Устройство для охлаждения поверхности прокатных валков Советский патент 1986 года по МПК B21B27/10 

1

12

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано для охлаждения и смазки поверхности прокатных валков газожид- костной смесью.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения и снижение расхода охладителя.

На фиг. 1 изображено устройство в разрезе, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит наружный коллектор 1 охладителя, по длине которого установлены смесительные каме- ры 2, соединенные с соплами Лаваля 3.

В коллекторе 1 установлены упругие элементы, например пружины 4, которые соединены с коллектором 5, снабженным коническими сходящимися насад- ками 6, расположенными соосно соплам коллектора 1, и соединенным через трубу ввода с газовой магистралтью гибким трубопроводом, например резиновым шлангом. Коллектор 1 снабжен фланцем 7, расположенным параллельно оси сопел 6 и 3, через который пропущен трубопровод 8 ввода газа, жестко соединенный с коллектором 5 газа, который может свободно перемещаться в направлении, соосном соплам 6 и 3, вверх и вниз относительно жестко установленного коллектора 1. Сальник 9 и прижимная втулка 10 служат для

терметизации узла трубопровода 8 вво- ,5 ния и ее расход на поверхность прокатьгеаемых валков, в результате чег предлагаемое устройство обеспечивае улучшение р егулировки теплового про филя валков при различных режимах прокатки. При уменьшении подачи газ значение реактивной силы струй, вы- текаклцих из сопел 6, уменьшается, коллектор 5 под действием натяжения пружин 4 перемещается вниз, умень- .шая площадь критического сечения. При уменьшении площади критического сечения уменьшается количество засасываемой жидкости в камеру 2 смешения и ее расход на поверхность прокатных валков, в результате .чего предлагаемое устройство обеспечивает экономию смазки и охладителя. При этом на всех режимах работы предлагаемое устройство обес печивает постоянное соотношение газ и жидкости в Оптимальных пределах.

да газа.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух с давлением, превосходящим давление жидкости, поступает через трубу 8 ввода во внутренний коллектор 5 к соплам 6, представляющим собой конические сходящиеся насадки. Одновременно через трубу 1I ввода в коллектор 1 подается охлаждающая жидкость. В процессе истечения газа через конический сходящийся насадок 6 давление его на выходе из насадка падает, а скорость резко возрастает, в результате чего в кольцевой щели между насадком 6 и смесительной камерой 2 возникает разрежение, жидкость увлекается в смесительную камеру 2, смешивается с газом, дробится на мелкие частицы, превращаясь в газожидкостную эмульсию, которая поступает в сопло Лаваля 3, где происходит расширение струи, снижение температу

5

10

15 .

е - 20 2530

частиц охладителя, некоторое падение скорости и повьппение давления струи, поступающей затем на поверхность валка. При этом интенсифицируется процесс охлаждения поверхности валка за счет высокой дисперсности и скорости движения частиц жидкости. Площадь критического сечения между соплом 6 и камерой 2 смешения устанавливается на минимальный расход охладителя и газа натяжением пружин 4. Изменение площади критического сечения происходит автоматически за счет изменения количества подаваемого газа, струя которого, вытекающая из сопла 6, создает реактивную силу, равную , где R - реактивная сила;

m - масса вытекающей струи;

V - скорость истечения струи, и направленную в сторону, противоположную вектору скорости движения струи.

При увеличении подачи газа увеличивается значение реактивной силы струй, вытекающих из сопел 6, под действием которой коллектор 5 газа поднимается, растягивая пружины 4 и увеличивая площадь кольцевого сечения между соплом 6 и смесительной камерой 2 (критическое сечение).При увеличении площади критического се- чения увеличивается количество за- сасьшаемой жидкости в камеру 2 смешения и ее расход на поверхность про

катьгеаемых валков, в результате чего предлагаемое устройство обеспечивает улучшение р егулировки теплового профиля валков при различных режимах прокатки. При уменьшении подачи газа значение реактивной силы струй, вы- текаклцих из сопел 6, уменьшается, коллектор 5 под действием натяжения пружин 4 перемещается вниз, умень- шая площадь критического сечения. При уменьшении площади критического сечения уменьшается количество засасываемой жидкости в камеру 2 смешения и ее расход на поверхность прокатных валков, в результате .чего предлагаемое устройство обеспечивает экономию смазки и охладителя. При этом на всех режимах работы предлагаемое устройство обеспечивает постоянное соотношение газа и жидкости в Оптимальных пределах.

На стане 1700 было проведено экспериментальное сравнение эффек3

тивнасти охлаждения и регулировки теплового профиля прокатиых валков известным устройством и предлагаемым. Испытания проводили при одинаковых расходах охлаждающей воды и воздуха для известного и предлагаемого устройства на валках чистовой клети. Расход воздуха изменяли в зависимости от изменения сортамента проката и регистрировали показаниям манометра перед коллектором. Расход воды изменялся автоматически в зависимости от изменения расхода воздуха. В известном устройстве площадь критического сечения между соплами газа и охладителя устанавливали при изготовлении устройства, в предлагаемом - в процессе эксплуатации автоматически, в зависимости от изменения расхода воздуха. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Результаты сравнительных испытаний показьтают, что предлагаемое устройство по сравнению с известным

Параметры

890 i050 1250 890 1050 1250

центр валка 94 92

81 83 79 82

90 88 3.0

80 85

3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 4,0 4,5 5,0 4,0 4,5 5,0

350 350 350 320 340 350

284

обеспечивает более эффективное охлаждение ьалков (температура валка при охлаждении предлагаемым устройством на З-З С меньше температуры валка при охлаящеиии известньм устройством), более эффективную регулировку теплового профиля валка (разность температур s .центре валка и у края проката в зоне охлаждения при ис- пользовании, предлагаемого устройства на меньше, чем при использовании известного устройства).

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет значительно умеиьшить

расход охлаждающей воды, не снижая при этом интенсивность охлаждения прокатиых валков (предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает уменьшение расхода охлаждающей воды на 10-30 ), что можно объяснить постояииьм оптимальным соотношением количества охлаждаемой воды и газа и достаточной дисперсностью частиц воды на всех режи

мах работы устройства.

Устройство

известное

предлагаемое

90

94 92

81 83 79 82

90 88 3.0

85

3,0 3,0 3,0 3,0 4,5 5,0 4,0 4,5 5,0

fpus,Z

Составитель М. Реутова Редактор Л. Повхан Техред М.Ходанич

Заказ 4861/7 Тираж 518Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С. Шекмар