей агрегата. Правильно-тянущей машиной 2 лента подается в петлевое устройство для создания запаса полосы на время сварки, а затем к ножницам 4 и сварочной машине 5 на которых производится обрезка переднего конg8 и сварка его с задним концом предшествующего рулона. После эФого оборудование агрегата переводится в рабочий режим, и лента подается в технологическую часть, где в узле электролитно-кавитационной обработки происходит очистка ленты от технологической и консервационной смаэок. После последующих операций промывки и сушки (не показаны), лента поступает в хвостовую часть агрегата, многодисковыми ножницами 12 режется на узкие ленты, последние разводятся на шаг установки намоточных кассет, двухкратно кантуются на 90 и сматываются- с равномерным натяжением при рядной укладке витков на барабанах моталок 13 и 14.

В процессе электролитной очистки ленты в верхнюю часть электролиэера происходит всплытие масла в виде пенного продукта.

Сброс и удаление уловленного масла производится следующим образом.

Для повышения уровня раствора в электролизере на величину Я4= 20-25 мм, что соответствует уровню перелива раствора в приемный карман 18, частич- !О но прикрывают вентиль 27 (последний может быть выполнен с электрическим исполнительным механизмом). Сдув масла к переливному карману осуществляется действием струи коллектора, при этом 15 включение вентиля 19 для подачи в коллектор электролита производится гидроцилиндром 21, импульс на включение которого дает исполнительный механизм вентиля 27. 20

Открывая вентиль 19, гидроцилиндр

21 одновременно автоматически закрывает вентиль 20 подачи электролита в нижнюю часть электролизера. После удаления в электролизере с зеркала раство- 25 ра всплывших маслопродуктов, HB что уходит обычно 5-6 с, происходит отключение соответствующих вентилей системы распределения подаваемого в электролиэер электролита в обратном порядке. 5е

Затем в емкости 24 произвоцится частичный отстой маслянистых загрязнений, после чего водная фаза обеэжириваюшего раствора (Н„) задвижкой 25 направляется в циркуляционный бак 9, а пенный слой (Н ) по мере слива водной фазы раствора оседает на дно емкости

24 и в виде замасленного шлама (Н, ) задвижкой 26 удаляется в отвал 2. или на регенерацию.

В качестве электролита в узле электролитно-кавитационной очистки используется 7-10%-ный раствор кальцинированной соды. Рекомендуемое рабочее напряжение источника питания 50-75. Очист-4 ку ленты ведут при темепературе раство ра 40-50 С за время 1 с. Как известно, механизм процесса электролитнокавитационной очистки заключается в использовании гидродинамических явлений кавитационного типа на поверхности иэделия с локализацией энергии электрического поля в зоне обработки. При пропускании через нейтральный электролит электрического тока происходит выделе55 ние водорада иа катоде и кислорода на аноде.

За счет наличия пузырьков водорода сопротивление прикатодной области возрастает, ток проходит только по перемычкам из электролита, находящимися между пузырьками водорода. Под действием проходящего тока перемычки взрывообразно испаряются, разрушая таким образом пленку масляных загрязнений на поверхности изделия. Являющийся флотационно более активным агентом, водород флотирует масло на поверхность раствора, а кислород приводит к окислению оставшихся в растворе органических веществ, что также является положительным моментом. Катионы нейтральных электролитов К, Яд+и др., выделяются на катоде, образуя осадок в виде металлической губки. Это явление всегда имеег место при применении стальных электродов, так как в нейтральных электролитах происходит интенсивное растворение металлического анода с образованием гидроокиси металла, которая сорбнруег также часть органических веществ, а затем флотируется пузырьками водорода и удаляется из раствора в виде пены. Этот фактор исключает необходимость введения в раствор специальных коагулянтов (солей алюминия, железа), что имеем место в обычных электрофлотационных аппаратах с графитовыми электродами.

На эффект флотации значительное вли— яние оказывает размер пузырьков водорода, распределенных в объеме раствора, так как крупные пузырьки водорода всплывают слишком быстро, вызывая перемешивание раствора и не успевая закрепиться на поверхности взвешенных частиц. Поэтому более тонкое.диспергирование водорода (при электролитной очистке газы выделяются в виде мельчайших пузырьков размером 15-20 мкм) существенно повышает степень флотационной очистки раствора, Исследования процесса сбора масляных загрязнений с зеркала раствора в электролиэере на действующих агрегатах электролитной обработки показывает, что необходимым условием эффективной работы электролизера является равномерное распределение в нем потока электролита с ламинарным движением его в вертикальном направлении — снизу вверх.

Для образования восходяшего потока электролита штуцер подвода электролита расположен в нижней части электролизера, у его дна. Склизы 30, наряду с выполнением функции направления струи коллектора при сгоне масла к приемному карману 18, способствуют

ÜÛ466

ДЪ2 Е+К, более равномерному распределению раствора в обьеме элекгролизера и препятствуют смешиванию всплывшего пенообразного слоя масла с основным раствором.

Расположение электродов и склизов 5 ниже уровня зеркала раствора на величину И = 3-5 мм, что соответствует высоте пенного слоя, исключает воз можность сопротивления их поверхности направленной струе коллектора 17.

Уклон склизов в сторону дна электролизера (в пределах 5-8%), а также эллипсообразная щель коллектора 31, обуславливающая распределение струи относительно изделия по параболической зависимости, способствуют сгону масла в направлении от изделия к периферийной, части электролизера, исключая, таким образом затягивание " всплывших маслопродуктов обратно в, толщу электро- . 20 лига, Ход процесса сгона масла к приемному карману в зависимости от времени действия струи коллектора наглядно иллюстрируют графики эпюр (заштрихован-? ная область) распределения пенного слоя загрязнений на поверхности раствора, на фиг. 6. — в начальный момен действия струи; на фиг. 7 — по истечении некоторого промежутка времени. 30

Установление зазора (фиг. 4 и 5)между торцовыми поверхностями склизов наряду с наклоном последних способствуют выходу из раствора на его поверхность газовыделений, исключая таким образом, образование и взрывоопасность гремучего газа (смеси водорода и кис лорода), при этом величина Ь должна удовлетворя-.ь условию

ЬЪ2 Е- К, где Š— толщина электрода;

К вЂ” расстояние между электродами.

Опыты показывакл, что при очистке проката от масел с повышенной вязкб- . стью, целесообразно стенки корпуса 4 электролизера выполнять наклонными к плоскости изделия на линейный угол о(, 4-6 с вершиной в сторону коллектора, сто несколько снижает силы сопротивления движению маслянистых загрязнений, при их флотации и сгоне в приемный карман. Кроме того, установление характерного для электролитной обработки теплового баланса раствора исключает необходимость в дополнительных средсй вах нагрева электролита, что также является важным при очистке маслосодержаших растворов, особенно с повышенной вязкостью масла.

Технико-экономическая эффективность, агрегата достигается за счет снижения веса и габаритов агрегата благодаря исключению специальных регенерирующКх установок и использованию компакт ного узла очистки; совмещения процессов одновременной очистки проката и маслосодержащих растворов в одном аппарате; непрерывности процесса очистки раствора от масла; высокой производительности и степени очистки; простоты конструкции и эксплуатации, не требующей специального обслуживания; использования надежного в работе и эффективного механизма сгона загрязнений с зеркала раствора; исключения дополнительных средств для поддержания необходимого температурного режима расгвора; возможности хорошей регулировки и контроля процесса очистки; минимальных энергозатрат, исключения необходимости введения в раствор специальных реагентов для усиления эффекта коагулирования масляных частиц.

Ожидаемый годовой экономический эффект or внедрения агрегата составляет 786 тыс. руб.

Ф ормула изобретения

1. Агрегar для обработки ленточного пропита, оопарпаший тотройотва раамат- ки и смотки, узел электролитно-кавитационной очистки с вертикальным электролизером, а также систему регенерации рабочего раствора, о т л и ч а .ю щ и йс я тем, что, с целью снижения веса оборудования и эксплуатационных затрат система регенерации рабочего раствора выполнена в виде механизма гидравлического улавливания масляных загрязнений с зеркала раствора в электролизере . и отстойника.

2. Агрегат по и. 1, о т л и ч а ющ и и с-я тем, что механизм гидравлического улавливания выполнен в виде плоскоструйного коллектора с рабочей щелью, Ь -образного кармана, а также плоских склизов.

3. Агрегат по п. 2, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что плоские склизы расположены ниже зеркала раствора, при этом они наклонены в сторону дна электролизера и расположены между собой с зазором h, удовпетворякхцим условию

ИСточники информации,. принятые во внимание при экспертизе

11 561466 12 где Š— толшина электрода; 1. Файнштен В. М. Отделка проката

К вЂ” расстояние между электродами. в листопрокатных цехах. М., "Металлур4. Агрегат по и. 2, о т л и ч а ю- гия", 1969, с. 137-151. ш и и с я тем, что рабочая шель кол- 2. Липкин Я; Н. и др. Химическая лектора выполнена эллиптической формы. s обработка стального проката. Киев, "Техника", 1980, с; 114-115.

3. Чертежи СФ ВНИИМЕТМАШ № 947770 ¹ 997005, 1980.

Изделие

Фи . 7

Фиг.E

Составитель А. В. Пятибратов

Редактор Л.Авраменко Техреду 3.Палий Корректор В.Бутяга

Заказ 9644/42 Тираж 686 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5. Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4