Устройство для охлаждения движущегося проката — SU 889170 (original) (raw)
О П И С А Н И Е (и 889170ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическинРеспублик(5 )М, Кл. В 21 В 45/02 3 Ъеударстввнный комнтет по делам нзовретеннй н открытнй(53) УД 3(621, 771, . 2 09 (088. 8) Дата опубликования описания 17 .1 2 . 81(72) Авторы изобретения В. И. Губинский, В. А. Дудука, Л. П, Дьяченко,К. К,.Жданович, Ю. В, Кузнецов, М. А. Лойферман,А. Н. Минаев, А. Н. Пеккер, С. Н. Тетерядченко,Е. С. Штаньков и А. И. Журавлев Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт(541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для ускоренного охлаждения горячего металла на сортовых и проволочных станах.Известно устройство для охлаждения проката, включающее средство для подачи жидкого охладителя (нагнетающие. форсунки), прямоточную и противоточную камеры охлаждения (проводящие трубы) для подачи охладителя встречО ными потоками, и коллектор сбора отработанного охладителя 111 .Недостатком прямо-противоточных устройств является обратный взаимный15 подпор охладителя в камерах охлаждения и, как следствие, снижение скорости истечения охладителя, его расхода, теплоотдачи от проката и завышение мощности электропривода насоса для преодоления потерь на соударение потоков. Обратный подпор вызывает также проникновение охладителя за пределы камеры охлаждения по поверхности проката, что требует дополнительной установки устройств для его отсекания. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для охлаждения проката, содержащее камеру охлаждения и встроенные в ее торцах прямоточную и противоточную форсунки. При создании подпора в камеру охлаждения с помощью дополнительной форсунки навстречу потоку охладителя, подаваемому охлаждающей форсункой, подается регулируемое количество охладителя, При этом по всей длине камеры. охлаждения поддерживается постоянное регуЛируемое давление и расход охлаждающей жидкости, позволяющей снять "паровую рубашку", образующуюся при резком охлаждении движущегося в камере охлаждения металла, достигнуть необходимой величины охлаждения его при незначительном расходе и давлении охладителя. Устройство может быть секционным, пре 889170 4О имущественно прямоточным или противо- точным 21.Недостатками данного устройства является то, что при незначительном избыточном давлении в камере охлаждающая способность одной секции такой установки весьма низкая, а для глубокого охлаждения проката требуется разместить большое количество секций, что завышает общую стоимость охлаждающих устройств, или значительно повысить установленную мощность насосной станции. Поэтому регулирование теплоотдачи путем изменения давлений в камере (с целью регулирования температуры кипения охладителя) зкономи чески нецелесообразно, Кроме того, указанное устройство дополнительно требует применения средств отсекания отработанного охладителя, увлекаемого за пределы охлаждающего устройства поверхностью металла и вызывающего дальнейшее неконтролируемое локальное охлаждение проката, а отсюда - неравномерность "рябизну") свойств по его сечению и длине.Цель изобретения - интенсификация теплоотдачи путем уменьшения обратного взаимного подпора охладителя, а также снижение энергозатрат на охлажцени е,Указанная цель достигается тем,что в устройстве для охлаждения движущегося проката, например катанки,включающем камеру охлаждения и встроенные в ее торцах прямоточную и противоточную форсунки, камера охлаждения сужена по длине, образуя два одинаковых конических участка - прямоточный и противоточный, в стенках которых выполнены по образующим конусовсквозные щели с установленными над,ними по наружной поверхности конусовнасадками, при этом щели одного конического участка смещены в окружномнаправлении относительно щелей другого участка.При этом угол сужения коническихучастков о 10-30 , а угол смещениящелей конических участков друг относительно друга в окружном направлении. 30-90Кроме того, высота каждой щели0,1-0,5 наименьшего диаметра суженной части камеры,На фиг. 1 изображены прямоточныйи противоточный участки суженнойчасти камеры охлаждения; на фиг. 2 -сечение Л-А на фиг. 1; на фиг. 3 -15 20 25 30 35 40 45 50 сечение Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4устройство для охлаждения движущегося проката, общий вид.Камера охлаждения 1 выполненасуженной по длине, образуя прямоточный 2 и противоточный 3 коническийучастки (фиг. ) . Полости 4 конических участков сообщены с окружающимпространством через щели 5, выполненные по образующим конических участков, совмещены со сквозными щелевидными .полостями 6 наставок 7, которыежестко закреплены на наружной поверхности каждого конического участка по его длине, а полости 6 наставок 7 прямоточного 2 и противоточного 3 участков смещены в окружномнаправлении друг относительно другана угол 30-90. Камера охлаждения 1с суженными коническими участками 2и 3 и наставками 7 установлена в коллекторе 8. Камера охлаждения с наружной стороны, снабженная отсекателями 9, установленными после сливныхпатрубков 10 со стороны прямоточнойи противоточной форсунок,Угол суженияпрямоточного 2 ипротивоточного 3 участков камеры 1должен составлять 0-30 из условияпрохождения переднего конца прокатасквозь суженный участок без забуривания.При значении угла с менее 1 О излишне удлиняется конический участок,процесс охлаждения в котором идет менее интенсивно по сравнению с охлаждением в камере 1, и требуется некоторое увеличение общей длины камеры 1.При значении угла более 30 увеличивается вероятность эабуривания проката.форма полостей 6 наставок 7 в видеправильной трехгранной призмы и способ их размещения у наружных поверхностей конических участков диктуетсянеобходимостью перевода потока охладителя иэ камеры 1 в окружающее пространство с возможно меньшими потерями давления, а форма основания трехгранной призмы - равносторонний треугольник позволяет раскрыть плоскийпоток под углом а = 10-30 1,смежнымс углом сужения камеры 1, являющимся оптимальным с точки зрения потерь.При меньшем, чем 10 О, значении угла раскрытия плоской щели, являющейся полостью 6 наставки 7, уменьшаетФся площадь сечения полости наставки в месте выхода потока, тем самым уве5 8891 личивая потери, а большее (30 ) значение способствует увеличению потерь за счет отрыва периферийной части потока от стенки в полости 6 наставки 7.5Наименьший диаметр сужен зй части камеры 1 должен несколько превьппать диаметр проката и составлять 1,1-1,5 его диаметра, Уменьшение значения диаметра суженной части ниже 1,1 ведет к забуриванию проката, увеличение его значения свыше 1,5 увеличивает площадь взаимного соударения потоков охладителя, проникающих навстречу .друг другу через образующуюся в процессе охлаждения кольцевую щель в месте сужения камеры 1.Щели 5 в конических участках 2 .и 3 и щелевидные полости 6 наставок 7 должны быть совмещены, а высота щелей20 должна составлять 0,1-0,5 наименьшего, диаметра суженной части камеры из условия беспрепятственного прохождения переднего конца проката вдоль щелей 5 конического участка и перевода25 потока в полости 6 наставок 7 с мини 35 мальными потерями.Значение высоты щелей ниже О,1менее приемлемо с точки зрения потерь,но благоприятствует прохождению переднего конца проката. Большее, чем 0,5,30значение способствует переводу потока охладителя с небольшими потерями,но вероятность забуривания значительно возрастает,Полости 6 наставок 7 конических. З 5участков 2 и 3 должны быть смещены вокружном направлении друг относительно друга на угол 30-90. Меньшее (30 )значение этого угла увеличивает площадь соприкосновения плоских встречных потоков, истекающих из прямоточного 2 и противоточного 3 участков .камеры 1, при охлаждении проката увеличенного (по сравнению с катанкой)сечения за счет увеличения высоты щелей. Верхнее значение угла являетсямаксимальным и оптимальным, так какисключает взаимное соударение плоских потоков.1 Формула изобретения 50 1, Устройство для охла;бдения движущегося проката, например катанки, включающее камеру охлаждения и встроенные в ее торцах прямоточную и противоточную форсунки, о т л и ч а ю - 55 щ е е с я тем, что, с целью интенсификации теплоотдачи путем уменьшения обратного взаимного подпора охладителя и снижения энергозатрат на охлаждеУстройство работает следующим образом,Прокат и охладитель принудительно подаются в камеру охлаждения 1. При этом прокат перекрывает большую часть наименьшего сечения суженного участка камеры 1, запирая потоки охладителя в прямоточном 2 и противоточ 70, 6ном 3 участках камеры. Под действием прямого подпора, создаваемого нагнетающими устройствами (насосом и форсунками), потоки охладителя через щели 5 с минимальными потерями направляются в полости 6 наставок 7, где приббретают плоскую форму и откуда истекают, будучи развернутыми друг относительно друга в окружном направлении на угол 30-90 ф, исключающий их встречу, к поверхностям отсекателей 9 коллектора 8, отводящих отработанные потоки к сливным патрубкам 10,Сужение камеры охлаждения 1 способствует направленному осесимметричному движенью проката в камере 1 без забуриваний и отделению потока отработанного охладителя от проката с возможно меньшими потерями, направляя его через полости б наставок 7 в полость коллектора 8 и далее на слив.Устройство .позволяет повысить теплоотдачу при охлаждении проката в прямо-противотоке с одновременным снижением мощности нагнетающего устройства (насоса), сократить число ступеней охлаждения в многосекционных ,установках охлаждения проката, исключить необходимость применения специальных сложных устройств для отсекакания отработанного,охладителя. Исследования, проведенные на стане 250 производственного объединения "Ижсталь" показывают, что улучшение теплоотдачи и уменьшение обратного подпора за счет организации разделения потоков охладителя в прямо-противотоке позволяет дополнительно снизить температуру металла на 100-150 С, что увеличивает выход годного не менее, чем на 0,5%. Расход электроэнергии на охлаждение сокращается на 10%."Патент", г. Ужгород, ул, Проектна иал ние, камера охлаждения сужена по дли" не, образуя два одинаковых конических участка - прямоточный и противо- точный, в стенках которых выполнены по образующим конусов сквозные щели с установленнными над ними по наружной поверхности конусов насадками, при этом щели одного конического участка смещены в окружном направлении относительно щелей другого участка.1 О2. Устройство по и, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что угол сужения конических участков 10-30 , а угол 0 8смещения щелей конических участков друг относительно друга в окружном направлении 30-903. Устройство по пп. 1 и 2, о т " л и ч а ю щ е е с я тем, что высота каждой щели 0,1-0,5 наименьшего диаметра суженной части камеры. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. "Сталь", 1962, В 4, с. 328.2, Лвторское свидетельство СССРР 410844, кл. В 21 В 45/02, 1974,