Коллектор для охлаждения проката

)5 В 21 В 45/О ОМИТЕТОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ТЕНИ)й 4 СО окатному ройствам олнении ской обие техно- увеличеподачи я диапа- ждающейааааЪ ен предлагаемый кол фиг.2 - разрез А - А на ектфиг,Коллектор для держит наполните части которого уста метрично две сходя ны 2, образующие щОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут металлургической теплотехники иСвердловский городской центр научно-технического творчества молодежи(54) КОЛЛЕКТОР ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОКАТА(57) Сущность изобретения: коллектор содержит наполнительную емкость с установленным в ее нижней части по всей длине Изобретение относится к пр производству, в частности к уст для охлаждения проката при вып различных процессов его термиче работки. Цель изобретения - расширен логических возможностей за счет ния числа реализуемых способа охладителя на прокат и расширени зона регулирования расхода охла жидкости,На фиг,1 изображ л ор, общий вид; нахлаждения проката соьный бак 1, в нижней овлены зеркально-симщиеся под углом пласти-"елевое сопла с шириной щелевым соплом, образованным двумя пластинами, наклоненными друг к другу под углом 10 - 900, и расположенный внутри сопла подвижный элемент для регулирования расхода охлаждающей жидкости, соединенный с приводом возвратно-поступательного его перемещения, выполненный в виде клина, острым концом направленного в сторону выходной щели на всю длину сопла. Внутри коллектора на верхней поверхности клина, на всю его длину, установлена дополнител.- ная емкость, например труба, в клине выполнены сквозные отверстия, соединенные с дополнительной емкостью. В дополнительную емкость может подаваться сжатый воздух либо вода дпя реализации различных схем охлаждения проката. 2 ил. щели а (фиг.2) по всей длине бака 1. Коллектор снабжен средством регулирования расхода охладителя, выполненным в виде клина 3, установленного с возможностью возвратно-поступательных перемещений в направлении истечения охладителя от привода (например, гидроцилиндра) 4 и штока 5, жестко связанного с клином 3. Клин 3 выполнен по длине равным длине щелевого сопла и разделяет его на две раздающие щели 6 меняющейся ширины, которые создаются по обе стороны клина 3 между ее образующими поверхностями 7 и кромками пластин 2 щелевого сопла, причем суммарное поперечное сечение истекающих струй равн.о а - а 1 (фиг,2).Регулирование расхода охладителя из бака 1 производится за счет изменения поперечного сечения раздающих щелей 6 привозвратно-поступательных перемещенияхклина 3 приводом 4.Для увеличения числа реализуемыхсхем подачи охладителя на обрабатываемый прокат и диапазона регулирования расхода охлаждающей жидкости внутриколлектора (бака 1) на верхней поверхностиклина 3 на всю его длину установлена дополнительная емкость (труба 9), а в клине 3по обе стбйны вертикальной оси и симметрично отнофгельно этой оси выполненысквознйу бтвефтия 8 с "диаметром б; Расстояние между цейтрами ЪроДольных рядовотверстий равно К а сумма Ь+б меньшеширины щели а. Отверстия 8 расположены 15с шагом Ь, равным 2 - 20 диаметра б. В полости 1 и 11 (фиг,2) могут подаваться либо охлаждающая жидкость, либо, например,воздух или другой газ.Предлагаемое устройство позволяет реализовать четыресхемы подачи охладителяна обрабатываемый прокат; "плоскаяструя", "турбулизованная пленка", "водовоздушная смесь" и "круглые струи". Приэтом обеспечивается самый широкий диэпазан регулирования расхода охлаждающих компонентов,Схема 1 (" плоская струя"), В полость 1подается вода, а в полость 11 ничего не подается. В этом случае получаем плоскую 30пленку воды, известную из прототипа. Регу-.лирование расхода воды производится из-менением площади поперечного сеченияраздающих щелей перемещением клина 3или изменением давления воды в коллекторе. Расход воды, вытекающей из коллектора, рассчитывается по формулеО=и в2 РР 40где 9 - ускорение свободного падения,9 = 9,8 м/с;,и - коэффициент расхода воды;в - площадь поперечного сечения раздающих щелей, мг;Р - давление воды в коллекторе, кг/м;г,р - плотность охладителя, кг/м,зУгол наклона пластин, формирующихщелевое сопла, выбран в пределах 10 - 90 О, 50при этом угол клина равен или на 1 - 40меньше угла наклона пластин, В зависимости от угла наклона пластин угол клина выполняется таким, чтобы угол конусностиобразованных щелевых сопел был менее 5550 для обеспечения неразрывчости струи.В случае, если угол клина равен углу наклона пластин, охлаждающая жидкость, вытекая из раздающих щелей и смыкаясь на конце клина, образует сплошной неразрывный плоский поток, С увеличением давления воды в коллекторе наблюдаетсяповышенная турбулизация потоков и нарушение сплошности плоского потока. Еслиугол клина меньше на 1 - 40 угла наклонапластин, то потоки охлаждающей жидкостисливаются в один поток под меньшим угломи их взаимодействие не приводит к нарушению сплошности плоской струи сувеличением давления воды в коллекторе,Очистка щелевого сопла предлагаемогоколлектора от осаждающихся примесей охлаждающей жидкости осуществляется продувкой коллектора водой и воздухом припериодическом опускании и подниманииподвижного элемента.Область применениясхемы подачи охладителя:1) охлаждение толстолистового прокатав секциях интенсивного теплоотвода;2) охлаждение полосы перед смоткой.П р и м е р по схеме 1). При ускоренномохлаждении листов из стали марки 10 ХСНДпосле нармализацианного нагрева по технологии требуется снизить температуру листа с 910 до 650 С со скоростью охлаждения25 С/с. Ширина листа 2400 мм, толщина12 - 30 мм. Коллектор имеет параметры;Гидравлический диаметр, мм 150Ширина щели сопла, мм 20Длина щели сопла, мм 2400Угол наклона пластин, град 50Угол клина подвижногоэлемента, град 25При охлаждении листов толщиной 12 ммрасход воды на один коллектор составляет50 м /ч при давлении воды 0,05 МПа, Согласно приведенной формуле суммарнаяширина раздающих щелей равна 2,0 мм.Перемещением клина устэнавливают ширину щелей, равную 2,0 мм, Вода, поступающая в коллектор, разделяется клином на двапотока и, вытекая из раздающих щелей,вновь соединяется в один поток и далее ввиде однородной плоской пленки попадаетна лист.Для листа толщиной 30 мм при давлении воды 0,1 МПа и расходе воды 120 м /чрасчетная ширина щели сопла равна 3,4 мм.Переналадку производят перемещениемклиновой задвижки вверх.Схема 1("круглые струи"). В этом случаев полость 11 подается вода, а в полость 1ничего не подается. Расход воды рассчитывается также, как и в схеме 1, однако равномерность охлаждения хуже, регулированиерасхода может производиться только изменением давления воды в коллекторе. Расстояние между центрами отверстий впродольном направлении принимается равным 2 - 20 их диаметрам, т.к. более близкое расположение не имеет смысла из-за взаимного -натекания рядом расположенных струй воды, а шаг, больший 20 дйаметров, резко ухудшает равномерность охлаждения.Схема("турбулизованная пленка"), В полостьподается вода, в полостЬ- воздух, В этом случае образуется водовоздушная смесь, соотношение вода/воздух в которой регулируется в широких пределах перемещением клина; Схемапозволяет регулироваться интенсивность охлаждения в очень широких пределах от турбулизованной водяной пленки при небольших расходах воздуха с эффективностью теплоотвода, близкой к водяной пленке по схеме , но с экономией воды до "водяного тумана" при минимальных расходах воды с интенсивностью охлаждения, близкой к воздушному, а также обеспечить потоки с промежуточной интенсивностью охлаждения.Область применения схемы : 1) охлаждение полос после нанесения покрытия;2) охлаждение тонких полос и листов;3) охлаждение толстолистового проката в секциях пониженной интенсивности охлаждения. В зоне повышенной интенсивности охлаждения по схеметемпература поверхности проката быстро снижается до 100 С, после чего наступает режим конвективного охлаждения, при этом процесс теплоотвода определяется не повышенным расходом охладителя, а внутренней теплопроводностью, После охлаждения в секции повышенной интенсивности до п = 100 С с тепловым потоком ц = 3 - 4 мВт/м,2 что достигается при удельных расходах Нг=70-100 м /ч м, целесообразно для3, 2экономии охладителя переходить к охлаждению с ц= 1 - 1,5 мВт/м, что достигается при И/ =10-30 мз/ч м4) охлаждение массивных плит и заготовок, листов из высоколегированной стали. Высокоинтенсивное охлаждение таких из-.делий ведет к повышению термических напряжений и образованию трещин и других дефектов. Водовоздушное охлаждение по зволяет обеспечить широкий диапазон скоростей охлаждения поверхности, поэтому можно заменить закалку в масле и различных закалочных средах на более дешевое и экологически чистое охлаждение.10 Схема Ч (водовоздушная смесь), В полостьподается воздух, в полость- вода.Расход воздуха, а следовательно, и соотношение вода/воздух регулируется в данном случае перемещенйем клина. Схема приме нима для охлаждения тонколистового проката со значительной экономией воды при одинаковой интенсивности теплоотвода.Предлагаемый коллектор позволяет реализовать четыре схемы охлаждения прока та, за счет чего значительно расширяетсядиапазон регулирования расхода охлаждающей жидкости, резко расширяется сортамент охлаждаемого проката. Коллектор прост в конструкции и надежен в работе.25Формула изобретения Коллектор для охлаждения проката", содержащий наполнительную емкость с установленным в ее нижней части по всей длине 30 щелевым соплом, образованным двумя пластинами, наклоненными друг к другу под углом 10 - 90, и расположенный внутри со пла на всю егодлийу регулирующий орган, соединенный с приводом его возвратно-по ступательного перемещения, выполненныйв виде клина, острым концом направленного в сторону выходной щели сопла, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения числа реализуемых способов подачи охла дителя на прокат и расширения диапазонарегулирования расхода охлаждающей жидкости, он снабжен установленной внутри коллектора на верхней поверхности клина на всю его длина дополнительной емкостью, 45 а в клине выполнены сквозные отверстия,соединенные с дополнительной емкостью.)ч оставитель Н,Асееваехред М.Моргентал атру Карре дакто Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ ССская наб., 4/5 дательский комбинат " нт",г,У л. Гагарина, 10 водствен з 36ВНИИ Ти осударствен ного 113035, 1 Ф -Ф митета по из сква, Ж, Р