Устройство для газожидкостной обработки проката Советский патент 1987 года по МПК B21B45/02 

11

Изобретение относится к прокатному производству, совершенствует процесс охлаждения полос во время горячей .прокатки, и может быть использовано для охлаждения раската в черновой и чистовой группах, на промежуточном рольганге, а также для охлаждения готовых полос на отводящем рольганге перед смоткой их в рулон. Цель изобретения - повьшшние интенсивности обработки путем стабили- 3ации смеси.

На фиг. 1 схематически показано устройство, общий вид; на фиг.2 - ус тановка вставки в смесепроводе.

Устройство состоит из форсунки 1, снабженной подводами воды и воздуха, соединенной своим выходным тордом со смесепров.одом 2, в полости которого концентрично расположена внутренняя профилированная вставка 3 с образованием кольцевого канала по длине сме- сепровода. Выходная часть смесепро- вода 2 соединена с входом делителя А потока, выполненного в виде полого герметичного корпуса с центральным каналом и равномерно распределенными выходными отверстиями, соединенными с отводами 5. Причем профиль разделительных стенок между отводными отверстиями в зоне раздачи потока выполнен в виде плавного перехода с входо

Снабжение смесепровода 2 внутренней коаксиальной вставкой 3 приводит к увеличению отношения площади смоченной поверхности к весу жидкости, что повьпиает степень дисперсности жидкости, а это обеспечивает равномерность раздачи по отводам 5. Сила

характеризующимся минимальным гидравлическим сопротивлением при распреде- gg УДара движущихся капель жидкости о лении потока. Отводы 5 соединены с твердую поверхность кольцевого кана- распределительными насадками 6, установленными над или под поверхностью обработки (охлаждения).

Насадки 6 выполняются перфориро- 40 ванными или щелевидными с выходными отверстиями (отверстием), формирующими в процессе работы распьшенный прток оптимальной геометрической формы для заданного охлаждаемого изде- 45 ЛИЯ, например, при охлаждении полосы, профиль истекающего потока целесообразен в виде равноскоростного распыла способствует улуч.шению контакта с ней и создает благоприятные условия для интенсивного диспергирования капель.

. Установка вставки 3 между форсункой 1 и делителем 4 с указанным соотношением диаметров обеспечивает в процессе работы устройства оптимальное формирование и движение газожидкостной смеси по всей длине смесепровода 2 в ассиметричном кольцевом канале. При заданном расходе и приведенной величине скорости движения в кольцевом смесепроводе, толщина слоя смеси равна толщине кольца смесепровода и значительно меньше толщины слоя в. пустотелом смесепроводе круглого сечения.

ленного плоского факела, охватываю- щего при минимальном удалении от по- верхности охлаждения всю ширину полосы. Вставка 3 может выполняться трубчатой или стержневой формы. При этом оптимальное соотношение диаметров, определяющих кольцевое сечение смесе- провода должно составлять ,5.

Среднюю расчетную скорость движения газожидкостной смеси целесообразно принимать равной 25-40 м/с.

2

0

g

Уст )ойство работает следующ1-гм образом.

Газообразный агент, например воздух, азот, пар вместе с жидкостью, например водой, маслом, растворами и т.п., подаются под давлением по своим подводам в форсунку 1, в которой в результате взаимодействия газа с жидкостью последняя дробится на мелкие капельки. При этом дисперсная фаза жидкости (капли) распределена в потоке газа, а дисперсная фаза газа (пузырьки) распределена в каплях жидкости.

.Газожидкостная смесь поступает из форсунки 1 в смесепровод 2, в котором движется в восходящем потоке по кольцевому сечению мехуду поверхностями смесепровода 2 и продольной вст.авки 3. Из выходной части смесепровода 2 она поступает в делитель 4 потока, где раздается по отводам 5, по которым транспортируется к распределительньш 25 н асадкам: 6, откуда истекает в виде сформированного аэрозольного потока на поверхность обработки.

Снабжение смесепровода 2 внутренней коаксиальной вставкой 3 приводит к увеличению отношения площади смоченной поверхности к весу жидкости, что повьпиает степень дисперсности жидкости, а это обеспечивает равномерность раздачи по отводам 5. Сила

0

0

g УДара движущихся капель жидкости о твердую поверхность кольцевого кана-

УДара движущихся капель жидкости о твердую поверхность кольцевого кана-

ла способствует улуч.шению контакта с ней и создает благоприятные услови для интенсивного диспергирования капель.

. Установка вставки 3 между форсункой 1 и делителем 4 с указанным соотношением диаметров обеспечивает в процессе работы устройства оптимальное формирование и движение газожидкостной смеси по всей длине смесепровода 2 в ассиметричном кольцевом канале. При заданном расходе и приведенной величине скорости движения в кольцевом смесепроводе, толщина слоя смеси равна толщине кольца смесепровода и значительно меньше толщины слоя в. пустотелом смесепроводе круглого сечения.

Так, например, при расходе смеси 700 и нижнем пределе приведенной скорости.25 м/с толщина круглого смесепровода составляет 100 мм (определяется по формуле .расход-скорость смеси X сечение трубопровода), а кольцевого - 28 мм. Увеличение расхода и скорости смеси приводит к снижению толщины кольцевого смесепровода. Сжа- тие толщины слоя при увеличении отношения площади омываемой поверхности к весу смеси приводит в процессе .движения сжимаемой газожидкостной смеси в смесепроводе 2 к устранению поперечн.ой циркуляции потока, застойных зон и неорганизованных вихрей в кольцевой полости смесепровода. Это объясняется ускоренным выравниванием давления и профиля скоростей в плановом сечении кольцевого смесепровода, снижением тормозящего влияния поверхности тракта, устранением эжекции периферийной области в при- осевую. Все это приводит к интенсификации фазового массообмена и дроблению газовых пузырей, что в конечном итоге повьшает устойчивость (стабилизацию) движущегося газожидкостного потока и делает возможным равномерную и равноконцентрационную раздачу по отводам.

При заданном расходе смеси и различных степенях орошения возДухом (0,15-3,0 кг воды/кг воздуха) количество отйодов в предлагаемом устройстве может быть увеличено на 50 - 100% при отклонениях равномерности раздачи смеси по отводам 1-3%. При. этом степень дисперсности потока возрастает на 20-30%, а колебания в длине отводов составляют 200-300%.

При выполнении предлагаемого отношения диаметра смесепровода к диаметру вставки менее указанного нижнего предела на прозрачной модели наблюдают канализированный ход газовой фазы, вызываемый сложностью выполнения равнотолщинности кольцевого канала сме- g провода к наружному диаметру вставки, сепровода. Это приводит к прорыву находящимся в пределах 1,2-1,5.

5

0

5

0

5

0

К их прохождению через дели- отводы, что обеспечивает возгаза в отдельных слаборазветвленных каналах с вытеснением жидкой фазы в локальных областях смесепровода, что снижает равномерность раздачи смеси в делителе. Так, при величине 1,1 указанного отношения отклонения по раздаче увеличиваются до 5%.

.Увеличение приведенного отношения CBbmie указанной величины верхнего предела приводит к ухудшению дробления газовых пузырей в полости смесепровода, тель в o lowMDi, можность запирания отвода, принявшего данный укрупненный пузырь. При величине равной 1,6 один из отводов начинает выбрировать и наблюдается порционное истечение смеси через насадок, соединенный с данным отводом. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повьш1ение интенсивности обработки проката путем ста- бил изации смеси в смесепроводе перед раздачей по отводам.

Формула изобретения

Устройство для газожидкостной обработки проката, преимущественно для ускоренного охлаждения полосовой стали в потоке прокатного стана, вьтол- ненное в виде смесепровода, снабженного в его выходной части делителем потока, соединенным отводами с рас- . пределительными насадками, и газожид-- костной форсункой в его входной части, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности обработки путем стабилизации смеси, смесепровод снабжен внутренней, коак- сиально расположенной вставкой с отношением внутреннего диаметра смесе+--e

Изобретение относится к прокатному производству, совершенствует процесс охлаждения полос во время горячей прокатки, и может быть использовано для охлаждения раската в черновой и чистовой группах, на промежуточном рольганге, а также для охлаждения готовых полос на отводящем рольганге перед смоткой их в рулон. Цель изобретения - повышение интенсивности обработки путем стабилизации смеси. Газожидкостная смесь поступает из форсунки 1 в смесепровод 2, в котором движется в восходящем потоке по кольцевому сечению между поверхностями смесеПровода 2 и продольной вставки 3, и из .выходной части смесе- провода 2 поступает в делитель потока 4, где раздается по отводам 5, по которым транспортируется к распределительным насадкам, откуда истекает в виде сформированного аэрозольного потока на поверхность проката. Снабжение смесепровода 2 внутренней коаксиальной вставкой 3 приводит к увеличению отношения площади смоченной поверхности к массе жидкости, что по- вьшает степень дисперсности жидкосс е (Л ти. это, в свою очередь, обеспечи- вает равномерность раздачи по отводам 5. 2 ил.

фиг. 1

Редактор И.Касарда

Заказ Д380/13Тираж 480Подписное

ВНЕМЛИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

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

фие.2

Составитель О.Румянцева

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска