Способ охлаждения прокатных валков Советский патент 1981 года по МПК B21B27/10 

Изобретение относится к металлур гической промышленности, а точнее к охлаждению прокатных валков листовы станов, и может быть использовано для охлаждения валков обжимных и сортовых станов, для охлаждения про ката и труб. Известен способ охлаждения прока ных валков, зак.шочагощийся в подаче охладителя по касательной к поверхности валка (jl . Недостатками данного способа являются малая площадь эффективного охлаждения, на которую непосредственно подается охладитель, низкая интенсивность охлаждения, так как угол между направлением движения ох ладителя и касательной к точке падения струи почти равен нулю, и неэффективное использование охладителя, так как он контактирует с валком только по одной прямой (образую щей валка). Известен также способ подачи охл дителя, в котором охладитель подается плоскими струями, перпендикулярными поверхности валка и располо женными под острым углом относитель но его оси 2 1. Недостаток этого способа - низкая эффективность использования охладителя, так как вгшки охлаждаются недостаточно интенсивно и равномерно либо охладитель расходуется не экономно. Цель изобретения - повышение равномерности и эффективности охлаждения, сокращение расхода охладителя. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу охлаждения прокатных валков, вк.пючающему подачу охладителя на поверхность валка плоскими струями, оси которых перпендикулярны поверхности валка и составляют острый угол с осью валка, охладитель подают по длине бочки валка с шагом 0,5-5,0 ширины-плоской струи и давлением струй в месте соударения с валком 0,01-0,1 кг/см. Равномерность охл 1ждения валка по его длине определяется шагом между плоскими струями, значение которого в диапазоне 0,5-5,0 ширины плоской струи проверены в лабораторных условиях. В табл. 1 приведена зависимость коэффициента теплообмена, и неравномерности охлаждения шага между плоскими струями. Шаг между плоскими 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 струями в ширинах плоской

Коэффициенттепло- 29 29 28 28 27 26 24 22 20 19

обмена, г-Юккал/м Ч

Таблица 1

18 17 16 15 14 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0

I Неравномерность Q 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 3,0 охлаждения, %

Как видно из табл. 1 при шаге 0,5 ширины плоской струи на поверхности валка обеспечивается высокоэффективное охлаждение (коэффициент теплообмена равен 27 10 ккал/м чх град). Уменьшение шага не приводит к росту коэффициента теплообмена, хотя сопровождается пропорциональным увеличением расхода охладителя. Следовательно, расположение плоских струй с шагом меньше О,5 ширины стру не приводит к повышению интенсивности охлаждения. Увеличение шага между плоскими струями приводит к уменьшению плотности орошения, и, следовательно, коэффициента теплообмена. Одновременно возрастает неравномерность охлаждения, так как интенсивность охлаждения под струями- больше, чем между ними. При шаге более 5,0 ширины плоской струи неравномерность Давление струи в месте соуда- 0,005 0,01 0,02 0,03 0,04 рения, кг/смКоэффициенттеплообмена 5 15 17 19 21 Ю ккал/м ч« Как видно из табл. 2 при давлении струи в месте соударения с валком меньше 0,01 кг/см коэффицианъ теплообмена резко падает. Это связано с тем, что при этих давлениях плоские струи не могут интенсивно пробивать паровую пленку и предыдущие пор ции воды. При давлении струи вуше 0,1 кг/см рост коэффициента теплоохлаждения резко возрастает и достигает 30-80%. Изменяя шаг между струями в диапазоне 0,5-5,0 ширины плоской струи можно плавно регулировать интенсивность охлаждения.

Интенсивность охлаждения определяется давлением струй в месте соударения с валком. Это давление должно обеспечивать пробивание предьщушей порции воды и паровую пленку и тем самым способствовать интенсификации охлаждения.

Экспериментальным путем установлено, что в диапазоне давлений 0,010,1 кг/см можно плавно изменять интенсивность охлсокдения и тем самым регулировать теплосъем с валка.

В табл. 2 приведена зависимость коэффициента теплообмена от давления струи в месте соударения.

Таблица 2 5,0 8,0 15,0 30,0 45,0 60,0 80,0 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,2 0,4 23 24 25 26 27 28 28 28 обмена прекращается, что связано с интенсивным разбрызгиванием охладителя. На чистовых клетях стана разработана и внедрена система охлаждения валков с использованием предлагаемого способа, при этом получены основные характеристики система: -3 45 шаг между плоскими струями 2,5 шири ны плоской струи, давление струи в месте соударения с валком 0,06кг/с В процессе испытаний фиксируют температуру валков после перевалки, ве личину съема активного слоя валка и расход охладителя. По предлагаемому и, известному сп собам ирследовано 15 кампаний рабочих валков. Результаты испытаний охлаждения прокатных валков по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 3. Таблица Известный 1150,58750 Предлагаемый 920.39. 6130 Из данных, приведенныхв табл. 3, видно, что предлагаемый способ охлаждения по сравнению с известным обеспечивает уменьшение температуры валка на , уменьшение величины съема активного слоя валка на 0,19 мм и сокращение расхода охладителя на одну клеть 150 м/ч. Предлагаемый способ охлаждения вал ков по сравнению с известным обеспечивает более интенсивный и равномерный теплообмен между валком и охладителем. Интенсивное охлаждение валков позволяет снизить их среднюю температуру, вследствие чего повышаются механические свойства материала валка. Равномерное охлаждение приводит к существенному снижению уровня термических напряжений в теле валка и тем самым обеспечивает увеличение срока службы валков. Давление струи охладителя в месте соударения с валком, равное 0,01-0,1 кг/см , позволяет более рационально использовй ть охладитель. С одной стороны такое . давление способно пробивать паровую пленку и слой охладителя, оставшийся на поверхности валка, а с другой стороны оно обеспечивает достаточную величину коэффициента теплообмена. Формула изобретения Способ охлаждения прокатных вал-, ков, включающий подачу охладителя плоскими струями, перпендикулярными поверхности валка и расположенными под острым углом к его оси, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения равномерности и эффективности охлаждения и сокращения расхода охладителя, плоские струи подают по длине бочки валка с шагом 0,55,0 ширины плоской струи и давлением в месте соударения с валком 0,010,1 кг/см . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 414015, кл. В 21 В 27/06, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 471912, кл. В 21 В 27/10, 1975.