Валок-кристаллизатор Советский патент 1984 года по МПК C03B13/16 

Изобретение относится к оборудованию металлургической и химической промыпшенности, а также промышленности строительньрс материалов и может быть использовано для переработки металлургических шпаков.

Известен валок-кристаллизатор, содержащий бандаж с торцовыми крышками и размещенной внутри него коаксальной камерой, сопло и подводящие И отводящие охлаждающую жидкость цатрубки, где равномернрсть .охлаждения обеспечивается камерой, выполненной из коаксиально расположенных цилиндров, сопряженных на входе и выходе по конусу

Сопло, подающее охлаждающую жидкость, установлено с возможностью перемещения вдоль оси валка, что позволяет регулировать скорость и расход охлажданхцей жидкости, иj следовательно, регулировать интенсивность теплообмена за счет наличия местной рециркуляции при зжектйровании части нагретой охлаждающей жидкости Л .

Недостатками зтого устройства являются низкая интенсивность теплообмена между горячей поверхностью валка и охлаждающей жидкостью вследствие образования режима пленочного кипения, а Также неравномерность теплоотвода, что приводит к температурному перекосу по длине цалка. , Кроме того, .во время работы валка интенсивность теплоподвода к поверхности валка может изменяться, что вызывает необходимость изменить положение сопла вдоль оси валка.

Наиболее близким ho технической сущности к изобретению является валок с внутренним охлаждением, содержащий бандаж и коаксиально расположенный в нем поворотный коллектор с уплогнительными планками, которые ограничивают зоны подвода и отвода охлаждающей жидкости. .

Изменение режима охла}||дения валка осуществляется изменением положения зоны охлаждения путем поворота коллектора на определенный угол. Такая конструкция позволяет регулировать интенсивность охлаждения с помощью поворотного коллектора .

Устройству присуща недостаточная интенсивность теплообмена вследствие того, что при внезапном увеличении теплового потока к поверхности валка при установленном расходе охлаждающей жидкости возможно ее резкое вскипание, а следовательно, появление пленочного режима кипения жидкости.

При таком режиме кипения резко снижается тепловой поток, поступающий через паровую пленку от бандажа к охлаждающей жидкости.

Образование такого режима теплообмена в зависимости от зксплуатационной ситуации приводит к недопустимо высоким температурам самого валка (большим температурным перекосам по длине валка), а зто, в свою очередь, приводит к локальным разрушениям поверхности бандажа валка, что влечет за собой снижение срока службы валка, ухудшение качества готовой продукции. Недостатками известного устройства являются также невозможность получения перегретой воды или пара энергетических параметров, следствие пленочного режима кипения, а также большая металлоемкость конструкций.

Цель изобретения - интенсификация процесса теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в валкегкристаллизаторе, содержащем цилиндрический бандаж с торцовыми крьш1ками, систему охлаждения в виде кольцевых каналов и расположенное внутри бандажа распределительное устройство с подводящими и отводящими охлаждающую жидкость патрубкаМи,кольцевые каналы выполнены на внутреней поверхности бандажа,а распределительное устройство разделено перегородкой на две полости -и выполнено с тангенци ьными отверстиями, соединякяцими зти полости с кольцевыми каналами системы охлаждения.

Кроме того, целесообразно с целью обеспечения равномерности охлаждения по длине валка тангенциальные отверстия распределительного устройства выполнить с относительным диаметром, равным 1,0 на торцах валка с линейным увеличением их до 1,15 1,20 к.его середине.

Выполнение внутренней поверхности бандажа с кольцевыми каналами, а также тангенциальный подвод охлаждающей жидкости из распределительного устройства повышают степень турбулентности потока жидкости,исключают режим пленочного кипения на внутренней поверхности бандажа, а следовательно увеличивают теплосъем с последней в несколько раз, что позволяет прока тывать ленту большей толщины. Выполнение распределительного устройства с перегородкой позволяет подвести охлаждающую жидкость сразу к горячей стороне валка, что улучщит теплосъем с поверхности валка,непосредственно соприкасающейся с расплавом. Вьшолнение тангенциальных отверстий охлаждающей жидкости с относительным диаметром, равным 1,0 на торцах валка с линейным увеличением их до значения 1,15-1,20 к его середине, обеспечивает равномерность охлаждения по длине валка, что повышает эксплуатационную стой1сость валка. В случае вьшолнения отверстий с отклонением от указанных вели чин будет иметь место температурная неравномерность по ширине ленты, , что, в конечном итоге, приведет к на рушению режима кристаллизации ленты и ухудшению качества готового продукта, а также к изменению формы лен ты, ее растрескиванию и разрыву. На фиг.1 изображен валок-кристалл затор, разрез; на фиг.2 - схема прокатки жидкого расплава валками описанной конструкции. Валок-кристаллизатор содержит ва лок 1 и цилиндрический бандаж 2, внутренняя поверхность которого име ет кольцевые каналы 3, разделенные друг от друга кольцевыми ребрами 4,Бан даж 2 запрессован в ступицы 5, на хвост вики которых насажены подшипники 6. Распределительное устройство 7 с разделительной перегородкой 8 помещено внутрь бандажа 2. По длине распределительного устройства 7 со стороны подвода 9 охлажданмцей жидкости выполнены тангенциальные отверстия 10, подающие последнюю в кольцевые зазоры между бандажом 2 и распределительным устройством 7. Нагретая жидкость через отверстия 11 поступает в отводя1ций патрубок 12 Тангенциальные отверстия 10 выполнены и относительным диаметром, равным 1,0 на торцах валка с линейным увеличением их до значения 1,15-1,20 к его середине. Валок работает следзпощим образом При прокатке жидкого расплава 13 валками предлагаемой конструкции в месте контакта их с расплавом имеют место большие тепловые потоки, поступающие к валкам. Охлаждающая жидкость через входной патрубок 9 поступает в подводящую полость распределительного устройства, откуда через тангенциальные отверстия 10 поступает к бандажу 2, распределяясь по каналам 3. Направленное движение охладителя по тангенциальным подводам 10 позволяет изменить скорость движения жидкости в кольцевых каналах 3 бандажа 2, а следовательно,дает возможность регулировать теплосъем с внутренней поверхности бандажа 2 путем регулирования скорости охладителя, что исключает режим пленочного кипения на внутренней поверхности бандажа 2. Т.е. при увеличении скорости прокатки или изменении толщины прокатываемой ленты регулирование теплосъема производится изменением расхода охлаждающей жидкости. Затем нагретая жидкость из кольцевых каналов 3 бандажа 2 через отверстия 11 поступает в отводящую полость распределительного устройства 7 и выводится через отводящий патрубок 12, где в дальнейшем ее тепло может полезно использоваться. Температура и давление охлаждающей жидкости могут быть различными и зависят от расхода охладителя, скор ости вращения валков и зазора между валками. Использование предлагаемого уст- ройства позволит: интенсифицировать процесс теплообмена между внутренней поверхностью бандажа и охлаждающей жидкостью за счет кольцевых каналов, выполненных на внутренней поверхности бандажа и тангенциального подвода охладителя, добиться равномерности теплосъема за счет разного диаметра тангенциальных отверстий, подводящих охладитель, что увеличивает срок службы валка-кристаллизатора, улучшает качество готовой продукции,прокатывать ленту большей толщины, что приводит к повышению производительности установки для переработки шлака снизить металлоемкость валкакристаллиза.тора за счет упрощения конструкции распределительного устройства,получить горячую воду или пар энергетических параметров в зависимости от величины теплосъема вследствие исключения режима пленочного кипения. ,

12

cpuai

w

10

срие.г

1. ВАЛОК-КРИСТАЛЖЗАТОР, содержащий цилиндрический бандаж с торцовыми крышками, систему охлаж дения в виде кольцевых каналов и расположенное внутри бандажа распределительное устройство с подводящими и отводящими охлаждающую жидкость; патрубками, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена, кольцевые каналы выполнены на внутренней поверхности бандажа, а распределительное устройство разделено перегородкой на две полости и вьшолнено с тангенциальными отверстиями, соединяющими эти полости с кольцевыми каналами системыохлаждения. 2. Валок-кристаллизатор по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерности охлаждения по длине валка, танген- § циальнЫе отверстия распределительного устройства выполнены с относительным f диаметром, равным 1,0 на торцах валка с линейным увеличением до 1,15-1,20 к его середине.