УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА Российский патент 2001 года по МПК B21B45/02 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при охлаждении движущегося длинномерного проката.

Известно устройство ускоренного охлаждения катанки, содержащее форсунку, камеру охлаждения, выполненную в виде чередующихся по всей длине цилиндрической трубчатой проводки и центрирующей втулки, внутренняя поверхность которой выполнена в виде сопряженных конфузора и диффузора (В.И.Губинский, А. Н. Минаев, Ю. В. Гончаров. Уменьшение окалинообразования при производстве проката. - Киев, Технiка, 1981, с.70-71).

Известное устройство, обеспечивая высокую интенсивность теплоотбора от проката к охладителю, не дает возможности отвода тепла от охладителя к внешней среде пропорционально теплоотбору из-за того, что поверхность стенки цилиндрической проводки невелика.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для охлаждения движущегося проката, содержащее нагнетающую форсунку и камеру охлаждения, образованную последовательно размещенными по направлению движения потока охладителя четными и нечетными трубчатыми направляющими проводками, герметично соединенными со смежными проводками посредством конфузоров, при этом нечетные проводки снабжены на выходе средством закручивания потока, а четные проводки установлены с зазором по периметру в коаксиальном кожухе, причем устройство снабжено продольными перегородками, установленными между направляющей проводкой и кожухом, с образованием между ними каналов, параллельных продольной оси устройства и взаимосвязанных с полостью нечетной проводки (а.с. СССР N 1726534, кл. С 21 D 1/02, В 21 В 45/02, опубл. 15.04.92).

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения:
1. Нагнетающая форсунка.

2. Камера охлаждения, образованная последовательно размещенными нечетными и четными трубчатыми проводками.

3. Четные проводки установлены в коаксиальном кожухе с образованием каналов, взаимосвязанных с полостью нечетной проводки.

Известное устройство не обеспечивает получения требуемого технического результата.

Не обеспечивается высокая теплоотдача от каналов, что не обеспечивает стабильные и оптимальные условия охлаждения проката по всей длине камеры охлаждения.

При прохождении охладителя через четную проводку сформированный поток с вращательно-поступательным движением прижимается к поверхности кожуха, а создаваемый стержнями подпор увеличивает сопротивление прохождению охладителя только на участке перед стержнями, что снижает интенсивность охлаждения.

Поскольку площадь поверхности охладителя невысокая, а кожух и стержни выполнены из материала с низкой теплопроводностью, температура охладителя возрастает от проходящего проката в каждой последующей проводке, что приводит к повышенному парообразованию в последних проводках.

Кроме того, при использовании известного устройства требуется повышенный расход охладителя высокого давления, создание и подача которого к устройству требует значительных энергетических и материальных затрат.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для охлаждения движущегося проката, в котором за счет определенных конструктивных особенностей обеспечивается оптимальная теплоотводящая способность каналов, что позволяет стабилизировать условия охлаждения проката по всей длине камеры охлаждения.

Поставленная задача решается тем, что устройство для охлаждения проката, содержащее нагнетающую форсунку, камеру охлаждения, образованную последовательно размещенными нечетными и четными трубчатыми проводками, при этом четные проводки установлены в коаксиальном кожухе с образованием каналов, взаимосвязанных с полостью нечетной проводки, согласно изобретению каждый канал снабжен камерой со средством для подачи хладагента, сопряженной с стенкой из материала с высокой теплопроводностью, при этом суммарная площадь поперечного сечения каналов и поперечного сечения четной проводки составляет 0,6-0,95 площади поперечного сечения нечетной проводки.

Целесообразно размещение камеры внутри канала или коаксиально каналу.

На фиг. 1 показано устройство для охлаждения движущегося проката, продольный разрез, на фиг. 2 - разрез по А-А - на фиг. 1.

Устройство содержит нагнетающую форсунку 1, камеру охлаждения, образованную последовательно размещенными нечетными трубчатыми проводками 2 и четными трубчатыми проводками 3. Каждая четная трубчатая проводка 3 установлена в коаксиальном кожухе 4 с образованием каналов 5, взаимосвязанных посредством коллектора 6 с полостью 7 нечетной проводки 2.

Каждый канал 5 снабжен цилиндрической камерой 8, размещенной коаксиально, стенка которой выполнена из материала с высокой теплопроводностью, например меди. Камера 8 снабжена патрубком 9 для подачи хладагента и патрубком 10 для отвода хладагента. Суммарная площадь поперечного сечения каналов 5 и поперечного сечения четной проводки 3 составляет 0,6-0,95 площади поперечного сечения нечетной проводки 2. В четной проводке 3 выполнены отводящие каналы 11, взаимосвязанные с каналами 5.

Устройство работает следующим образом.

Прокат, например катанка, проходит нагнетающую форсунку 1 и поступает в камеру охлаждения, образованную последовательно размещенными нечетными трубчатыми проводками 2 и четными трубчатыми проводками 3. Одновременно через нагнетающую форсунку 1 в полость 7 нечетной проводки 2 подается охладитель, например вода высокого давления. Далее охладитель попадает в проводку 3 и за счет выполненной в ней сужающейся части, создающей сопротивление движущемуся потоку охладителя, часть его вытесняется через коллектор 6 и направляется в каналы 5, а другая часть вместе с прокатом проходит через проводку 3. В четной проводке 3 происходит интенсивный теплоотбор в результате взаимодействия движущегося проката с потоком охладителя. Через патрубок 9 в камеру 8 подается хладагент, например вода низкого давления. Вследствие того что стенка камеры 8, сопряженная с каналом 5, выполнена из материала с высокой теплопроводностью, происходит интенсивный отбор тепла от охладителя, находящегося в канале 5 и дополнительное охлаждение четной проводки 3. При этом охладитель, находящийся в четной проводке 3, стабилизируется по температуре исключая парообразование.

Часть охладителя с пониженной температурой поступает из каналов 5 в отводящие каналы 11 и совместно с охладителем, выходящим из четной проводки 3, поступает в последующую нечетную проводку 2. Выполнение каналов 5 и четной проводки 3 суммарной площадью поперечного сечения равной 0,6-0,95 площади поперечного сечения нечетной проводки 2, обеспечивает стабилизацию условий охлаждения по всей длине камеры охлаждения и снижение расхода охладителя высокого давления. При суммарной площади поперечного сечения каналов и поперечного сечения четной проводки менее 0,6 площади поперечного сечения нечетной проводки скорость потока в четной проводке 3 и каналах 5 возрастает, что снижает теплоотдачу от каналов 5, приводя к перегреву охладителя. При суммарной площади поперечного сечения каналов и поперечного сечения четной проводки более 0,95 площади поперечного сечения нечетной проводки 2 происходит нарушение условий охлаждения проката из-за интенсивного отбора тепла хладагентом от охладителя, находящегося в каналах 5. После теплообмена с охладителем высокого давления отработанный хладагент удаляется через патрубок 10.

Предлагаемое устройство обеспечивает стабилизацию условий охлаждения проката по всей длине камеры охлаждения за счет оптимальной теплоотводящей способности каналов.

Использование предлагаемого устройства позволяет снизить расход охладителя высокого давления на 20-30% и расширить сортамент охлаждаемого проката.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при охлаждении длинномерного проката. Задача изобретения - обеспечение оптимальной теплоотводящей способности каналов. Устройство содержит нагнетающую форсунку, камеру охлаждения, образованную последовательно размещенными трубчатыми нечетными и четными проводками. Четные проводки установлены в коаксиальном кожухе с образованием между ними каналов, взаимосвязанных с полостью нечетной проводки. Каждый канал снабжен камерой со средством для подачи хладагента, сопряженной с каналом стенкой из материала с высокой теплопроводностью, при этом суммарная площадь поперечного сечения каналов и поперечного сечения четной проводки составляет 0,6-0,95 площади поперечного сечения нечетной проводки. Предлагаемое устройство обеспечивает оптимальную теплопередачу от каналов, что позволяет стабилизировать условия охлаждения проката по всей длине камеры охлаждения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для охлаждения движущегося проката, содержащее нагнетающую форсунку, камеру охлаждения, образованную последовательно размещенными нечетными и четными трубчатыми проводками, при этом четные проводки установлены в коаксиальном кожухе с образованием каналов, взаимосвязанных с полостью нечетной проводки, отличающееся тем, что каждый канал снабжен камерой со средством для подачи хладагента, сопряженной с ним стенкой из материала с высокой теплопроводностью, при этом суммарная площадь поперечного сечения каналов и поперечного сечения четной проводки составляет 0,6-0,95 площади поперечного сечения нечетной проводки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера размещена внутри канала. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера размещена внутри коаксильно каналу.