Способ поверхностной обработки движущегося проката Советский патент 1985 года по МПК C21D1/02 B21B45/02 

д :л

СП

Изобретение относится к прокатно му производству, в частности к производству катанки и сортового прока та на проволочных и сортовых стенах и может быть использовано для ускоренного охладцення проката и одновременного нанесершя на его поверхность различных защитных покрытий. Цель изобретения - повышение ийтенсивности и равномерности и качества обработки. Сущность спосЬба заключается .в том, что процесс поверхностной обработки движущегося проката ведут одновременно двумя скоростными потоками среды, движущимися в направлении движения проката: жидкостным периферийным потоком, подаваемым в рабочую камеру в виде равномерного кольцевого потока, газожидкостным аэрозольным потоком, формируемым в процессе смещения газовойи жидкой фаз до поступления в рабочую камеру и подаваемым в виде центрального потока, непосредственно вокруг поверхности обрабатываемого .проката. Б качестве жидкости могут быть использованы вода, раствор полимерных веществ, осаждающихся на поверх ности горячего проката и другие жид кие среды, а в качестве газа - как атмосферный окружающий воздух, засасьшаемый в устройство за счет зже тирующего действия движущегося проката и высокоскоростного истечения периферийного потока, так и нагнета мьй дополнительно воздух, а:зот, пар и другие газы, подаваемые под давлением в приемную воронку устройства. Здесь осуществляется диспергирование жнцкостй на мелкие капли, газожидкостное смесеобразование и формирова ние S виде гомогенного распьшенного потока. В процессе обработки сформированньй центральньй аэрозольный поток с высокой скоростью (30-50 м/с) поступает в рабочую камеру, где при сопри косновении с нагретой поверхностью движущегося проката тонкодисперсйые капли жидкости интенсивно испаряются и эффективно отбирают тепло. При этом на поверхности обрабатываемого проката происходит осаждение полимер ных веществ, испаряемые частицы в процессе своего движения пронизывают равномерно кольцевой периферийнью жидкостный поток. В результате этот 152 поток становится газонасыщенным с режимом псевдокипения, в котором интенсивно протекают тепломассообмен- ные процессы. Вблизи обрабатываемой поверхности за счет высокой степени турбулйзации происходит разрушение ламинарного слоя и усиление непре-. рьшного обмена между частицами среды, интенсифицируется отвод тепла по всей обрабатываемой поверхности. Охлаждение испаряемых происходит в поперечном направлении по толщине потока и практически отпадает необходимость применения систем регенерадии и рециркуляции жидкости. Для эффективного воздействия центрального потока на периферийный и оптимального соотношения между жидкой и газовой фазами количество среды, подаваемой на формирование центрального потока, должно находиться в пределах 10-30% от общего его объема, 1-щущего на обработку. В том слу- ча.е, когда количество подсасываемого воздуха недостаточно для обеспечения оптимального соотношения между фазами, осуществляется принудительньй подвод дополнительного количества газовой среды в приемную вор.онку устройства. Увеличение расхода среды свыше 30% ухудшает распыл центрального потока, укрепняет частицы жидкости в нем и снижает инжекционную способность периферийного потока, что ухудшает поверхностную обработку проката и ее равйомерность. Снижение расхода среды на формирование центрального потЬка менее 10% от общего её объема ведет к ухудшению тепломассообмена. Усиление действия центрального потока и повышение интенсивности епломассообменных процессов достигатся за счет придания последнему . .ульсирующего.характера движения. При наложении пульсации на центальный поток межслойное пе емешивание в рабочей камере усиливается, снижается возможность канала образоания при фильтрации в жидкости газоой фазы, повышается гомогенность труктуры обрабатывающего потока, нижается его расход. Оптимальная частота пульсации наодится в пределах 1-5 Гц, а скважость потока (f 3 0,25-2 (где о,} и У о время, в течение которого соответственно пульсатор закрыт и открыт). При этих параметрах рост темпа охлаждения возможен до 30% при одновременном снижении расхода среды на 10-20%. Дальнейшее повьшение частоты приводит к снижению темпа охлаждения, .поскольку слои потоков в рабочей камере не успевают взаимодействовать между собой в достаточной мере. С повышением предельного значения .. скважности темп. Ь.хлаждения продолжает возрастать, однако одновременно увеличивается и сопротивление пульсатора. . Понижение частоты ниже 1 Гц приводит к снижению темпа охлаждения, поскольку происходит гашение импульса, воздействукяцего на поток, и вьфавнивание амплитуд пульсации взаимодействукщих потоков. . /Уменьшение нижнего предела скважности оглаживает импульсное воздейст вие на поток,.повышает температуру среды, что в целом снижает эффективность обработки. Процесс поверхностной обработки проката предлагаемьгм способом может быть дополнительно интенсифицирован за счет винтообразной йодачи центрального потока путем его закручивания, например за счет установки завихрителя перед входом потока в рабочую камеру или тангенциального вво да дополнительного энергоносителя в центральный поток и т.п. Ввод в рабочую камеру высокоскоростной закрученной центральной струи форсирует взаимодействие потоков за счет развития контактной поверхности, степени расширения вращающейся струи, вовлечения во вращательно-поступательное движение присоединенных масс периферийного потока, В процессе вращения центрального потока степень диспергирования среды увеличивается за счет подсасываемого дополнительного количества воздуха в зону при- осевого разрежения, создаваемого вращаклцимся потоком. Более распыленная центральная струя после истечения в рабочую камеру вращается в приосевой зоне по нагретой поверхности движущегося проката и интенсивно отбирается тепло, которое с большой скоростью отводится в радиальном направлении. В таблице приведены параметры и результаты обработки по известному и предлагаемому способам. Использование предлагаемого способа повышает интенсивность, равномерность и качество поверхностной обработки про1сата за счет повышения степени турбулизации и гомогенизации обрабатывающей среды в рабочей камере путем использования подсасываемого воздуха или принудительной подачи дополнительного количества газа для создания центрального газожидкостного потока, а также придания этому потоку пульсирукнцегр .режима и его закручивания .

1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА средой, включанщий подачу среды в направлении движения проката, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения-. интенсивности равномерности и качества обработки, часть среды

Параметры

Известный Ускоренное охлажд Характер обработки Канатная катапка Обрабатываемый прокат Начальная температура,°С Конечная температура проката,°С Скорость движения проката, м/с

Способ

Предлагаемый ение проката в потоке стаиа 0 6,5 мм

Обрабатывающая среда

Расход обрабатывающей среды,

Пластинчатый перлит 1-5 баллов

Количество окалины, кг/т

Продолжение табли ды

Вода (20°С)Вода (20°С} по периферии Водовоздушная смесь по центру

46 - периферийный поток, 12 центральныйпоток

4,9

Пластинчатый перлит 1-3 баллов