Способ и устройство для удаления окалины с металлической полосы
Номер патента: 10615
Опубликовано: 30.10.2008
Авторы: Брисбергер Рольф, Сенокосов Евгений Степанович, Беренс Хольгер, Цербе Рюдигер, Кречмер Маттиас, Сенокосов Андрей Евгеньевич, Фромманн Клаус
Формула / Реферат
1. Способ удаления окалины с металлической полосы (1), в частности с горячекатаной полосы из стали обычного качества или с горячекатаной или холоднокатаной полосы из аустенитной или ферритной нержавеющей стали, при котором металлическую полосу (1) в направлении (R) транспортировки пропускают через по меньшей мере одно устройство (2, 3) плазменного удаления окалины, в котором осуществляется удаление окалины посредством плазмы, при этом металлическая полоса (1) после плазменного удаления окалины по меньшей мере в одном устройстве (2, 3) плазменного удаления окалины подвергается контролируемому охлаждению в устройстве (4, 5) охлаждения, при этом после устройства (4, 5) охлаждения достигается заданная температура металлической полосы, отличающийся тем, что охлаждение металлической полосы (1е) по меньшей мере в одном устройстве (4, 5) охлаждения осуществляют тем, что металлическая полоса (1) приводится в контакт с охлаждающими валками (6, 7, 8, 9, 10, 11) при заранее заданном угле (a) обвивания.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) подвергают, по меньшей мере, двукратному плазменному удалению окалины с соответствующим последующим контролируемым охлаждением.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что последнее в направлении (R) транспортировки охлаждение осуществляют так, что металлическая полоса (1) покидает последнее в направлении (R) транспортировки устройство (5) охлаждения с температурой менее или равной 100шС.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что плазменное удаление окалины осуществляют в каждом устройстве (2, 3) плазменного удаления окалины в таком режиме, что металлическая полоса после каждого устройства (2, 3) удаления окалины имеет температуру не более 200шС.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что металлическую полосу (1), по меньшей мере, в области возникновения контакта с охлаждающим валком (6, 7, 8, 9, 10, 11) поддерживают под натяжением.
6. Способ по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) при каждом охлаждении, следующем за плазменным удалением окалины, охлаждают, по существу, до одинаковой температуры.
7. Способ по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что температуру металлической полосы (1) при каждом охлаждении, следующем за плазменным удалением окалины, снижают, по меньшей мере, по существу, на одинаковую величину.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что охлаждение металлической полосы (1) в одном или нескольких устройствах (4, 5) охлаждения проводят при давлении, меньшем, чем давление окружающей среды, в частности под вакуумом.
9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что охлаждение металлической полосы (1) в последнем по направлению (R) перемещения устройстве (5) охлаждения осуществляют в присутствии защитного газа, в частности азота.
10. Устройство удаления окалины с металлической полосы (1), в частности с горячекатаной полосы из стали обычного качества или с горячекатаной или холоднокатаной полосы из аустенитной или ферритной нержавеющей стали, содержащее по меньшей мере одно устройство (2, 3) плазменного удаления окалины, через которое металлическая полоса (1) проходит в направлении (R) транспортировки, при этом предусмотрено по меньшей мере одно устройство (4, 5) охлаждения, расположенное в направлении (R) транспортировки за устройством (2, 3) плазменного удаления окалины, обеспечивающее контролируемое охлаждение металлической полосы (1) до заданной температуры, в частности, при осуществлении способа по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что одно из устройств (4, 5) охлаждения содержит по меньшей мере три охлаждающих валка (6, 7, 8, 9, 10, 11), которые расположены по отношению друг к другу таким образом и с возможностью такого перемещения, что имеется возможность изменения угла (a) обвивания металлической полосой (1) поверхности валков.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в направлении (R) транспортировки металлической полосы (1) в конце или за каждым устройством (4, 5) охлаждения предусмотрен, по меньшей мере, датчик (12, 13) температуры, соединенный с устройством (14, 15) регулирования, которое обеспечивает влияние на устройство (4, 5) охлаждения посредством изменения охлаждающей мощности и/или путем снижения скорости (v) транспортировки металлической полосы (1).
12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что предусмотрены по меньшей мере два устройства (2, 3) плазменного удаления окалины, к которым присоединены соответствующие устройства (4, 5) охлаждения.
13. Устройство по любому из пп.10-12, отличающееся тем, что предусмотрено средство (16) перемещения, обеспечивающее перемещение по меньшей мере одного охлаждающего валка (6, 7, 8, 9, 10, 11) по отношению к другому охлаждающему валку (6, 7, 8, 9, 10, 11) перпендикулярно оси вращения валков (6, 7, 8, 9, 10, 11).
14. Устройство по любому из пп.10-13, отличающееся тем, что охлаждающие валки (6, 7, 8, 9, 10, 11) являются охлаждаемыми жидкой средой, в частности водой.
15. Устройство по любому из пп.10-14, отличающееся тем, что предусмотрены средства (17, 18) создания натяжения металлической полосы (1), по меньшей мере, в области устройств (4, 5) охлаждения.
16. Устройство по любому из пп.10-15, отличающееся тем, что в линию расположены по меньшей мере два устройства (2, 3) плазменного удаления окалины и по меньшей мере два устройства (4, 5) охлаждения.
17. Устройство по любому из пп.10-16, отличающееся тем, что устройство (2) плазменного удаления окалины расположено так, что металлическая полоса (1) в нем проходит вертикально вверх или вниз, при этом последующее устройство (3) плазменного удаления окалины расположено так, что металлическая полоса (1) в нем проходит вертикально вниз или вверх, при этом между упомянутыми устройствами (2, 3) плазменного удаления окалины предусмотрено устройство (4) охлаждения.
18. Устройство по любому из пп.10-17, отличающееся тем, что на внешней поверхности охлаждающих валков (6, 7, 8, 9, 10, 11) по меньшей мере одного устройства (4, 5) предусмотрено покрытие из стойкого к износу и обладающего высокой теплопроводностью материла, в частности твердое хромирование или керамика.
19. Способ удаления окалины с металлической полосы (1), в частности с горячекатаной полосы из стали обычного качества, при котором металлическую полосу (1) в направлении (R) транспортировки пропускают через по меньшей мере одно устройство (2, 3) плазменного удаления окалины, причем непосредственно или опосредованно за плазменным удалением окалины осуществляется покрытие металлической полосы (1) жидким металлом, в частности горячее оцинкование металлической полосы (1), отличающийся тем, что металлическое покрытие на металлическую полосу (1) наносят в вертикальной линии гальванизации, при этом материал покрытия удерживают в емкости (32) нанесения покрытия посредством электромагнитного затвора.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) в одной объединенной установке подвергают плазменному удалению окалины и последующему нанесению покрытия, в частности горячему оцинкованию.
21. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что после плазменного удаления окалины предварительно нагретую металлическую полосу (1) без доступа воздуха в атмосфере защитного газа направляют в проходную печь (28) перед нанесением покрытия.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) в проходной печи (28) нагревают до температуры, необходимой для нанесения покрытия.
23. Способ по п.21 или 22, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) в проходной печи (28) нагревают индуктивно.
24. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) в проходной печи (28) нагревают до 440-520шС, в частности по меньшей мере до 460шС, перед подачей в емкость (32) нанесения покрытия.
Текст
010615 Изобретение относится к способу удаления окалины с металлической полосы, в частности с горячекатаной полосы из стали обычного качества или с горячекатаной или холоднокатаной полосы из аустенитной или ферритной нержавеющей стали, при котором металлическую полосу в направлении транспортировки пропускают через по меньшей мере одно устройство плазменного удаления окалины, в котором осуществляется удаление окалины посредством плазмы. Далее изобретение относится к устройству для удаления окалины с металлической полосы. Для дальнейшей обработки, например холодной прокатки, нанесения металлического покрытия или непосредственной обработки до конечного продукта, стальная полоса должна иметь поверхность без окалины. Для этого необходимо без остатков удалять окалину, образовавшуюся при горячей прокатке и последующем охлаждении. Согласно известному уровню техники это достигается процессом травления,при этом окалина, состоящая из различных оксидов железа (FeO, Fe3O4, Fe2O3) или в случае нержавеющих сталей из оксидов железа, обогащенных хромом, в зависимости от состава стали растворяется при протекающей при повышенной температуре химической реакции с кислотами, например, соляной, серной, азотной или смесью азотной и серной кислот. Перед травлением стали обычного качества необходимо осуществление дополнительного процесса механической обработки, правки с изгибом и растяжением, для обеспечения разлома окалины и облегчения внедрения кислоты в слой окалины. В случае слабо подверженных травлению нержавеющих аустенитных и ферритных сталей применяют отжиг и предварительное механическое удаление окалины перед процессом травления для обеспечения поверхности полосы, хорошо пригодной для травления. После травления полосу промывают, высушивают и при необходимости покрывают маслом для предотвращения последующего окисления. Травление полосы осуществляют в непрерывных линиях, рабочие участки которых в зависимости от скорости движения полосы имеют значительную длину. Подобные установки также требуют значительных инвестиций. Сам процесс травления, кроме того, требует значительных затрат энергии и затрат на обеспечение удаления сточных вод и регенерацию соляной кислоты, наиболее часто применяемой для стали обычного качества. В уровне техники известны различные подходы, обеспечивающие удаление окалины со стальной заготовки без применения кислот. Известные до настоящего момента разработки базируются в основном на механическом удалении окалины (например, процессы Ishiclean и АРО). Прежде всего такие способы с точки зрения их экономичности и качества заготовки после удаления окалины не пригодны для промышленного удаления окалины с широких стальных полос. Поэтому при удалении окалины с таких полос, как и раньше, ориентируются на применение кислот. Недостатки, связанные с экономичностью, и экологический фактор в этом случае также должны приниматься во внимание. Новые подходы к удалению окалины с металлических заготовок ориентируются на плазменные технологии. Подобные способы и устройства для удаления окалины с металлических заготовок с различной геометрией, например с металлической полосы или с удлиненной металлической заготовки, известны в уровне техники в различных вариантах реализации. Можно, например, назвать документыWO 2004/044257 A1, WO 2000/056949, RU 2145912 С 1. В этих описанных технологиях удаления окалины посредством плазмы обрабатываемая заготовка проходит между специальными электродами, которые располагаются в вакуумной камере. Удаление окалины осуществляется посредством плазмы, формируемой между стальной полосой и электродами, при этом формируется гладкая металлическая поверхность без остатков окалины. Плазменная технология предоставляет таким образом экономичную, сравнительно недорогую и экологичную возможность очистки стальной поверхности. Она применима для сталей обычного качества и для нержавеющих, аустенитных и ферритных сталей. Специальная предварительная обработка не требуется. При плазменном удалении окалины полоса проходит между расположенными над и под полосой электродами в вакуумной камере. Плазма располагается между электродами и поверхностью полосы, по обе стороны полосы. При этом воздействие плазмы на окалину ведет к удалению оксидов с поверхности полосы, которое связано с повышением температуры полосы, что, в свою очередь, является нежелательным. Это повышение температуры при выходе полосы из вакуумной камеры на воздух может привести к образованию на поверхности полосы слоя оксидов, что является недопустимым при последующей обработке, такой как холодная прокатка или непосредственная обработка горячекатаной полосы. В качестве улучшения в подобной ситуации после плазменного удаления окалины может быть предусмотрено охлаждение металлической полосы, что раскрыто в различных документах JP 07132316 A,JP 06279842 A, JP 06248355 A, JP 03120646 А, JP 2001140051 А и JP 05105941 А. Упомянутые в перечисленных документах концепции предусматривают мероприятия для охлаждения, которые в некоторой части связаны со значительными недостатками или являются относительно неэффективными. Так, для охлаждения применяется, например, распыление сред, что делает необходимым осуществление последующей сушки полосы. При обработке металлической полосы охлаждающим газом скорость охлаждения является очень малой, кроме того, подобная обработка неосуществима в вакууме. Другие, также предлагаемые решения не раскрывают мероприятий для обеспечения определенной температуры металлической полосы.-1 010615 Для большинства применений требуется контролируемое охлаждение металлической полосы во время или после удаления окалины, перед тем, как полоса войдет в соприкосновение с воздухом. Такое целенаправленное охлаждение не является возможным в решениях, известных в уровне техники. В основе изобретения лежит задача создания способа и соответствующего устройства для удаления окалины с металлической полосы, с которыми является возможным повысить качество получаемой полосы, и при этом предотвратить процесс окисления, без негативного влияния на структуру полосы. Решение поставленной задачи изобретения достигается в части способа за счет того, что металлическая полоса в дополнении к плазменному удалению окалины по меньшей мере в одном устройстве для плазменного удаления окалины подвергается контролируемому охлаждению в соответствующем устройстве охлаждения, при этом после устройства охлаждения достигается заданная температура металлической полосы. Предпочтительно для достижения полного удаления предусмотрено, что металлическая полоса подвергается, по меньшей мере, двукратному плазменному удалению окалины с последующим контролируемым охлаждением. Окисление подвергнутой удалению окалины металлической полосы на окружающем воздухе предотвращается за счет того, что последнее в направлении подачи контролируемое охлаждение осуществляется так, что металлическая полоса покидает последнее устройство для контролируемого охлаждения с температурой менее или равной 100 С. С другой стороны не оказывается негативного влияния на структуру металлической полосы, поскольку плазменное удаление окалины осуществляется в каждом устройстве для плазменного удаления окалины в таком режиме, что металлическая полоса после каждого устройства удаления окалины имеет температуру не более 200 С. В особенно предпочтительном варианте реализации устройства охлаждения металлической полосы предусмотрено, что охлаждение металлической полосы по меньшей мере в одном устройстве охлаждения осуществляется за счет того, что металлическая полоса с заданной скоростью обвивания приводится в контакт с охлаждающим валком. Валок, который в свою очередь является охлаждаемым, при этом отводит тепло от металлической полосы при их контакте. Для обеспечения оптимальной теплопередачи необходимо, чтобы металлическая полоса, по меньшей мере, в области возникновения контакта с охлаждающим валком поддерживалась под натяжением. Преимущественно, если металлическая полоса при каждом охлаждении, следующем за плазменным удалением окалины, охлаждается до одинаковой температуры. Предпочтительно, кроме того, если альтернативно или дополнительно температура металлической полосы при каждом охлаждении, следующем за плазменным удалением окалины, снижается на равную величину. Охлаждение металлической полосы в одном или нескольких устройствах охлаждения предпочтительно проводится при давлении, меньшем, чем давление окружающей среды, или под вакуумом. Также может быть предусмотрено, что охлаждение металлической полосы в последнем по направлению перемещения устройстве охлаждения осуществляется в присутствии защитного газа, в частности азота. Устройство для удаления окалины с металлической полосы содержит по меньшей мере одно устройство для плазменного удаления окалины, через которое металлическая полоса проходит в направлении транспортировки. Согласно изобретению устройство характеризуется тем, что предусмотрено по меньшей мере одно расположенное в направлении транспортировки за устройством для плазменного удаления окалины устройство для охлаждения, обеспечивающее контролируемое охлаждение металлической полосы до заданной температуры. Предпочтительно, если в направлении транспортировки металлической полосы в конце или за каждым устройством для охлаждения предусмотрен датчик температуры, соединенный с устройством регулирования, которое обеспечивает влияние на процесс охлаждения, например, посредством изменения охлаждающей мощности устройства для охлаждения и/или путем снижения скорости транспортировки металлической полосы. Предпочтительно предусмотрены два устройства для плазменного удаления окалины, за которыми предусмотрено устройство охлаждения. В особенно предпочтительном варианте устройство для охлаждения содержит по меньшей мере три охлаждающих валка, которые расположены по отношению друг к другу таким образом, что возможно влияние на скорость обвивания металлической полосой поверхности валков. За счет изменения скорости обвивания можно влиять на мощность охлаждения, которая подводиться к металлической полосе, т.е. на то, как сильно осуществляется охлаждение в устройстве для охлаждения металлической полосы. Предпочтительно при этом, если предусмотрены средства перемещения, обеспечивающие перемещение по меньшей мере одного охлаждающего валка по отношению к другому охлаждающему валку перпендикулярно оси вращения валков. Охлаждающие валки предпочтительно являются охлаждаемыми жидкой средой, в частности водой. Далее могут быть предусмотрены средства для создания натяжения металлической полосы, по меньшей мере, в области устройств охлаждения. За счет этого обеспечивается хорошее прилегание металлической полосы к охлаждающим валкам.-2 010615 Согласно одному варианту конструкции установки в линию расположены по меньшей мере два устройства плазменного удаления окалины и по меньшей мере два устройства охлаждения. Альтернативой к этому является установка, которая обеспечивает экономию места, при расположении устройства для плазменного удаления окалины так, что металлическая полоса в нем проходит вертикально вверх(или вниз), при этом последующее устройство плазменного удаления окалины расположено так, что металлическая полоса в нем проходит вертикально вниз (или вверх), при этом между упомянутыми устройствами плазменного удаления окалины предусмотрено устройство охлаждения. Хорошее охлаждающее действие охлаждающих валков достигается тогда, когда на их внешней поверхности предусмотрено покрытие из стойкого к износу и обладающего высокой теплопроводностью материла, в частности твердое хромирование или керамика. Описанные технологии по сравнению с травлением обеспечивают преимущества в части экологичности, расходе энергии и качестве. Далее, инвестиционные затраты для таких установок значительно ниже, чем для соответствующих установок удаления окалины и/или очистки. Особенно предпочтительно, что металлическая полоса после удаления окалины имеет очень качественную и не окисленную поверхность, так что последующие операции также осуществляются с высоким качеством получаемого изделия. В изобретении надежно достигается, что металлическая полоса во время или после удаления окалины контролируемо охлаждается до температуры, которая лежит ниже температуры, при которой происходит окисление на воздухе или возникают цвета побежалости на поверхности полосы. При способе удаления окалины с металлической полосы, в частности горячекатаной полосы из стали обычного качества, при котором металлическая полоса в направлении транспортировки проходит через по меньшей мере одно устройство для плазменного удаления окалины, может быть предусмотрено,что непосредственно или опосредованно за плазменным удалением окалины осуществляется покрытие металлической полосы жидким металлом, в частности горячее оцинкование металлической полосы. Предпочтительным образом энергия, вводимая в металлическую полосу при плазменном удалении окалины, может быть использована для предварительного нагрева металлической полосы перед нанесением покрытия. Металлическая полоса в этом случае предпочтительно подвергается плазменному удалению окалины и последующему нанесению покрытия, в частности горячему оцинкованию, в одной объединенной установке. При этом предпочтительно, что предварительно нагретую металлическую полосу после плазменного удаления окалины без доступа воздуха проводят через защитную атмосферу необходимой для нанесения покрытия проходной печи, в которой полоса нагревается до температуры, необходимой для нанесения покрытия. При этом нагрев полосы после плазменного удаления окалины может осуществляться индуктивно, например, способом "Heat-to-Coat". При этом полоса, в частности подвергаемая оцинкованию полоса, в восстановительной атмосфере очень быстро нагревается до 440-520 С, в частности по меньшей мере до 460 С, перед поступлением в ванну материала покрытия. Следующее за плазменным удалением окалины нанесение покрытия может осуществляться непрерывным способом с отклоняющими роликами в ванне материала покрытия или вертикальным способом(непрерывная вертикальная линия гальванизации CVGL), при котором материал покрытия удерживается в ванне посредством электромагнитного затвора. Металлическая полоса при этом на короткое время погружается в ванну материала покрытия. Установка для плазменного удаления окалины может быть объединена с проходной печью для горячего оцинкования для горячекатаной полосы, при этом на выходной стороне установки для плазменного удаления окалины может находиться вакуумный шлюз, а на входной стороне проходной печи - печной шлюз, известной конструкции, которые герметично соединены друг с другом. Упомянутое соединение установки для плазменного удаления окалины и установки нанесения покрытия имеет то преимущество, что горячекатаная стальная полоса перед горячим оцинкованием полностью свободна от оксидов для нанесения хорошо присоединяемого слоя цинкового покрытия. Кроме того, полоса нагревается до температуры, которая, в зависимости от скорости нагрева, лежит в интервале от 460 до 650 С. При этом нагревание полосы в процессе плазменного удаления окалины может рассматриваться как предварительное нагревание полосы перед входом в проходную печь, при этом достигается экономия энергии и снижение размеров печи. На чертежах далее показаны примеры реализации настоящего изобретения: фиг. 1 - схематично, устройство для удаления окалины с металлической полосы на виде сбоку согласно первому варианту реализации,фиг. 2 - аналогичное фиг. 1 изображение второго варианта реализации устройства,фиг. 3 - схематично, три охлаждающих валка устройства для охлаждения при низкой мощности охлаждения,фиг. 4 - аналогичное фиг. 3 изображение при высокой мощности охлаждения в устройстве для охлаждения,фиг. 5 - схематично, устройство для удаления окалины и последующего горячего оцинкования ме-3 010615 таллической полосы, на виде сбоку. На фиг. 1 показано устройство для удаления окалины со стальной полосы 1, при этом данная установка выполнена горизонтальной. Стальная полоса 1, разматываемая на моталке 19, подвергается правке в машине 20 правки с изгибом и растяжением с соответствующими S-образными роликовыми секциями 21 и 22, так что обеспечивается максимально возможная плоскостность металлической полосы 1 перед тем, как полоса с высоким натяжением проходит через рабочие части установки. Через множество вакуумных шлюзов 23 полоса 1 входит в первое устройство 2 плазменного удаления окалины, причем вакуум, необходимый для плазменного удаления окалины, создается и поддерживается соответствующими вакуумными насосами. В устройстве 2 плазменного удаления окалины предусмотрены электроды 24, расположенные по обеим сторонам от полосы 1, и которые создают необходимую для удаления окалины плазму. Вследствие воздействия плазмы поверхность полосы на обеих сторонах нагревается, что может вести к нагреву полосы по всему сечению до температуры максимум 200 С в конце устройства 2 плазменного удаления окалины. Величина нагрева полосы по всему сечению при одинаковой энергии плазмы зависит в основном от скорости v транспортировки металлической полосы 1 и толщины полосы, при этом увеличение скорости полосы v и толщины ведет к уменьшению нагрева. Из устройства 2 плазменного удаления окалины полоса 1, которая еще не полностью очищена от окалины, проходит в устройство 4 охлаждения, снабженное охлаждающими валками 6, 7, 8 и герметично соединенное с устройством 2 плазменного удаления окалины, при этом в устройстве охлаждения поддерживается такой же вакуум, как и в устройстве 2 плазменного удаления окалины. Полоса 1 проходит вокруг охлаждающих валков 6, 7, 8, поверхность которых изнутри охлаждается водой, при этом тепло отводится через контур охлаждения. Значительная величина натяжения полосы ведет к тому, что полоса 1, обвивающая валки 6, 7, 8, хорошо прилегает к последним для обеспечения максимально возможного отвода тепла. Охлаждающие валки 6, 7, 8 обвиваются металлической полосой 1 попеременно сверху и снизу. Может быть предусмотрено преимущественно от трех до семи охлаждающих валков. Охлаждающая вода для охлаждения охлаждающих валков подводится и отводится непрерывно через подвижные соединения. В варианте, показанном на фиг. 1, в устройстве 4 охлаждения предусмотрены три охлаждающих валка 6, 7, 8, которые могут по отдельности приводиться в движение. В зависимости от необходимой мощности и от максимальной скорости v полосы в установке целесообразно могут использоваться больше охлаждающих валков. На стороне входа и на стороне выхода устройства 4 охлаждения предусмотрены датчики 12 температуры для непрерывного измерения температуры металлической полосы 1. За счет установки одного или нескольких охлаждающих валков 6, 7, 8 (см., например, фиг. 3 и 4) регулируется воздействующая на металлическую полосу 1 мощность охлаждения устройства 4 охлаждения. На конце устройства 4 охлаждения максимальная температура полосы должна составлять примерно 100 С. От устройства 4 охлаждения полоса 1 поступает во второе устройство 3 плазменного удаления окалины, которое герметично соединено с устройством 4 охлаждения, и в котором посредством вакуумных насосов поддерживается такой же вакуум, как и первом устройстве 2 плазменного удаления окалины. Во втором устройстве 3 плазменного удаления окалины, которое выполнено схожим с первым устройством,осуществляется полное удаление окалины с металлической полосы 1, подвергнутой частичному удалению окалины в первом устройстве 2 плазменного удаления окалины. При этом металлическая полоса 1,как и ранее в устройстве 2 плазменного удаления окалины, нагревается до конечной температуры, которая в зависимости от скорости v полосы и от сечения полосы на примерно 100-200 С превышает температуру на входе во второе устройство 3 плазменного удаления окалины. Оттуда полоса 1 через герметичный шлюз 25 поступает в заполненное защитным газом (например,азотом) второе устройство 5 охлаждения, которое, как и первое устройство 4 охлаждения, снабжено охлаждающими валками 9, 10, 11. Предпочтительно, если отдельные устройства 2, 3 плазменного удаления окалины или дальнейшие такие устройства выполнены одинаковой длины. Количество охлаждающих валков 6, 7, 8, 9, 10, 11 определяется мощностью установки. В устройстве 5 охлаждения полоса 1 охлаждается охлаждающими валками 9, 10, 11 до конечной температуры, которая не превышает 100 С. Как и в первом устройстве 4 охлаждения, на входе и выходе устройства 5 охлаждения предусмотрены датчики 13 температуры для измерения температуры полосы. На конце устройства 5 охлаждения расположен следующий герметичный шлюз 26, который препятствует поступлению воздуха в устройство 5 охлаждения. За счет этого мероприятия обеспечивается то, что полоса 1 с температурой максимально 100 С выходит из рабочего участка линии, и гладкая поверхность полосы не подвергается окислению кислородом воздуха. После рабочего участка установки предусмотрена состоящая из двух или трех роликов тянущая роликовая секция 18, которая совместно с S-образной роликовой секцией 22 обеспечивает необходимое натяжение полосы и ее поддержание. Обозначенные позициями 17 и 18 элементы являются средствами для создания растягивающего усилия в полосе 1. Создаваемое растягивающее усилие в полосе 1 служит для обеспечения хорошего прилегания полосы 1 к охлаждающим валкам 6, 7, 8, 9, 10, 11. После этого-4 010615 полоса 1 проходит через требуемые последующие устройства, например накопитель полосы и автоматические ножницы, к моталке 27 (как показано) или к дальнейшим присоединенным устройствам, например, прокатному стану тандем. В зависимости от рассчитанной необходимой мощности охлаждения предложенная установка для плазменного удаления окалины может содержать одно или более устройств 2, 3 плазменного удаления окалины с присоединенными к ним устройствами 4, 5 охлаждения. Вариант исполнения по фиг. 1 предусматривает два таких блока. В случае применения только одного устройства 4 охлаждения, оно выполняется по аналогии с описанным устройством 5 охлаждения с соответствующими ему шлюзами 25, 26. Фиг. 2 показывает альтернативный вариант выполнения установки для удаления окалины со стальной полосы 1, в которой устройства 2, 3 плазменного удаления окалины выполнены перпендикулярно(вертикально). Все операции в данной установке аналогичны операциям, описанным на фиг. 1. Вертикальное расположение при определенных условиях и вследствие меньшей строительной длины может быть предпочтительнее, чем горизонтальное расположение. На фиг. 3 и 4 видно, как вертикальное перемещение охлаждающего валка 7 (см. двойную стрелку),который расположен между обоими охлаждающими валками 6 и 8, может изменять уголобвивания металлической полосой 1 валков 6, 7, 8 (показано для угла обвивания вокруг валка 7), при этом изменяется также тепловой поток, передаваемый от металлической полосы 1 на охлаждающие валки 6, 7, 8. Вертикальное перемещение среднего охлаждающего валка 7 достигается за счет средства 16 перемещения, которое изображено схематически и в данном случае является цилиндропоршневой системой. При измерении температуры полосы показанными сверху на конце устройств 4, 5 охлаждения датчиками 12, 13 температуры показанное на фиг. 1 схематично устройство 14, 15 регулирования может оказывать влияние на мощность охлаждения устройств 4, 5 охлаждения, так что устанавливается желательная температура полосы 1 на выходе. При слишком высокой измеренной температуре за счет управления средством 16 перемещения может устанавливаться более высокий уголобвивания, так что полоса 1 лучше охлаждается. В принципе, скорость v транспортировки полосы через установку может быть снижена или повышена для повышения или снижения мощности охлаждения. Подразумевается, что имеется согласование между устройствами 14 и 15 регулирования. На фиг. 5 изображено решение, при котором вводимое в металлическую полосу при плазменном удалении окалины тепло используется для того, чтобы непосредственно за устройством удаления окалины наносить на полосу металла покрытия. Фиг. 5 показывает часть процесса в объединенной линии из установки плазменного удаления окалины и горячего оцинкования горячекатаной стальной полосы. Полоса 1 после правки с растяжением в машине 20 для правки с изгибом и растяжением (блок правки с растяжением) через вакуумный шлюз 23 проходит в устройство 2 плазменного удаления окалины, где осуществляется удаление окалины и, при этом, в зависимости от скорости полосы и от ее толщины, нагрев до примерно 200-300 С. Затем полоса 1 через вакуумный шлюз 25 и через соединенный с ним входной печной шлюз 29 проступает в проходную печь 28. На входе печи 28 расположена пара 30 тянущих роликов (горячее натяжение), которое обеспечивает необходимое натяжение полосы в устройстве 2 плазменного удаления окалины. После пары 30 тянущих роликов температура полосы измеряется датчиком 12 температуры, за счет чего далее регулируется необходимый нагрев в проходной печи 28. От места расположения датчика 12 полоса проходит через проходную печь 8 индуктивного нагрева, в которой она методом Heat-to-Coat (нагрев перед нанесением покрытия) быстро нагревается примерно до 460 С. Затем полоса проходит через рукав 31 в емкость 32 нанесения покрытия, где осуществляется горячее оцинкование. Посредством сдувающих сопел 34 регулируется толщина слоя покрытия. На следующем затем участке 35 воздушного охлаждения металлическая полоса 1 охлаждается и затем подается на последующие этапы обработки,например, на дрессировку, правку с растяжением или хромирование. Список использованных обозначений 1 - металлическая полоса; 2 - устройство плазменного удаления окалины; 3 - устройство охлаждения; 5 - устройство охлаждения; 6 - охлаждающий валок; 7 - охлаждающий валок; 8 - охлаждающий валок; 9 - охлаждающий валок; 10 - охлаждающий валок; 11 - охлаждающий валок; 12 - датчик температуры; 13 - датчик температуры; 14 - устройство регулирования;-5 010615 15 - устройство регулирования; 16 - средство перемещения; 17 - средство создания тянущего усилия; 18 - средство создания тянущего усилия; 19 - моталка; 20 - машина для правки с изгибом и растяжением; 21 - S-образная роликовая секция; 22 - S-образная роликовая секция; 23 - вакуумный шлюз; 24 - электроды; 25 - шлюз; 26 - шлюз; 27 - моталка; 28 - проходная печь; 29 - входной печной шлюз; 30 - тянущая роликовая пара; 31 - рукав; 32 - емкость нанесения покрытия; 33 - отклоняющий ролик; 34 - сдувающие сопла; 35 - участок воздушного охлаждения;v - скорость транспортировки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления окалины с металлической полосы (1), в частности с горячекатаной полосы из стали обычного качества или с горячекатаной или холоднокатаной полосы из аустенитной или ферритной нержавеющей стали, при котором металлическую полосу (1) в направлении (R) транспортировки пропускают через по меньшей мере одно устройство (2, 3) плазменного удаления окалины, в котором осуществляется удаление окалины посредством плазмы, при этом металлическая полоса (1) после плазменного удаления окалины по меньшей мере в одном устройстве (2, 3) плазменного удаления окалины подвергается контролируемому охлаждению в устройстве (4, 5) охлаждения, при этом после устройства(4, 5) охлаждения достигается заданная температура металлической полосы, отличающийся тем, что охлаждение металлической полосы (1 е) по меньшей мере в одном устройстве (4, 5) охлаждения осуществляют тем, что металлическая полоса (1) приводится в контакт с охлаждающими валками (6, 7, 8, 9, 10,11) при заранее заданном углеобвивания. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) подвергают, по меньшей мере,двукратному плазменному удалению окалины с соответствующим последующим контролируемым охлаждением. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что последнее в направлении (R) транспортировки охлаждение осуществляют так, что металлическая полоса (1) покидает последнее в направлении (R) транспортировки устройство (5) охлаждения с температурой менее или равной 100 С. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что плазменное удаление окалины осуществляют в каждом устройстве (2, 3) плазменного удаления окалины в таком режиме, что металлическая полоса после каждого устройства (2, 3) удаления окалины имеет температуру не более 200 С. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что металлическую полосу (1), по меньшей мере, в области возникновения контакта с охлаждающим валком (6, 7, 8, 9, 10, 11) поддерживают под натяжением. 6. Способ по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) при каждом охлаждении, следующем за плазменным удалением окалины, охлаждают, по существу, до одинаковой температуры. 7. Способ по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что температуру металлической полосы (1) при каждом охлаждении, следующем за плазменным удалением окалины, снижают, по меньшей мере, по существу, на одинаковую величину. 8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что охлаждение металлической полосы (1) в одном или нескольких устройствах (4, 5) охлаждения проводят при давлении, меньшем, чем давление окружающей среды, в частности под вакуумом. 9. Способ по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что охлаждение металлической полосы (1) в последнем по направлению (R) перемещения устройстве (5) охлаждения осуществляют в присутствии защитного газа, в частности азота.-6 010615 10. Устройство удаления окалины с металлической полосы (1), в частности с горячекатаной полосы из стали обычного качества или с горячекатаной или холоднокатаной полосы из аустенитной или ферритной нержавеющей стали, содержащее по меньшей мере одно устройство (2, 3) плазменного удаления окалины, через которое металлическая полоса (1) проходит в направлении (R) транспортировки, при этом предусмотрено по меньшей мере одно устройство (4, 5) охлаждения, расположенное в направлении(R) транспортировки за устройством (2, 3) плазменного удаления окалины, обеспечивающее контролируемое охлаждение металлической полосы (1) до заданной температуры, в частности, при осуществлении способа по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что одно из устройств (4, 5) охлаждения содержит по меньшей мере три охлаждающих валка (6, 7, 8, 9, 10, 11), которые расположены по отношению друг к другу таким образом и с возможностью такого перемещения, что имеется возможность изменения угла обвивания металлической полосой (1) поверхности валков. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что в направлении (R) транспортировки металлической полосы (1) в конце или за каждым устройством (4, 5) охлаждения предусмотрен, по меньшей мере, датчик (12, 13) температуры, соединенный с устройством (14, 15) регулирования, которое обеспечивает влияние на устройство (4, 5) охлаждения посредством изменения охлаждающей мощности и/или путем снижения скорости (v) транспортировки металлической полосы (1). 12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что предусмотрены по меньшей мере два устройства (2, 3) плазменного удаления окалины, к которым присоединены соответствующие устройства (4,5) охлаждения. 13. Устройство по любому из пп.10-12, отличающееся тем, что предусмотрено средство (16) перемещения, обеспечивающее перемещение по меньшей мере одного охлаждающего валка (6, 7, 8, 9, 10, 11) по отношению к другому охлаждающему валку (6, 7, 8, 9, 10, 11) перпендикулярно оси вращения валков(6, 7, 8, 9, 10, 11). 14. Устройство по любому из пп.10-13, отличающееся тем, что охлаждающие валки (6, 7, 8, 9, 10,11) являются охлаждаемыми жидкой средой, в частности водой. 15. Устройство по любому из пп.10-14, отличающееся тем, что предусмотрены средства (17, 18) создания натяжения металлической полосы (1), по меньшей мере, в области устройств (4, 5) охлаждения. 16. Устройство по любому из пп.10-15, отличающееся тем, что в линию расположены по меньшей мере два устройства (2, 3) плазменного удаления окалины и по меньшей мере два устройства (4, 5) охлаждения. 17. Устройство по любому из пп.10-16, отличающееся тем, что устройство (2) плазменного удаления окалины расположено так, что металлическая полоса (1) в нем проходит вертикально вверх или вниз,при этом последующее устройство (3) плазменного удаления окалины расположено так, что металлическая полоса (1) в нем проходит вертикально вниз или вверх, при этом между упомянутыми устройствами(2, 3) плазменного удаления окалины предусмотрено устройство (4) охлаждения. 18. Устройство по любому из пп.10-17, отличающееся тем, что на внешней поверхности охлаждающих валков (6, 7, 8, 9, 10, 11) по меньшей мере одного устройства (4, 5) предусмотрено покрытие из стойкого к износу и обладающего высокой теплопроводностью материла, в частности твердое хромирование или керамика. 19. Способ удаления окалины с металлической полосы (1), в частности с горячекатаной полосы из стали обычного качества, при котором металлическую полосу (1) в направлении (R) транспортировки пропускают через по меньшей мере одно устройство (2, 3) плазменного удаления окалины, причем непосредственно или опосредованно за плазменным удалением окалины осуществляется покрытие металлической полосы (1) жидким металлом, в частности горячее оцинкование металлической полосы (1), отличающийся тем, что металлическое покрытие на металлическую полосу (1) наносят в вертикальной линии гальванизации, при этом материал покрытия удерживают в емкости (32) нанесения покрытия посредством электромагнитного затвора. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) в одной объединенной установке подвергают плазменному удалению окалины и последующему нанесению покрытия, в частности горячему оцинкованию. 21. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что после плазменного удаления окалины предварительно нагретую металлическую полосу (1) без доступа воздуха в атмосфере защитного газа направляют в проходную печь (28) перед нанесением покрытия. 22. Способ по п.21, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) в проходной печи (28) нагревают до температуры, необходимой для нанесения покрытия. 23. Способ по п.21 или 22, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) в проходной печи (28) нагревают индуктивно. 24. Способ по любому из пп.21-23, отличающийся тем, что металлическую полосу (1) в проходной печи (28) нагревают до 440-520 С, в частности по меньшей мере до 460 С, перед подачей в емкость (32) нанесения покрытия.
МПК / Метки
МПК: C23C 2/02, B21B 45/06, B08B 7/00
Метки: металлической, устройство, полосы, окалины, удаления, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/10-10615-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-udaleniya-okaliny-s-metallicheskojj-polosy.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для удаления окалины с металлической полосы</a>
Предыдущий патент: Обработка водной смеси, содержащей оксид алкилена, с помощью ионообменной смолы
Следующий патент: Тестоделительная головка
Случайный патент: Химически индуцируемое усиление образования трещин в подземных каменноугольных отложениях