Устройство для совместного охлаждения проката, преимущественно арматурной стали, и прокатных валков — SU 1080892 (original) (raw)

(19) 01) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9 11В.Гончаровзинский,еретели,ахарадзей металлур гичесвидетельство СССРВ 45/021977детельство СССРэ 1/02, 1978,6) 1 Авто 582863, кл 2. Авторс 623875, клВ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕСТНОГООХЛАЖДЕНИЯ ПРОКАТА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННОАРМАТУРНОЙ СТАЛИ, И ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, включающее последовательно и 3(51) В 21 В 27/06) С 21 В 1/02 Соосно расположенные узел подачиводы высокого давления, кольцевуюкамеру со щелевым отверстием, противоточную камеру охлаждения, входнуюворойку, состыкованную сужающейсячастью с противоточной камерой охлаждения, выводную проводку, состоящую из корпуса, соединенного с кольцевой камерой дополнительной трубкой, и собственно выводной проводкис проходным каналом, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения торможения проката и зкономииводы, собственно выводная проводкаснабженаворонкой, расширенной.частью направленной к противоточнойкамере охлаждения, образуя со стенкой корпуса выводной проводки кольцевую щель, причем площади сеченийпроходного канала и кольцевой щелинаходятся в соотношении 1:1 в .1:1,5.Изобретение относится к прокатйому производству, а.именно производству термоупрочненного проката в потоке прокатного стана.В настоящее время на ряде станов странЫ широко используют ускоренное охлаждение арматурной стали с целью термоупрочнения в потоке. Для получения благоприятного сочетания мехамерах проводкового типа, куда нагнетается через форсунки вода под давлением до 60 ати. Поток воды мбжетдвигаться против движения прокатаи совместно с ним.,Противоточноеохлаждение эффективнее прямоточногов два-три раза. Однако противотоктормозит прокат, особенно в момент 15 20 выхода проката из валков, когда прокат не проталкивается через охлаждающие камеры принудительно, В этом случае прокат может остановитьсяв камере охлаждения, что неприемлемо при непрерывной прокатке, так 25 как поступающая "штука" проката нас- тигнет предыдущую и возможна "бурежка", Наибольший интерес представля-. ет использование противоточного охлаждения непосредственно за чистовой клетью, чтобы водой, используемой для охлаждения проката, охлаждать и калибры валков. Однако для компенсации тормозящего действия противотока необходимо ставить последовательно по линии движения проката несколько прямоточных устройств, что удлиняет установку для охлаждения проката, увеличивает расход воды и усложняет эксплуатацию ее.Известно устройство для охлаждейия проката, состоящее из противо- точной и прямоточной камер охлаждения со щелевыми форсунками, которые 30 35 40 45 соединены между собой проводковой трубой, снабженной патрубком со средством регулирования его проходного сечения 1 .Недостатком этого устройства. 50 является то, что прямоточное устройство неспособно компенсировать полностью тормозящий эффект противоточного, особенно при охлаждении арматурной стали, обладающей рифленойповерхностью. Это обусловлено тем,что при противотоке скорости водыи проката суммируются, а при прямотоке вычитаются, А сопротивлениепропорционально сумме скоростей,чем выше сумма, тем больше сопротивление, И, кроме того,.сопротивление зависит от плотности потока охладителя. Если охлаждать прокат водой беэ подсоса воздуха в форсункив известном устройстве это воз нических свойств термоупрочненногопроката ускоренное охлаждение производят непосредственно эа чистовойклетью. Охлаждение происходит в каможно при закрытом полностью отверстии в патрубке), то сопротивлен ние прокату в противоточной Форсунке наибольшее, и транспортирующий эффект в прямоточной форсунке выше. Но все равно прямоточная Форсунка не может значительно снизить тормозящий эффект. Можно увеличить расход воды в прямоточном устройстве в три-четыре раза больше, чем в противоточной, но при этом резко ухудшаются экономические показатели устройства. Кроме того, можно установить дополнительно еще несколько охлаждающих прямоточных камер, но эффект будет тот же: неоправданный расход воды, усложнение эксплуатации устройства. Если открыть полностью отверстие в патрубке проводковой трубы, то при значительном подсосе воздуха из-за инжекционного эффекта прокат будет охлаждаться водовоздушной смесью. Сопротивление прокату в .противоточной форсунке значительно уменьшится, но при этом уменьшится эффективность охлаждения проката, и применять в таком режиме охлаждение устройства неэкономично. Можно с помощью автоматики открывать полностью отверстие в патрубке проводковой трубы в момент выхода проката из трубы, чтобы уменьшить сопротивление прохождению проката через противоточную камеру охлаждения, но для этого потребуется дополнительно система автоматики, чтозначительно усложнит эксплуатацию устройства.Наиболее близким к изобретению по технической сущности явлется устройство, содержащее последовательно и соосно расположенные узел подачи воды высокого давления, кольцевую камеру со щелевым отверстием, противоточную камеру охлаждения,. входную воронку, состыкованную сужающейся частью с противоточной камерой охлаждения, выводную проводку, состоящую из корпуса, соединенного с кольцевой камерой дополнительной трубкой, и собственно проводки с проходным каналом. Устройство также содержит камеру предотсечной зоны и отсекатели 21.Недостатком известного устройства является то, что оно установлено по отношению к охлаждаемому прокату и не будет подавать воду, используемую для охлаждения проката, на валки, а будет ее отсекать в отсекателе и сливать в отстойник, часть ее подавать в дополнительную кольцевую камеру и в камеру охлаждения. При этом исключается подсос,воздуха, прокат охлаждается наиболее эффективно. Но в этом кроется другой недостаток, При выходе проката из валков, из-за максимального сопротивления, он может остановиться в устройстве, затормозиться. Кроме того, применение этого устройства даже при наличии противоточной камеры охлаждения затруднительно для охлаждения валков. Как известно, со стороны выхода проката из валков расположена выводная проводка, установленная на привалковом брусе. Установив соосно с ним противоточную камеру, невозможно эффективно охлаждать валки, так как проводка име" ет незначительное отверстие, всего в 1,2-1,4 раза большее, чем проходящий через нее прокат, и ее стенки препятствуют попаданию воды на валки из противоточной камеры охлаждения, а только рассеивают поток охладителя. При охлаждении арматурной стали прокат своей ребристой поверхностью в узкойвыводной проводке полностью препятствует попаданию воды на валки, выгоняя ее из выводной проводки как насос. Поэтому для охлаждения валков чистовой клети необходимо дополнительно ставить устройство для охлаждения валков с дополнительным подводом воды высокого давления, что нецелесообразно.Целью изобретения является уменьшение торможения проката и экономия охладителя.Указанная цель достигается тем, что в устройстве, включающем последовательно и соосно расположенные узел подачи воды высокого давления, кольцевую камеру со щелевым отверстием, противоточную камеру охлаждения, входную воронку, состыкованную сужающейся частью с противоточной камерой охлаждения, выводную проводку, состоящую из корпуса, соединенного с кольцевой камерой дополнительной трубкой, и собственно выводной проводки с проходным каналом, выводная проводка снабжена воронкой, расширенной частью направленной к противоточной камере охлаждения, образуя со стенкой корпуса выводйой проводки кольцевую щель, причем площади сечений проходного канала и кольцевой щели находятся в соотношении 1;1 - 1:1,5.На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез.Устройство содержит узел 1 подачи воды, представляющий собой инжекционную форсунку, имеющую корпус 2, проводку 3 с кольцевым соплом 4 и два отверстия 5 и б: одно для подсоединения с камерой охлаждения, а другое для выхода проката. Она соединена соосно с кольцевой камерой 7 со и;елевым отверстием 8, охватывающей противоточную камеру 9 охлаждения на небольшом участке, примыкающем к узлу 1 подачи воды высокого давления. Камера охлажде ния снабжена входной воронкой 10для облегчения входа проката в нее.Воронка 10 соединена с корпусом,11выводнойпроводки, в которой установ 5лена выводная проводка 12 с приемной воронкой 13 для облегчения попадания воды высокого давления впроходной канал 14 выводной проводки. Полететь, образованная корпусом11 выводной проводки и собственно10 выводной проводкой 12, соединенатрубкой 15 с кольцевой камерой 7Для регулирования количества воды,поступающей в кольцевую камеру 7,на трубке 15 установлен вентиль 16.15 Устройство работает следующимобразом,В узел 1 подачи воды подают водувысокого давления, из которого онапопадает в камеру 9 охлаждения. Поток охладителя двигается по камере9 охлаждения с большой скоростью,при этом статическое давление падает ниже атмосферного (полное давление потока складывается иэ динамического давления и статического) .Движущийся с,.большой скоростью потокобладает большим динамическим давлением, проявляющимся при огибаниипрепятствий и т.д., поэтому, за счетдинамического давления, полное давление потока значительно большестатического , и в кольцевой камере7 создается разрежение. Далее потокохладителя поступает в полость, об-.зованную приемной воронкой 13 иворонкой 10. Иэ этой полости потокохладителя может поступать либочерез приемную воронку 13 в каналвыводной проводки 14 и на валки,либо через кбльцевое отверстие, об 40 разованное корпусом 11 выводной про-,водки и приемной воронкой 13, в полость, образованную корпусом 11 ивыводной проводкой 12, Из этой полости вода попадает на валки через45 кольцевое отверстие 17, а часть водыпод действием давления .потока водыв полости, а также благодаря разрежению в кольцевой камере 7 поступаетв эту камеру 7 и через щелевые отверстия 8 попадает снова в камеру 9охлаждения. В том случае, если черезохлаждающее устройство проходитпрокат, проталкиваемый прокатнымивалками, поток охладителя из полос 55 ти ф образованной воронками 1 3 и 1 0 рпоступает в полость, образованнуюкорпусом 11 и выводйой проводкой 12,и охлаждает валки через отверстие 17,часть его через трубку 15 поступаетв кольцевую камеру 7 и чере отверс 6 О тие 8 в камеру 9 охлаждения.Количество воды, поступающей вкамеру 7 в процессе наладки, регулируется вентилем 16. При этом охлаждающая способность устройства макси 65 мальна, так как охлаждение произво1080892 30 Составитель М.РеутоваРедактор А.Шишкина Техред М.Тепер Корректор А.ференц Заказ 1421/7 Тираж 796 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дится не водовоздушной смесью сбольшим содержанием воздуха (до 80),образованной засчет подсоса воздуха через отверстие 6 для выхода проката иэ устройства,а потоком воды сминимальным содержанием воздуха (до531Это происходит за счет подачидополнительного количества воды через кольцевую камеру 7 в камеру 9охлаждения. Через приемную воронку13 вода поступает в проходной канал14 выводной проводки 12, однако оттуда она полностью выгоняется проходящим через канал 14 прокатом. Арматурная сталь с ребристой поверхностью, проходя через проходной канал 15выводной воронки, который по условиям стабильного обеспечения выходапроката из валков делается всеголишь,в 1,2-1,4 раза больше сеченияпроката, эа счет нагнетающего действия как насоса, препятствует прохождению воды через выводную проводку 12, и вода не попадает черезпроводку на валки,Как только прокат выходит из 25валков и его задняя часть, конец,проходит под действием сил инерциичерез выводную проводку 12, потокохладителя через приемную воронку13 идет через внутренний канал 14выводной проводки 12 на валки. Прохождение через внутренний канал 14предпочтительнее, чем через кольцевую щель, образованную воронкой 13.и корпусом выводной проводки, таккак приемная воронка 13 расположенасоосно с камерой 9 охлаждения, асечение проходного канала 14 равноили больше, чем сечение кольцевойщели, В этом случае в полость, образованную корпусом выводной проводки и выводной проводкой, водапочти не поступает, а подается вкольцевую камеру 7, а оттуда в камеру 9. Повышается насыщенность водовоэдушной смеси воздухом. Сопюотивление прокату резко падает, ипрокат под действием сил инерциии рольганга беспрепятственно выходит из устройства. При этом тачасть проката, которая охлаждается 50водовоэдушной смесью с большим содержанием воздуха, охлаждается с почти такой же интенсивностью, что ипредыдущая часть проката. В этомнет никакого парадокса, Длина камеры охлаждения 2,5-3 м, прокат еепроходит эа 0,25-0,3 с при скорости прокатки 10 м/с, Во время переходных процессов, связанных с уменьшением насыщения водовоэдушнойсмеси воздухом от минимального содержания до максимального, прокатчуть притормоэится, но не настолько, чтобы последующая часть проката нагнала предыдущую. Время прохождения увеличивается на 0,05 с,а время паузы между штуками составляет 3-5 с. Этим самым снижение интенсивности охлаждения компенсируется увеличением времени охлажденияв камере охлаждения,Как показали исследования, соотношение между сечением проходногоканала 14 выводной проводки и кольцевой щели между приемной воронкой13 и корпусом 11 выводной проводкине должно быть меньше 1:1,5, таккак в противном случае при выходепроката из валков вода все равнобудет подсасываться в камеру 9 охлаждения и снижение тормозящегоэффекта не наблюдается. Соотношение указанных сечений не должнобыть больше 1:1,5, поскольку .снижается эффективность охлажденя проката, так как большая часть водыпошла бы через проходной канал 14и значительно меньше - через кольцевую полость в камеру 9 охлаждения.Применение предлагаемого устройства позволило использовать с мак"симальной эффективностью противоточные устройства совместно с прямоточными и за счет этого сократитьколичество прямоточных охлаждающихустройств, и уменьшить количество"бурежек" по причине затормаживанияпроката в противоточных камерахохлаждения, и уменьшить расход воды на 30, что улучшило условия работы цехового и заводского водохозяйства.Экономический эффект при охлаждении 20000 т сталей Р 16 и 8 18 сцелью термоупрочнения составит35000 руб. в год.

Смотреть

Устройство для совместного охлаждения проката, преимущественно арматурной стали, и прокатных валков