Устройство для ускоренного охлаждения проката

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскияСоциалистическихРеспублик и 960275(22) Заявлено 1 б 0379 21) 2738733/22-02с присоединением заявки Нов(23) Приоритет - ,Опубликовано 2309.82. Бюллетень Йо 35Дата опубликования описания 23 09. 8 ф 1) М, Кп,э С 21 0 1/ОВ Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(71) Заявитель Днепропетровский ордена Трудового Красно о Зн 4 ЖШОТЕКА металлургический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОКАТАИзобретение относится к чернойметаллургии, а именно к технологиипроизводства ускоренного охлаждениясортового проката.Известно устройство для охлажде.-",ния деталей, состоящее из спрейерас кольцевым выравнивателем давления,внутренняя полость спрейера разделе-.на на секции перегородками, одна иэкоторых имеет высоту меньше высотыкорпуса, а другие имеют вырезы иснабжены заслонкой, выполненной своэможностью поворота1).Недостатком этого устройства является то, что при охлаждении устройство и охлаждаеьый объект должныбыть неподвижны относительно другдруга,Кроме того, заслонка, выполненная с возможностью поворота, регули-.рует не большую охлаждающую способность устройства, а лишь перераспределяет охлаждающую жидкость по зонам охлаждения, охлаждая объект охлаждения по ширине с различной интенсивностью.Известно также устройство дляохлаждения проката, содержащее ци"линдрический корпус с патрубком ддяподвода охладиуеля и каналами для истечения охладителя и запорныйорган, расположенный внутри корпуса,выполненный в виде двух жестко свя 5 ванных между собой посредством соединительного элемента полых цилиндров, установленных по концам корпуса с возможностью поворота относительно него, каждый имеет со стороны торцов, обращенных друг к другу 7сквозной криволинейный вырез в стенке ). 21.Недостатком этого устройства является то, что при охлаждении движущегося проката регулирование интенсивности охлаждения возможнолишь по ширине (листа, полосы). Ис- .пользование данногэ устройства длярегулирования интенсивности охлаждения проката по длине, напримерразвернув устройство вдоль осевойлинии охлаждаемого проката, практически неосуществимо, так как необходиьат, как минимум, два устройства (сверху проката и снизу, атакже, возможно, и с боков) . Крометого, возникает проблема уборки воды,с верхней части проката например,листа) .Наиболее близким к изобретению З 0 по технической сущности и достигаемзму результату является устройство для охлаждения прокатных изделий, содержащее камеру охлаждения с направляющей воронкой и форсунку. Камера охлаждения помецена в герметичный кожух и в стенке ее выполне ны отверстия, сообщаюцие полость камеры с полостью кожуха 13 .Недостатком известного устройства является то, что его невозможно применить с целью регулирования ин тенсивности охлаждения проката по:длине егр изменением давления и расхода охлаждающей жидкости в камере охлаждения, так как в конструкцию не заложен элемент, позволяющий плав. 15 но регулироватьстепень охлаждения.Целью изобретения является создание устройства, позволяюцего регулировать интенсивность охлаждения по ,цлине проката путем изменения расхода и давления охладителяв охлаждающей камере.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ускоренного охлаждения проката, включающее камеру охлаждения 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 охлаждения и охватываюцей ее втулкой, выполненной с возможностью поворота вокругоси, при этом втулка имеет окна, сужающиеся в сторону форсунки, а оси 35 .отверстий камеры охлаждения наклонены к ее продольнойоси под углом 30-б 0 в сторону форсунки.На фиг.1 изображено предлагаемое 4 р устройство; на фиг.2 - пример выполнения окон, ходовой втулки в виде прямоугольной трапеции; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг,4 - раз-. рез, Б-Б на фиг,11 на фиг.5 - график 45 изменения расхода охладителя.Устройство состоит из входной воронки 1, камеры 2 охлаждения, привода 3, поворачивающего ходовую втулку 4 вокруг камеры охлаждения. В ходовой втулке 4 выполнены два сквозных диаметрально расположенных сужающихся окна 5, которые связывают через отверстия б в камере 2 охлаждения полость камеры охлаждения с полостью, образованной ходовой втул кой 4 и кожухом 7, Кожух 7 снабжен патрубком 8 для подвода охладителя.На другом конце камеры 2 охлаждения установлена нагнетающая форсунка 9.Отверстия б в камере 2 охлаждения 60 выполнены диаметрально противоположными, а оси этих отверстий наклонены к оси камеры охлаждения под углом сК = 30-б 0 в сторону от Форсувки 9. 65 Размеры окон 5 зависят от размеров камеры 2 охлаждения и ходовой втулки 4 и в развертке представляют собой прямоугольные трапеции ( фиг.2), высота которых соосна оси камеры охлаждения и зависит от длины рас-, положения отверстий б в камере охлаждения. Для того, чтобы в процессе работыустройства одно из окон 5 не перекрывало одновременно нижнее и верхнее отверстия б 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. 11 еталл охлаждается 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 ворон.ке 1 уменьшается. Поэтому охлаждающая способность потока жидкости снижается пропорционально давлению.На Фиг.2 показана развертка ходовой втулки 4 с окнами (аЬсд и аЬедаи несколько примерных охлаждений(Т-1 Ч-ТЧ), которые последовательно проходят отверстия б в камере 2 охлаждения относительно сквозных окон 5 при вращении ходовойвтулки. В исходном состоянии ходовая втулка 4 находится относительнокамеры 2 охлаждения.так, чтобы окна5 и отверстия б не совпадали (фиг.2,положение 1-1 ), и дополнительныйпоток охладителя в камеру охлаждения не поступает,В положении П-П открыты отверстия 1 и 2, причем при плавном перемещении ходовой втулки изположения 1-1 в положение П-Пф 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 111-1 Л 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 1 ЧУ открываются все отверстия и в камеру охлаждения посгупает весь дополнительный поток охладителя, способствуюций более интенсивному охлаждению металла.На Фиг.3 показан график качест- .венного расхода охладителя в камере охлаждения, где Я, 0. 0 ю и0.1 ч-в - Расходы, соответствующие положениям 1-1 -1 УУ (Фиг.2).Ходовая втулка 4 может иметь угловое перемещение вокруг осиот 0 дои отдо 0 , гдео ИР - (2"3)д 1800АРИгде Р - наружный радиус ходовой втул+, ки 4;0 - диаметр отверстий 6 в камере 2 охлаждения,открывая последовательно отверстияв камере охлаждения и позволяя дополнительному потоку охладителя поступать в камеру охлаждения.На Фиг.2 показан пример выполнения окон ходовой втулки в виде пря 1,моугольной трапеции (аЬсд и аЬсд)с линейным законом последовательного открывания отверстий (прямая аЬи а Ь ). В случае задания иного за-,кона открйвания отверстий прямая аЬможет быть заменена кривой линией,соответствующей нелинейному законуоткрывания отверстий при постояннойскорости поворота ходовой евтулкиНаклон отверстий 6 под углом ,с== 30-600 к оси камеры охлаждения всторону от Форсунки 9 позволяет подавать дополнительный поток такчтобы создавать дополнительное ускорение основного потока и в то же время способствоватьинтенсивному перемешиванию свежей порции охладителяс частично отработанным. Нижний пре-.дел угла С = 30 обусловлен сложностью изготовления отверстий в камере охлаждения и снижением способности дополнительного потока к активному перемешиванию отработанногоохладителя, а верхний предел угла60 оговорен тем, что при угле Ы 1 60 ф снижается дополнительноеускорение и в крайнем случае происходит торможение основного потокаохладителя.применение предлагаемого устройства для охлаждения бунтового проката позволяет решить задачу регулируемого охлаждения по длине такимобразом, чтобы при смотке его намоталках, не имеющих регулируемогопривода, сердцевина бунта имела температуру нике, чем внешние слои, иосуществлять программное регулирование охлаждения сортового проката. Вэтом случае достигается равенствоскоростей охлаждения по всему сече-.нию буита, а при послойной смоткена специальных регулируемых моталках предлагаемое устройство позволя ет осуществить послойное охлаждениебунта по заданному закону с цельюуменьшения разброса механическихсвойств и общего окалинообразования.Щ 0 Только за счет уменьшения обцегоокалинообразования от 12 до 6 кг/тполучают зкономический эффект порядка 300 тыс. руб. при производстве.проката 500 тыс. т в год.25Формула изобретенияУстройство для ускоренного охлаждения проката, содержацее расположенную в герметичном кожухе камеру охлаждения с отверстиями в стенке и с нправляющей воронкой и форсункой, причем полость камеры и по-.лость кожуха сообщены через упомянутое отверстие, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что с целью регулирования интенсивности охлаждения путем изменения расхода и давления охладителя в камере охлаждения, оно снаб жено устано, енной по д ине ка рыохлаждения и охватывающей ее втулкой, выполненной с возможностьюоповорота вокруг оси, при этом втулка имеет окна с сужением в сторону Форсунки, 45 а оси отверстий камеры охлаждениянаклонены к ее продольйой оси под углом 30-60 в сторону.форсунки.Источтяки информации,50 принятые во внимание .при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 500256, кл С 21 О 1/62; 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 272795, 1979.Ф3. Авторское свидетельство СССРР 500250, кл. С 21 О 1/02, 1976960275 аИ ВНИИПИ Заказ 7152/32 Тираж 587 ПодписноеУ .Ю Фмй ееенефм аеаюееа ю Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4