Способ конвективного охлаждения труб и устройство для его осуществления

(54) СПОСОТРУБ И УСТЛЕНИЯ ТИВНОГО ОХИ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕ КОН В ЙСТВ(57) Изоб обработке среде и м различных е й гр яется улучпутем похлаждения. устройство, г. 2 - то а фиг,3сопла и эле" изоб еств тения явобработк рности о Цельюшение квьппенияНа фипродольже, попвид на равномег. 1 изый разрречный ображено ез, на фи разрез; н щелевого част ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(56) Авторское свидетельство СССР9 761568, кл. С 21 0 9/08, .1980.Авторское свидетельство СССРУ 553939, кл, С 21 Р 9/00, 1976.Заявка ФРГ Ф 2601658,кл. С 21 Э 1/74, 1977,Заявка Японии Р 59-29643,1/00, 1984. ие относится к термв защитной газовойбыть использовано вгатах непрерывного Изобретение относится к термообработке труб в защитной газовой сре де и может быть использовано в различных агрегатах непрерывного дейст вия для термической и термохимической обработки труб, прутков и сорто вого металла. ствия для термической обработки тру прутков и сортового металла. Целью изобретения является улучшение качества обработки путем повышения равномерности охлаждения, Для этого на поверхность движущегося пакета труб подают серию плоских струйных потоков охлажденного газа с направлением его в плоскости потоков подоуглом 45-70 к вертикальной плоскос ти, проходящей через направление движения труб, при этом углы подачи газа в смежных потоках равны по абсолютной величине и имеют противоположные знаки. Устройство для охлаждения труб содержит газоплотный корпус, рольганг, цыркуляционный вентилятор, холодильник. напорные короба с щелевыми соплами, Внутри каждого щелевого сопла размещены чаправляющие перегородки под угломо20-45 к плоскости поперечного сечения сопла с расстоянием между перегородками, составляющим 2-5 ширины выходной щели сопла, а высота щелевого сопла составляет не менее 10-кратной ширины выходной его щели. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 14741745О15 мент пакета труб с изображением направления движения газовых потоковв поперечном сеч .нии устройства,Устройство конвективного охлаждения труб 1, движущихся по роликам 2, установлено на термической печи за камерой 3 радиационного охлаждения.По обе стороны от обрабатываемых, труб размещены напорные короба 4, на которых установлены наклонные щелевые сопла 5 с направляющими перегородками 6, Направляющие перегородки установлены по всей высоте сопел с шагом, равным 2-5 ширинам выходной щели сопла, и под углом 20-45 к йпоскости поперечного сечения сопла. Углы установки перегородок равны по абсолютной величине и противоположны по направлению, На боковой стенке устройства расположены газообразные окна 7, которые через отсасывающий короб 8 соединены отводящим патрубком 9 со всосом циркуляционного вентилятора 10. Верхний и нижний напорные короба соединены между собой перепускным трубопроводом 11 и через холодильник 12 присоединены к выхлопному натрубку циркуляционного вентилятора.Способ ковективного охлаждения .труб в проходной термической печи в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.Пакет обрабатываемых труб 1, двигаясь по роликам 2, из камеры радиационного нагрева поступает в устройство конвективного охлаждения, в котором за счет конвективного тепло- обмена производится отвод тепла от обрабатываемого металла. Нагретый от обрабатываемых труб защитный газ из зоны следования металла отбирается через гаэоотводящие окна 7, отсасывающий короб 8 и отводящий патрубок 9 и за счет энергии циркуляционного вентилятора 10 пропускается через холодильник 12, в котором происходит охлаждение газового потока с отводом тепла охлаждающей водой. Далее холодный защитный газ поступает в верхний и нижний напорные короба 4, соединенные между собой перепускным трубопроводом. Из напорных коробов 4 охлажденный защитный газ поступает в щелевые сопла 5., в которых происходит формирование плоского струйного потока,20 25 30 35 40 45 50 55 атакующего обрабатываемые трубы 1. Ввиду того, что щелевые сопла 5 установлены под углом 60-90 к плоскости следования труб в продольном сечении печи, угол атаки газового потока обрабатываемых труб в продольном сечении также составляет 60-90Поступающий в щелевые сопла 5 защитный гаэ посредством направляющих перегородок 6 внутри самого сопла изменяет свое направление по отношению плоскости поперечного сечения сопла на угол 20-45 , а при выходе из щелевого сопла струйный поток защитного газа атакует обрабатываемые трубы под углом 45-70 , в плоскости .поперечного сечения печи. Таким образом, благодаря предлагаемому техническому решению производится дополнительное отклонение газового потока в плоскости поперечного сечения печи, в результате чего максимальное значение скорости потока при его атаке обрабатываемого металла смещается с вершины цилиндрического выступа пакета труб в образованные между ними впадины, при этом ликвидируются застойные зоны. Выравнивание скорости потока определяет более постоянные значения локального коэффициента теплоотдачи по периметру обрабатываемых труб, а следовательно, достигается и большая степень равномерности их охлаждения, Для повышения равномерности охлаждения по периметру труб углы атаки холодного защитного газа в соседних струйных течениях в плоскостк поперечного сечения печи имеют противоположные знаки. В данном случае каждая труба, входящая в пакет, со стороны натекания струйного потока подвергается обдувке по мере своего движения под углами атаки, имеющими поочередно противопложные знаки в плоскости поперечного сечения печи. Чередование знаков угла атаки потока достигается благодаря тому, что в каждом соседнем щелевом сопле направляющие перегородки установлены под углами с противоположным знаком. Например, в одном щелевом сопле направляющие перегородки установлены под углом 20-45 к плоскости попе речного сечения сопла, в соседних щелевых соплах эти же направляющие перегородки установлены под углом5 1 (-20) - (-45) к площади поперечного сечения щелевого сопла,Общепринятый наклон сопел подоуглом 60-90 к плоскости следования труб в продольном сечении печи, а следовательно, и угол атаки потокомопакета труб 60-90 в этом же сечении необходимы для организации стабильного течения газовой среды после выполнения своих функций по охлаждению металла, при этом создаются условия для беспрепятственной канализации отработанного газа через газоотводящие окна 7.В предлагаемом устройстве струйный поток охлажденного защитного газа фактически натекает на пакет обрабатываемых труб под двумя углами атаки: в плоскости продольного сечеония 60-90 , и в плоскости поперечноо го сечения печи - 45-70 , при этом плоский газовый поток по ширине печи остается неразрывным.Нагреваясь за счет отданного ме . таллом тепла, защитный газ через газоотводящие окна 7, отсасывающий короб 8 и отводящий патрубок 9 поступает на всос циркуляционного вентилятора 10, а затем этот газ отдает свое тепло в холодильнике 12 и вновь поступает в напорные короба 4.Предлагаемые способ и устройство позволяют осуществить достаточно высокую степень равномерности охлаждения обрабатываемых труб в проходных печах, что дает воэможность соблюдения заданных технологических режимов термообработки, обеспечивающих равномерность механических характеристик металла по периметру трубы. Кроме того, при неравномерном охлаждении металла в печи возможна деформация труб по длине, т.е. необходимы дальнейшие работы по выравниванию труб. 474174 6 формула изобретения1. Способ конвективного охлаждения труб, включающий обдувку движущегося пакета труб потоком холодного защитного газа, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью улучшения качества обработки путем повышения 10 равномерности охлаждения, на поверхность пакета труб подают серии плосоких потоков газа под углом 45-70 к вертикальной плоскости, проходящей через направление движения труб, 15 при этом углы подачи газа в смежныхпотоках по абсолютной величине равны и имеют противоположные знаки.2Устройство для конвективного 20 охлажцения труб, содержащее газоплотный корпус с размещенными в немроликами рольганга, напорные коробас щелевыми соплами, установленнымипод углом к плоскости размещения 25 роликов, и вентилятор, нагнетательный патрубок которого соединен снапорными коробами газопроводом, ихолодильник, установленный на газо"проводе, о т л и ч а ю щ е е с я 0 тем, что оно снабжено направляющими.перегородками, установленными внутри каждого щелевого сопла по всейего высоте с шагом, составляющим2-5 ширины выходной щели сопла подуглом 20-45 к вертикальной плоскос- ЗБти поперечного сечения сопла, приэтом углы установки перегородки всмежных соплах равны по абсолютнойвеличине .и противоположны по нап равлению3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что высота щелевого сопла составляет не менее десятикратной ширины выходной его щелие1474174 Фиг. 1 ФР 8 ставитель Г.Максимехред А.Кравчук рректор А,Обручар Гун Редакт Н 1роизводственно-издательский комбинат Патент ,. г. Ужгород, ул. Гага Заказ 1840/23 Тираж 530 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж; Раушская наб., д. 4/5