Устройство для охлаждения катанки Советский патент 1981 года по МПК B21B45/02 C21D1/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КАТАНКИ

Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для ускоренного охлаждения катанки в потоке прокатного стана. Известно устройство для охлаждения проката, в которое входит камера охлаждения со средством подачи жидкого охладителя под давлением 1. Однако это устройство не обеспечивает достаточного при больших скоростях прокатки охлаждения катанки вследствие сравнительно низкого статического давления жидкости в камере охлаждения, за счет чего на поверхности горячего проката создаются условия для быстрого образования паровой рубашки, ухудшающей теплоотдачу. Наиболее близким по технической суш,ности к изобретению является устройство для охлаждения проката, содержащее камеру охлаждения с форсункой и гидродинамическим сопротивлением, в котором интенсификация охлаждения достигается за счет того, что гидродинамическое сопротивление выполнено в виде повторяющейся по всей длине камеры последовательности элементов, цилиндрический участок, конфузор, диффузор 2. Недостатком данного устройства яв ется то, что охлаждение проката в диф зоре минимально (практически отсутству вследствие расширения потока .охладите способствующего образованию паровой бащки. Цель изобретения - интенсификация охлаждения проката путем подачи некото ой части охладителя перпендикулярно осн вному потоку. Указанная цель достигается тем, чтс устройстве для охлаждения катанки, сод жащем противоточную форсунку, камеру лаждения с гидродинамическим сопрот влением, включающим конфузор, цилинд ческий участок и диффузор, последний i полнен со сквозными отверстиями, оси оторых перпендикулярны оси устройства конфузор - с отверстиями, оси которых араллельны оси устройства, при этом в ст «нках гидродинамического сопротивления i полнена кольцевая полость, соединяюцдая отверстия конфузора и диффузора. Площадь поперечного сечения всех верстий в диффузоре (d,) меньще или р; на площади поперечного сечения отверст конфузора (dj) и составляет 5-10% п. щади поперечного сечения цилиндрического участка (d). Кроме того, отверстия в диффузоре расположены равномерно по его перименту в несколько рядов. Такое выполнение гидродинамического сопротивления позволяет интенсифицировать теплоотдачу от горячего проката и охлаждающей жидкости в диффузоре за счет турбулизации потока охладителя перпендикулярно направленными к нему струями, которые отделяются от основного потока в конфузоре и через отверстия и коллектор подаются в диффузор, где, смешиваясь с основным потоком, турбулизируют его, в результате чего затрудняется образование паровой рубащки. Выбранный .размер площади поперечного сечения отверстий позволяет подать в диффузор количество охладителя, необходимое и достаточное для трубулизации основного потока. Уменьшение площади отверстий ниже указанного предела не дает желаемого эффекта вследствие недостатоЧной турбулизации основного потока, а увеличение площади отверстий выще предела уменьшает величину основного потока, что приводит к уменьшению интенсивности охлаждения s диффузоре и цилиндрическом участке. Соотношение площадей поперечного сечения отверстий в конфузоре и диффузоре и параллельное оси устройства расположение отверстий в конфузоре обеспечивают минимальное гидравлическое сопротивление обводной системы. Радиальное направление отверстий в диффузоре и |)авномерное распределение их по периметру способствует центрированию проката по оси устройства, а наличие двух или более рядов отверстий обеспечивает турбулизацию потока охладителя по длине диффузора. На чертеже изображено устройство для охлаждения катанки, продольный разрез. Устройство состоит из противоточной форсунки 1 и камеры 2 охлаждения с гидродинамическим сопротивлением 3. Противоточная форсунка 1 состоит из корпуса 4 со щтуцером 5 для подачи охлаждающей жидкости высокого давления, направляющей втулки 6 и конической насадки 7, образующей вместе со втулкой 6 кольцевое сопло. Камера 2 охлаждения представляет собой цельнокатаную трубу, внутри которой по всей длине расположены гидродинамические сопротивления 3. Со стороны входа проката (чистовой клехи стана 8) камера охлаждения имеет конусную воронку 9 для свободного захода охлаждаемого проката. Гидродинамическое сопротивление 3 выполнено в виде втулки, в стенках которой выполнена кольцевая полость 10. Гидродинамическое сопротивление 3 включает конфузор 11, диффузор 12 и цилиндрический участок 13. Конфузор 11 выполнен со сквозными отверстиями 14, оси которых параллельны оси устройства. Диффузор 12 выполнен со сквозными отверстиями 15, оси которых перпендикулярны оси устройства. Кольцевая полость 10 соединяет отверстия 14 конфузора и отверстия 15 диффузора. Площадь поперечного сечения всех отверстий диффузора меньще или равна площади поперечного сечения отверстий конфузора и составляет 5-10% площади поперечного сечения цилиндрического канала гидродинамического сопротивления. Отверстия диффузора расположены равномерно по его периметру в несколько рядов. Устройство работает следующим образом. Прокат 16 принудительно подается в камеру 2 охлаждения. Навстречу движению металла течет поток охлаждающей жидкости из противоточной форсунки 1. При входе потока в конфузор 11 часть жидкости попадает через отверстия 14 в кольцевую полость 10, откуда через отверстия 15 - в диффузор в направлении, перпендикулярном основному потоку охладителя, что способствует его турбулизации и более интенсивной теплоотдаче от металла к охлаждающей жидкости. Применение предлагаемого устройства позволяет значительно интенсифицировать охлаждение металла, Формула изобретения 1.Устройство для охлаждения катанки, содержащее установленные по одной оси противоточную форсунку, камеру охлаждения с гидродинамическим сопротивлением, включающим конфузор,- цилиндрический участок и диффузор, отличающееся тем, что с целью интенсификации охлаждения катанки путем подачи некоторой части охладителя перпендикулярно основному потоку, диффузор выполнен со сквозными отверстиями, оси которых перпендикулярны оси устройства, а конфузор - с отверстиями, оси которых параллельны оси устройства, при этом в стенках гидродинамического сопротивления выполнена кольцевая полость, соединяющая отверстия конфузора и диф фузора. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения всех отверстий диффузора меньше или равна площади поперечного сечения отверстий конфузора и составляет 5-10% площади поперечного сечения цилиндрического участка гидродинамического сопротивления. 3.Устройство пп. 1 и 2, отличающееся тем, что отверстия диффузора расположены равномерно по его периметру в несколько рядов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бюллетень ЦНИИЧМ, 1967, № 2, с. 8. 2.Авторское свидетельство СССР № 566643, кл. В 21 В 45/02, 1974.