Устройство для охлаждения рулона горячекатаной полосы

 

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при изготовлении стальных горячекатаных полос на широкополосных и штрипсовых станах. Устройство содержит емкость в виде усеченного конуса, центральный запирающий усеченный конус с направляющим стержнем и пружиной, а также системы отвода и подвода воды внутрь емкости. С целью повышения эффективности охлаждения, центральный запирающий усеченный конус связан с направляющим стержнем посредством шарнирного соединения, а на внутренней конической поверхности закреплено упругое уплотнительное кольцо. 3 ил.

Изобретение относится к области прокатного производства и может быть использовано при изготовлении стальных горячекатаных полос на широкополосных и штрипсовых станах.

Известно устройство для охлаждения рулона горячекатаной полосы, содержащее емкость в виде усеченного конуса и центральный запирающий усеченный конус с направляющим стержнем и пружиной [1] Недостатки известной конструкции состоят в том, что она не обеспечивает уплотнения между нижним торцом рулона и коническими стенками емкости, а также между центральным запирающим усеченным конусом и осевым отверстием рулона. В результате этого образующийся в процессе охлаждения рулона пар выходит через упомянутые неплотности, его давление в нижней части емкости мало, пар не проходит между витками рулона. Это снижает безопасность работы устройства и эффективность охлаждения рулонов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому изобретению является устройство для охлаждения рулона горячекатаной полосы, содержащее емкость в виде усеченного конуса, центральный запирающий усеченный конус с направляющим стержнем и пружиной, систему подвода охлаждающей воды и отвода ее из емкости, причем система отвода воды выполнена в виде толкателя с подпружиненными клапанами, установленными соосно со сливными отверстиями в дне емкости, а суммарная жесткость пружин клапанов меньше жесткости пружины центрального запирающего усеченного конуса [2] прототип. Недостатки известного устройства состоят в следующем. Охлаждаемый рулон не имеет идеально цилиндрической формы. Обусловлено это наличием концов полосы, несовершенством намотки, упругими свойствами стали. Помимо этого, практически невозможно в производственных условиях установить рулон идеально соосно на устройство для охлаждения рулона. Все это приводит к образованию зазоров между нижним торцом рулона и конической стенкой емкости, а также краем осевого отверстия рулона и центральным запирающим усеченным конусом. В результате образующийся при охлаждении рулона пар выходит через указанные зазоры, его давление в нижней части емкости недостаточно высоко, пар не проходит между витками охлаждаемого рулона. Это снижает эффективность охлаждения рулона, увеличивает расход воды и парообразование, ухудшает условия выноса тепла из центральных частей рулона.

Цель изобретения состоит в повышении эффективности охлаждения рулона.

Поставленная цель достигается тем, что в известной конструкции устройства для охлаждения рулона горячекатаной полосы, содержащей емкость в виде усеченного конуса, центральный запирающий усеченный конус с направляющим стержнем и пружиной, а также системы отвода и подвода воды внутрь емкости, согласно предложению, центральный запирающий усеченный конус связан с направляющим стержнем посредством шарнирного соединения, а на внутренней конической поверхности емкости закреплено упругое уплотнительное кольцо.

Сущность изобретения состоит в том, что оно обеспечивает самоуплотнение зазоров между рулоном и деталями устройства для охлаждения. Благодаря этому, внутри емкости создается давление пара достаточное, чтобы пар проходил между витками охлаждаемого рулона. За счет этого достигается вынос тепла из внутренних частей рулона, снижается парообразование и расход воды, повышается эффективность охлаждения.

Известное и предложенное технические решения имеют следующие общие признаки. Оба они являются устройствами для охлаждения рулона горячекатаной полосы. Оба содержат емкость в виде усеченного конуса. В обоих есть центральный запирающий усеченный конус с направляющим стержнем и пружиной. Оба устройства имеют системы отвода и подвода воды внутрь емкости.

Отличия предложенного устройства заключаются в том, что оно содержит дополнительно шарнирное соединение, которого в известном устройстве нет. В известном устройстве центральный запирающий усеченный конус соединен жестко и непосредственно с направляющим стержнем, тогда как в предложенном центральный запирающий усеченный конус соединен с направляющим стержнем посредством шарнирного соединения, т.е. с возможностью поворотов. И, наконец, в предложенном устройстве на внутренней конической поверхности закреплено уплотнительное кольцо, которого в известном устройстве нет.

Указанные отличительные признаки проявляют во всей совокупности новые свойства, не присущие им в известных совокупностях признаков, и заключающиеся в повышении эффективности охлаждения рулонов горячекатаных полосы. Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "существенность отличий".

На фиг. 1 изображено в разрезе устройство для охлаждения рулона, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 взаимное расположение деталей устройства после установки охлаждаемого рулона.

Устройство для охлаждения рулона состоит из емкости 1 в виде усеченного конуса. Внутри емкости 1 коаксиально установлен направляющий стержень 2. Верхний конец направляющего стержня 2 посредством шарового шарнира 3 соединен с центральным запирающим усеченным конусом 4. Направляющий стержень 2, шаровой шарнир 3 и центральный запирающий усеченный конус 4 уравновешены посредством пружины 5. На внутренней конической поверхности емкости 1 закреплено упругое уплотнительное кольцо 6. Уплотнительное кольцо 6 изготовлено из стекловаты, помещенной в чехол из стеклоткани, и армировано стальными пружинными элементами. На устройство устанавливают охлаждаемый рулон 7.

Емкость 1 имеет систему отвода (слива) воды и патрубок для подвода воды (на фигурах не показаны).

Устройство работает следующим образом. Горячекатаную полосу, смотанную в рулон 7, устанавливают с помощью мостового крана на устройство для охлаждения рулона. Вследствие неизбежной на практике неточности взаимной ориентации, рулон опускается внутрь емкости 1 под некоторым углом. После касания рулоном 7 центрального усеченного конуса 4, центральный усеченный конус 4 от действия веса опускаемого рулона 7 поворачивается на шаровом шарнире 3 относительно направляющего стержня 2 в положение, указанное на фиг. 3. Таким образом, центральный усеченный конус 4 самоустанавливается соосно внутреннему отверстию рулона 7, надежно перекрывая внутреннее отверстие. Затем под действием массы рулона, центральный запирающий усеченный конус 4 с шаровым шарниром 3 и направляющим стержнем 2 опускается вниз, сжимая пружину 5. Рулон 7 при опускании вначале касается упругого уплотнительного кольца 6, которое прижимается к рулону 7 по всему периметру его нижнего торца. Опускание рулона 7 происходит до тех пор, пока он через упругое уплотнительное кольцо 6 не будет оперт на конические стенки емкости 1 (фиг. 3). В результате этого зазоры между внешним витком рулона 7 и коническими стенками емкости 1 уплотнены упругим уплотнительным кольцом 6, а внутреннее отверстие рулона 7 уплотнено самоустанавливающимся центральным запирающим усеченным конусом 4.

После этого емкость 1 в виде усеченного конуса заполняют водой. Поскольку зазоры между емкостью 1 в виде усеченного конуса и рулоном 7 уплотнены, в нижней части емкости 1 возрастает давление пара, образующегося за счет тепла рулона 7. Пар под избыточным давлением проходит между витками рулона 7, отбирая тепло от внутренних его частей. В результате сокращается время охлаждения рулона, уменьшается расход охлаждающей воды и парообразование, т.е. повышается эффективность охлаждения.

После завершения охлаждения осуществляют слив воды из емкости 1 в виде усеченного конуса, рулон 7 поднимают с помощью мостового крана, все детали устройства возвращаются в положение, представленное на фиг. 1.

Технико-экономические преимущества предложенного устройства заключаются в том, что выполнение соединения центрального запирающего усеченного конуса с направляющим стержнем посредством шарнира, а также дополнительная установка на внутренней конической поверхности емкости упругого уплотнительного кольца обеспечивает повышение давления пара под нижним торцом охлаждаемого рулона. Пар, проходя между витками рулона, интенсивно отбирает тепло от внутренних его частей. Этим достигается повышение эффективности охлаждения рулона. За базовый объект принято устройство-прототип. Предложенная конструкция обеспечит повышение рентабельности устройства для охлаждения на 20% Литературные источники, использованные при составлении описания изобретения: 1. Авторское свидетельство СССР N 1220209, кл. B 21 B 45/02, 1984.

2.Патент СССР N 1830200, кл. B 21 B 45/02, 1992 (прототип).

Формула изобретения

Устройство для охлаждения рулона горячекатаной полосы, содержащее емкость в виде усеченного конуса, систему отвода и подвода теплоносителя внутрь емкости, отличающееся тем, что оно снабжено центральным запирающим усеченным конусом с направляющим стержнем и пружиной, а также закрепленным на внутренней конической поверхности емкости упругим уплотнительным кольцом, причем центральный запирающий усеченный конус связан с направляющим стержнем посредством шарнирного соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3