Прокатный стан

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11 1 В 13/ОО О ЕНИЯ еи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытий АНИЕ И О ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4212858/23-02 (22) 17.03.87 (46) 23.09.88 Бюл. Кф 35 (75) В.П.Коротков (53) 621.771.2.06 (088.8) (56) Авторское свидетельство 1".ССР В 1117096, кл, В 21 В 13/20, 1983,Авторское свидетельство СССР В 1135503, кл. В 21 В 1/42, 1983. (54) ПРОКАП 1 ЫЙ СРАН (57) Изобретение относится к прокатному производству, а именно к волновым прокатным станам, и может быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах, преимущественно для листовой прокатки труднодеформируемых заготовок. Цель изоб ретения " повышение производительности прокатки путем увеличения длительности воздействия на прокатываемый металл высоких температур и давлений рабоч " среды. В установившимся режиме поршни 16, 17 совершают в цилиндрах 18, 19 возвратно-поступательныеперемещения . Перемещаясь, поршниперемещают турбожидкость 12. Вследствие этого рабочее колесо 41 гидротурбины и связанный с ним эксцентриковый вал 6 непрерывно вращаютсяпо часовой стрелке, Кольцо роторапоршня 7, охватывающее рабочие валки8, вращается против часовой стрелки.Металл 35 прокатывается между ротором-поршнем 7 и С-образной плитой 5.В цилиндрах 18 и 19 осуществляетсятермодинамический цикл двухтактногодизеля. Рабочая среда из цилиндров18 и 19 по выпускным каналам 29 и30 поступает во внутреннюю полость4. Во внутренней полости 4 рабочаясреда, кроме теплового и силовоговоздействия на металл, создает наэксцентриковом валу 6 дополнительныйвращающий момент. 3 ил.1424883 С-образная плита 5 может быть выполнена эа одно целое с неподвижнойстаниной 1. В С-образной плите 5предусмотрен ручей, образующий вместес наружной поверхностью ротора-поршня7 клинообразный в полярной системе координат рабочий калибр 35В роторепоршне 7 также могут быть выполненытребуемые ручьи,Для обеспечения герметизации внутренней полости 4 в роторе-поршне 7предусмотрены уплотнения Зб и 37,взаимодействующие с внутренними поверхностями 38 и 39 герметичных крышек 2 и 3.Разделители 31 и 32 и ротор-поршень 7 контактной поверхностью сС-образной плитой 5 делят внутреннююполость 4 на две камеры переменногов процессе работы объема серповиднойформы еВ качестве турбожидкости 12 можетбыть использована водномасляная эмульсия, обычно применяемая в гидромуф-тах.Для регулировки мощности гидротурбины 13 двухстороннего действияполость замкнутого бака 11 соединенапосредством трубопровода 40 со средством для регулировки плотности турбожидкости 12 (не показано).Гидротурбина 13 двухстороннегодействия выполнена в виде рабочего .колеса 41 и направляющих аппаратов42 и 43,.лопатки 44 - 46 которыхсимметричны относительно плоскости47 вращения, что позволяет обеспечить вращение рабочего колеса 41 водну сторону, определяемую направлением первоначальной закрутки, придвижении турбожидкости 12 как слеванаправо, так и справа налево.Кинематическая связь гидротурбииы13 двухстороннего действия с эксцентриковым валом б осуществляется диском 48, взаимодействующим с уплотнениями 49 и 50 оснований цилиндров18 и 19, установленным вместе с эксцентриковым валом 6 с возможностьювращения посредством подшипниковыхузлов 51 и 52.Для синхронизации возвратно-поступательного перемещения поршней 16 и17 в цилиндрах 18 и 19 поршни 16 и17 жестко связаны между собой припомощи штока 53, пропущенного черезтрубчатую ступицу 54 гидротурбины13,Изобретение относится к прокатному производству, а именно к волновым прокатным станам, и может быть использовано на Металлургических и машиностроительных заводах, преимущественно для листовой прокатки труднодеформируемых заготовок.Цель изобретения - повьппение производительности прокатки путем увели чения длительности воздействия на прокатываемый металл высоких температур и давлений рабочей среды.На фиг, 1 изображен прокатный стан, продольный разрез; на фиг. 2 - 15 то же, поперечный разрез; на фиг. 3 фрагмент развертки гидротурбины двухстороннего действия.Прокатный стан содержит неподвижную станину 1 с герметичными крьппка ми 2 и 3, образующими внутреннюю полость 4, и С-образной плитой 5, охватывающей установленный на эксцентриковом валу б ротор-поршень 7 с рабочими валками 8, подводящий 9 и 25 отводящий 10 каналы, сообщающиеся с внутренней полостью 4. Для повьппения производительности прокатки путем увеличения длительнос ти воздействия на прокатьваемый металл высоких температур и давлений рабочей среды прокатный стан снабжен замкнутым баком 11 с турбожидкостью 12, в которой размещена гидротурбина 13 двухстороннего действия, кинематически связанная с эксцентриковым валом 6, при этом торцовые стенки 14 и 15 замкнутого бака 11 образованы поршнями 16 и 17 у установленными с40 возможностью возвратно-поступательного перемещения в цилиндрах 18 и 19, надпоршневые полости 20 и 21 которых снабжены форсунками 22 и 23, соединенными посредством трубопроводов 24 и 25 с топливными насосами 26 и 27, продувочными окнами 28 и выпускными каналами 29 и 30, присоединенными к подводящему каналу 9 внутренней полости 4, а ротор-поршень 7 выполнен в виде кольца, охватываю 50 щего рабочие валки 8, причем между подводящим 9 и отводящим 10 каналами установлены с возможностью радиального перемещения призматические разделители 31 и 32, хвостовики которых55 размещены в камерах 33 и 34 станины 1, сообщенных с источником давления (не показан).рабочее колесо 41 гидротурбины 13 нсвязанный с ним эксцент банковый вал 6непрерывно вращаются по часовойстрелке так, что объем серповиднойкамеры переменного объема, связаннойс подводящим каналом 9, увеличивается, а объем серповидной камеры переменного объема, связанной с отводя 1 О щим каналом 1 О, уменьшается, кольцоротора-поршня 7, охватывающее рабочие валки 8, вращается против часовой стрелки и прокаты.аемьп металлдвижется с правой моталки 58 на ле 15 вую моталку 57,В цилиндрах 18 и 19 осуществляет-,ся термодинамический цикл двухтактного дизеля, результатом которогоявляется образование осевого потокатурбожидкости 12, приводящего гидротурбину 13 во вращение, и генерациярабочей среды высокого давления итемпературы, действующей в серповидных камерах на прокатываемый металли повьппающей его пластичность, а также создающей дополнительный вращаю"щий момент на эксцентриковом валу 6.Термодинамический цикл в цилиндрах 18 и 19 состоит из двух изоэн 30тропных процессов сжатия и расшире"ния и двух изохорных процессов подвода и отвода теплоты.Процессы в цилиндрах 18 и 19 вовремени протекают одинаково и лишьосдвинуты на 180, поэтому достаточно рассмотреть цикл только в одном,например левом, цилиндре 18.В процессе сжатия поршень 16движется в цилиндре 18 от нижней40мертвой точки (н.м.т) к верхнеймертвой точке (в.м.т.) под действиемдавления, развиваемого в процессерасширения в цилиндре 19. При этомобразуется движущийся вслед за порш -нем 16 осевой поток турбожидкости 12,отклоняемый под определенными углами лопатками 45 и 46 направляющихаппаратов 42 и 43 и в результатевзаимодействия с лопатками 44 рабочего колеса 41 гидротурбины 13, приводящей эксцентриковый вал 6 во вращениеВ конце процессав результате сжатия заряда свежего воздуха, поступившего через продувочные окна 28 в55 предыдущем процессе, повышаются температура и давление, юбка поршня 16взаимодействует с кулачком 55 топливного насоса 26 и через форсунку 22 в 314248834Топливные насосы 26 и 27 приводятся в действие от кулачков 55 и 56,взаимодействующих с юбками поршней16 и 17.Для подачи и приема прокатываемого металла, для создания переднегои заднего натяжений и обеспеченияохватывания ротора-поршня 7 петлейпрокатываемого металла служат моталки 57 и 58 и отклоняющие ролики 59 -62.К отводящему каналу 1 О присоединен (не показано) глушитель-дожигатель с нейтрализатором, служащийдля гашения акустических колебаний,возникающих при выпуске отработанныхпродуктов сгорания, и для снижениятоксичности выпускных газов.Для пуска прокатного стана предусмотрены средства (не показаны) дляпредварительной закрутки ротора-поршня 7 в виде кинематически связанногос ним электростартера и для отведения поршней 16 и 17 в виде пусковыхклапанов, подающих сжатый воздух внадпоршневые полости 20 и 21 одногоиз цилиндров 18 и 19.В прокатном стане, как обычно,предусмотрены системы смазки и охлаждения (не показаны).Для оптимизации режима прокаткимогут быть предусмотрены связанныес электронной вычислительной машинойсредства для малоинерционного измерения и регулирования в процессе прокатки скорости и момента прокатки, переднего и заднего натяжений, состава иподачи рабочей смеси, температуры иодавления рабочей среды, состава итемпературы выпускных газов.Прокатный стан работает следующимобразом.После задачи полосы одним из известных способов устанавливается необходимьй режим прокатки и включаются вспомогательные системы оптимизации режима, При этом прокатываемыйметалл образует внутри станины 1 вовнутренней полости 4 петлю О-сбразной формь, охватывающую ротор-поршень 7 по наружным образующим, Припомощи электростартера и пусковыхклапанов производится закрутка ротора-поршня 7 и отведение поршней 16и 17 в цилиндрах 18 и 19В установившемся режиме поршни 16и 17 совершают в цилиндрах 18 и 19возвратно-поступательные перемещениянадпоршневую полость 20 впрыскивается топливо.В процессе подвода теплоты поршень16 находится вблизи от в.м.т., происходит самовоспламенение и сгораниетоплива, образуется рабочая средавысокого давления и температуры.В процессе расширения поршень 16движется в цилиндре 18 от в.м.т, кн,м.т. под действием избыточного дав"ления рабочей среды. При этом образу.ется движущийся перед торцовой стенкой 14 замкнутого бака 11 осевой по"ток турбожидкости 12, отклоняемыйпод определенными углами лопатками45 и 46 направляющих аппаратов 42 и43 и в результате взаимодействия слопатками 44 рабочего колеса 41 гидротурбины 13, приводящий эксцентриковый вал 6 во вращение, Несмотря нато, что направление потока турбожидкости 12 в замкнутом баке 1 по сравнению с направлением в процессе сжатия изменилось на противоположное,рабочее колесо 41 продолжает вращаться в ту же-,сторону в силу симметриилопаток 44 рабочего колеса 41 и лопаток 45 и 46 направляющих аппаратов42 и 43 относительно плоскости 47вращения. Вращение эксцентриковоговала 6 через рабочие валки 8 передается кольцу ротора-поршня 7, наружная поверхность которого через прокатываемый металл взаимодействует срабочей поверхностью С-образной плиты 5, при этом обеспечивается обжатие прокатываемого металла в рабочемкалибре 35. Подаваемая полоса неиспытывает трения о рабочую поверхность С-образной плиты 5.В процессе прокатки вдоль прокатываемого металла распространяетсябегущая волна деформации, частотакоторой определяется частотой враще 45ния эксцентрикового вала б, а амплитуда - его удвоенным эксцентриситетом. За один оборот ротора-поршня 7 прокатываемый металл проходит рас стояние, равное разности периметров С-образной плиты 5 и ротора-поршня 7. 50Так как эта разность относительно мала, прокатываемый металл находится во внутренней полости 4 в,течение нескольких циклов и многократно подвергается перед очагом деформации 55 воздействию рабочей среды, поступающей через выпускной 29 и подводящий 9 каналы в серповидную камеру, свяэанную с подводящим каналом 9. Так как серповидные камеры почти полностью охватывают ротор-поршень 7, действие рабочей среды высокого давления и температуры на пластичность прокатываемого металла многократно усиливается, что существенно повьппает производительность прокатки, Одновременно движение поршня 16 через шток 53 передается поршню 17 в цилиндре 19, где в этот период протекает процесс сжатия.В процессе отвода теплоты поршень 16 находится вблизи н.м.т., продувочные окна 28 и выпускной канал 29 открыты и осуществляется продувка и наполнение надпоршневой полости 20 цилиндра 18 зарядом свежего воздуха.В серповидной камере внутренней полости 4 рабочая среда расширяется и создает на эксцентриковом валу 6 дополнительный вращающий момент, При сообщении серповидной камеры с отводящим каналом 10 рабочая среда через глушитель-дожигатель с нейтрализатором удаляется в окружающую среду, приобретая первоначальные давление и температуру, и цикл замыкается.Таким образом, в предложенном прокатном стане воздействие на прокатываемый металл высоких температур и давлений рабочей среды обеспечивается в широком диапазоне рабочих углов ротора-поршня 7, достигающем 330 что увеличивает длительность воздействия и положительно сказывается напроизводительности прокатки,Формула и э о б р е т е н и яПрокатный стан, содержащий неподвижную станину с герметичными крьппками, образующими внутреннюю полость, и С-образной плитой, охватывающей установленный на эксцентриковом валу ротор-поршень с рабочими валками, подводящий и отводящий каналы, сообщающиеся с внутренней полостью, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения производительности прокатки путем увеличения длительности воздействия на прокатываемый металл высоких температур и давлений рабочей среды, он снабжен эамкнужм баком с турбожидкостью, в которой размещена гидротурбина двустороннегодействия, кинематически связанная с эксцентриковым валом, при этом торцовые стенки замкнутого бака образованы поршнями, установленными с возможностью возвратно-поступательного5 перемещения в цилиндрах, надпоршневые полости которых снабжейы форсунками, соединенными посредством трубопроводов с топливными насосами, продувочными окнами и выпускными каналами, присоединенными к подводящемуканалу внутренней полости, а роторпоршень выполнен в виде кольца, охва"тывающего рабочие валки, причем между подводящим и отводящим каналамиустановлены с возможностью радиального перемещения призматические разделители, хвостовики которых размещены в камерах станины, сообщенных систочником давления.