Способ охлаждения изделий

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ИЗОБРЕТЕНИ ИОАН ЕПЬСТВУ АВТО 3 7 Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очисткетехнологических газов, сточных води использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии(56) 1. Патент С 1 ДА У 3659428,кл. 62-64, 19722. Авторское свидетельство СССРР 651862, кл. В 21 В 27/06, 1977.Улл/с ЯО 1168609 А(54) (57) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ,включающий подачу воздуха под давлением в охладитель с последующим смешением и подачей водовоздушной смесина охлаждаемую поверхность, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения равномерности охлажденияизделий, воздушный поток перед смешиванием с охладителем предварительно разделяют на отдельные струи,причем отношение площадей сеченийвоздушных струй после разделениявоздушного потока к площади сеченияводовоздушного потока, направляемогона охлаждаемую поверхность, устанавливают в пределах 0,01-0, 1.Изобретение отцосится к металлургическому производству и может бытьиспользовано при охлаждении слитковв процессах непрерывной разливкистали.Для вторичного охлаждения слитков, выходящих цз кристаллцзатора,используются различные способы, втом числе и такие, у которых процесс10распыления интенсифицируется путемсмешивания воды и сжатого воздуха.Известен способ охлаждения изделий водовоздушной смесью, согласно которому жидкий охладитель впрыскивают ез поток воздуха, прчем впрыскохладцтеля производят в точке, расположенной между источником сжлтоГО Воздуха Р 1 дросселруеащс 311 частьюсопла 11 е .Недостатком этого способа является то, что распылеие )цдкого охладителя путем впрыскивания в потоквоздуха требует больших расходо 53воздуха ц, следовател 1 но, Оснащениясистемы подачи мощнымц знергоносп 25телямц. Кроме того, впрыскиваниемалых порций воды в точке, расположенной между источником сжатого воз.духа и дросселирующей частью сопла,не позволяет использовать воду оборотЗОного цикла ввиду большой вероятпос -тц засорения впрыскивающцх отверстиймалых сечений, а примепеене очищеннойводы приводит к большим клпцтл:и ымзатратам на сооружение очцстенях ус- цтановок,Наиболее близким к изобретее 11 апо технической сущности является способ охлаждения изделий водозоздуннойсмесьа, согласно которому воздух ОВПРЫСКЦВСЦат В ОХЛаДЦтЕЛЬ С ПОС)с,гУащим смешением и подачей водовоздушнойсмеси на охлаждаемуеа поверхность Я.Однако нагнетание воздуха з водупотока большого сечения приводит к 45образованию значительного средего,ццаметра капель воды в Воздушномпотоке (не менее 1 мм), что не позволяет интенсифицировать процесс охи г)лаждения при высоких (б 00-1200 С) 5 Отемпературах поверхности изделий. Кнедостаткам известного способа относятся также неравномерности охлаждения вследствие неравномерного распределения модального диаметра капель 55воды на поверхности охлаждаемого изделия (прц этом наблюдается перавпомерность распределения плотпостц орошения, достцгак)шая всцРчРе порядка 30% от сре;него значения площадиорошения), а также пульсации в системе подачи ВоЕы прц большом длв)еецРВоздуха (более 1,5 кг/см) е воды(более О,с) кг/см),Цель изобретения - повышене равномерности охлаждеия изделий.Поставленная цель достигается тем,что сог 1 асно способ 5 Ох)аждснця из -делцй, включающему подачу воздухапод давлением в охладитель с последующим смешением и подачей водовоздушной смеси на охлл)еслеРую поверхость, воздушный поток перед сСшеием с ох)с,п е)е) Еред)лрцОе:е,ео)езгс 515 к)е н. От 3)11 Е ее с"р "ее ЕрРЕсОТОС. Е 1 ЦЕ 110;ЕЕ Ей С С Ч . ПЕ 1 ЕЗ 0:3 УШНЫХСтРУй ПОСЛС Раэ;Г:ЕЕН" ГЯ ВОЗДУШЕОГОгото;л к плошади сес ЕЕ:я 3)до 30 зу 11 н 010 отоЕЛ, на:р 113;150:Ого Е.;1 Ох)11 ждлемуеа по 3 ерхность, )стан;ц).пваютВ пределлх 0,01-0,1,разделение 130131 уЕ:е:)ге от ока плОТв:1 ЬЕЕС Ст)тц 1 орЕЕ С С 1:Ецс.3 С ОХ ;Елцте)ЕОР поз 30:нет осуц с Гвлять более тонкое распылев е ох:лдцтеля, болес. равно;арно распре;егение жидкости В струеТуро флке:л ц дос.тежение постаБлспеой 1 сее бс) 11-;.ЕеесгЕтРе 130 дО 130 здунОго Е:лтокл;3 сстемс 1 с)лчРГ)ХЗ ЛДЦТ г 151,1 а чертеже цре;тлвлено распре 3 еление плотности орошееп:я:; поперечномсс:Оееи ВодовозуОго факела нарлссто 511 Рге 300 мм от,:россе)ируа 3 ео сече нея Еодовоздушного потока,когда отпошепс лощади дросселцрующцх сечений Еоздушпьех потоков Б к5 сг)стсВ 5 вО, бге+О, 2 (к)евая 1),0 1 (к)е 53353 2) ц 0 0 е ( 1):Вля 3),11 З 1 рлг 1)цк;1 Вцд 10, т) с у.ен.г,шенцем отношенця 5,/ЫЕ ранцсмерностьраспредслеепя возрастает, однакопрц 5 /50,01 вследствие недостаточной 01 ергРе оиОчеех воздушныхструй Вслед за цх дроб;сеием в зонесмешения аступает коагуляцця мелкихвоздушных пузырьков в крупные и,как следствие, Еаступлет пульслццонН Ый Е) СЖ ЦЕГ) 0 Р Е 11 Р 0 В а Е ПЯ 13 0 Д 0 В 0 3 УШпой смеси, не длашцй закономерногораспределения елотности орошения всечешш 41 се:Еа. Прц Б, /Б 10,1 не;) ае)поееерееос 1 ь 1:0" ос ц 0;)01 аспцяцецтрлльпой асц ссчсгеця становцтСЯ ЯННО ВЫРажсплой и ДОСТЦЕ ЛЕТ 1157,в то время клкрц 0,01 - ,)/Яс 0,012/ Величина температурного скачка л Т, к Т Т Т т 4 Т 4 Т Т Т 6 Т 6 Т -Т 7 8 150 0,07 1100+60 0,64 75 неравномерность в центральной частиотносительпо среднего значения непревышает 20%,П р и м е р. Прямоугольный образец (600 х 100)мм из стали 10 ХСНД охлаждают водовоздушной смесью. Распы.литель располагают центрально-симметрично на расстоянии 300 мм отповерхности образца, нагретого дотемпературы 1150 К, Площадь Б 1 выходного отверстия сопла распылителя60 мм, площадь выходного отверстияпатрубка, инжектирующего воздух вводу 2 50 мм, Отношения площадей отверстий в насадках, устанавливаемыхна выходе из патрубка, к Б 1 дляразличных вариантов насадки приведены в таблице.В распылитель нагнетают воду поддавлением О, 1 10 Па и воздух поддавлением 2 ф 10 Па. На линии, прохо.дящей церез центр образца, в восьмиточках определяют температуру поверхности образца Т-Т 8 (Т - температура в центре образца, Т 8 - накраю образца) и вычисляют величинутемпературного скачка Т = Т -Т 2,Т, - Т., Т 7-Т 8. Нумерация зон,в которых определяют температурныйскачок, соответствует 1 начальной иконечной температурам зоны, Длиназоны 40 мм. Как следует из таблицы,максимальные температурные скачкинаблюдают в центре образца и для0,01 .6 Б /Б0,1 Они не превышают20 К на 40 мм, в то время как при 168609 4Б 2 /Б 1 = 0,7 температурные скачкивозрастают до величины 150 К на80 мм, что объясняется неустойчивымрежимом формирования водовоздушнойсмеси. При Б 2 /Б= 0,15 величина Ь Тдостигает величины 120 К на участке80 мм. Это объясняется малоэффективным смешением воды и воздуха вследствие большой площади воздушных струй, 10 инжектируемых в воду. Определенныедля известного распылителя (Б /Б 1= 0,64) температурные скачки составляют 150 К на 80 мм, Из примера видно,что наиболее равномерное охлаждение 15 изделия наблюдается именно тогда,когда воздушный поток разбивают наотдельные струи, отношение площадейдросселирующих сечений которых кплощади дросселирующего сечения водовоздушного потока составляет 0,01 -О, 1.Использование изобретения по сравнению с базовым образцом, работающимна заводе "Азовсталь" и представляю щим собой способ ВОДОВОэдушного Охлдждения УНРС, обеспечивает более равномерное охлаждение непрерывнолитойзаготовки в широком диапазоне темпе,ратурно-скоростных режимов разливки,что позволяет повысить выход годныхслябов и штрипсов стали 09 Г 2 ФБ на1-2%. Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составляет 35 240 тыс. руб. в год.