Оборудование участка горячего цинкования

Механическое, газовое оборудование и технологические системы данного участка реализуют центральные технологические операции по нанесению цинкового расплава на полосу и контроль качества. Общий вид участка со стороны выхода полосы в башенный охладитель показан на рис. 1.16.

Полоса по наклонному желобу перемещается в ванну цинкования и при помощи погружного ролика меняет направление движения на вертикальное (рис. 2.48). Передний и задний стабилизирующие ролики обеспечивают стабильность прохождения полосы относительно вертикальной оси на выходе полосы из ванны и при прохождении между газовыми ножами. Положение переднего стабилизирующего ролика регулируется при помощи приводимых от электродвигателя исполнительных механизмов. Пара газовых ножей равномерно распределяет расплавленный цинк по поверхности полосы точно направленным потоком азота, обеспечивая получение равномерного покрытия заданной толщины, при этом толщиномер для измерения толщины покрытия отслеживает толщину покрытия на верхней и нижней поверхности полосы.

Ванна цинкования выполнена с огнеупорной футеровкой, ее производительность составляет более 6500 кг/час по расплавленному цинку с максимальным выносом цинка из ванны ~ 6000 кг/час. Размеры ванны: длина 4, 1 м, ширина 3, 2 м, глубина 2, 1 м, объем 27, 55 м³, масса цинкового расплава достигает 180 т.

Стационарная индукционная ванна для цинкования (рис. 2.49) состоит из следующих составных частей:

1). Сборный сварной корпус со следующими элементами:

- фланцы для крепления канальных индукторов;

- боковые плиты для крепления индукторов;

- донные плиты для крепления индукторов;

- ребра жесткости и распорки, обеспечивающие жесткость конструкции

2). Три канальных индуктора с двойной обмоткой и воздушным охлаждением мощностью 300 кВт каждый.

3). Шесть нагнетательных вентиляторов с приводом от электродвигателей для охлаждения индукторов.

4). Две термопары для измерения температуры ванны цинкования.

Рис. 2.48. Схема движения полосы в ванне цинкования

1 – погружной ролик; 2 – передний стабилизирующий ролик; 3 – задний стабилизирующий ролик; 4 – полоса; 5 – торцевой экран; 6 – передний газовый нож; 7 – задний газовый нож

В приямке рядом с ванной цинкования устанавливается одна ванна для хранения цинкового расплава. Она используется в случае необходимости при ремонтах футеровки, замене индукторов основной ванны. Ёмкость ванны хранения аналогична ёмкости основной ванны и составляет 180 т.

Загрузка в ванну цинковых слитков осуществляется с помощью одного электрического тельфера, оснащенного механическим захватом, обеспечивающим безопасное погружение слитка в цинковый расплав и не приводящим к разрушению футеровки ванны. Слитки погружаются в расплав цинка корзиной из специальной нержавеющей стали.

В состав роликового оборудования ванны цинкования входят блок погружного и заднего стабилизирующего роликов, а также блок переднего стабилизирующего ролика (рис. 2.49 и 2.50). Блок в составе погружного ролика/заднего стабилизирующего ролика удерживает полосу в цинковальной ванне, обеспечивает заданную линию прохождения полосы на входе и выходе ванны, а также – вместе с передним (нижним) стабилизирующим роликом – обеспечивает плоскостность и стабилизацию полосы между газовыми ножами. Погружное оборудование подвергается предварительному нагреву в печи [7].

Рис. 2.49. Общий фронтальный вид устройств и механизмов ванны цинкования

1 – узел погружного ролика; 2 – узел переднего стабилизирующего ролика; 3 – узел заднего стабилизирующего ролика; 4 – ванна цинкования; 5 – узел торцевого экрана; 6 – узел переднего газового ножа; 7 – узел заднего газового ножа; 8 – газовые ножи

Рис. 2.50. Вид в плане оборудования участка ванны цинкования

1 – система вентиляторов; 2 – механизмы позиционирования по вертикали и горизонтали; 3 – моторизованные опоры переднего стабилизирующего ролика; 4 – опорная стойка погружного ролика; 5 – погружной ролик; 6 – опорная стойка переднего стабилизирующего ролика; 7 – передний газовый нож; 8 – задний газовый нож; 9 – блок торцевых экранов

В состав каждого блока погружного ролика и заднего стабилизирующего ролика входят (рис. 2.51):

- траверса;

- рычаги с подшипниками для погружного ролика;

- погружной ролик с втулками;

- стабилизирующий ролик с втулками;

- рычаги с подшипниками для стабилизирующего ролика.

Рис. 2.51. Узел погружного и заднего стабилизирующего роликов

Блок как единый узел устанавливается в ванне и извлекается из нее подъемным краном. Все ролики являются неприводными, а погружной ролик имеет канавки. Настройка блока осуществляется вне агрегата на специальном стенде, позволяющем компенсировать изменение диаметра роликов.

Осевое смещение ролика ограничивается сферическими упорами, находящимися на торцах ролика и контактирующими со стеллитной изнашиваемой пластиной. Блок погружного ролика и заднего стабилизирующий ролика жестко закреплен во время работы и не регулируется.

Техническая характеристика блока погружного и заднего стабилизирующего ролика:

Длина бочки роликов 1900 мм

Погружной ролик

- ролик пустотелый

- бочка ролика бочкообразная, с двухзаходными

спиральными канавками, шаг 50мм,

ход 25мм

Задний стабилизирующий ролик

- ролик пустотелый

- бочка ролика цилиндр без канавок

Номинальный диаметр роликов/диаметр, при котором ролики изымаются из эксплуатации

Погружной ролик 610 мм/ 575 мм

Задний стабилизирующий ролик 200 мм/ 175 мм

Материал траверсы Углеродистая сталь

Материал рычагов Нержавеющая сталь 316L

Ролики (и другие погружные компоненты) Нержавеющая сталь 316L или

Эквивалентная сталь для литья

Материал втулки ролика Нержавеющая сталь 316L с

покрытием, выполняемым

методом лазерного плакирования

Стойкость втулки 60 суток при температуре ванны не

более 470° С

Корпус подшипника Нержавеющая сталь 316L или

эквивалентная сталь для литья

Материал вкладышей Керамика

Стойкость вкладыша 90 суток при температуре ванны

не более 470° С

Узел переднего стабилизирующего ролика используется для изгиба полосы между погружным роликом и задним стабилизирующим роликом. Это позволяет выравнить и стабилизировать полосу, проходящую между азотными ножами. Требуемая величина изгиба зависит от диаметра ролика, величины выпуклости ролика и состоянии поступающей полосы. Конструкция узла показана на рис. 2.52. Узел состоит из балочной конструкции, которая перекрывает ванну цинкования, консольных опор, роликов и их подшипников. Погружные части выполняются из стойкого к коррозии материала для того, чтобы снизить износ и длительность простоев.

Рис. 2.52. Узел переднего стабилизирующего ролика

Техническая характеристика переднего стабилизирующего ролика:

Длина бочки ролика 1900 мм

Передний стабилизирующий ролик

- ролик пустотелый

- бочка ролика цилиндр без канавок

Номинальный диаметр/диаметр, при котором ролик изымается из эксплуатации

Передний стабилизирующий ролик 200 мм/ 175 мм

Материал траверсы Углеродистая сталь

Материал рычагов Нержавеющая сталь 316L

Ролики (и другие погружные компоненты) Нержавеющая сталь 316L или

эквивалентная сталь для литья

Материал втулки ролика Нержавеющая сталь 316L с

покрытием, выполняемым методом

лазерного плакирования

Стойкость втулки 60 суток при температуре ванны не

более 470° С

Корпус подшипника Нержавеющая сталь 316L или

эквивалентная сталь для литья

Материал вкладышей Керамика

Стойкость вкладыша 90 суток при температуре ванны

не более 470°С

Две моторизированные опоры переднего стабилизирующего ролика (см. рис. 2.50, поз. 3)поддерживают и позиционируют узел переднего стабилизирующего ролика. Одна моторизованная опора переднего стабилизирующего ролика расположена на стороне привода, а вторая – на стороне оператора. Каждая опора имеет редукторный двигатель с интегральным тормозом для того, чтобы осуществлять перемещение в горизонтальном направлении как приводного торца, так и противоположного торца узла переднего стабилизирующего ролика. Каждый редукторный двигатель оснащается «бесконтактным» путевым датчиком предотвращения превышения рабочего хода.

Опоры позволяют сместить передний стабилизирующий ролик на 100.0 мм за теоретическую осевую линию, а также назад от теоретической оси на 25.0 мм. Каждая опора оборудуется датчиком положения.

Газовые ножи KOHLERJET размещаются с каждой из сторон линии прохождения полосы в агрегате, непосредственно над цинковальной ванной. Газовый нож равномерно распределяет расплавленный материал на поверхности полосы точно направленным потоком азота, для получения равномерного покрытия заданной толщины. В состав каждого газового ножа входят:

- одна главная несущая траверса, являющаяся коллектором для подвода азота;

- два подвесных держателя для сопла;

- один механизм регулировки угла наклона газового ножа с ручным управлением;

- одно сопло KOHLERJET в комплекте с губками, упорно-регулировочными винтами и защитным кожухом.

Газовый нож KOHLERJET обеспечивает создание равномерного потока азота по длине сопла, для чего газ пропускается через ряд раздельных камер с постепенно уменьшающимся диаметром проходов между камерами. На этом пути давление газа становится более равномерным. На выходе губок неравномерность профиля давления по длине газового ножа определяется величиной +/- 2% или менее.

Установка газовых ножей (управление положением блоков форсунок) в горизонтальном и вертикальном направлении обеспечивается механизмом позиционирования по вертикали и горизонтали.

Каждое подъемно-позиционирующее устройство фиксируется с одной из сторон ванны цинкования и является опорой для переднего и заднего газовых ножей KOHLERJET (см. рис. 2.50). Вертикальное перемещение подъемно-позиционирующего устройства обеспечивается механическим домкратом, приводимым редукторным двигателем переменного тока с встроенным электромагнитным тормозом. Для горизонтального перемещения переднего и заднего газовых ножей используются индивидуальные двигатели переменного тока с встроенным электромагнитным тормозом. В состав каждого привода входят редуктор с нулевым люфтом, предохранительная муфта с ограничением по моменту и прецизионный шариковый ходовой винт. Высота расположения заднего газового ножа относительно переднего регулируется вручную (с помощью маховичка).

Газовые ножи можно устанавливать параллельно полосе или с перекосом относительно полосы в горизонтальной плоскости. Система обеспечивает быстрый отвод газового ножа от полосы и быстрый подвод с сохранением настройки.

Торцевые экраны (см. рис. 2.48 - 2.50) улучшают однородность покрытия цинком по ширине полосы, уменьшая влияние факторов образования избыточной толщины покрытия по краям.

В состав системы отражателей на кромках входят:

- общая траверса;

- два устройства позиционирования и отвода отражателей, монтируемые на общей траверсе;

- две самоцентрирующихся опоры, прикрепляемые к подъемно-позиционирующим устройствам;

- два кромочных ролика.

Позиционирование кромочных экранов относительно полосы осуществляется с помощью кромочных роликов с противовесами, а отвод экранов – пневмоцилиндрами.