Способ поверхностной обработки движущегося проката Советский патент 1987 года по МПК B21B45/02 C21D1/02 

Изобретение относится.к прокатному производству, конкретно к производству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станах, и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката,

Цель изобретения повышение интенсивности, равномерности и качества обработки.

На чертеже показана схема подачи жидкости.

Придание охлаждающей среде пуль- сационного характера посредством периодического всасывания и выталкивания части охлаждакщей среды способствует повьшению интенсивности тепломассообменных процессов. При наложении пульсации на охлаждающий поток межслойное перемешивание в рабочей камере усиливается, снижается вероятность появления воздушной подушки (прослойки) между прокатом и средой, которая, перемещаясь вместе с прокатом в виде центрального потока, снижает эффективность обработки, ухудшает тепломассообменные процессы, приводит к повышению ока- линообразоваНия, увеличению неравноохлаждающей среды, приводящая к уху шению тепломассообмена между металлом и средой, а -также между слоями охлаждающей среды.

5

В процессе обработки воздействие

на охлаждающую среду всасыванием и выталкиванием производят в начале камеры охлаждения под углом 60-90

10 к направлению движения проката. В этом случае (см.чертеж) воздействие на основной поток части потока, периодически всасываемого и выталкиваемого в направлении движущегося

f5 проката, наиболее эффективно, так как при этом достигается взаимодействие движущегося проката с пульси- РУЮ1ЦИМ потоком на максимально возможном участке охлаждения. Такое

20 воздействие обеспечивает максимальную амплитуду колебания проката в начальный момент охлаждения и пре25

пятствует образованию подушки.

воздушной

Процесс поверхностной обработки проката дополнительно интенсифицируется за счет того, что периодически всасываемую и выталкиваемую

мерности структуры и разбросу меха- 30 часть среды подают под углом 60-90

нических свойств проката.

Для эффективного воздействия части охлаждающей среды, периодически всасывающей и выталкиваемой на основной поток, оптимальное соотношение между основным потоком охлаждающей жидкости и периодически всасываемой и выталкиваемой, должно находиться в пределах 5-9% объема среды, проходящего через камеру охл аждения за период всасьшания и выталкивания.

Увеличение обьема охлаждающей среды, периодически всасываемой и вык напрайлению движения проката. При таком угле подачи части потока на движущийся прокат обеспечивает максимальный эффект срыва паровой ру- башки. Вблизи обрабатываемой по- 1 Берхности из-за высокой степени тур- булизации происходит разрушение ламинарного слоя и происходит усиление непрерывного обмена между частицами среды, интенсифицируется отвод тепла по всей обрабатываемой поверхности. Охлаждение слоев жидкости происходит в поперечном направлении ГО толщине потока, и практически отпадает необталкиваемои в направлении движущегося проката, свыше 9% ухудшает гид- 45 одимость применения системы реге- ротранспортирование проката. При этом происходит отклонение проката, не исключены случаи трения его о стенки камеры, приводящие к повышенному ее износу, а также случаи его бурежки 50 вообще не доходит до поверхности в начальные моменты прокатки. Возрас- проката вследствие сноса ее основ- тают тарсже в этом случае энергети- ным потоком. При этом ухудшается эф- ческие затраты. Снижение объема охла- фект срыва паровой рубашки и занерации и рециркуляции жидкости.Увеличение угла подачи свыше 90 приводит к тому, .что часть всасываемого и выталкиваемого основного потока

ждающеи среды, периодически всасываемой и выталкиваемой в направлении 55 - ниже 60 нецелесообразно

движущегося проката, ниже 5% нецелесообразно. В этом случае ухудшается перемешивание слоев жидкости, уменьшается турбулизация основного потока

охлаждающей среды, приводящая к ухудшению тепломассообмена между металлом и средой, а -также между слоями охлаждающей среды.

В процессе обработки воздействие

на охлаждающую среду всасыванием и выталкиванием производят в начале камеры охлаждения под углом 60-90

к направлению движения проката. В этом случае (см.чертеж) воздействие на основной поток части потока, периодически всасываемого и выталкиваемого в направлении движущегося

проката, наиболее эффективно, так как при этом достигается взаимодействие движущегося проката с пульси- РУЮ1ЦИМ потоком на максимально возможном участке охлаждения. Такое

воздействие обеспечивает максимальную амплитуду колебания проката в начальный момент охлаждения и пре25

пятствует образованию подушки.

воздушной

Процесс поверхностной обработки проката дополнительно интенсифицируется за счет того, что периодически всасываемую и выталкиваемую

35

40

к напрайлению движения проката. При таком угле подачи части потока на движущийся прокат обеспечивает максимальный эффект срыва паровой ру- башки. Вблизи обрабатываемой по- 1 Берхности из-за высокой степени тур- булизации происходит разрушение ламинарного слоя и происходит усиление непрерывного обмена между частицами среды, интенсифицируется отвод тепла по всей обрабатываемой поверхности. Охлаждение слоев жидкости происходит в поперечном направлении ГО толщине потока, и практически отпадает необ45 одимость применения системы реге- 50 вообще не доходит до поверхности проката вследствие сноса ее основ- ным потоком. При этом ухудшается эф- фект срыва паровой рубашки и за одимость применения системы реге- вообще не доходит до поверхности проката вследствие сноса ее основ- ным потоком. При этом ухудшается эф- фект срыва паровой рубашки и занерации и рециркуляции жидкости.Увеличение угла подачи свыше 90 приводит к тому, .что часть всасываемого и выталкиваемого основного потока

медляется тепломассообмен. Уменьшепотому, что замедляется основной поток и,часть среды вообще не поступает в камеру охлаждения. При этом возрастает расход охлаждающей среды

313

и необоснованно увеличиваются энергетические затраты.

Усиление действия части основного потока, периодически всасываемого и выталкиваемого в направлении движущегося проката, достигается за счет того, что скорость всасьшания и выталкивания равна 0,08-0,12 ско- рости движения охлаждающей среды в камере охлаждения. При такой скорости обеспечивается максимальная турбулизация основного потока, надежный срыв паровой рубашки и надежное разрушение ламинарного потока вблизи обрабатываемой поверхности, интенсифицируется отвод тепла в поперечном направлении по толщине потока. Увеличение скорости всасывания и выталкивания свыше 0,12 скорости движения охлаждающей среды в камере охлаждения, приводит к тому, что зна- чительно увеличивается амплитуда колебаний проката в камере охлаждения. В результате этого увеличивается его . трение о стенки камеры охлаждения, приводящее к сокращению срока ее службы. Уменьшение скорости всасывания и выталкивания ниже 0,08 скорости движения охлалодающей среды в камере охлаждения снижает эффект разрушения паровой рубашки и охлаждения слоем жидкости в поперечном направлении по толщине потока, в результате чего ухудшается теплоперенос между средой и движущимся прокатом;

Пример. Прокатывают уголок № 5 на полунепрерывном среднесортном стане 300 из стали 3 пс. Ускоренное, охлаждение с температуры прокатки 1050-1100°С проводят до среднемас- совой температуры 700-650°С. I

Устройство для охлаждения представляет собой закрытую прямоточную камеру с подачей воды через нагнетающую форсунку и предназначено для охлаждения уголка по всему периметру. Расход воды по предлагаемому способу составляет 427 при ее нагреве на 25°С (по способам охлаждения непульсирующей средой аналогичного профиля расход воды составляет 534 м /ч при ее нагреве на ). В начале камеры расположено устройство избирательного охлаждения вершины углового профиля, применяемое для устранения искривления проката как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

24

Скорость всасывания и выталкивания части охлаждающей среды, а также ее объем выбираются из условия обеспечения максимальной эффектив- ности процесса обработки (минимальный расход охлаждающей среды при максимальной интенсивности отбора тепла от проката), которая достигается в условиях резонансного режима

колебаний. Контроль интенсивности обработки осуществляют по температуре отходящей воды при заданном ее расходе.

Контроль качества и равномерности обработки осуществляют путем проведения механических испытаний образцов, отобранных по длине раската. Результаты обработки проката по предлагаемому способу приведены

в таблице.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить интенсивность поверхностной обработки проката за счет роста темпа охлаждения

при одновременном снижении расхода

среды на 25-28%. Улучшение равномерности и качества поверхностной обработки проката за счет повьшгения степени турбулизации обрабатывающей

среды в камере охлаждения путем придания ей пульсирующего характера посредством периодического всасывания и выталкивания части охлаждающей среды позволяет повысить уровень механических свойств в 1,5- 1,8 раза.

Оценка эффективности -предлагаемого способа осуществлена в сравнении с существующей технологией

производства арматурных периодических профилей № 22, 25 и 28 на стане 330. По существующей технологии с целью повьш1ения качества проката путем стабилизации механических

свойств готового изделия за счет снижения температурного клина по длине проката исходную заготовку разре- зают на отдельные части. Как видно из табл. Г, предлагаемый способ позволяет увеличить выпуск арматурных периодических профилей высшей категории качества взамен первой, а оставшуюся часть продукции поставлять с гарантированной общей прочностью.

Формула изобретения

Способ поверхностной обработки движущегося проката охлаждающей средой, включающий пульсирующую подачу

жения проката, отличающий- с я тем, что, с целью повышения интенсивности, равномерности и кЪче- ства обработки, пульсацию охлаждаю- щей среды осуществляют посредством периодического всасывания и выталкивания части охлаждающей среды под углом 60-90 к направлению движения проката, причем пульсирующий объем

ходящей через камеру охлаждения за период всасывания и выталкивания, а воздействие на охлаждающую среду всасыванием и выталкиванием производят в начале камеры охлаждения со скоростью всасывания и выталкивания равной 0,08-0,12 скорости движения охлаждающей среды в камере охлаждения .

Вектор дбижения струи жидкости при дытеснении

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к производству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станках,и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката. Цель изобретения - повышение интенсивности равномерности и качества обработки. В ходе обработки при прохождении проката через камеру охлаждения часть объема среды (0,05- 0,09 объема) подают в пульсирующем режиме под углом 60-90 к направлению движения проката. Пульсацию осуществляют всасыванием и выталкиванием со скоростью,равной 0,08-0,12 скорости движения охлаждающей среды в камере охлаждения. 1 ил., 1 табл.. с &

(/ / / // //7/////

наприб/1ения

дби)кения проката

наприб/1ени

дби)кения проката