Автоматизация и механизация в волочильных цехах.

08

мая

Новости
Автоматизация и механизация в волочильных цехах.


В проволочном производстве стремятся выполнить технологические операции в одном общем непрерывном потоке. При производстве калиброванного металла имеются специальные станы комбинированного типа, в которых совмещаются операции калибровки, отделки и т. д. Чаще всего комбинируют (совмещают) операции термической обработки и подготовки поверхности металла к волочению. Иногда к ним присоединяют и нанесение металлопокрытия. Существуют установки, объединяющие весь цикл операций в один непрерывный поток.

Обработку проволоки агрегатами-комбайнами проводят обычно при перемотке ее с катушек (мотков) приемными устройствами — в нитку; при этом проволока, проходя установки и приспособления комбайна, подвергается последовательно предусмотренным технологией операциям. Такой способ производства способствует получению более однородных свойств проволоки, чем обработка ее в мотках, так как в последнем случае трудно обеспечить одинаковые условия прогрева и равномерного доступа к виткам мотка травильного раствора и подсмазочного слоя.

Автоматизация и механизация в волочильных цехах.Рис. 1. Поточная автоматическая линия для обработки и волочения канатной проволоки диаметром 1,2—1,6 мм

По схеме, показанной на рис. 1, перерабатывают катанку в канатную проволоку диаметром 1,2—1,6 мм. С размоточного устройства 1 катанка попадает в окалиноломатель 2, а затем через ванны травления 3, промывки 4, нанесения подсмазочного слоя (извести, буры, стекла) 5 и сушила 6 подается на машину 7 многократного волочения. Протянутая на машине проволока поступает в накопитель 8, с которого падает на транспортер 9, а оттуда — при помощи кантователей 10 передается на размоточное устройство 11 патентировочной линии. Проволока подвергается патентированию-нагреву в ванне 12 и охлаждению в ванне 13 с расплавом селитры (свинца). После этого проволоку промывают в ванне 14 и травят в ванне 15, сливают остатки кислоты в ванне 16, наносят нижний подсмазочный слой в ванне 17, верхний подсмазочный слой в ванне 18 и сушат в сушилке 19. Затем проволоку при помощи накопителей 20 подают на машины 21 многократного волочения. После протяжки проволоку готового размера на шпулях передают в канатный цех.

Автоматизация и механизация в волочильных цехах.Рис. 2. Поточная автоматическая линия для обработки и волочения стальной проволоки с линейным и спиральным перемещением

Схема поточной линии для волочения и обработки стальной проволоки, предложенная Гипрометизом, показана на рис. 2. Катанка, концы бунтов которой приварены один к другому, поступает с разматывающего устройства 1 через автоматический выключатель 2 в окалиноломатель 3, затем при помощи спиралеобразователя 4 свертывается в витки на горизонтальном барабане 5 и проходит химическую обработку в блоке, состоящем из ванны травления, промывки и ванны с раствором буры, жидкого стекла или извести, после чего поступает в сушильный шкаф 6. Отсюда проволока поступает в волочильную машину 7 и затем в спиралеобразователь 8. После этого проволока поступает в нагревательную печь 9, проходит через ванну для охлаждения 10, охладитель 11 и направляется в блок травильных баков 12, в сушильный шкаф 13 и на волочение (на схеме машина для волочения не показана).

На этой поточной линии предусмотрено применение линейного и спирального перемещения проволоки без вращения ее вокруг оси при неподвижном положении размоточнонамоточных устройств. Это позволяет приваривать концы мотков проволоки без остановки механизма. Время отдельных процессов обработки регулируется при помощи спиралеобразователя и рабочих валков. Диски связаны с валом спиралеобразователя и обеспечивают при синхронном вращении поступательное равномерное перемещение витков спирали по ходу процесса.


Комплексная механизация процессов волочения связана с решением следующих основных вопросов: доставка основных и вспомогательных материалов и механизация транспортировки готовой проволоки; механизация по обслуживанию волочильных станов, увязки и упаковки проволоки; приготовление технологической смазки.

Вопросы доставки сырья и материалов и транспортировки готовой продукции наиболее эффективно решаются при наличии конвейерных устройств, работающих во взаимодействии с мостовыми электрическими кранами грузоподъемностью 30—50 кН, управляемыми кран-балками грузоподъемностью 10—20 кН, электрокарами, троллейкарами и автопогрузчиками. Такие операции, как наброска мотков на фигурки, съем готовой проволоки с барабана или катушек и т. д., проводятся индивидуальными или групповыми грузоподъемными механизмами. Из этих операций по съему мотков наиболее трудоемка и наименее механизирована увязка мотков; она остается чисто ручной. Частично это решается применением контейнеров для укладки проволоки сразу же после волочения. По условиям поставки на некоторые сорта проволоки каждый моток должен быть представлен потребителю в упакованном виде, т. е. обернут тарной тканью, мешковиной, пергаментом или другим оберточным материалом. Эту трудоемкую операцию можно полностью механизировать, применив упаковочный станок.

При намотке проволоки на катушки и мотки большой емкости представляется возможным механизировать процессы съема мотка с волочильного стана.

Волочение проволоки и прутков. Основой повышения производительности волочильных машин является увеличение скорости волочения и сокращение неизбежных остановок в процессе работы. Скорость волочения определяется конструкцией волочильных машин и зависит от качества подготовительных (к волочению) операций, стойкости волок и усилий охлаждения барабанов и волок. Кроме того, при высоких скоростях волочения необходимы гибкость, быстрота и надежность управления машиной. Все это может быть осуществлено автоматизацией органов управления. Особенно важна автоматизация управления при многостаночной работе, когда внимание рабочего рассредоточено и ему трудно контролировать все обслуживаемые машины. Поэтому у современных волочильных станов обычно автоматизирована работа ряда узлов. Так, предусмотрена регулировка скоростей промежуточных барабанов, остановка машины при запутывании или обрыве проволоки, остановка машины при окончании намотки проволоки на заданную длину, контроль скоростей волочения по показанию их на чистовом барабане, включение системы охлаждения барабанов при пуске и т. д. В настоящее время разрабатывают и внедряют устройства по автоматическому бесконтактному контролю размеров протягиваемой проволоки без остановки машин.

В последние годы автоматизация начинает проникать в область регулирования температуры проволоки и волок при волочении, контроля технологических параметров волочения и качества протягиваемого металла. Регулируемые параметры обеспечивают оптимальный режим и стабильность процессов волочения в течение всего цикла обработки.

Активный контроль не только регистрирует возникновение отклонений в технологических процессах, но и влияет на ход процесса, направляя его в нужную сторону, либо останавливая его, не допуская возникновения брака. При настройке на определенные параметры волочения и эксплуатации станы обычно оснащают механическими, электрическими и мерительными приборами, контролирующими основные технологические режимы: скорость и силу волочения, потребляемую станом мощность, диаметр и длину протягиваемой проволоки, температурный режим и т. д. Тахометрами определяют скорость волочения; устанавливаются они обычно только на чистовом барабане. Контроль скорости облегчает процесс настройки стана, особенно при бесступенчатом регулировании скорости волочения.

Определение силы волочения осуществляют с месдозами с индукционными или проволочными датчиками. Месдозы обычно помещают на специальных планках между волокодержателями и передними стенками мыльниц. Под действием силы волочения происходит деформация планки с датчиками, которая пропорциональна приложенной нагрузке. Изменение сопротивления датчика характеризует величину силы волочения. Косвенным показателем силы волочения служит потребляемая мощность привода стана. Она может быть легко определена на любом барабане с помощью электрических приборов.

Известно, что получение проволоки с высокой равномерностью механических свойств возможно при постоянстве температурного режима, а также суммарных и частных обжатий в течение всего цикла волочения. Поддержание температуры проволоки и волок в определенных пределах в течение процесса волочения осуществляется с помощью термостатов, которые автоматически регулируют интенсивность подачи охлаждающей среды в зависимости от фактической температуры проволоки и волок. Заданный тепловой режим сохраняется на протяжении всего процесса волочения, за исключением периодов пуска и разгона стана.

Для непрерывного определения скрытых дефектов в проволоке в процессе волочения разработаны бесконтактные приборы, основанные на действии вихревых токов. Контролируемая проволока или прутки проходят через небольшую катушку, которая образует переменное магнитное поле, порождающее в металле вихревые токи. Пустоты и трещины в нем вызывают изменения величины и направления вихревых токов, а следовательно, и изменения сопротивления катушки, которое измеряется и служит оценкой качества проволоки или прутков.

Повышение скорости волочения нецелесообразно, если не сведены к минимуму остановки стана. При приваривании концов задаваемой на волочение проволоки и непрерывном съеме остановка машины необходима лишь для смены изношенных волок и устранения обрывов. В связи с этим волочильные машины оснащают сварочными аппаратами и размоточными приспособлениями, позволяющими проводить сварку без остановки машины, а также соответствующими приемными устройствами.

Для уменьшения износа волок необходимы высокое качество их изготовления, благоприятные условия смазки и исправность волочильных машин. Сама по себе непрерывность работы машин уже уменьшает износ волок благодаря более стабильным условиям смазки в процессе протяжки и повышению стойкости различных узлов машины.

Обрывы проволоки в процессе волочения могут происходить по разным причинам. Многое зависит от качества катанки, термической обработки, травления, сварки и других причин. Контроль сырья, режимы технологических операций и проверка их соблюдения должны гарантировать нормальное прохождение процесса волочения без обрывов проволоки.

Термическая обработка. Успешно решена задача автоматического поддержания заданных температурных режимов в электрических печах и в печах, обогреваемых мазутом и газом. Тепловые режимы в электрических печах регулируют с помощью потенциометров и мостов. Принцип действия потенциометра заключается в уравновешивании э. д. с. термопары эталонной э. д. с. вспомогательного источника тока. У моста уравновешивается калиброванное сопротивление. Чаще используют потенциометры. На термических печах устанавливают потенциометры ЭПД-120, ЭПП-120, ЭПТ-120, ЭПП-15М и др. Датчиком (элементом, дающим импульс) являются термопары, например хромель-алюмелевые, хромель-копелевые и др. Вводят программирование термических процессов, заключающееся в автоматическом регулировании режимов обработки во времени по заданной программе. Создают приборы для контроля структуры металла непосредственно на термических агрегатах в потоке. Введение защитных атмосфер при термической обработке и контроль давления газов и воздуха позволяют создавать экономичные процессы обработки. Механизация набора садок, загрузки непрерывных печей и других операций значительно облегчает труд термистов.

Операции подготовки металла к волочению также подвергают автоматизации и программированию. Автоматическое регулирование температуры растворов может осуществляться ртутными контактными термометрами типа ТК с постоянными и регулируемыми контактами. Наиболее совершенной является конструкция контактных термометров с магнитным регулированием. Заданную температуру в них устанавливают винтовой подачей подвижного контакта с помощью вспомогательного магнита. Применяются также манометрические термометры (сигнализирующие и электроконтактные), позволяющие регулировать температуру с точностью до 2,5 °С. Для автоматического регулирования температуры ванн может быть применен автоматический регулятор прямого действия типа РИД, регулирующий клапан прямого действия типа ПРК-1, электропневматический клапан, дилатометрические терморегуляторы и др. Внедряют автоматические указатели концентрации, с помощью которых регистрируют состав травильных растворов; эти указатели и специальные программирующие приборы позволяют регулировать во времени по установленному графику температуру раствора по мере его выработки.

Автоматизация и механизация в волочильных цехах.Рис. 3. Расположение измерительных устройств в травильной ванне

Аппаратура для регулирования концентрации травильного раствора показана на рис. 3. По мере необходимости в травильную ванну автоматически добавляют концентрированный и разбавленный раствор 2 кислоты до получения нормальной концентрации. Стальная проволока 3 проходит через ванну. На входе и выходе ванны установлены ролики 4. В ванне имеется паропровод (на рисунке не показан). Разбавленный раствор кислоты поступает по трубе 5 через вентиль 6, который связан с прибором-датчиком 7, определяющим изменение плотности раствора.

Травильный раствор требуемой концентрации подготавливают заранее, но в процессе работы для сохранения нужной концентрации необходимо добавить некоторое количество раствора кислоты через трубу 8. Электрический датчик 9 подключен к плечу моста Уитстона и связан с вентилем 10 через самопишущий регулирующий прибор. Система датчик—самопишущий регулирующий прибор может быть отрегулирована на любую заданную концентрацию ванны. В соответствии с регулировкой пневматический привод 11 вентиля будет включаться или отключаться.

Два датчика 12 барботирующего типа, установленные в ванне, указывают на изменение плотности травильного раствора. Для уменьшения давления воздуха в системе применена редукционная камера 13. Датчики связаны с пневматическим приводом вентиля через самопишущий регулирующий прибор. Когда плотность кислоты достигает заранее установленного максимума, разбавленная кислота подается в ванну, и по достижении определенного минимума вентиль автоматически закрывается.

Особенно выгодно проводить все операции подготовки к волочению в нитку на непрерывных агрегатах путем использования электролитических методов.

Автоматизация также освобождает рабочих от многократных повторений одних и тех же операций.





Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.