Устройство для охлаждения проката в потоке стана Советский патент 1986 года по МПК B21B45/02 

Изобретение относится к прокату и катанке на еортовых и нроволочных станах и может быть использовано как на существую- 1ЦИХ, так и на ВНОЕЗЬ сооружаемых станах для ускоренного охлаждения ироката, выхо/1я- щего из носле/1ней клети, а также для снижения температуры раската в меж клетевых промежутках непосредственно в линии стана с целью измельчения аустенитно1 о 3e)iia, 1ювын1ения диенереноети ()еррито 1ерлитной структуры и нредотвран1ения видманн1тетто- вой структуры.

11,е.ть изобретения пов1)1Н1ение эффективности работы путем снижения расхода охладите.пя и улучшения реглмируемости процесса.

На (иг. 1 схематически показано устройство, обн1ий вид; на фиг. 2 -- разрез Л-Л на фиг, 1; на фиг. 3разрез Б-Б на

фи1 1.

Устройство для охлаждения ироката в потоке стана состоит из камеры 1, B)jii;O.TnenHoii в виде закрытой трубчатой нроводки, снабженной вводной воронкой 2, установленной в виде е ьемной /leTajiii в обойме 3, закрепленной жеетко но центру входной крынжи 4, отводян1его иатрубка 5, в1)1Х()дной крьппки 6, сочлененной е конической выводной воронкой 7, на выходе из которой установлена рас- нреде.тительная камера 8 с наклонными сон- лами 9, направленными нод углом навстречу движению и|)оката, и нодводяп1им патрубком 10. С боковой поверхностью камеры 1 сочленены диффузоры 11 с углом раскрытия 18--2()°, расположешняе иа равных расстояниях друг от друга но снира,ти с Hia- гом, обеснечиваюпгим при заданном диаметре камеры 1 и ириведенных углах раск)ытия диф(|п зора 11 нерекр1)1т(е соударяемых потоков на рас стоянии 1---3 диаметра охлаждаемого проката. В полости ди()фузора 11 коакспально устапов, 1епы (|)()рсунки 12 с распо.тожением выходного торца 13 во входной чаети диффузора 11. Форсунки Г2 установлены подвижно относительно н)одоль- иой оеи ii иаправляюнщх 14. Входная крышка 4 снабжепа заборным коллектором 15. расположенным вокруг стационариой обоймы 3. Полость коллектора 15 соединена с ю- лостью камеры 1 в ее периферийной части посредством равпомерпо распределе1пЦ)1.ч от- веретпй 1В. Каждый диф({)узор 11 снаружи с:пабжен )аснре;1.ели 1-ельным коллектором 17 кольцевого сечешш, соединенным с входной частью по.тости диффузора иосредством )адиа,тьно расноложеппых отверстий 18. ,Для С1гижепия гадрав. шчсекого сопротивления отверстия 18 целесообразно выно;г нить наклонными в иаиравлепин выходпо1-о торца форсунки 12. Каждый распрел.ели- тельный коллектор 17 соедииен И11дивидуа. чым трубопроводом 19 с заборпым ко,лек- т ором 15, при г1том каждый трубопровод 19 снабжен за 1Орно-регу. 1ируюн1им ор аном 20.

панример венти;1ем. Для новышепия равно- заиолнения отверстий 16 суммарную нлони1. 1Ь их целесообразно выполнить равной 25--35 /о нлсядадп нонеречного сече- ПИЯ камеры 1. Для этой же цели суммарную площадь отверстий 18 це:1есообразно вьпюл- пить ра15пой 25--35 - / о н,тон1ади иоперечпого сечепия распредел.ительпого коллектора 17. Крепление камеры оеушествлено с номонгью опоры 21, через которую приходит отводящий патрубок 22.

Устройство работает следуюндим образом.

Движущийся горячий прокат через вводную воронку 2 поступает в рабочее простран- ство камеры I, где производят ох;1аждение посредством подачи на его поверхноеть равномерно раснределепного, скоростного, сформированного потока ра.бочей среды (ох- .тадпте.тя), в качесттее которого может бьггь гспользовапа ;-;зожидкостпая . 1ос,1ед

г1яя может ч)Т()виться как иеноеоедстйенпс; в

5

{|к1|)еунках 12, так ;i в отдельном генераТ О- ре (смесите.те), пита1О1цем смесью фупну форсунок. В качестве жидкого ко ионе1-;та иснользуетея вода, а в качеетве газообраз5 HOi o - воздух, азот, нар и др.

R )езультате взаимоде 1ствия рабочсмч) потока с поверхностью проката нрсшсходи ускоренное ох.таждение ное.теднегс за счет иснарнтелыюго режима охлаждения, cpi,)Ba паровой н;1епки, дипамическсл о возд,ейетвия

0 cKopocTHoi o HOTC.iKa диспергирг)вап1;ого ох- ..тадителя. (Эхлажденный прокат (51з водится через во|юику 7, i ;i.e одислнремепно обдувается потоком воз.туха, подаваемсич) из ка- epi)i 8 через соп.та 9 па поверхность проката д,тя ее осуп1ки. В п)оцессе скоростного

5 ис1 ечепия сред.ы из фореу1 ки 12 по периметру струи в зоГ1е вылета се из () образуется периферийная об;1асть понижеп- пого .тавления (разрежения), ве:1ичииа которого ирямо пропорциопальпа скорости ис0 течепия ереды. Создаваемое разрсжеппе нри- 1ЮДИТ к всас о1ваии1о во входную часть .чиф- (j)V3opa 11 отработанной среды из пе|)ифер) пой области рабочего npocTpancTSia камеры 1. В отработанную среду входит отраженный ноток ох,тадителя нос.те его соударения с поверхпостт.,ю проката, продукты испарите,iijHoi o и|)опесса, подсоса is пый через Вгзод- iiyio 2 окружаю1 и-1Й воздух, а также воздух, пода1 аемый ;:1ля осушки проката :ipn ci O выво.че из камеры. Част1 отработап

пого потока iibi водится и:-; раоочего прост)апсгпа камеры 1 через отводяшил iiaT- рубок 22, а дру|-ая часть чере: , отверстия 16, забо)П1)1Й коллектор 15 п инл. дуальные трубопроводы 19 iioc i vnaeT в рас- пределит е.льиые ко,л.(}|,П)1 17 откх да равпо- мерно раепределяется через отве 1стин 18 по периметру нхс}дной части каждого дисрфузо- )а 11. В процессе еовместпого ,1виже1п-;и по ука;5апному тракту нропсход.и.1 смешение

компонентов и усреднение состава отработанной среды, понижение ее темнературного уровня. В диффузорах 11 осуществляется взаимодействие активных потоков, истекающих из форсунок 12, с эжектируемыми сме- HjaHHbiMH потоками. В результате совместного движения в полости диффузора происходит дополнительное их смешение и выравнивание давления, что приводит к новьпне- нию однородности и дисперсности рабочего потока, истекающего из диффузора. Это позволяет полезно использовать воздух, rioiia- даюншй в устройство, с позиции исключения его прямого, непосредственного контакта с поверхностью охлаждаемого проката и с позиции организованного смен1сния его с продуктами охлаждения.

Снабжение входной крьинки 4 заборным коллектором 15, полость которого соединена с полостью камеры 1, обеспечивает повторное использование охладителя, исключает вредное влияние атмосферного воздуха на процесс охлаждения, усиливает проточпость в застойпых зонах, что в целом интенсифицирует тепломассообмеп и повыпшет экономичность охлаж.аепия. Такое конструктивное решение усиливает теплосъем с поверхности проката за счет появления противоточного режима движе1 ия охладителя, повьппения продольной турбулентности.

Снабжение входной части диффузора 11 распредСсМитсльным ко:1лектором 17, полость которого соединепа с полостью диффузора, обеспечивает равномерный ввод иснользо/ /

1Б

фиг. 2

0

5

0

5

0

ванного охладите, 1я в з.ону эффектив}1ого его смещепия с исходным. Соединение заборного кол, 1ектора 15 с распределительными коллекторами 17 индивидуальными трубопроводами 19 обеспечивает подвод использованного охладителя в каждый диффузор, а регулировку количества подаваемого использованного охладителя осуществляют в период настройки устройства путем индивидуальной тарировки трубонроводов 19 по перепаду давления в них.

Достоверпость достижепия поставленной цели была подтверждена лабораторными исследованиями эксперимептального устройства. Охлаждался прокат диаметром 25- 40 мм, длиной 3 5 м с пачальной температурой 970-1000°С до 750-800°С. Скорость движепия проката составляла 3- 5 м/с.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять контролнруемую прокатку сортовой стали, предназначенной для изготовления крепежных изделий методом холодного выдавливания и высадки. При этом на 20--30°/о снижается расход охладителя и повьниается качество вынускае- Moii продукции, что позволяет исключить дополнительную термическую обработку иос- . IC прокатки (сфероидпзирующий отжиг) и повьппает качество выпускаемой продукции за счет повы1пе1П1я дисперсности перлита и измельчения зерна по всему сечению до 6-9 баллов, а также снижает примерно на о окал и необразован не.

-,

I 01,,

фиг.

Сост:1внтс. 1ь О. Р -.япцева

Редактор Т. .V HTciiKoТехред И. Beix-c

Заказ 271 i;8Тираж 5 18

ВНИИПИ Государственного комитета

по делам изобретений и открытий

113035, .ocKBa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор 11(чи1мепое СССР

Корректор Л. С амГ)орек;1Я 11(чи1мепое СССР