Устройство для вторичного охлаждения непрерывнолитой заготовки Советский патент 1984 года по МПК B22D11/124 

2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что отношение площгши сечения отверстия сообщенного с соплом, к площади сечения каждого из остальных отверстий перегородки составляет 0,5-2,0.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ, содержащее трубу с щелевыми соплами, отличающееся тем, что, с целью равномерного распределения воды по длине зоны вторичного охлаждения и улучшения качества металла, труба выполнена разъемной, причем ее части соединены муфтами, щелевые сопла выполнены в стенках муфт, при этом в месте расположения сопла, каждая муфта имеет поперечную перегородку со сквозными отверстиями, одно из которых сообщено с соплом.

. 1 Изобретение относится к меташлур гии, конкретнее к непре1Х1Вному литью заготовок, Известно устройство для вторично го охлаждения непрёрывнолитой заготовки, содержащее коллектор с прямоструйными форсунками, закрепленным на концах патрубков, распределяющих воду по высоте зоны вторичного охлаждения слитка МНЛЗ tl3« К недостаткам данного устройства относятся неравномерное распределение плотности орошения по ширине сли ка, вызванное неравномерным сжатием струи при истечении ее через полусферический подводящий канал прямоструйных форсунок, а также высокая степень их засоряемости. Коллектор снабженный патрубками на концах кото рого установлены прямоструйные форсунки, характеризуется высокой сте- пенью засоряемости форсунок, обуслов ленную тем, что направления истекающего из сопла и подводящего к соплу потоков совпадает, что создает условия для застревания частиц в сопле, кроме того, он не обеспечивает равномерного по периметру слитка охлаждения из-за сферического подводящего канала, вызывающего неравномерное сжатие струи и соответственно не равномерное распределение вода) по ши рине факела. Это приводит к переохлйждению центральной части непрерыв налитых заготовок и возникновению де фектов в литом металле. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для вторичного охлаждения непреривнолитой заготовки, содержащее трубу с щелевыми соплами, расположенными по одной оси перпендикулярно образую щей трубы t2. Недостатком указанного устройства является неравномерное распределение расхода воды по щелям, а следовательно ,и плотности орошения слитка, вызванное большими потерями давления воды при истечении через каждое сопло, из-за большой площади сечения каждого сопла по отношению к пло Щади сечения подводящей трубы для обеспечения угла раскрытия факела 120° .: Кроме того, оптимальный диамет трубы, выбранный из условий прочности коллектгора и расхода воды на охлаждение слитка, а также глубина про.Ьези щели,выбранная из условий обеспечения заданного угла раскрытия факела по большой оси (для охлаждения слябов этот угол составляет 90-120°), ограничивают диапазон изменения расхода воды, обеспечиваемого каждым соплом. Изменение ширины сопла в сторону увеличения существенно снижает дисперсность распыления факела, а ее уменьшение приводит к снижению надежности его работы, т.е. к повышению вероятности засорения. Таким образом, известное устройство не позволяет изменять в широких пределах интенсивность охлаждения непрерывнолитого слитка для обеспечения охлгокдения заготовок из различных марок стали и при изменении сечения загото-вок в широком диапазоне. Цель изобретения - обеспечение раз номерного распределения воды по длине зоны вторичного охлсокдения и улучшение качества металла. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для вторичного охлаждения непрёрывнолитой заготовки, содержащем трубу с щелевыми соплами, труба выполнена разъемной, причем ее части соедаснены муфтами, щелевые сопла выполнены в стенках муфт, при этом в месте расположения сопла каждая муфта имеет поперечную перегородку со сквозны1«1 отверстиями, одно из которых сообщено с соплом. Кроме того, отношение площади сечения отверстия сообщенного с соплом к площади сечения каждого из остальных отверстий перегородки составляет 0,5-2,0.. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел I на . фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2. Устройстводля вторичного охлаждения состоит из составной трубы 1, выполненной из нержавеющей стали с закрепленными в местах разъема с помощью резьбового соединения соединительных муфт 2, с осевыми отверстиями 3. Одно изотверстий соединено с щелевым соплом 4, выполненным в корпусе муфты перпендикулярно продольной оси муфты.. Для обеспечения требуемой чистоты кромок, сопла муфты изготавливают из латуни или бронзы. Наличие конических выходных кромок сопла позволяет обеспечить плавный выход воды при истечении ее из сопла и повысить равномерность рас пределения ее по ширине факела, В указанном примере выполнено три осевых отверстия, одно из которых со динено с щелевым соплом. Площгщь его сечения выбирается таким образом, чтобы оно обеспечило заданный расход воды через сопло и угол раскрытия факела по большой оси для охлаждения заданной площади поверхности слитка Два других отверстия служат для .перепуска воды мимо сопла в следующую часть трубы. Это позволяет обеспечить подпор воды при прохождении ее вдоль коллектора и заданное распред(элёние давления и расхода воды по щелевым соплам.. Крутизна характеГристики снижения расхода воды по дли не зоны охлаждения определяется для этого устройства соотношением площади поперечного сечения рабочего и перепускного отверстий, а также их количеством. Устройство работает следующим образом. Вода под давлением 5-6 кг/см по падает к трубе и распределяется чере соединительные.муфты по щелевым-соп лам через рабочий канал и перепускные каналы. Диаметр рабочего канала составляет 10 мм. Глубина вреза щеле вого сопла равна 3 мм. Такое соотношение глубины вреза сопла к радиу су рабочего канала, при ширине сопла В 1,2 мм обеспечивает угол ра крытия факела по большей оси d - 12 Расход воды через сопло можно рассчитать по .формуле: Q F.y , где F V ; г - радиус трубы, мг п - центральный угол сопла, гргщ; Р - давление воды; g - ускорение силы тяжести; fj- - коэффициент расхода. Как видно из этой формулы, расход воды через щелевое сопло, выполненное в виде цилиндрической поверхности в корпусе муфты, пропорционален радиусу рабочего канала. Для изменения расхода воды при постоянных остальных параметрах необходимо соответственно изменить диаметр рабочего канала, а для сохранения заданного угла раскрытия факела необходимо выдержать в заданных пределах соотношение глубины щелевого сопла h к радиусу рабочего канала г. Для обеспечения угла раскрытия 120°необходимо, чтобы это отношение было 1i/r 0,75, Таким образом, диаметр рабочего канала выбирается исходя из требуемого расхода воды, подаваемой через каждое сопло. Соотношение площади сечения рабочего канала к кгокдому из перепускных канашов для обеспечения заданного расхода воды через сопло должно быть в пределах 0,5-2,0, При увеличении этого соотношения более 2,0 резко увеличиваются потери давления при истечении через щелевое сопло, а уменьшение соотношения менее О,-5 при.водит к возникновению нестабильного факела. Годовой экономический эффект от применения предлагаемого устройства для вторичного охлаждения заключается в улучшении качества литого меташла и увеличении выхода годного трубного металла и может быть расчитан по формуле:Э p.c.t. годовой объем трубной стали,, отливаемой металла, т; процент увеличения выхода годного металла; стоимость 1 т литого металла.