Устройство для ускоренного охлаждения проката Советский патент 1983 года по МПК C21D1/02 

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к ускоренному охлаждению проката в потоке станов горячей прокатки. Известно устройство для охлаждения проката, содержащее камеру охлаждения с шарнирно установленны ми по длине камеры охлаждения во входных радиальных отверстиях подводящими патрубками, причем входные отверстия размещены в стенках камеры охлаждения по винтовой линии 1. Однако для изменения интенсивно . ти охлаждения проката необходимо и менить угол наклона всех шарнирно установленных водоводов, При этом изменяется угол закрутки, охлаждаю щего потока в камере охлаждения Чем больше угол закрутки, тем боль ше витков сделает поток воды в кам ре охлаждения, тем большая часть п тока воды вступит в контакт с охла даемым прокатом. Поэтому интенсивность охлаждения в этом случае наи большая. И наоборот. Изменение угл наклона водоводов необходимо произ водить сразу, все вместе, иначе за ,теми водоемами., угол наклона котор не изменился, интенсивность охлажде.ния не изменится. Это связано с тем, что получить вращающийся пото возможно лишь при постоянном воздей ствии на него либо направляя его по специальным направляющим. Иначе поток быстро затухает. При частном изменении интенсивности охлаждения необходимо изменять угол наклона водоводов, что приводит к существенному усложнению исполнительного механизма. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для охлаждения проката, Предназначенное для охлаждения арматурной стали и состоящее из кам ры охлаждения с форсункой, причем начальный участок камеры охлаждения примыкающий к форсунке и равный 1/3 - 1/5 длины ее, выполнен в виде внутреннего канала камеры с углом закручивания 0,6-1,5 витка 2. Однако вращающийся поток затухае на участке охлаждения без закручива ния, снижая при этом общий охлаждаю щий эффект. Кроме того, невозможно регулировать интенсивность охлаждения проката изменением закручивания вращающегося охлаждающего потока. Цель изобретения - упрощение рег лирования интенсивности охлаждения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для ускоренного охлаждения проката, содержащее уста новленные по одной оси форсунки с подводящим патрубком и цилиндрическую камеру охлаждения, снабжено установленной на выходном конце камеры охлаждения шайбой с приводом ее перемещения вдоль оси устройства и пружиной, размещенной внутри камеры и закрепленной одним концом на шайбе, а другим на входном конце камеры. Пружина имеет наружный диаметр, равный внутреннему диаметру камеры охлаждения, шаг, равный 2,5-4 диаметра камеры, и выполнена из проволоки круглого сечения диаметром 0,1-0,2 диаметра камеры охлаждения. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - изменение расстояния между витками пружины в процессе регулировки. Устройство состоит из входной воронки 1, состыкованной меньшим основанием с форсункой 2, соединенной с входным концом камеры 3 охлаждения, в которой установлена пружина 4,- контактирующая наружной своей поверхностью с внутренней поверхностью камеры охлаждения по всему периметру и зафиксированная одним торцом в приливе 5 на входном конце камеры 3 охлаждения, соединенной с форсункой 2, а вторым концом входит в зацепление с подвижной шайбой б, свободно установленной на направляющих 7 и связанной с приводом 8 с возможностью перемещения вдоль продольной оси камеры охлаждения. Устройство работает следующим образом. Из форсунки 2 поток охлаждающей воды поступает в камеру 3 охлаждения через сопло форсунки 2. При движении потока вдоль камеры охлаждения слои потока, прилегающие к стенкам камеры охлаждения, начинают двигаться по спирали, определяемой витками пружины. Шаг пружины характеризу„ет интенсивность закручивания потока, чем больше шаг, тем меньше раз поток воды поворачивается вдоль продольной оси и тем меньшее количество воды вступает в контакт с поверхностью охлаждаемого проката, который подается в камеру 3 охлаждения через воронку 1. Регулировка интенсивности охлаждения выполняется изменением величины шага спирали с помоцью привода 8 перемещением шайбы б по направляющим 7. Используют камеру охлаждения длиной 1,5 м, диаметром 30 мм, предназначенную для охлаждения катанки 6,5 мм, расход воды составляет 25 м/ч при давлении 35 атм. В качестве спирали используют проволочную пружину из проволоки диаметром 5 мм с шагом 80 мм в свободном состоянии. Сначала исследуют возможность прохождения катанки диаметром 6,5 мм без забуривания через камеру охлаждения с пружиной. Опыты показали, ч шаг пружины должен быть или меньше 1,5 диаметра прокатки или больше 10 диаметров проката. В этих случаях прохождение проката через охлаждающую камеру устойчивое без забуриваний. Это связано с тем, что при иаге не более 1,5 диаметра проката зазор (щель) между витками небольшой и пе редний конец проката не упирается в витки спирали. А при шаге пружины большем или равном 10 диаметрам про ката угол наклонавитка пружины и пр&дольной оси камеры охлаждения обеспечивает прохождение переднего конца проката без забуривания. Указанный угол должен быть не бо лее 25° в случае, когда шаг пружины больше или равен 10 диаметрам проката, т.е. чем больше шаг, тем мень ше угол наклона витка пружины, тем лучше условия прохождения проката. Затем исследуют границы изменения охлаждающей способности устройства при шаге меньшем 1,5 диаметра и при шаге большем или равном 10 диаметрам проката; Без пружины в камере охлаждения температура проката при скорости прокатки 25 мм/с (при указанных выше условиях снижается с 1000 до 800°С. С пружиной с шагом меньшим 1,5 диаметра проката интенсивность охлаждения повышается незначительно, температура катанки снижается с 1000 до . Изменение шага в интервале 01,5 диаметра проката не дает заметного изменения температуры охлаждения . Хотя общая охлаждающая способность камеры охлаждения незначитель но повышается. Применение пружины с шагом большим или равным 10 диаметрам проката дает при прочих одинаковых условиях снижение температуры с 1000 до , увеличение шага до 15 диа метров проката, снижается интенсивность охлаждения, температура пониж ется с 1000 до 780С. По сравнению с камерой охлаждения без пружины об щая охлаждающая способность повышае ся, однако при шаге меньшем 1,5 диа метра и проката результаты хуже, чем при шаге большем или равном диа метрам проката. Это объясняется тем что при шаге меньшем 1,5 диаметрам проката, поток слабо закручивается, .так как мало расстояние между сосед ними витками С практически для. пото ка поверхность камеры гладкая ), а при шаге большем или равном 10 диаметрам проката, происходит интенсив ное закручивание потока охлаждающей воды. Оптимальное соотношение находят из двух условий: условия забуривания и возможности регулировки интенсивности охлаждения. При шаге пружины большем или равном 10 диаметрам проката имеется возможность изменять интенсивность охлаждения в пределах . В связи с тем, что применяют для ускоренного охлаждения камеры охлаждения с диаметром в 3-4 раза большим диаметра проката (при этом соотношении наиболее благоприятно сочетаются достаточная интенсивность при сравнительно небольшом расходе воды и хорошие условия прохождения проката без забуриваник), шаг пружины равен 2,5-4 диаметра камеры охлаждения. Диаметр проволоки, из кото-, рой выполнена пружина, должен быть равен 0,5-1 диаметра охлаждаемого проката. Это связано с тем, что диаметр камеры охлаждения и диаметр проката взаимосвязаны.Зазор между прокатом и стенкой камеры при этом соотношении равен 1 - 2 диаметрам охлаждаемого проката. Диаметр пружины должен быть таким, чтобы зазор между витками спирали и охлаждаемым прокатом был не менее 0,5-1 диаметра проката или проходное отверстие камеры охлаждения было больше диаметра охлаждаемого проката в 2-3 раза. При этом обеспечиваетсястабильное прохождение проката через камеру охлаждения. По отношению к диаметру камеры охлаждения необходимый диаметр с можно выразить соотношением 0,10,2 внутреннего диаметра камеры охлаждения. В процессе работы предлагаемого устройства имеется положительный эффект. Закрученный поток охладителя при выходе из охлаждения рассеивается между торцом камеры охлаждения и подвихсной шайбой. Не требуется отсекающих устройств. Это связано с тем,, что вращающие слои потока воды при выходе из камеры охлаждения, где их ограничивают, стенки камеры, охлаждения движутся по касательной к окружности. вращения (перпендикулярно продольной оси камеры охлаждения, что приводит к разрушению потока. Крометого, этот эффект дает возможность визуально оценить, вращается поток или нет, так как не вращающийся поток почти не рассеивается. Применение предлагаемого устройства упрощает регулировку интенсивности охлаждения устройства. Привод может активно работать только в оДну сторону, что упрощает эксплуатацию устройства, растягивать пружину или сжимать в зависимости от пружины, а обратно пружина возвращается сама. Это дает возможность осуществить регулируемое охлаждение бунтового проката с переохлаждением середины бунта и уменьшить длину охлаждаемого устройства в 1)5 раза, что приведет к выравниванию условий охлаждения наружных и внутренних витков бунта катанки диаметром 6,5 м, снизит общее количество окалины до 5 кг на тонну готового проката и упростит технологию охлаждения.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОКАТА, содержащее установленные по одной оси форсунку с подводящим патрубком и цилиндрическую камеру охлаждения, отличающееся тем, что, с целью упрощения регулирования инте.нсивности охлаждения, устройстэо сиаб.жено установленной на выходном конце камеры охлаждения шайбой с привод ял ее перемещения вдоль оси устройства и пружиной, размещенной внутри камеры и закрепленной одним концом на шайбе, a другим на входном конце кг1меры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пружина имеет наружный диаметр, равный внутреннему Диаметру камеры охлаждения, шаг, равный 2,5-4 диаметра камеры, и выполнена из проволоки круглого сечения диаметром 0,10.2 диаметра камеры охлаждения. J СО

.

TTFT | UW i/ i,u

vt.t

Jf Mjfr tfF