Валок для прокатки металла Советский патент 1978 года по МПК B21B27/00 

Изобретение относится к механическому оборудованию прокатных цехо и может быть использовано как рабочий инструмент при прокатке, калибровке, а также при перемещении металла. Известен валок для прокатки мета ла, имекнций в теле продольные отвер стия, заполненные теплопроводными вставками, и установленные с торцов валка ребристые диски, соединенные с теплопроводными вставками, которые при нагреве передают тепло ребристЫм дискам, отводгачим тепло путем теплоизлучения ij . Недостаток этого валка состоит в недостаточной теплопроводности вста вок, в невозможности заданного огра ничения теплового расширения тела валка и значительная неравномерност температур по длине тела валка. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является валок для прокатки металла, имеющий бочку, на са5кенную на вал, в. котором выполнены продольные отверстия, расположен ные по окружности через равные углы и полностью заполненные жидким теп-лоносителем 2 . В этом валке лзозможен лишь частичный перенос тепла из-за полного за- , полнения отверстий жидкостью и отсутствия выступакадих за торцы вгшка герметично закрытых отверстий. Жидкий теплоноситель в этом валке позволяет только несколько снизить перепад температур по длине валка, а сама конструкция его не позволяет . поддерживать определенный заданный температурный уровень тела валка. Целью изобретения является стабилизация заданной температуры валка. Для достижения этой цели предлагаемый валок для прокатки металла, имеющий в теле продольные отверстия, которые расположены по окружности через равшле углы и заполнены жидким теплоносителем, снабжен полыми пробкс1ми, герметично закрывающими продольные отверстия с обоих их концов и выступаю{2шми за торцы валка, а объем теплоносителя в каждом отверстии составляет 30-50%. Полые пробки, выступакицие за торцы валка в предлагаемом устройстве одновременно с герметизацией отверстий служат и поверхностями, через которые отводится тепло, т.е. являютсй Теплообменником, а заполнение

отверстий теплоносителем на 30-50% позволяет использовать свойство системы жидкость-пар в замкнутом объеме позволяющей стабилизировать темпераIтуру валка на определенном уровне. На фиг. 1 представлен общий вид валка; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Валок для прокатки металла имеет в теле 1 продольные отверстия 2 и герметично закрывающие их полые пробки 3, расположенные с обоих концов отверстий и выступающие за торцы валка.

Продольные отверстия 4эасположе1ял по окружности через равные углы и заполнены жидким теплоносителем 4, объем которого в каждом отверстии составляет 30-50%. В качестве жидкого теплоносителя в данном случае используется ацетон, но могут быть использованы и другие вещества: вода, эфир и другие.

Продольные отверстия в теле в«шка могут быть расположены по окружности разного радиуса. Для интенсификации теплообмена отверстия, размещенные на одной окружности, могут сообщаться между собой.

Работает валок следующим образом. При вращении валка жидкий теплоноситель 4, например ацетон, находящийся в отверстиях 2 и имеющий температуру кипения, равную температуре стабилизации тела валка, прижимается под действием центробежных сил к стенке отверстия 2. Даже бьсли центробежных сил недостаточно из-за малой скорости вращения валка, то жидкость при его вращении периодически омывает стенки отверстия.

Тепловой поток, образующийся на поверхности валка за счет контакта с прокатываемым металлом, разогреваемым в процессе пластической деформаций изделия, а также за счет тепла трения прокатываемого металла о поверхность валка, расходуется на нагрев тела валка.

После достижения валком в месте расположения отверстий 2 температуры кипения жидкости начинается процесс парообразования, который способствует стабилизации температуры в отверстиях 2 и ограничению проникновения значительного количества тепла в тело валка.

Образовавшийся пар конденсируется на участках продольных отверстий 2, имеющих пониженную температуру, и разогревает их, отдавая скрытое тепло испарения.

Таким образом, по истечении некоторого промежутка времени по всей длине отверстий достигается равномерная температура и тогда образовавшийся пар будет конденсироваться только в охлаждаемой пустотелой пробке 3, отдавая тепло охладителю, например воде, воздуху. В результате этого температура валка на уровне отверстий стабилизируется и температура валка от отверстий к центру не сможет превысить температуры, равной температуре кипения жидкого теплоносителя.

Температура тела валка зависит от температуры кипения теплоносителя и для каждого теплоносителя будет своя температура стабилизации тела валка (подбирается соответствуюций теплоноситель по температуре кипения).

Подбирая жидкость с температурой кипения, равной температуре завалки вашкрв в стаи, можно до минимума сократить время достижения установившегося теплового режима так как для этого необходимо, чтобы его достиг только участок тела валка, расположенный между отверстиями 2 и наружной поверхност1 ю валка, и тогда тепг ло, поступакхцее с поверхности валкя, будет расходоваться на подцержание заданного температурного режима &euiка, а избыток будет отводиться через Пустотелую пробку 3.

Предлагаемый валок позволяет стабилизировать (подд,ерживать) температуру вешка иа вполне 9пределениом заданном текшературном уровне, эффективно и без сложных дополиительиык устройств выравнивать температуру -по длиие бочки валка, снизить колебание теплового профиля валка., а также отводить или подводить необходимое количество тепла для поддержания заданного температурного режима.

Формула изобретения

Валок для прокатки металла, имеющий в теле продольные отверстия, которые расположены по окружности через равные углы и заполнены жидким теплоносителем, отличающийс я тем, что, с целью стабилизации заданной температуры валка, он снабжен полыми пробками, герметично закрывающими продольные отверстия с обоих их концов и выступающими за торцы вгшка, а объем теплоносителя в каждом отверстии составляет 30-50%.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР 398299, кл. В 21 В 27/08, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР №508290, кл. В 21 В 39/00, 1974.