Устройство для ускоренного охлаждения проката Советский патент 1982 года по МПК C21D1/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

ПРОКАТА

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии производства ускоренного охлаждения сортового проката.

Известно устройство для охлажде ч ния деталей, состоящее из спрейера с кольцевым выравнивателем давления, внутренняя полость спрейера разделена на секции перегородками, одна из которых икюет высоту меньше высоты корпуса, а другие имеют вырезы и снабжены заслонкой, выполненной с возможностью поворота TlJ.

Недостатком этого устройства является то, что при охла.ждении устройство и охлаждаемый объект должны йлть неподвижны относительно друг друга.

Кроме того, заслонка, выполненная с возможностью поворота, регули-г рует не большую охлаждающую способность устройства, а лишь перераспределяет охлаяодающую жидкость по зонам охлаждения, охлаждая объект ох« лаждения по ширине с различной интенсивностью.

Известно также устройство для охлаждения проката, содержащее цилиндрический корпус с патрубком для подвода охладителя и кангшами для

истечения охладителя и запорный орган, расположенный внутри корпуса, выполненный в виде дэух жестко связанных между собой посредством соединительного элемента полых цилиндров, установленных по концам корпуса с возможностью поворота относительно него, каждый имеет со стороны торцов, обращенных друг к другуу

10 сквозной криволинейный вырез в стенке 2.

Недостатком этого устройства является то, что при охлаждении движущегося проката регулирование ин15тенсивности охлазсдения возможно лишь по ширине (листа, полосыj. Использование данного устройства для регулирования интенсивности охлаждения проката по длине/ например

20 развернув устройство вдоль осевой линии охлаждаемого проката, практически неосуществимо, так как необходимы, как минимугм, два устройства (сверху проката и снизу, а

25 также, возможно, и с боков). Кроме того, возникает проблема уборки воды/ с верхней части проката (например, листа) .

Наиболее близким к изобретению

30 по технической сущности и достигаемому результату является устройство для охлаждения прокатных изделий, содержащее камеру охлаждения с направлякидей воронкой и форсунку. Камера охлаждения помещена в герметичный кожух и в стенке ее выполнены отверстия, сообщающие полость камеры с полостью кожуха 3 . Недостатком известного устройства является то, что его невозг/южно применить с целью регулирования ийтенсивности охлахсдения проката по .|дпине его изменением давления и расхода охлаждакнцей жидкости в камере охлаждения, так как в конструкцию не заложен, элемент, позволяющий пла но регулировать степень охлаждения. Целью изобретения является создание устройства, позаоляющего регу лировать интенсивность охлаждения по длине проката путем изменения расхода и давления охладител.яв охлаждаю щей камере. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ускоренного охлаждения проката, включающее камеру охлахсдения с направляющей воронкой и форсункой, причем камера охлаждения помещена в герметичный кожух и в ее стенке выполнены отверстия, сообщающие полость камеры с полостью кожуха, снабжено установленной по длине камеры охламсДени и охватывающей ее втулкой, выполнен ной с возможностью поворота вокруг оси, при этом втулка имеет окна, су жающиеся в сторону форсунки, а оси .отверстий кагоры охлаждения наклонены к ее продольной оси под углом 30-60° зв сторону форсунки. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - примзр выполнения окон, ходовой втулки в виде прямоугольной трапеции; на фиг.З разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - раз рея Б-Б на фиг.1; на фиг.З - график изменения расхода охладителя. Устройство состоит из входной во ронки 1, камеры 2 охлаждения, привода 3, поворачивсиощего ходовую вту ку 4 вокруг камеры охлаждения. В хо довой втулке 4 выполнены два сквозных диаметрально расположенных сужа D ixcfl окна 5, которые связывают через отверстия 6 в KciMepe 2 охлахддения полость камеры охлаждения с полостью, образованной ходовой втулкой 4 и кожухом 7. Кожух 7 снабжен патрубком 8 для подвода охладителя. На другом конце камеры 2 охлаждения установлена нагнетающая форсунка 9. Отверстия 6 в камере 2 охлаждения выполнены диаметрально противополож ными, а оси этих отверстий наклонены к оси каттеры охлаждения под углом о 30-60 в сторону от форсун ки 9. Размеры окон 5 зависят от размеров камеры 2 охлаждения и ходовой втулки 4 и в развертке представляют . собой прямоугольнь е трапеции (фиг.2, высота которых соосна оси камеры охлаждения и зависит от длины расг положения отверстий 6 в камере охлаждения. Для того, чтобы в процессе работы устройства одно из окон 5 не перекрывало одновременно нижнее и верхнее отверстия 6 в камере 2 охлаждения, размер окна, соответствующий большему основанию прямоугольной трапеции (фиг.2), должен быть меньше половины длины внешней окружности ходовой втулки на 2-3 диаметра отверстий в камере охлаждения, а размер окна, соответствующий меньшему основанию прямоугольной трапеции (фиг.2), должен быть равен диаметру отверстий в камере охлаждения, что обусловлено целесообразностью полного открытия отверстия в камере охлаждения, ближайшего к нагнетающей форсунке 9. Металл охлазкдается в камере 2 охлаждения основным потоком охладителя, создаваемого форсункой 9. Вследствии значительных гидродинамических потерь давление охладителя по длине камеры 2 охлажде ния от форсунки 9 к входной воронке 1 уменьшается. Поэтому охлаждающая способность потока жидкости снижается пропорционально давлению. На фиг.2 показана развертка ходовой втулки 4 с окнами (abed и а Ь c d ) 11 несколько примерных охлаждений (Г-l-IV lv), которые последовательно проходят отверстия 6 в камере 2 охлажденная относительно сквозных окон 5 при вращении ходовой втулки. В исходном состоянии ходовая втулка 4 находится относительно камеры 2 Охлаждения.так, чтобы окна 5 и отверстия б не совпадали (фиг.2, положение 1-1 ), и дополнительный поток охладителя в камеру охлаждения не поступает. В положении П-П открыты отверстия 1 и г, причем при- плавном перелющении ходовой втулки из положения 1-1 в положение П-п вначале открывается отверстие 1, отстоящее от нагнетающей форсунки на наибольшем расстоянии, а затем - отверстие 2, что обусловлено конструктивными особенностями сквозных окон в ходовой втулке. В таком положении показана ходовая втулка 4 относительно отверстий б камеры 2 охлаждения (фиг.1) на основном виде и в сечениях А-А и Б-Б. Дополнительный поток охладителя через открытые отверстия поступает в камеру охлаждения, изменяя давление и расход по длине камеры охлаждения.

В положении rtl-Irl открыты отверстия 1-4 (фиг.2) в камере охлаждения и через эти отверстия в камеру охлаждения поступает уже большая часть дополнительного потока охладителя. В положении iV-lv открываются все. отверстия и в камеру охлаждения поступает весь йополнительный поток охладителя, способствующий более интенсивному охлаждению металла.

На фиг.З показан график качественного расхода охладителя в камере охлаждения, где Q,,f , Q,,,( , Q,,,.,,, , Qjy-iv - pacjKOpH, соответствующие положениям 1-1-iv-IV (фиг.2).

Ходовая втулка 4 может иметь угловое перемещение вокруг оси от О до от р до о, где

R - (2-3)d .0 Р lfR-180 ,

где R - наружный радиус ходовой втул.:, . ИИ 4}

d - диаметр отверстий б в камере 2 охлаждения,

открывая последовательно отверстия в камере охлаждения и позволяя дополнительному потоку охладителя поступать в камеру охлаждения.

На фиг.2 показан пример выполне.нйя окон ходовой втулки в виде прямоугольной трапеции (abed и abcd) ic линейным законом последовательного открывания отверстий (прямая аЬ и а ь ). В случае задания за-. кона открывания отверстий прямая аЬ может быть заменена кривой линией, соответствующей нелинейному закону открывания отверстий при постоянной скорости поворота ходовойгвтулки.

Наклон отверстий б под углом , 30-60 к оси камеры охлаждения в сторону от форсунки 9 позволяет подавать дополнительный поток так:/ чтобы создавать дополнительное ускорение основного потока и в то же время способствовать интенсивному перемешиванию свежей порции охладителя с частично отработанным. Нижний предел угла oL 30 обусловлен сложностью изготовления отверстий в камере охлаждения и снижением способности дополнительного потока к активному перемешиванию отработанного охладителя, а верхний предел угла сС 60° оговорен тем , что при угле 0 60 снижается дополнительное ускорение и в крайнем случае происходит торможение основного потока охладителя. .. ,

Применение предлагаемого устройства для охлаждения бунтового проката позволяет решить задачу регулируемого охлаждения по длине таким образом, чтобы при смотке его на мэталках, не имеющих регулируемого привода, сердцевина бунта имела температуру ниже, чем внешние слои, и осуществлять программное регулирование охлаждения сортового проката. В

o этом случае достигается равенство скоростей охлаждения по всему сечению бунта, а при послойной смотке на специальных регулируемых моталках предлагаемое устройство позволяет осуществить послойное охлаждение бунта по заданному закону с целью уменьшения разброса механических свойств и общего окалинообразова- / ния.

0 Только за счет уменьшения общего окалинообразования от 12 до б кг/т получсиот экономический эффект порядка 300 тыс. руб. при производстве проката 500 тыс. т в год.

5

Формула изобретения

Устройство для ускоренного охQ лаждения проката, содержащее расположенную в герметичном кожухе камеру охлаждения с отверстиями в стенке и с направляющей воронкой и форсункой, причем полость камеры и полость кожуха сообщены через упомяну5тое отверстие, отличающеес я тем, 4TOV с целью регулирования интенсивности охлаждения путем изменения расхода и давления охладителя в камере охлаждения, оно снаб0

жено установленной по длине камеры

. охлаждени-я и охватывающей ее втулкой, выполненной с возможностью«поворота вокруг оси, при Э.ТОМ втулка имеет окна с сужением в сторону форсунки, 5 а оси отверстий камеры охлаждения наклонены к ее продольйой оси под углом 30-60 в сторону форсунки.

Источпяки информации, 0 принятые во внимание.при экспертизе

: 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 272795, 1979.

55

J A 6511

...улп

/А/А/у.

4 « PI .Y(/ pyyyyyyyy/ l А11Ш1 JL ...

Аулгх/ххх/хх .VyV f-. /yy