Способ охлаждения движущегося горячего металла

(51) 5 ОБРЕТЕ ЛИСА твоян Фи имого ых спо г,4теплсоб ог,5 -вектв ос щего оток труй. г.6пом струи сна.Фиструйтрансп ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Вологодский политехнический институт, Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии и Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ГОРЯЧЕГО МЕТАЛЛА(57) Изобретение относится к металлургии,а именно; к технологии прокатного произИзобретение относится к металлургии, а именно: к технологии прокатного производства и может быть использовано в процессах термической обработки металла, транспортируемого в линиях станов горячей прокатки.Целью изобретения является интенсификация охлаждения за счет формирования высоконапорными струями безотрывного от поверхности охлаждения движущегося слоя охладителя.Фиг.1 - способ охлаждения согласно аналогу,Фиг,2 - способ охлаждения согласно прототипу,водства и может быть использовано в процессах термической обработки металла, транспортируемого в линиях станов горячей прокатки, Цель изобретения - интенсификация охлаждения за счет формирования высоконапорными струями безотрывного от поверхности охлаждения движущегося слоя охладителя, При подаче на поверхность движущегося горячего металла струй охладителя интенсивность охлаждения определяется, в частности, величиной напора струи, однако при высоком напоре струя теряет стабильность на поверхности металла и происходит отрыв потока охладителя от поверхности. Сущность способа заключается в том, что указанный отрыв подавляют, направляя в его зону дополнительные струи охладителя под встречными углами, Таким образом, удается совместить противоречивые требования высокого напоа струи и стабилизации потока охладителя3, п.ф-л ы, 9 ил., 1 табл,Фиг.3 - предлагаемый способ охлаждея,аспределение плотности ового потока для трех упом ухлаждения.хема ориентации результирура скорости пересекающихся новных и дополнительных ориентация дополнительных щью изменения угла их накло,7 - ориентация дополнительныхс помощью коллектора вдоль осиртирования металла.Фиг, 8 - ориентация дополнительных струй путем наложения электростатического поля на околоструйное пространство.Фиг,9 - схема реализации предложенного способа охлаждения горячего металла,Горячий металл (фиг.1) в виде полосового проката 1 движется в направлении Ч по роликам 2. Лист подвергается охлаждению с помощью наклонных относительно поверхности металла струй 3 охладителя, Диаметр струй б, скорость истечения в На поверхности металла 1 сформирован динамически устойчивый поток охладителя, представляющий собой движущийся слой 4 толщиной Ь. На фиг,2 показано охлаждение металла 1 струями 3 при высоком напоре охладителя в коллекторе 5. В этом случае скорость истечения в и, На некотором от точки с координатой Х = 0 (Х - координата вдоль линии транспортирования с началом в точке формирования слоя охладителя на поверхности металла) происходит отрыв потока от поверхности металла,Формирование слоя 4 высоконапорными струями 3 осуществляется путем подачи дополнительных струй 6 в зоны отрыва струй 3 от металла (фиг.З).На фиг.4 показаны расчетные зависимости распределения плотности отводимого от металла теплового потока вдоль координаты Х/б для трех вышеуказанных случаев, Расчеты произведены с учетом проведенных экспериментальных и теоретических исследований, Кривая "а" - соответствует случаю охлаждения по аналогу (фиг,1), "б" - охлаждение по прототипу (фиг,2), "в" - охлаждение предлагаемым способом (фиг.З). Исходные данные и параметры охлаждения приведены в таблице 1.Установлено, что интенсивность тепло- обмена между металлом и слоем жидкости пропорциональна толщине слоя й, Поэтому дополнительные струи 6 не только "прижимают" к металлу отраженный поток от высоконапорных наклонных струй 3, но и увеличивает толщину слоя Ь, при этом ЬвЬа (фиг,З). Вследствие этого тепловой поток о, отводимый от металла, больше в случае "в" по сравнению с "а" и "б", Температура металла после охлаждения для этого случая меньше, как это видно из табл.1.На фиг.5 показана ориентациядополнительных струй 6 за счет изменения угла подачи охладителя, реализуемого поворотом коллектора 5,На фиг,6 показана ориентация дополнительных струй 6 за счет перемещения коллектора 5 вдоль линии транспортирования,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для создания безотрывного слоя дополнительные струи 6 ориентируют таким образом, что результирующий вектор врез рез(фиг.7) двух составляющих вдп (вектор скорости дополнительных струй 5) и внакл (вектор скорости наклонных струй) направленык поверхности охлаждаемого металла.Это обусловлено тем, что интенсивность теплообмена между металлом и слоемводы характеризуется наличием и преобладанием в турбулентном потоке жидкости поперечных относительно поверхностиметалла градиентов скорости жидкости, играющих основную роль в данном виде теплообмена,На фиг.8 показана ориентация дополнительных струй 6 за счет наложения результируемого электростатического поля наоколоструйное пространство с помощьюэлектродов 7.На фиг,9 показана схема реализацииспособа охлаждения движущегося горячегометалла,П р и м е р. Способ охлаждения движущегося горячего металла осуществляетсяследующим образом, Листовой прокат сечением 1000 х 8 с начальной температурой920 С и скоростью его движения У = 1,5 м/сохлаждают струями 8 и 9, расположеннымипорядно по 8 сопел в ряду, со встречнымнаклоном (фиг.9). Расстояние между рядаминаклонных струй 1250 мм. В зоны отрыванаправляют дополнительные струи 10 и 11,расположенные напротив наклонных струй.Диаметр сопел 12 мм, расход воды через сопла1,7 10 м /с, общий расход - 4,75 10 м /с,Для расширения зоны действия струи, сопла снабжены поворотными отбойниками12, 13, установленными под углом к осиструи, Отбойниками 12 направляют наклонные струи под углом 60 к поверхности металла. Отбойниками 13 направляютдополнительные струи, ориентируя их таким образом, чтобы на металле формировался динамически устойчивыйбезотрывной слой 4 охладителя,При длине слоя = 0,6 м падение температуры металла составляет 45 и температура достигает 875 С,Предлагаемый способ охлаждения движущегося горячего металла позволяет обеспечить требуемую технологию тепловогорежима охлаждения с высокой скоростьюохлаждения, что обеспечивает уменьшениевыпуска продукции второго сорта.Формула изобретения1. Способ охлаждения движущегося горячего металла, включающий подачу охладителя наклонными относительноповерхности металла струями и формирование на поверхности динамически устойчивого потока охладителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации охлаждения путем формирования высоконапорными струями безотрывного от поверхности охлаждения движущегося слоя охладителя, в зоны отрыва потока охладителя от поверхности металла направляют дополнительные струи, ориентируя их таким образом,что результирующий вектор скоростей пересекающихся потоков с дополнительными струями направлен к поверхности охлаждаемого металла,52. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что ориентацию дополнительных струй производят путем наложения регулируемого по напряженности электростатического 10 поля на околоструйное пространство,Редактор Т,Егоро каз 3331 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 оставителехред М,М