Способ охлаждения движущегося сортового проката

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ЯО ( ) 6 1 В 45/02 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ 2 у про- жклели, ивынить раной смеси я по длио компоение позволяет сохра нцентрацик) двухфаз вательного насьнцен охлаждения газовог Такое реш номерную ко путем последо не камеры К АВТОРСКОМУ( СВИ(71) Институт черной металлургии(56) Дрозд В. Т., Лялин Г. Н., Хорьков В. Б. Оборудование и процессы ускоренного охлаждения проката. Металлургическое оборудование, НИИинформтяжмаш, 1977, 1-77-32.Патент ФРГ2714019, кл. В 21 В 45/02, 1979.(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИЖУШЕГОСЯ СОРТОВОГО ПРОКАТА(57) Изобретение относится к области прокатного производства, конкретно к технологии межклетевого подстуживания сортовой Изобретение относится к прокатном изводству, конкретно к технологии ме тевого подстуживания сортовой ста может быть использовано на станах пускающих другие виды проката.Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения путем обеспечения максимального. теплоотвода по длине камеры охлаждения.Способ поясняется схематическим чертежом.Согласно способу, на входе в камеру охлаждения вводят горячий прокат, например сортовую сталь, и поток газожидкостного дисперсоида, полученный путем предварительного смешения в отдельном генераторе-смесителе. По длине камеры охлаждения через определенное расстояние . подают дополнительную жидкость.Техническая задача, решаемая изобрете. нием, заключается в сохранении продольстали, и может быть использовано на станах, выпускающих другие виды проката. Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения путем обеспечения максимального теплоотвода по длине камеры охлаждения, Согласно способу для сохранения продольной равноконцентрационности потока газожидкостного охладителя, подаваемого на входе в камеру охлажде. ния, дополнительно по длине камеры вводят жидкость, суммарное количество которой составляет 0,30,5 общего расхода жидкой фазы в газожидкостном охладителе. При этом ввод жидкости по длине камеры охлаждения, начиная от входа, осуществляют в зонах, отстоящих одна от другой на величину, равную 2550 гидравлическим радиусам камеры.ил. 1 табл. нои равноконцентрацион ности потока газожидкостного охладителя.Цель достигается тем, что в известном способе охлаждения движущегося горячего проката потоком дисперсных фаз жидкости и газа, подаваемым на входе в камеру охлаждения, дополнительно по длине камеры охлаждения в поток газожидкост. ного охладителя вводят жидкость, суммарное количество которой составляет 0,3 - 0,5 общего расхода жидкой фазы в газо- жидкостном охладителе, при этом ввод жид. кости по длине камеры охлаждения, начи. ная от входа, ос) ществляют в зонах, отстоящих друг от друга на величин, равную 25 50 гидравлическим радиусам камеры.нентз, обьемное содержание которого увели чивается в результате испарения жидкости, жидкой фазой. Газовая фаза в газожилкостном охлзлителе характеризуется высокой скоростью (200 м/с) и давлением, что гард нтирует транспортировку дополнительно вволимой жидкости на требуемое расстояние, з также возможность процесса дисперсообразования непосредственно в камере ох. лзжления. Сохранение постоянства объемного содержания жидкости в смеси создает условия лля получения по всей длине камеры пограничной пленки жидкости равномерной толщины, з следовательно, равно- плотности отводимого теплового потока, что обеспечивает продольную стабильность теп. лосъс ма и высокую эффективность процессз охлаждения.Кроме того, изменение количества жидкости, подаваемой по длине камеры охлаждения нз удельную поверхность проката, повышает пределы управления процессами теплообменз путем широкого регулирования основных параметров охладителя по длине ра. бочего участка таким, как состав, лавле. нне, степень лисперсности. Путем удельного лозировзния, т. е. изменения количествз вволимой жидкости, подаваемой в единицу времени нд единицу поверхности проката по длине камеры охлаждения, осуществляют получение качественно новых потоков охлзлителя и управление процессами теплосьемз в широких пределах без изменения пзрдметров охладителя давления и скорости кновного потока. Такое решение позволяет гзкже получать нз различных учдсгкзх кдмеры охлаждения различную толгцип и вес пограничной пленки жидкосги, з следовательно, различную плотность отволнмого теплового потока, что обеспечивдет регулируемость и управляемость процессом в широком диапазоне.Суммарное количество жидкости, вводимой последовательно по длине камеры, Лол. жно сктдвчять О,З - 0,5 общего расхода жидкости в гззожилкостном охладителе, подаваемом на входе. При этом в результате процессов лисперсообрззования, протекающих непосредственно в камере охлаждения, образуется высоко турбулентная дисперсная фаза жидкости, равномерно распределенная в потоке охладителя. При взаимодействии жилкой фазы с поверхностью проката появляется пограничная пленка жидкости рзвномерной толщины, что обеспечивает высокую устойчивость теплообменных процессов. Возрастание турбулентности способствует увеличению массового обмена, а слелоеательно, теплообмена жидкой фазы потока с жидкостью пограничной пленки, в результате процесса теплоотлзчи осуществляются с высокой интенсивностью.Увеличение количества дополнительно вволимой жидкости свыше 0,5 общего расхо;ш жилкой фазы в основном потоке за 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 трудняет процессы дисперсообразования, Образующийся разнофракционный газожидкостный поток отличается пониженными параметрами теплосъема. Уменьшение коэффи. циента теплоотдачи примерно прямо пропорционально уменьшению скорости потока охладителя, что приводит к сиикению эффективности охлаждения, которое сопровождается ухудшением свойств подстуженного проката, обусловленного неравномерностью обработки. Например, при значении 0,6 коэффициент теплоотдачи практически уменьшается на 8 - 1 ОЯ.При уменьшении количества, подаваемой дополнительно по длине камеры, жидкости ниже 0,3 общего расхода жидкой фазы в основном потоке охладителя эффект стабилизации теплообменных процессов выражен слабо, регулируемость практически отсутствует. Например, при значении 0,2 коэффициент теплоотдачи уменьшается на 15 - 200.Для эффективного воздействия насыщения газожидкостного потока, подаваемого на входе в камеру охлаждения, дополнительной жидкостью по длине камеры необходимо, чтобы ввод жидкости, начиная от входа, осуществлялся в зонах, отстоящих друг от друга на расстоянии, равном 25 50 гидравлическим радиусом камеры. При этом обеспечивается оптимальная степень дисперсности дополнительно вводимой жидкости и стабилизация газожидкостного потока, в результате чего жидкая фаза транспортируется на требуемое расстояние без выделения из газовой, Это способствует созданию условия для максимального контактирования жидкой фазы потока с поверхностью проката, что повышает эффективность испарительного процесса.При уменьшении этого расстояния менее 25 гидравлических радиусов камеры охлаждения газожидкостный поток не успевает стабилизироваться, при этом дисперсная фаза жидкости в потоке охладителя распределяется неравномерно, что снижает устойчивость теплообменных процессов, а это в свою очередь уменьшает эффективность охлаждения. Например, при значении, равном 20 гидравлическим радиусам, коэффициент теплоотдачи снижается на 10 - 12 Я;.При у величении расстояния более 50 гидравлических радиусов возникает неравномерность концентрации потока в продольном направлении, связанная с уменьшением объемного содержания жидкости. Например, при значении, равном 55 гидравлическим радиусам камеры, коэффициент теплоотдачи снижался на 6 - 804.Кроме того, ввод жидкости в заявляемых пределах в указанные зоны обеспечит дополнительное снижение температурного уровня охладителя ниже температуры кипения жидкого компонента.При этом наблюдается дополнительное диспергирование сплошного потока жидкости51 О15 формула изобретения 5и равномерное насыщение газовой фазы в рабочем объеме с усреднением температуры по сечению камеры.Пример, Предлагаемый способ охлаждения движущегося горячего проката реализован на лабораторном непрерывном стане 250 Инстигута черной металлургии при межклетевом охлаждении сортового проката, В качестве образцов взяты заготовки с исходными размерами О 20 - 25 мм, длиной 3000 мм из стали 20, 45, 40 Х. Конечные размеры определялись степенью деформации металла в клетях непрерывного стана. Образцы нагревались в трубчатой печи до 1050 С и при прохождении между первой и второй клетью раскат охлаждался в те. чение 0,9 - 1 с в экспериментальных охлаждакнцих устройствах, выполненных в виде направляющих труб, водовоздушной смесью, для создания которой применялись специальные генераторы-смесители. Внутренний диаметр камеры охлаждения 45 мм, длина 200 мм, по длине камеры имелись дополнительные подводы воды.При проведении эксперимента испытывались несколько камер охлаждения, отличающихся расстоянием от входа в камеру до первого дополнительного подвода и между подводами, а именно 1-я камера расс ояние 200 мм, 2-я 300 мм, 3-я 550 мм.Эксперимент проводился по следующей схеме. На входе в камеру охлаждения подавалась водовоздушная смесь с массовым отношением воды к воздуху 1:1. Из. мерялась температура раската до и после охлаждающих устройств с помощью высокочувствительного пирометра частичного излучения типа МУДагрегатного комплекса АПИР-с. Дополнительные подводы включались последовательно поочередно и в различных комбинациях для определения оптимального расстояния от входа в камеру охлаждения до первого дополнительного подвода и между ними. Переменной величиной являлся также расход воды на каж. дом дополнительном подводе и суммарный (таблица) .Анализ и сопоставление результатов эксперимента показали, что при последовательном насыщении по длине камеры охлаж 20 25 30 35 40 6дения водовоэдушной смеси водой наблюдается повышение эффективности теплообменных процессов. Наибольший теплосъем (70 - 120 С/с) отмечен при суммарном расходе дополнительной жидкой фазы 0,6 - 1 м/ч, что составляет 0,3 - 0,5 общего расхода жидкости в охладителе, подаваемом на входе в камеру охлаждения, при этом расстояние от входа в камеру охлаждейня до первого дополнительного подвода и между подводами 300 - 550 мм или 25 - 50 гидравлических радиусов камеры. При охлаждении раската известным способом охлаждения без насыщения потока водовоздушной смеси жидкостью по длине камеры (дополнительные подводы воды не включались) тепло- съем составил 40 - 45 С/с.Использование способа позволит увеличить эффективность и снизить энергоемкость процесса охлаждения за счет повышения интенсивности, и устойчивости теплообменных процессов, обусловленных продольной равноконцентра ционностью двухфазного потока охладителя, в течение всего процесса обработки проката, а следовательно, равноплотностью снимаемого теплового потока по всей длине камеры охлаждения, а также обеспечит дополнительное повышение регулируемости и управляемости тепло- обменных процессов в широких пределах без изменения основного потока газожидкостного, охладителя, подаваемого на входе. Способ охлаждения движущегося сортового проката, включающий подачу газожидкостного охладителя на входе в камеру охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения путем обеспечения максимального теплоотвода по длине камеры охлаждения, дополннтель. но по длине камеры вводят жидкость, количество которой составляет 0,3 - 0,5 общего расхода жидкой фазы в газожидкостном охладителе, при этом ввод жидкости по длине камеры охлаждения, начиная от входа, осуществляют в зонах, отстоящих одна от другой на величину, равную 25 50 гидравлическим радиусам камеры.1526866 Теплосъем, С Тнп рабочейкамеры Расход волы Водовоз- душная смесь: дополнительныйподвод воды а м/ч м /ч мз /ч м /ч 1-й 2-й 3-й 4-й водавоздух 12 1 л 13 1 О 40-45 45-50 55 40 70-75 40 45 0,2 0,10 40 0,6 0,30 40-45 50-55 60-65 55-60 65-70 0,2 О, 1 О 75 0,3 0,15 50 50 65-70 45 4 5-50 40-45 50 0,2,0,10 45 0,6 0,30 50О, 10 О, 15 0,10 О, 10 О, 10 0,2 0,3 0,2 0,2 0,2 0,10 О, 1 О О, 10 0,2 0,2 0,2 3-я 550 камера О, 10 0,30 мм 0,10 0,30 0,20,6 0,2 0,4 0,2 0,3 О, 100,20,10О, 15 0,2 О,Л 0,2 0,3 0,10 0,20 О 10 0,15 0,10 0,2 а - отношение расхода воды, подаваемой через дополнительный подвод к общему расходу жидкой 4 азы в газожндкостном потоке на входе в камеру охлаждения./а/зэчий гап М. БдатоваКорректор Т, МалецПодписное Сост а вите.Техред И. ВереТираж 459го комитета но изобрМосква, Ж - 35, Ральский комбинат 1 а Редактор Г. ГерберЗаказ 7444)44 ИИПИ Государствен113035,Г 1 роизводственно-изда при ГКНТ СССР 5з. Гагарина, 10 етениям и открыти Ушская наб., д. тент, г, Ужгород,