Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката Советский патент 1990 года по МПК B21D1/02 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве термически упрочненного проката круглого и периодического профиля,

Цель изобретения - повышение качества проката за счет увеличения интенсивности охлаждения.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 - вариант применения двух устройств; на фиг.З - сечение на фиг,2.

Устройство состоит из корпуса 1, закрепленных в нем посредством резьбы камеры 2 охлаждения и приемной воронки 3, подпитывающей емкости 4, кольцевого водоподвода с круглыми отверстиями 5, водопроводов низкого 6 и высокого 7 давления.

Устройство работает следующим образом.

Прокат через подпитывающую емкость попадает в приемную воронку и камеру охлаждения, куда через рабочий зазор, образованный приемной воронкой и корпусом, подается вода из сети высокого давления. Подпитывающая емкость исключает попадание воздуха (при инжектировании его потоками во- ды) в камеру охлаждения, а кольцевой водоподвод с круглыми отверстиями направляет потоки свежей воды непо средствечно в приемную воронку охлаждающего устройства и позволяет по- стоянно поддерживать в подпитывающей емкости избыточное давление. В резуль тате герметизации в камере охлаждения создается высокое давление, тем- пература кипения воды возрастает, тештоотбор с поверхности металла, а следовательно, и эффективность охлаждения проката увеличивается.

t

Суммарная площадь поперечного се- чения отверстий выбрана таким образом, чтобы обеспечить герметизацию водой приемной воронки охлаждающего устройства даже в условиях отсутствия проката (в паузе).Увеличение суммар- ной площади этих отверстий ведет к перерасходу воды без повышения эффективности охлаждения, а уменьшение - к возможности попадания воздуха и снижению интенсивности охлаждения по крайней мере головной части раската. Формулу выводили из закона сохранения количества движения

pQH(V - Vh) pQB(V - V6) - С, где р - плотность, кг/м;

3Н расход воды низкого давлет

ния, м3/с;

Q. - расход воды высокого давле- ния, м/с; V - вектор скорости потока воды

в камере охлаждения, м/с; VB - вектор скорости потока воды высокого давления до смешения потоков, м/с;

V - вектор скорости потока воН

ды низкого давления до смешения потоков , м/с; С - параметр, определящий суммарное сопротивление пото ку воды в системе, Н (определяется эмпирически). Перейдя к скалярным величинам, получаемо (2е о /Qecoset gg) С

HlA Ос . J XBV сО /Л

SK

г

где Qp - суммарный расход воды, м/с S, - площадь рабочего зазора,

ff Q Х|

М ,

S к - площадь поперечного сечения

рабочего зазора, м ; об - угол между направлением рабочего зазора и линией движения проката (угол атаки), град.

Осуществив соответствующие преобразования, получаем зависимость

.ЕЁ р«

- 0,25 С .

Определив из опытов значение параметра С, находим .

Проверку осуществляли в условиях стана 350-2 при прокатке арматуры № 28. В камеру охлаждения длиной 2,2 м вода подавалась под давлением 2,3-2,5 МПа, а в подпитывающую емкость - из сети низкого давления (0,2-0,3 МПа). Площадь поперечного сечения камеры охлаждения составила 2,46 10 м% площадь рабочего зазора 1,17 IOT м2, угол атаки воды высокого давления по отношению к прокату 14 . Суммарная площадь отверстий в кольцевом водоподводе, рассчитанная по формуле, составила 1,73 . Темпе- ратура проката перед началом ускоренного охлаждения регистрировалась фотоэлектрическим пирометром и составила 1050°С. Среднемассовую температуру после процесса охлаждения и выравнивания по сечению профиля оценивали контактной термопарой.

При снижении суммарной площади отверстий на кольцевом водоподводе до 1,44 Ю м путем закупоривания двух симметрично расположенных отверстий, среднемассовая температура

головной части раската составила 860 С при длительности паузы между раскатами 3,1 с. При увеличении же

суммарной площади отверстий путем их рассверливания до 1,8-1СГ3м2 температура по длине раската составила 770-780°С, т.е. как и в предлагаемом по формуле варианте. Следователь но, снижение суммарной площади от верстий на кольцевом водоподводе , по сравнению с предлагаемой величиной вызывает попадание воздуха в приемную воронку и снижение интенсивности охлаждения проката, а ее увеличение нецелесообразно из-за повышения рас- хода воды при отсутствии увеличения интенсивности охлаждения проката.

С целью дополнительной интенсификации процесса охлаждения проката, а

также с целью упорядочения слива- отработанной воды предлагаемое устройство дополнительно содержит (см. фиг.2, 3) противоточную форсунку А, секционную проводку Б, отражательную арку В и заключается в короб Г со сливным отверстием.

С целью дополнительной интенсификации процесса охлаждения проката, а также для организации многостадийного охлаждения в линии прокатного стана может монтироваться два охлаждающих устройства.

За счет интенсификации охлаждения проката появляется возможность получения арматуры более высокого класса прочности при.том же количестве охлаж дающих устройств либо сократить их количество при выпуске равнопрочной арматуры.

Формула изобретения

1.Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката, содержащее корпус и разме %

5603516

щенные на одной оси камеру охлаждения и приемную воронку, выходкой конец которой расположен внутри корпуса с зазором относительно него, отличающееся тем, что, с целью повышения качества проката за счет увеличения интенсивности охлаждения, оно снабжено установленной перед приемной воронкой соосно с ней подпитывающей емкостью цилиндрической формы с размещенным в ней коль це- вым водоподводом из сети низкого давления, по периметру которого выпол нены отверстия с осями, направленными в центр приемной воронки в плоскости ее входного торца, а суммарная площадь отверстий определяется по формуле

PS , . t, S«

10

15

20

о где

25

0,5f Ц5ксо8 - S,) -f-g-jft,

Pg - давление воды в сети высокого давления. Па;

PJ. давление воды в сети низкого давления, Па;

Su - площадь поперечного сечения я

камеры охлаждения, м ;

S, - площадь поперечного сечення

рабочего зазора, м

2.

oL - угол между осью зазора и

прод ол ьной ос ью ус тро йс тв а;

{ - эмпирический коэффициент, зависящий от силы сопротивления движению потока воды в системе, Н.

2.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что оно снабжено защитным коробом с установленными в нем соосно камере- охлаждения секционными направляющими, отражательной камерой и противоточной форсункой.

Фиг.1

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве термически упрочненного проката круглого и периодического профиля для армирования железобетонных конструкций. Цель изобретения - повышение качества проката за счет увеличения интенсивности охлаждения. Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката содержит камеру охлаждения, корпус, приемную воронку, закрепленную в корпусе посредством резьбы, установленной перед приемной воронкой подпитывающей емкостью цилиндрической формы с водоподводом из сети низкого давления кольцевой формы, расположенным внутри подпитывающей емкости у приемной воронки, с высверленными в нем равномерно по периметру круглыми отверстиями, оси которых направлены в центр приемной воронки, а их суммарная площадь определяется по формуле S_O=0,5 √P_в/P_н(S_кСОSΑ-S_з)-57[S_к/(S_з^.√P_в^.P_н)], где P_в - величина давления воды в сети высокого давления, Па

P_н - величина давления воды в сети низкого давления, Па

S_к - площадь поперечного сечения камеры охлаждения, м²

S_з - площадь поперечного сечения рабочего зазора, м²

α - угол между направленностью рабочего зазора и линией движения проката, град

57-эмпирический коэффициент, зависящий от силы сопротивления движению потока воды, Н. Прокат через подпитывающую емкость попадает в приемную воронку и камеру охлаждения, куда через рабочий зазор подается вода из сети высокого давления. В результате герметизации в камере охлаждения создается высокое давление, температура кипения возрастает, отвод тепла увеличивается, т.е.увеличивается эффективность охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

фуе.2

Trfrrrz-r frl

Kfab&bfai

yJrf + Sjr Jr SSS S SSMWSjnb

Редактор А.Долинич

Фиг.З

Составитель Н.Асеева

Техред А.Кравчук Корректор Н,Король