УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОКАТНОЙ ЗАГОТОВКИ НА УЧАСТКЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОКАТНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2007 года по МПК B21B45/02 B21B39/14 

Изобретение относится к устройству для охлаждения прокатной заготовки на участке охлаждения прокатной установки, в частности установки для горячей прокатки полос, в которой под прокатной заготовкой между роликами рольганга неподвижно расположены приспособления для распыления воды, а над заготовкой на несущих балках закреплены распылительные коллекторы, причем несущие балки закреплены на подвижной трубе круглой формы, которая расположена параллельно продольной оси рольганга и снабжена приводом вращения и подводом воды, подвод воды выполнен централизованным с системой управления и контроля, содержащей вентили для подключения или отключения охлаждающей воды.

Устройства для охлаждения прокатной заготовки являются неотъемлемой частью каждой прокатной установки; они приобрели большее значение после того, как при помощи влияния на процесс фазовых превращений в стали научились влиять на определенные металлургические параметры, например размер зерна и связанную с этим стойкость к высоким нагрузкам прокатной продукции.

Например, в документе EP 0178281 В1 описано устройство для охлаждения металлической заготовки с плоскими верхними и нижними сторонами, например листа, причем охлаждающая среда для нижней стороны подается в зазоры между роликами рольганга, а над заготовкой расположено дополнительное приспособление с возможностью регулирования расстояния от заготовки. Недостатком данной системы известной системы охлаждения является повышенный расход материала и сложный монтаж системы на месте, что обуславливает высокую стоимость устройства.

Из документа DE A 19843038.8 известна базовая конструкция данного рода системы для охлаждения прокатной заготовки при помощи охлаждающей воды, подаваемой сверху через распылительные коллекторы, установленные подвижно по высоте и для облегчения эксплуатации системы частично уравновешенные при помощи противовесов. За счет объединения подводов воды к распылительным коллекторам значительно уменьшаются затраты на монтаж.

В документе JP A 06212278 описано устройство для охлаждения полосы, в котором имеются установленные между роликами рольганга неподвижно установленные приспособления для распыления воды, при помощи которых полоса может охлаждаться снизу, при этом в решении не указаны меры по уменьшению длины рольганга и увеличению интенсивности охлаждения.

Задачей изобретения является увеличение максимально достигаемой интенсивности охлаждения при одновременном уменьшении длины рольганга, что обеспечивает компактную конструкцию системы охлаждения при высокой интенсивности охлаждения.

Данная задача решается в устройстве с признаками п.1 формулы изобретения. Дополнительные усовершенствования устройства согласно изобретению приведены в зависимых пунктах формулы.

Подробнее изобретение поясняется в описании графически изображенного примера осуществления изобретения, показанного на последующих фигурах, на которых представлено:

на фиг.1 - продольный разрез примера компактной системы охлаждения с транспортным рольгангом, направляющими полосы и системой распыления по длине полосы,

на фиг.2 - поперечный разрез системы охлаждения по фиг.1 с транспортным рольгангом, направляющими полосы и устройствами для перемещения по высоте верхних распылительных коллекторов,

на фиг.3 - несколько уменьшенный в масштабе поперечный разрез по фиг.2 через рольганг с поднятыми распылительными коллекторами,

на фиг.4 - вид сверху на часть рольганга с направляющими приспособлениями для полосы,

на фиг.5 - схематично изображен вертикальный разрез распылительного коллектора с несущей пластинкой для распылительных сопел и распылительными соплами,

на фиг.6 - вертикальный продольный разрез нижнего охлаждающего коллектора, и

на фиг.7 - схематичное изображение поперечного разреза через два соседних ролика с расположенными между ними и под ними нижними распылительными коллекторами с распылительными соплами.

На фиг.1 показан рольганг 1, снабженный компактной системой охлаждения. Немного ниже роликов данного рольганга 1 в промежутке между ними показаны нижние охлаждающие коллекторы 2. Над рольгангом изображены распылительные коллекторы 2, которые снизу кончаются снабженными распылительными соплами несущими пластинами 4. На распылительных коллекторах 3 установлены с возможностью вращения защитные плиты 5, которые защищают окружающее пространство от распыляемой воды и служат для того, чтобы распыляемая вода двигалась вниз. Также показаны направляющие ограничители 6 для полосы, которые обеспечивают ориентацию горячекатаной полосы и ее расположение посередине рольганга.

Расположение охлаждающих коллекторов, распылительных коллекторов и направляющих ограничителей для полосы в большем масштабе изображено на фиг.2, на которой показан поперечный разрез рольганга 1 по центральной плоскости нижнего охлаждающего коллектора.

Изображен охлаждающий коллектор 2, который на обоих концах для очистки снабжен съемным клапаном 7. Питание охлаждающего коллектора 2 осуществляется посредством трубы 8 и рукава 9. Ролики 10 рольганга 1 снабжены удлиненными тонкими цапфами 11, которые установлены в подшипниках и передают роликам усилие от моторов 12 рольганга. Ролики 10 расположены очень часто, и в узкое пространство между ними вставлены распылительные сопла 13 охлаждающего коллектора 2. При этом между роликами 10 может стекать небольшое количество охлаждающей воды, поскольку для стока воды между тонкими удлиненными цапфами имеется небольшое пространство.

В этой связи повторно показаны направляющие ограничители 6 полосы: показанный слева ограничитель установлен для максимальной ширины полосы или для положения ожидания и обеспечивает свободное стекание воды вначале в области цапф 11. Показанный справа ограничитель, напротив, установлен для минимальной ширины полосы и выдвинут до предела вперед, за счет чего перекрывает пространство в области цапф 11 роликов 10 для стекания воды. В условиях эксплуатации установки положение направляющих ограничителей 6 полосы устанавливают в зависимости от ширины полосы, и после успешного ее входа и позиционирования ограничители отводятся в положение ожидания и максимального открытия, а также включается система охлаждения.

Одновременно показано нижнее положение верхнего распылительного коллектора 3. В середине стойки 14 или нескольких стоек установлена вращающаяся труба 15, в которую в осевом направлении подводится охлаждающая вода. К этой трубе 15 присоединены несущие балки 16 в форме трубы, в которые может подаваться охлаждающая вода из трубы 15. На этих несущих балках соответственно закреплены два параллельных распылительных коллектора 3, которые при помощи колена снабжаются водой через балки 16. На нижней стороне распылительных коллекторов 3 установлены сменные и регулируемые несущие плиты 4 для распылительных сопел, а на свободных концах закреплены вращаемые защитные плиты 5. Каждая несущая балка поддерживается гидравлическим цилиндром 17, за счет чего она может перемещаться из рабочего положения, показанного на фиг.2, в положение, показанное на фиг.3, для ремонта или проверки, или же может просто отдаляться от полосы, находящейся на рольганге.

На фиг.4 показан вид сверху на направляющие ограничители 6 полосы рольганга 1. Оба установочных устройства направляющих ограничителей 6 установлены на небольшую толщину полосы, так что ограничители расположены непосредственно над поверхностью роликов 10, как уже описано выше, после ввода полосы ограничители 6 открываются на максимум, так что между цапфами 11 роликов 10 образуется значительное пространство, обеспечивающее отвод воды, подаваемой через распыляющий коллектор 3 и охлаждающий коллектор 2.

Конструкция распыляющего коллектора 3 показана на фиг.5 в увеличенном поперечном разрезе. Показана присоединяемая снизу к распылительному коллектору 3 несущая плита 4 для распылительных сопел, а также некоторое число этих распылительных сопел 20. Как видно на увеличенном изображении, приемная горловина 21 распылительного сопла 20, через которую подается вода, выполнена расширяющейся в виде воронки для того, чтобы обеспечить поступление воды без сжатия. Выходная область 22, напротив, является или цилиндрической, или для достижения необходимой для распыления скорости потока выполнена незначительно сужающейся. Для крепления существует множество возможностей, при этом распылительные сопла 20 могут быть закреплены в несущей плите 4 или при необходимости замены или смены вследствие износа или необходимости применения другого размера сопла выполняться съемными.

На фиг.6 снова изображен нижний охлаждающий коллектор 2 на виде сбоку. Показаны съемные клапаны 7, закрывающие отверстия для очистки и проверки, а также подвод охлаждающей воды по трубе 8 и присоединенному, как на фиг.2, 3, рукаву 9.

Как видно из фиг.7, образующееся между двумя соседними роликами 10 рольганга 1 пространство очень узкое, так что подвод охлаждающей воды снизу и отвод охлаждающей воды, подаваемой сверху, при такой компактной компоновке затруднены. Данная проблема решена в изобретении за счет расположения корпуса охлаждающего коллектора 2 под средней горизонталью роликов 10 при одновременном грушевидном выполнении поперечного сечения коллектора в направлении подвода потока охлаждающей жидкости. Сверху устанавливается удерживающая планка 23, в отверстия которой устанавливают распылительные сопла 13, которые заканчиваются сверху определяющими режим распыления наконечниками 24.

Как показано на фиг.1, к компактной системе охлаждения на входе и на выходе дополнительно присоединены подвижные и закрываемые продольные отсекатели 25, 26. Они препятствуют при высоком расходе охлаждающей воды поступлению находящейся на верхней поверхности полосы воды или стеканию воды в область измерительных приборов, за счет чего возникают проблемы и неточности в измерениях. Отсекатели 25 и 26 состоят из вращающихся крышек 27 или 28 с форсуночными коллекторами 29, 30. При вводе полосы крышки подняты для обеспечения свободного прохода полосы. Затем крышки 27, 28 опускаются в рабочее положение, и форсуночные коллекторы 29, 30 включаются. Форсунки после опускания крышек и форсуночных коллекторов располагаются вблизи поверхности полосы, что обеспечивает эффективное воздействие струй от форсунок. Крышки защищают форсунки и могут при замятии полосы или образовании петель перемещаться вверх под небольшим усилием, без причинения значительного урона оборудованию отсекателей.

Список использованных обозначений

1Рольганг2Нижний охлаждающий коллектор3Верхний распылительный коллектор4Несущая плита для распылительных сопел коллектора 35Защитная плита6Направляющий ограничитель полосы7Клапан коллектора 28Труба для подвода охлаждающей воды к коллектору 29Рукав 10Ролик11Цапфа12Мотор 13Распылительное сопло 14Стойка15Вращающаяся труба16Несущая балка17Гидравлический цилиндр18Установочное устройство19Упор20Распылительное сопло21Горловина22Область выхода23Несущая планка24Форсунки25, 26Отсекатели27, 28Крышка29, 30Форсуночные коллекторы

Устройство предназначено для увеличения интенсивности охлаждения при сокращении длины участка охлаждения. Под прокатной заготовкой между роликами рольганга неподвижно расположены приспособления для распыления воды, а над заготовкой на несущих балках закреплены распылительные коллекторы, причем несущие балки закреплены на подвижной трубе круглой формы, которая расположена параллельно продольной оси рольганга и снабжена приводом вращения и подводом воды. Подвод воды выполнен централизованным с системой управления и контроля, содержащей вентили для подключения или отключения охлаждающей воды. Компактность конструкции участка охлаждения при высокой интенсивности охлаждения достигается за счет того, что ролики рольганга расположены максимально близко друг к другу, при этом нижний охлаждающий коллектор расположен несколько ниже в пространстве между роликами, коллекторы выполнены с грушевидным поперечным сечением, горлышко которого снабжено распылительными соплами, вставленными в зазор между роликами, а ролики рольганга снабжены удлиненными цапфами малого диаметра. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для охлаждения прокатной заготовки на участке охлаждения прокатной установки, в частности, установки для горячей прокатки полос, в которой под прокатной заготовкой между роликами (10) рольганга (1) неподвижно расположены приспособления для распыления воды, а над заготовкой на несущих балках (16) закреплены распылительные коллекторы (3), причем несущие балки (16) закреплены на подвижной трубе (15) круглой формы, которая расположена параллельно продольной оси рольганга и снабжена приводом вращения и подводом воды, причем подвод воды выполнен централизованным с системой управления и контроля, содержащей вентили для подключения или отключения охлаждающей воды, при этом ролики (10) рольганга (1) расположены максимально близко друг к другу, нижние охлаждающие коллекторы (2) расположены несколько ниже в пространстве между роликами (10), распылительные сопла (13) коллекторов (2) размещены в зазоре между роликами, отличающееся тем, что ролики (10) рольганга (1) снабжены удлиненными цапфами (11) малого диаметра, а охлаждающие коллекторы (2) имеют грушевидное поперечное сечение, горлышко которого снабжено распылительными соплами (13) и размещено в пространстве между роликами (10).2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что горлышко грушевидного поперечного сечения охлаждающих коллекторов (2) снабжено несущей планкой (23), преимущественно сменной, снабженной распылительными соплами (13).3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что распылительные сопла (13) на свободном конце снабжены соответствующей насадкой (24).4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что имеет стойки (14) или подобные средства для установки вращающейся трубы (15) и подвода к ней воды, причем от трубы (15) отходят несущие балки (16) в виде труб, которые обеспечивают подачу воды и поддержку распылительных коллекторов (3).5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что вращающаяся труба (15) снабжена приводом.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что присоединенная к вращающейся трубе (15) балка или отрезок несущей балки (16) снабжена гидроцилиндром (17).7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что на торцевых сторонах распылительного коллектора (3) имеются защитные плиты (5).8. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что имеет подвижные направляющие ограничители (6) полосы с возможностью установки относительно упоров 19 на обрабатываемую толщину полосы, причем вначале интенсивного охлаждения они установлены в максимально открытое положение.9. Устройство по п.4, отличающееся тем, что на нижней стороне распылительного коллектора (3) имеются несущие плиты (4), снабженные распылительными соплами, преимущественно с возможностью их снятия и замены.10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что верхние свободные концы распылительных сопел (20) в области горловины (21) выполнены в виде расширяющейся горловины, при этом нижние концы в выходной области (22) выполнены сужающимися до определенного сечения.11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на концах участка охлаждения рольганга (1) расположены продольные отсекатели (25, 26).12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что продольные отсекатели включают вращающиеся крышки (27, 28).13. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что отсекатели (25, 26) снабжены водяными или воздушными форсуночными коллекторами (29, 30).14. Устройство по п.11, отличающееся тем, что форсуночные коллекторы, снабженные форсунками, выполнены с возможностью поднятия в состояние открытия рольганга.