Особенности эксплуатации машин заключаются в тяжелых условиях работы, среди которых большие толщины разрезаемого металла, сильная запыленность, непрерывная эксплуатация и отрицательные температуры в цехах зимой и т. п. Резаки должны обладать высокой прорезающей способностью и устойчивостью к внешним тепловым нагрузкам и обеспечивать высокую стойкость к обратным ударам пламени.

Использование переносных машин термической резки (ПМГР) целесообразно там, где требуется механизированная резка, но применение стационарных машин или нецелесообразно, или невозможно. К таким работам можно отнести порезку слябов или блюмсов на заданные длины на участках вторичной порезки, отрезку прибылей большой толщины на отливках, порезку металла в лом на копровых производствах, кислородно-флюсовую резку слябов (блюмсов) из нержавеющих сталей и т. п.

Сейчас на отечественных металлургических предприятиях применяются переносные машины термической резки, предназначенные для прямолинейного раскроя листов такие как: «Гугарк» (Ванадзорский завод автогенного машиностроения, Армения), «Радуга» (ООО «ЗОНТ», Украина), Secator (Messer Grishaim, Германия), «Грань» (ООО «Плазмамаш», Россия) и другие.

При существующих конструктивных отличиях объединяет эти машины то, что надежно они работают при резке листовых материалов толщиной до 200 мм с температурой до 50ºС, при паспортных данных до 300 мм. Но при длительной резке металла толщиной выше 200 мм (а толщины слябов или блюмсов в основном составляют более 200 мм) механизмы перемещения в ПМГР испытывают тепловую перегрузку, и их срок службы значительно снижается. Этим машинам присущ еще один серьезный эксплуатационный недостаток; управление ими осуществляется непосредственно с корпуса ПМРГ, а именно: управление пуском и скоростью перемещения, управление подачей газов горючей смеси и пуском режущего кислорода, что при габаритных размерах разрезаемых слябов (длина которых составляет от 6 до 12 м, а ширина до 2,8 м) неудобно.

Также существенным фактором является то, что скорость резки на этих машинах значительно ниже, чем в металлургических машинах газовой резки. Это обусловлено тем, что ПМГР оснащены стандартными резаками для кислородной резки. Резаки же для машин, применяющихся в металлургии, обладают подогревающим пламенем в несколько раз большим, чем в обычных, и большим расходом режущего кислорода, что позволяет увеличить скорость резки на 30–50%. Попытки изготовителей оснастить ПМГР металлургическими резаками приводят к поломкам в течение месяца. Пример: из 4‑х машин «Радуга», закупленных ОАО «ВМЗ» для Стана 5000, три пришли в нерабочее состояние в течение месяца при резке слябов толщиной 250–350 мм.

Еще одной из причин, вызывающей сложности при использовании вышеуказанных ПМГР, является то, что часто требуется резать заготовки с температурой металла 100–200ºС, для чего эти машины не предназначены.

Чтобы решить задачи резки метала, стоящие перед металлургическими предприятиями на разных участках производственной цепочки, ООО «СКТБ АВТОГЕНТЕХМАШ» разработало и производит переносную машину газовой резки «НОРД‑500», предназначенную для резки стали, в том числе и нержавеющей, толщиной до 500 мм (рис. 1). Машина может использоваться при вторичной порезке слябов, блюмсов, круглых заготовок, полураскатов, листов и др. на заготовки, предназначенные для последующего передела. А при оснащении ПМГР «НОРД‑500» резаком для резки больших толщин, позволяющим резать металл толщиной до 1000 мм, ее можно внедрять для разделки металла в лом на копровых производствах. Такие резаки позволяют использовать технологию резки больших толщин с низким давлением режущего кислорода. Что очень важно при резке на ПМГР, так как кроме экономии режущего кислорода, технология резки с низким давлением режущего кислорода позволяет существенно повысить безопасность работы, так как многократно снижается разбрызгивание жидкого металла.

Рис. 1. ПМГ Норд500 с рельсовым путем и пультом управления.

Для резки слябов или блюмсов с температурой 100–200ºС ПМГР «НОРД‑500» оснащена системой воздушного охлаждения, обеспечивающего эффективное охлаждение мотор-редуктора и корпуса машины. Резак имеет водяное охлаждение. Рельсовый путь представляет собой два мощных рельса, которые под заказ могут быть изготовлены на усиленной раме. Это позволяет устанавливать рельсовый путь непосредственно на разрезаемый сляб или на опорные стойки рядом со слябом. Длина рельсового пути позволяет резать одновременно два параллельно уложенных сляба суммарной шириной 4500 мм.

Рис. 2. Резка металла в лом толщиной до 1350 мм.

Рис. 3. Резка валов большого диаметра 650–1100 мм на металлургическом заводе «Петросталь».

При заготовке и переработке лома машинам приходится работать в тяжелых условиях на открытых площадках или в неотапливаемых цехах (рис. 2, 3). Перепад температур составляет от –30 до +40ºС, высокая запыленность, толщина металла, подвергающегося резке, достигает 1000 мм. Чтобы надежно работать в таких непростых условиях, ПМГР должны быть оснащены всепогодными приводами, управление машиной должно быть максимально упрощено. Для резки чугуна, нержавеющих сталей и скрапа машины газовой резки должны быть оснащены оборудованием для кислородно-флюсовой резки. Газорегулирующее оборудование, которым они комплектуются, должно обеспечивать надежную работу во всем диапазоне давлений и расходов газов. Рельсовый путь может быть установлен на опоры в любом месте, где будет производиться резка.

При отрезке прибылей толщиной до 1000 мм ПМГР «НОРД‑500», как и при резке лома, устанавливается на рельсовый путь, который в свою очередь размещается на опоры, обеспечивающие уровень установки ПМГР над прибылью. В связи с тем, что прибыли у отливок могут иметь различные конфигурации, ПМГР должна быть обязательно оснащена механизмом вертикального перемещения резака с величиной хода 500 мм. Если отливка изготовлена из высоколегированной стали или чугуна, ПМГР комплектуется флюсопитателем и оснасткой для подачи флюса.

Описание ПМГР «НОРД‑500»

ПМГР «НОРД‑500» позволяет проводить резку сталей с применением кислорода под давлением перед резаком от 8 кгс/см² до 14 кгс/см². В качестве горючего газа применяется пропан-бутан под давлением от 0,5 до 1,2 кгс/см² или природный газ под давлением от 0,8 до 1,5 кгс/см².

Рис. 4. Резак машинный МГР МНЛЗ.

Резак (рис. 4) оснащается двухпламенным моноблочным мундштуком, обеспечивающим подогрев верхней и нижней кромок разрезаемого металла. Состоит из усиленной рамы, в которой установлены ведущий и ведомый валы с опорными роликами. Ведущий вал закреплен в мотор-редукторе, установленном внутри рамы. На верхней части корпуса МГР установлена кремальера с блоком электромагнитных клапанов и механизмом вертикального перемещения резака, на котором закреплены резак и устройство поджига. Со стороны резака опорные ролики МГР защищены от пламени и брызг расплавленного металла защитным кожухом.

Резак работает по принципу внутрисоплового смешения горючего газа и подогревающего кислорода, что обеспечивает ему высокую надежность в сложных условиях работы.

Он состоит из корпуса, в состав которого входят: соединительные трубки и кожух, соединяющие между собой головку резака и хвостовик резака, на котором расположены присоединительные штуцеры режущего кислорода с резьбой М20х1,5, подогревающего кислорода с резьбой М20х1,5 и горючего газа с резьбой М20х1,5LH. Мундштук присоединяется к головке резака с помощью накидной гайки.

Режущий кислород поступает к входному присоединительному штуцеру и далее по трубке к головке резака и центральному каналу мундштука, выполненного с плавной входной частью и коническим расширением на выходе. Это обеспечивает высокую скорость истечения режущей струи и необходимые качество и скорость резки.

Подогревающий кислород и горючий газ через входные присоединительные штуцеры и далее по соединительным трубкам поступают в головку резака, где попадают в соответствующие кольцевые каналы головки резака, а из них в соответствующие каналы мундштука.

Мундштук со стороны кольцевых каналов имеет две группы отверстий, расположенных под углом друг к другу и входящих в каналы для образования и истечения горючей смеси. Каналы для выхода горючей смеси располагаются диаметрально двумя рядами, 12 и 6 отверстий, и концентрично по отношению к каналу режущего кислорода. Причем внутренние каналы, образующие горючую смесь науглероживающего состава, расположены параллельно оси мундштука, то есть параллельно каналу режущего кислорода. А внешние каналы, образующие горючую смесь окислительного или нормального состава, проходят под углом 3º к оси мундштука. Так как горючая смесь образуется в отдельных каналах и непосредственно перед выходом, резаки практически исключают возможность образования обратных ударов пламени.

Блок электромагнитных клапанов служит для дистанционного управления подачей газов (режущего кислорода, подогревающего кислорода и горючего газа) к резаку по командам с пульта управления в ручном режиме. Он состоит из трех электромагнитных клапанов, расположенных на кремальере: одного клапана (для режущего кислорода) с Ду=12 мм «Burkert‑5404» и двух клапанов (для подогревающего кислорода и горючего газа) с Ду=10 мм «Burkert‑6213». Потребляемая мощность клапанов: 10 и 8 Вт, постоянное напряжение 24 В, класс защиты 1 Р65, разъемы DIN 43 650 A. К входным штуцерам электромагнитных клапанов подсоединяются рукава подачи газов от баллонов, разрядных газовых рамп или сетевых магистралей. От выходных штуцеров электромагнитных клапанов газы по соединительным рукавам поступают в резак. Питание к электромагнитным клапанам поступает от пульта управления по многожильному кабелю.

Техническая характеристика ПМГР «НОРД‑500» приведена в таблице 1.

В поставляемый комплект машины переносной газовой резки входят по 1 шт.:
– машина переносная газовой резки в сборе с кремальерой и блоком электромагнитных кла-
панов;
– пульт управления;
– путь рельсовый (длина 5 м);
– резак машинный (длина – 800 мм, диаметр кожуха – 50 мм)
в сборе с мундштуком №1;
– мундштук №2;
– мундштук №3;
– рукав горючего газа в сборе (Ø 9 мм, длина – 1,5 м);
– рукав подогревающего кислорода в сборе (Ø 9 мм, длина – 1,5 м);
– рукав режущего кислорода в сборе (Ø 12 мм, длина – 1,5 м);
– паспорт на ПМГР.

По требованию заказчика ПМГР может комплектоваться газораспределительным щитом или рамповыми редукторами.

Машины переносные ПМГР «НОРД‑500» успешно эксплуатируются на ОАО «НЛМК», ОАО «Северсталь», ООО «Камасталь», ОАО «Ижорские заводы», ОАО «Кулебакский металлургический завод», ОАО «ВМЗ», ОАО «Петросталь» и др.

Александр Константинович Никитин
генеральный директор
ООО «СКБ Автогентехмаш»