Способ поверхностной обработки движущегося проката

(56) Авторское свидетелУ 1010142, кл. В 21 В 4 люшенко вэ евск ство СССР /02, 1981,(54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА.Вф ГОСУДАРСТЭЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Донецкий политехнический изводству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станках,и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката. Цель изобретения - повышение интенсивности равномерности и качества обработки. В ходе обработки при про хождении проката через камеру охлаждения часть объема среды (0,05- 0,09 объема) подают в пульсирующем режиме под углом 60-90 к направлеонию движения проката. Пульсацию осуществляют всасыванием и выталкиванием со скоростью, равной 0,08-0, 12 скорости движения охлажцающей среды в камере охлаждения. 1 ил., 1 табл.,1315072охлаждающей среды, приводящая к ухудшению тепломассообмена между металлом и средой, а также между слоямиохлаждающей среды.5 1Изобретение относится,к прокатному производству, конкретно к производству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станах, и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката.Цель изобретения - повышение интенсивности, равномерности и качества обработки. На чертеже показана схема подачижидкости,Придание охлаждающей среде пульсационного характера посредствомпериодического всасывания и выталкивания части охлаждающей среды способствует повышению интенсивноститепломассообменных процессов. Приналожении пульсации на охлаждающийпоток межслойное перемешивание в 20рабочей камере усиливается, снижается вероятность появления воздушнойподушки (прослойки) между прокатоми средой, которая, перемещаясь вместе с прокатом в виде центрального 25потока, снижает эффективность обработки, ухудшает тепломассообменныепроцессы, приводит к повышению окалинообразования, увеличению неравномерности структуры и разбросу механических свойств проката,Для эффективного воздействия части охлаждающей среды, периодическивсасывающей и выталкиваемой на основной поток, оптимальное соотношение между основным потоком охлаждающей жидкости и периодически всасываемой и выталкиваемой, должно находиться в пределах 5-97 объема среды,проходящего через камеру охлажденияза период всасывания и выталкивания,Увеличение объема охлаждающей среды, периодически всасываемой и выталкиваемой в направлении движущегося проката, свыше 97. ухудшает гидротранспортирование проката. При этомпроисходит отклонение проката, не исключены случаи трения его о стенкикамеры, приводящие к повышенному ееизносу, а также случаи его "бурежки" 50в начальные моменты прокатки, Возрастают также в этом случае энергетические затраты, Снижение объема охлаждающей среды, периодически всасываемой и выталкиваемой в направлениидвижущегося проката, ниже 57 нецелесообразно. В этом случае ухудшаетсяперемешивание слоев жидкости, уменьшается турбулизация основного потока В процессе обработки воздействие на охлаждающую среду всасыванием и выталкиванием производят в началео камеры охлаждения под углом 60-90 к направлению движения проката. В этом случае (см.чертеж) воздействие на основной поток части потока, периодически всасываемого и выталкиваемого в направлении движущегося проката, наиболее эффективно, так как при этом достигается взаимодей" ствие движущегося проката с пульсирующим потоком на максимально возможном участке охлаждения. Такое воздействие обеспечивает максимальную амплитуду колебания проката в начальный момент охлаждения и препятствует образованию "воздушной подушки". Процесс поверхностной обработки проката дополнительно интенсифицируется за счет того, что периодически всасываемую и выталкиваемуюо часть среды подают под углом 60-90 к направлению движения проката, При таком угле подачи части потока на движущийся прокат обеспечивает максимальный эффект срыва "паровой рубашки". Вблизи обрабатываемой по- ч,верхности из-за высокои степени турбулизации происходит разрушение ламинарного слоя и происходит усиление непрерывного обмена между частицами среды, интенсифицируется отвод тепла по всей обрабатываемой поверхности. Охлаждение слоев жидкости происходит в поперечном направлении По толщине потока, и практически отпадает необходимость применения системы регенерации и рециркуляции жидкости.Увео личение угла подачи свыше 90 приводит к томучто часть всасываемого и выталкиваемого основного потокавообще не доходит до поверхностипроката вследствие сноса ее основным потоком, При этом ухудшается эффект срыва "паровой рубашки" и замедляется тепломассообмен. Уменьшеоние угла ниже 60 нецелесообразно потому, что замедляется основной поток и часть среды вообще не поступает в камеру охлаждения. При этом возрастает расход охлаждающей среды3 13150 и необоснованно увеличиваются энергетические затраты.Усиление действия части основногопотока, периодически всасываемогои выталкиваемого в направлении движущегося проката, достигается засчет того, что скорость всасыванияи выталкивания равна 0,08-0,12 ско рости движения охлаждающей средыв камере охлажденияПри такой скорости обеспечивается максимальнаятурбулизация основного потока, надежьй срыв "паровой рубашки" и надежное разрушение ламинарного потока вблизи обрабатываемой поверхности,15интенсифицируется отвод тепла в поперечном направлении по толщине потока, Увеличение скорости всасыванияи выталкивания свыше 0,12 скоростидвижения охлаждающей среды в камере 20охлаждения, приводит к тому, что значительно увеличивается амплитуда колебаний проката в камере охлажденияВ результате этого увеличивается его , трение о стенки камеры охлаждения, приводящее к сокращению срока ее службы. Уменьшение скорости всасыванияи выталкивания ниже 0,08 скорости движения охлаждающей среды вкамереохлаждения снижает эффект разрушения 30"паровой рубашки" и охлаждения слоем жидкости в поперечном направлении потолщине потока, в результате чего ухудшается теплоперенос между средой и движущимся прокатом, 35П р и м е р, Прокатывают уголок У 5 на полунепрерывном среднесортномстане 300 из стали 3 пс. Ускоренное, охлаждение с температуры прокаткио1050-1100 С проводят до среднемасосовой температуры 700-б 50 С.1 72 Устройство для охлаждения представляет собой закрытую прямоточную камеру с подачей воды через нагнета ющую форсунку и предназначено для охлаждения уголка по всему периметру. Расход воды по предлагаемому способу составляет 427 м /ч при ее нагревеоона 25 С (по способам охлаждения не- пульсирующей средой аналогичного профиля расход воды составляет 534 м /чзопри ее нагреве на 20 С). В начале камеры расположено устройство избира- тельнОГО Охлаждения вершины уГлОВОГО 55 профиля, применяемое для устранения искривления проката как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Скорость всасывания и выталкивания части охлаждающей среды, а также ее объем выбираются из условия обеспечения максимальной эффективности процесса обработки (минимальный расход охлаждающей среды при максимальной интенсивности отбора тепла от проката), которая достигается в условиях резонансного режима колебаний. Контроль интенсивности обработки осуществляют по температуре отходящей воды при заданном ее расходе.Контроль качества и равномерности обработки осуществляют путем проведения механических испытаний образцов, отобранных по длине раската. Результаты обработки проката по предлагаемому способу приведены в таблице,Использование предлагаемого способа позволяет повысить интенсивность поверхностной обработки проката за счет роста темпа охлаждения при одновременном снижении расхода среды на 25-287. Улучшение равномерности и качества поверхностной обработки проката за счет повьппения степени турбулизации обрабатывающей среды в камере охлаждения путем придания ей пульсирующего характера посредством периодического всасывания и выталкивания части охлаждающей среды позволяет повысить уровень механических свойств в 1,5- 1,8 раза.Оценка эффективности предлагаемого способа осуществлена в сравнении с существующей технологией производства арматурных периодических профилей Ф 22, 25 и 28 на стане 330. По существующей технологии с целью повьппения качества проката путем стабилизации механических свойств готового иэделия за счет снижения температурного "клина" по длине проката исходную заготовку разрезают на отдельные части, Как видно из табл, 1, предлагаемый способ позволяет увеличить выпуск арматурных периодических профилей высшей категории качества взамен первой, а оставшуюся часть продукции поставлять с гарантированной общей прочностью,Формула изобретения Способ поверхностной обработки движущегося проката охлаждающей средой, включающий пульсирующую подачуРеэулвтаты обработки Реюоа обработки ирока полки, рито- снеси,12 0,020 0,020 05 122 364 2 48 22 150 5 3 охлаждающей среды в направлении дви" жения проката, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения интенсивности, равномерности и качества обработки, пульсацию охлаждающей среды осуществляют посредством периодического всасывания и выталкивания части охлаждающей среды подоуглом 60-90 к направлению движения проката, причем пульсирующий объем 15072 6равен 0,05-0,09 объема среды, проходящей через камеру охлаждения запериод всасывания и выталкивания,а воздействие на охлаждающую средувсасыванием и выталкиванием произво"дят в начале камеры охлаждения соскоростью всасывания и выталкиванияравной 0,08-0, 12 скорости движенияохлаждающей среды в камере охлажде ния.1315072 Вектор дбижения струи жидкостиб Составитель О. РумянТехред М.Ходанич едактор А. Са Корректор А.Обру Заказ 2235 480 одп ул. Проектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг ИИПИ Государственногопо делам изобретений и35, Москва, Ж, Рауш митета СССРткрытийая наб., д,Векторнапрабленидбижеиияпроката