Способ удаления пыли и газа от рабочих клетей листопрокатных станов Советский патент 1988 года по МПК B21B13/00 B08B15/00 

Изобретение относится к металлургии, а точнее к прокатному производству, и может быть использовано для совершенствования процесса удалений вредностей, образующихся при прокатке металла.

Цель изобретения - повьппение эффективности и экономичности процесса удаления за счет принудительного сду вания вредностей с проката.

На фиг.1 «оказана схема подачи приточного воздуха и его отсоса} на фиг.2 - схема устройства для реализации способа.

Согласно предлагаемому способу приточный воздух 1 подают поперек направления движения проката 2 со стороны его выхода из валков 3 прокатного стана, а отсос 4 осуществля- ют с противоположной стороны.

Способ реализуют в устройстве 5, которое включает приточные насадки 6, соединенные с приточной системой вентиляции или с магистральньм тру- бопроводом сжатого воздуха (не показаны) , вытяжной насадок 7, соединенный с вытяжной системой вентиляции (не показана). Приточные на- .садки 6 обеспечивают подачу .воздуха вдоль линии контакта верхнего и нижнего рабочих 3 валков с , где происходит деформация раската и пы- ле ообразование. Вытяжной насадок 7, устанавливаемый снаружи клети, обес- печивает отсос через проем 8 между подушкой 9 верхнего и подушкой 10 нижнего рабочих валков.

Подача приточного воздуха вдоль линий контакта рабочих валков с полосой в пространстве, ограниченном рабочими поверхностями валков и плоскостью 11, касательной к ним, обеспечивает удаление пьши и газа непос- редственно из очага пылеобразования, предотвращает распространение вредностей за пределы габаритов рабочих валков. При этом приточная струя развивается в ограниченном рабочими по верхностями рабочих валков пространстве, -что обеспечивает ее компактность и увеличива:ет дальнобойность п сравнению со свободньп и -струями. Это позволяет локализовать вредности с верхней и нижней сторон полосы непосредственно в источнике их образования, осуществить их транспортировку к проему между подушками рабочих валков и удалить их отсосом через этот проем значительно меньшими объемами вентиляционного воздуха, более экономичными, чем при существующих способах. Приточные и вытяжные ня- садки для осуществления предлагаемог способа имеют малые габариты, располагаются вне рабочей зоны клети, не оказывают отрицательного воздействия на технологический процесс и не создают помех при обслуживании клети.

Объемные расходы приточной и вытяжной систем определяются следующим образом.

Приточная струя должна обеспечить с одной стороны, безотрьгоное обтекание нагретой полосы, а с другой, - предотвратить вынос пыли и газа из локализуемой зоны.

Очевидно, что при малых скоростях прокатки преобладающим будет условие безотрывного обтекания, а при больших - скорость движения полосы.

Соответственно и объемный расход отсоса пропорционален объемному расходу приточных струй на расстоянии, равном расстоянию между приточными насадками и подушками рабочих валков Это расстояние можно принять равным длине бочки рабочих валков.

Для нахождения начального расхода приточной струи, действующей на верх ней поверхности полосы, необходимо определить такое соотношение подъемных и инерционных сил, при которых приточная струя будет без отрыва распространяться поперек нагретой полосы до факела всасывания отсоса.

Отношение подъемных и инерционных сил принято выражать в виде

Gh gUth R|

(1)

где G - критерий Грасгофа{ R,, -Ч- - критерий Рейнольде

са;

V, - начальная скорость приточной струи, обеспечйваищая безотрывное обтекание нагретой поверхности, м/с. I

Поскольку скорость в приточной струе на расстоянии 1. зависит не только от этого расстояния, но и от

начального диаметра приточной струи, то в зависимость (1) следует ввести безразмерный параметр d .d/1. Как показали исследования (см. табл.1), значение комплекса

.дополнительно будет показатель степени

К,

Ч.

(4)

Изобретение относится к области металлургии, а точнее к прокатному производству, и может быть использовано для совершенствования процесса удаления вредностей, образующихся при прокатке металла. Цель изобретения - повьшение эффективности и экономичности процесса удаления за счет принудительного сдувания вредностей с проката. Приточный воздух подают поперек направления движения проката со стороны выхода его из валков и отсасывают его вместе со сдуваемыми вредностями. При этом подачу воздуха ведут с обеих сторон проката непосредственно за зоной деформации металла в валках прокатного стана, & отсасьшают через проем между подушками рабочих валков. При такой схеме воздухоподачи в сочетании с определенными режимами ее обеспечивается экономичное удаление вредностей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл. (Л С

С5г Ш

V2 d«

(2)

колеблется около среднего значения, равного К 1071,0. , Для нахождения начального расхода приточных струй из условия сду- вания несущего вредности пограничного слоя, образующегося на верхней и нижней поверхности полосы и на рабочих поверхностях валков, следует определить такое соотношение инерционных сил, при котором пограничный сло будет сдуваться приточной струей к проему между подушками рабочих валков.

Этот критерий имеет вид

К,

- Rk

ч:

va

(3)

25

а начальная скорость приточной обеспечивающая сдув пограничны слоев, определится из выражени

где Rg -т- - критерий Рейнольдса,

характеризующий пограничные слои; 30

Vid

1 1

v,tt5--il

Кг

, м/с.

Rec Т Рейнольдса, обозначая 1/ 4, k. получим

характеризующий приточную струю, . УЗ - начальная скорость

приточной струи, обес-35 печивающая сдув пограничных слоев, м/с. Помимо соотношения инерционных сил приточной струи и пограничных слоев в этом сложном процессе необходимо учитывать также инерционные силы движения полидисперсных частиц пыли с начальной скоростью, равной скорости движения полосы, и суммарное воздействие на них пограничных слоев и приточной струи. Точный учет всех физических процессов, происходящих при осуществлении предлагаемого способа, весьма сложен. Результирующее действие всех факторов можно учесть в обобщенном виде.

Поскольку процесс в общем характеризуется величинами, входящими в зависимость (3), и условиями, зада- gg ваемь1ми конструкцией клети, значи- мость сил, определяемых технологи- . чесКИМ процессом, зададим в виде Rj , где определяемым экспериментально

Vj k WV-, м/с.

Начальная скорость приточно струи, действующей на верхней верхности полосы, будет склады ся из составляющих V и Vj :

V, V, +v 0,03 . м/с.

а на нижней поверхности

VH V, k I ,

поскольку на нижней поверхност сы подъемные силы не оказывают вающего действия на приточную

Коэффициент k и показатель ни п находились опытным путем ствующем оборудовании чистовой пы клетей полосовог о стана 170 обработке экспериментальных да

Из физических соображений ясно, что комплекс Kj должен быть для подобных условий протекания процесса, т.е. для однотипного оборудования, величиной постоянной.

Поэтому и показатель степени еле-. дует определить из условия постоянства этого комплекса.

С учетом зависимости (2) начальная скорость приточной струи из условия безотрывного обтекания нагретой поверхности будет равна

20

25

V, 0,03 Us , н/с, (5)

г в

а начальная скорость приточной струи, обеспечивающая сдув пограничных слоев, определится из выражения (4):

30

1 1

v,tt5--il

Кг

, м/с.

Vj k WV-, м/с.

Начальная скорость приточной струи, действующей на верхней поверхности полосы, будет складываться из составляющих V и Vj :

V, V, +v 0,03 . м/с.

(6)

а на нижней поверхности

VH V, k I , м/с.

поскольку на нижней поверхности поло сы подъемные силы не оказывают отрывающего действия на приточную струю.

Коэффициент k и показатель степени п находились опытным путем на действующем оборудовании чистовой группы клетей полосовог о стана 1700. При обработке экспериментальных данньгх

(табл.О получено, что при п 1 значение коэффициента k колебалось около среднего значения, равного ,0.

Таким образом, начальные скорости приточных струй, действующих на верхней и нижней поверхностях полосы, определяют по формулам

Объемный расход отсоса будет пропорционален расходу приточньпс струй на расстоянии 1. Известна зависимость для определения этого расхода для осесимметричных свободных струй;

Т.е 0,29Vo- d-1, MVc,

где VQ - начальная скорость приточнойструи, м/с.25

В табл.1 показаны результаты лабораторных исследований при тирине нагревателя 1 0,635 м и температуре воздуха в помещении в процессе исследований Тд 293 К. В табл.2 пока

заны результаты экспериментальных исследований в производственных условиях при длине бочки валка 1 1,7 м, температурном напоре полосы &t ЮЗОКи температуре воздуха в цехе в процессе исследований Т « 293 К.

Поскольку в предлагаемом способе приточные струи развиваются в стесненных условиях, и, кроме того, геометри

всасьгоающего отверстия задается конструкцией оборудования, то коэффициент 0,29 требует корректировки.

Суммарный расход отсоса, обеспечивающий улавливание вредностей с верхней и нижней стороны листа, оп- ределяется выражением

1, + L

4

М

/С.

Объемный расход Т., определяется расходом приточной струи на растоя- нии 1, действующей на верхней поверхности полосы:

L, k,- У„. d l « k,l4275,oJ + 0,03|sip),MVc,

а L, - на нижней поверхности полосы:

Суммируя L, и , получим

Ьогс - (0,03 Sl|b-4 550,(h) ,м /с.

Или, вынося коэффициент 0,03 за скоб-; ки, получим

LO.C г1 i 1,84.) ,„, /е.

(10)

Численное значение коэффициента k, найденное опытньм путем, равно kj 0,0053, т.е.

20

.„, 0,00531 (

-. V Т

(11)

0

35

О

5

0

5

Экспериментальные данные получены при режимах предельного улавливания, т.е. устанавливались такие минимальные скорости приточных струй и объемные расходы отсосов, при которых выделение вредностей в атмосферу цеха прекращалось.

Поэтому зависимости (7), (Я) и (11) следует записывать в виде нера- венств.

Предлагаемый способ удаления пыли и газа позволит надежно удалять вредности, образующиеся при прокатке полосы в клетях лист опрокатньпс станов с верхней и нижней ее сторон, при значительно меньщих затратах на подачу приточного воздуха и отсос, подогрев и подачу компенсационного воздуха в системе обп,еобменной вентиляции производственного помещения.

Формула изобретения

осуществляют вдоль линии контакта а объемный расход отсоса - по зави- верхнего и нижнег-о рабочих валков с симости полосой в пространстве ограниченном

рабочими поверхностями валков и плос- 0,00531 (. + , 84.) ,м /с костью касательной к ним,-а отсос отс i Т I 1 ;

осуществляют через проем между подуш- ками рабочих валков.

где

1- длина бочки валков, м;

В- ускорение силы тяжести,

щ и и с я тем, что начальную ско- btn ()- температурный напор порость приточной струи, подаваемой на верхнюю поверхность полосы, задают по зависимости

лосы. К;

Т„ - температура поверхности полосы. К;

на нижнюю поверхность полосы - по зависимости

41,78 0,015 ,0

52,78 0,015 1853,14

где

5

0

лосы. К;

Т„ - температура поверхности полосы. К;

Tg - температура окружающего л воздуха, Ki

d - начальный диаметр приточной струи, MJ

v - скорость движения полосы, м/с;

- коэффициент кинематической вязкости, .

. 4

Таблица 1

Таблица 2

1,35 1,40

0,0058 0,0049

1A2U3A

10 Продолжение табл.2

Фи2.1

Редактор А.Ворович

Составитель И.Скоробогатский

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 4365/9

Тираж 467

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Подписное