Машины для сматывания (наматыватели) полосы

Компания ENCE GmbH предлагает различные виды сматывающих и наматывающих машин

Назначение: сматывание прокатанного металла (полоса, лента, штрипс) в рулоны

По назначению и конструкции моталки можно разделить на группы:

• ролико-барабанные моталки для сматывания горячей полосы;
• барабанные моталки для сматывания холодной полосы;

Моталки являются ответственными машинами непрерывных линий и прокатных станов. От их работы зависят успешная эксплуатация всего стана и качество готовой полосы.

Для сматывания горячекатаной протравленной полосы в рулон в конце непрерывных травильных агрегатов служат сматывающие машины.

Отличительная особенность моталок этого типа это простота в эксплуатации, однако на них нельзя получить рулоны с плотным прилеганием витков, поэтому целесообразно вместо них применять обычные барабанные моталки консольного типа.

Принцип действия

На новых непрерывных штрипсовых (узкополосных) станах горячей прокатки из последней клети полоса выходит с большой скоростью (до 20 м/с). Сматывание штрипсовой полосы в бунт обычной моталкой барабанного типа при такой скорости невозможно. Для этого весьма подходящей является свертывающая роликовая моталка.

Так как бунт штрипса является готовой продукцией данного стана, то для транспортирования его потребителю необходимо, чтобы он был плотным (с нераспущенными витками).

Для получения плотного бунта в моталке предусмотрена рычажно-грузовая система, плечи которой подобраны таким образом, что с увеличением диаметра рулона поджатие к нему расходящихся боковых сегментов будет непрерывно увеличиваться. По окончании свертывания полосы в рулон вводится сбоку горизонтальная штанга консольного крана-подъемника; при помощи этой штанги рулон поднимается вверх и затем переносится краном на цепной транспортер. На стане установлены две моталки, работающие поочередно. Направление переднего конца полосы в одну или другую моталку осуществляется перемещением вводного желоба при помощи пневматического цилиндра.

На современных непрерывных линиях финишной обработки полосы, агрегатах продольной поперечной резки, широкополосовых станах скорость полосы достигает 20–25 м/с, масса рулона до 50 т.

Это накладывает на конструкции моталок следующие технологические и эксплуатационные требования:

1. рулон должен быть плотным, без телескопичности витков; с этой целью сматывание необходимо производить при натяжении полосы и при правильном ее направлении специальными устройствами.
   При неплотном рулоне облегчается доступ кислорода воздуха к внутренним виткам, образуется окалина, ухудшается микроструктура металла вследствие неравномерного охлаждения витков; при наличии телескопических витков кромки полосы повреждаются при последующей транспортировке рулонов и их хранении на складе;
2. при захвате полосы моталкой и сматывании ее в рулон не должны образовываться петли и складки полосы на рольганге перед тянущими роликами;
3. моталка должна иметь жесткую и износостойкую конструкцию в условиях непрерывной работы при высоких температурах (500–700 °С), при охлаждении водой, наличии окалины и при динамических нагрузках;
4. ремонт моталок должен производиться в минимальное время;
5. приемно- передающие устройства должны сохранять правильную форму рулона (без повреждения).

Учитывая большие габариты и массу вращающихся деталей моталки, качество ремонта моталки должно быть весьма высоким. Горизонтальные оси и образующие цилиндрические поверхности верхних тянущих роликов, барабана моталки и формирующих прижимных роликов должны быть строго параллельными. Только при выполнении этого условия можно смотать полосу в плотный рулон без телескопичности его витков. Перед началом наматывания переднего конца полосы окружные скорости тянущих роликов, барабана моталки и формирующих роликов должны быть больше скорости полосы (на 10–20%). Для обеспечения захвата переднего конца полосы зазор между верхними тянущими роликами необходимо точно регулировать, что способствует также уменьшению динамических нагрузок.

Сматывание горячекатаной полосы на барабан моталки в плотные рулоны можно осуществить двумя способами:

1. барабаном моталки, создающим натяжение (без прижима к полосе формирующих роликов);
2. формирующими роликами, плотно прижатыми к полосе на барабане моталки, но без натяжения полосы барабаном моталки

Практика показывает, что при сматывании полосы рулон имеет эксцентричность, которая вызывает динамические нагрузки на формирующие ролики, поэтому по первому способу моталки работают более спокойно.

При сматывании относительно тонкой горячей полосы (1–4 мм) после образовании 2–3 первых витков формирующие ролики отводятся от рулона и дальнейшее сматывание осуществляется с натяжением полосы барабаном моталки; верхние тянущие ролики при этом работают в генераторном (тормозном) режиме или же они имеют зазор между роликами. Формирующих роликов достаточно двух с концентрическими проводками между ними.

Сматывание более толстой полосы (5–16 мм) можно осуществлять по первому способу, но при этом потребуется большая мощность электродвигателя привода барабана моталки.

Поэтому в большинстве случаев сматывание толстой полосы осуществляется по второму способу, причем в моталке устанавливают 2–3 пары прижимных роликов более жесткой конструкции.

После захвата переднего конца полосы барабаном моталки прижимные ролики остаются прижатыми к полосе и сматывание ее в рулон с натяжением осуществляется как прижимными роликами, так и барабаном моталки; верхние ролики в этом случае работают в режиме тянущих для полосы на рольганге и подающих для полосы, направляемой в моталку.

Для упрощения конструкции на непрерывном широкополосном стане целесообразно применять моталки двух типов: для сматывания полос толщиной 1,2–4 и 4–16 мм; последние должны быть удалены от первых на 30–50 м для обеспечения охлаждения более толстой полосы перед сматыванием.

По выходе из последней чистовой клети и при движении по отводящему рольгангу к моталке передний конец полосы изогнут кверху. Для улучшения захвата переднего конца полосы верхний ролик тянущего устройства имеет увеличенный диаметр по сравнению с нижним роликом; для этой же цели верхний ролик смещают на угол 15–20 вперед (по направлению движения полосы) по отношению к нижнему ролику. При изменении направления движения (из горизонтального перед роликами в наклонное за роликами по проводке к барабану моталки) полоса испытывает пластический изгиб в натяжных роликах относительно оси нижнего ролика. Для того чтобы не было проскальзывания роликов по полосе (что приводит к появлению рисок на поверхности полосы), необходимо, чтобы окружная скорость верхнего ролика (со стороны растянутых волокон металла) была несколько больше (с учетом толщины полосы) окружной скорости нижнего ролика. Это требование может быть выполнено только в том случае, если верхний и нижний ролики имеют индивидуальный привод от отдельных электродвигателей постоянного тока с автоматическим регулированием их скорости в зависимости от скорости и толщины полосы.

В прежних конструкциях натяжных роликов привод роликов осуществляли от одного электродвигателя через редуктор, передаточное число которого определяли из условия равенства окружных скоростей роликов, имеющих различные диаметры. Эта схема привода имеет существенный недостаток, так как между полосой и роликами всегда имеется проскальзывание, вызывающее дефекты на поверхности полосы.

Чтобы рулон не имел по торцам телескопичности витков, необходимо; при наматывании правильно направлять полосу на барабан моталки, т. е. сохранять неизменное положение полосы перед и за тянущими роликами. Для этого на рольганге перед моталкой устанавливают направляющие линейки, которые имеют двойной привод: электрический и пневматический.

Расстояние между линейками предварительно в зависимости от ширины полосы устанавливается при помощи электропривода, перемещающего два ползуна, имеющего гайки, в которых вращается винт; ползуны перемещаются при этом по круглым направляющим. При приближении переднего конца полосы к тянущим роликам автоматически включаются пневматические цилиндры, штоки которых перемещают линейки и центрируют полосу относительно тянущих роликов в течение периода сматывания полосы в рулон. Консольный барабан имеет большую жесткость с целью уменьшения его прогиба от массы рулона и натяжения полосы при сматывании.

Для снятия рулона с барабана моталки применяют тележки- съемники (вместо ранее применявшихся сталкивателей, повреждавших кромки витков).

Формирующие ролики и барабан моталки имеют безредукторные приводы от электродвигателей, не требующие зубчатых зацеплений высокой точности.

Барабанные моталки (см. фото) применяют для сматывания в рулоны длинных полос и ленты при холодной прокатке. Эти моталки не только наматывают (или сматывают) полосу, но и одновременно сообщают ей натяжение, что необходимо для устойчивого процесса прокатки, получения плотного бунта и правильного направления полосы при входе ее в валки и при выходе из валков. Создание переднего (на выходе металла из валков) и заднего (па входе металла в валки) натяжений полосы желательно также и потому, что за счет натяжения снижается давление на валки при прокатке.

Барабанные моталки применяют при холодной прокатке длинных полос и ленты (сматываемых в рулоны) на реверсивных и нереверсивных станах.

На реверсивных одноклетевых станах моталки устанавливают по обеим сторонам рабочей клети. Холодная прокатка на этих станах ведется в такой последовательности: горячекатаная полоса (лента) в виде рулона подается к стану, рулон устанавливается на разматыватель и с него полоса подается либо прямо в валки, либо перематывается на моталку для получения более плотного бунта и создания большего заднего натяжения при прокатке. Заправка переднего конца полосы в валки и затем в моталку происходит без обжатия этих участков полосы.

После того как конец ленты зажат во второй моталке, установленной за станом, начинается прокатка полосы в одну и другую стороны.

Роль моталок при этом все время меняется: из ведущей (передней) одна из моталок становится ведомой (задней), а ведомая (задняя) становится ведущей (передней). Таким образом, осуществляется прокатка (в 3—5 проходов в зависимости от толщины ленты, ее обжатия и степени наклепа), после чего рулон с одной из моталок снимают и направляют на отжиг для снятия наклепа. Недостаток реверсивного процесса холодной прокатки рулонов состоит в том, что передний и задний концы полосы оказываются непрокатанными, Для уменьшения количества отходов применяют рулоны большой массы (например, на станах 2000 массой до 45 т) или докатывают концы после каждого пропуска полосы через валки в одном направлении. На нереверсивных одноклетевых станах и многоклетевых непрерывных станах имеется только по одной передней моталке; на входной стороне станов установлены разматыватели и проводковые столы, создающие небольшое заднее натяжение. Масса рулонов на современных трех-шестиклетевых непрерывных станах достигает 15—60 т и прокатка осуществляется на больших скоростях (максимальная скорость на трехклетевых станах доходит до 15 м/с и на шестнклетевых до 45 м/с).Так как рулон полосы после прокатки снимается с моталки, то очевидно, что по своей конструкции барабан моталки может быть только консольного типа, т. е. с опорами только на одной стороне. С целью уменьшения прогиба консольного вала и барабана моталки на станах, прокатывающих широкую полосу (при большом натяжении), применяют так называемую отводную опору: эта опора подводится к свободному концу вала моталки перед наматыванием на нее полосы и отводится в сторону при снятии рулона. Откидные (отводные) опоры обычно шарнирно соединяют с кронштейном па станине рабочей клети.

Холодная прокатка полосы в рулонах осуществляется при постоянной скорости и неизменном натяжении полосы при входе ее в валки и при выходе из валков. Так как окружные скорости сматывания полосы с одной моталки и наматывания полосы на другую постоянны, диаметр рулона при прокатке на одной моталке уменьшается, а на другой увеличивается и, следовательно, число оборотов в минуту этих моталок должно непрерывно изменяться: на одной увеличиваться, а на другой уменьшаться. Кроме того, при этом натяжение полосы на входе и выходе должно оставаться постоянным. Эти весьма сложные условия ведения процесса прокатки требуют чрезвычайно точного и чувствительного электрического регулирования привода самих моталок. На станах холодной прокатки полосы в рулонах применяют самостоятельный привод каждой моталки, осуществляемый от отдельного электродвигателя со сложной электрической аппаратурой автоматического регулирования, обеспечивающей постоянство скорости наматывания и натяжения полосы. В процессе прокатки задняя моталка создает тормозящее действие при входе полосы в валки, т. е. создает заднее натяжение. Значит, при наличии отдельного привода ее электродвигатель при этом будет работать как генератор, т. е. он будет отдавать энергию торможения задней моталки в сеть. Это является также преимуществом привода моталок от отдельных электродвигателей.

Холодная прокатка

Бесконтактные толщиномеры

Вальцешлифовальное оборудование

Дробеструйные установки для насечки рабочего валка

Линия продольной и поперечной резки листа металла

Плоскошлифовальное оборудование

Прокатные валки (валки станов холодной и горячей прокатки)

Разматыватели

Фильтр-прессы камерные автоматические

Шпиндели приводов прокатных станов