Устройство для охлаждения движущегося проката

Изобретение относится к области прокатного производства, а именно к технологии ускоренного охлаждения движущегося проката неограниченной длины, где охлаждающая жидкость в процессе охлаждения находится под избыточным давлением. Задачей изобретения является обеспечение постоянных параметров давления охлаждающей жидкости в прямоточных-противоточных охладителях. Устройство содержит две камеры охлаждения с прямоточной и противоточной щелевыми форсунками с конусообразными соплами с круглыми отверстиями постоянного сечения для прохождения проката. В соответствии с изобретением конусообразные сопла выполнены с проточками, и в них установлены сменные вставки с отверстиями в зависимости от диаметра проката, при этом диаметры отверстий сменных вставок для прохождения движущегося охлаждаемого проката выполнены таким образом, что разница площади сечений круглых отверстий сменных вставок конусных сопел и площади сечения движущегося через них проката остается величиной постоянной и в 1,5-2 раза меньше площади сечения щелей форсунок. Изобретение обеспечивает возможность регулирования давления охладителя в зависимости от сечения движущегося охлаждаемого проката и снижение расхода охлаждающей жидкости - воды. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области прокатного производства, а именно к технологии ускоренного охлаждения проката.

Известно устройство для охлаждения проката, включающие камеру охлаждения с шарнирно установленными во входных радиальных отверстиях подводящими патрубками, при этом входные отверстия размещены в стенках камеры по винтовой линии [1].

Недостатком известного устройства является то, что в таком устройстве происходит свободное истечение охлаждающей жидкости, например воды из камеры охлаждения, что не позволяет создать давление воды в охладителе.

Известно также устройство для охлаждения проката, содержащее камеру охлаждения, форсунку высокого давления с кольцевым конусообразным соплом для подачи охладителя, при этом форсунка снабжена установленными в сопле по длине и периметру вставками в виде секторов, вершинами направленными к выходу сопла и образующими каналы с одинаковыми по длине поперечными сечениями и конфигурацией [2].

Недостатком известного устройства также является свободное истечение охлаждающей жидкости из камеры охлаждения, что не позволяет создать давление воды в охладителе.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам является устройство для охлаждения движущегося проката, представляющее собой две камеры охлаждения с прямоточной и противоточной щелевыми форсунками с конусообразными соплами, герметично соединенными между собой проводкой - трубой. Сопла форсунок имеют центральные круглые отверстия постоянного диаметра независимо от диаметра движущегося проката через охладитель. Устройство для охлаждения может содержать несколько таких последовательно установленных проводковых труб с форсунками (охладителей), размещенных между последней прокатной клетью и моталкой или холодильником [3].

Недостатком известного устройства являются трудности с обеспечением внутри охладителя необходимого в каждом конкретном случае давления охлаждающей жидкости - воды в зависимости от марки стали и требуемой по технологии температуры проката после охлаждения.

Известно, что при быстром охлаждении горячего проката в результате теплоотбора возникает пограничный слой пара (паровая рубашка). Возникновение паровой рубашки, температура вскипания жидкости находятся в прямой зависимости от давления воды внутри охладителя при прохождении горячего металла - проката.

Так, температура вскипания воды при

1 атм=100°С,

10 атм=179°С,

20 атм=211°С.

В зависимости от химического состава и требуемых механических свойств стали при использовании термоупрочнения необходимо охлаждать горячий прокат до определенной температуры.

Изменение температуры охлаждения движущегося проката в предлагаемом устройстве достигается за счет изменения давления охлаждающей жидкости в охладителях автоматически по программам, заложенным в ЭВМ.

Технической задачей, на решение которой направленно изобретение, является создание давления охлаждающей жидкости в охладителе постоянных параметров и их регулирование в зависимости от сечения движущегося охлаждаемого проката и снижение расхода охлаждающей жидкости - воды.

Технический результат достигается за счет того, что конусообразные сопла выполнены с проточками и в них установлены сменные вставки с отверстиями в зависимости от диаметра проката, при этом диаметры отверстий сменных вставок для прохождения движущегося охлаждаемого проката выполнены таким образом, что разница площади сечений круглых отверстий сменных вставок конусных сопел и площади сечения движущегося через них проката остается величиной постоянной и в 1,5-2 раза меньше площади сечения щелей форсунок подачи воды в охладитель.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство в разрезе, вид спереди. На фиг.2 изображена прямоточная форсунка (разрез А-А) для проката диаметром 10 мм; на фиг.3 - то же для проката диаметром 16 мм. На фиг.4 - противоточная форсунка (разрез Б-Б) для проката диаметром 10 мм; на фиг.5 - то же для проката диаметром 16 мм.

Устройство содержит проводковую трубу 1, в которую герметично встроены противоточная 2 и прямоточная 3 форсунки щелевого типа с конусообразным соплами 4 и 5. Сопла 4 и 5 имеют выточку с резьбой с установленными в них сменными вставками 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

При переходе на прокатку круглого проката диаметром 16 мм диаметра 10 мм заменяются сменные вставки 6 и 7 на соответствующие круглому прокату диаметром 16 мм. При этом соотношение площадей отверстий поступления и истечения охлаждающей жидкости в охладителе остается постоянным в заданных параметрах.

Соблюдаются равенства:

F_{и.прям.10}+F_{и.прот.10}≅F_{и.прям.16}+F_{и.прям.16}

где F_{и.прям.10}, F_{и.прям.16} - площадь сечения сменных вставок прямоточной форсунки за вычетом площади сечения движущегося проката диаметром 10 мм и 16 мм соответственно:

F_{и.прям.10}=F_A1-10-F_n.;

F_{и.прям.16}=F_A1-16-F_n.;

F_n. - площадь сечения проката;

F_{и.прот.10}, F_{и.прот.16} - площадь сечения сменных вставок противоточной форсунки за вычетом площади сечения движущегося проката диаметром 10 мм и 16 мм соответственно:

F_{и.прот.10}=F_B1-10-F_n.;

F_{и.прот.16}=F_B1-16-F_n..

За счет этого истечение охлаждающей жидкости из охладителя не изменяется и остается постоянным таким же, как и при прокатке круглого проката других диаметров.

Постоянными остаются также параметры давления охлаждающей жидкости в охладителе.

Испытание предложенного устройства показало, что при переходе на другой сортамент с соответствующей заменой сменных вставок давление в охладителе изменяется незначительно. Это позволяет производить регулировку температуры проката за счет давления воды в охладителе без перестройки системы регулировки температуры охлаждения проката.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №737051, МПК В 21 В 45/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР №773094, МПК С 21 D 1/02, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР №410844, МПК В 21 В 45/02, 1974.

1. Устройство для охлаждения проката, состоящее из двух камер охлаждения с прямоточной и противоточной щелевыми форсунками с конусообразными соплами с отверстиями круглого сечения для прохождения проката, герметично соединенные между собой проводковой трубой, отличающееся тем, что конусообразные сопла выполнены с проточками с возможностью установки в них сменных вставок с отверстиями круглого сечения разных диаметров в зависимости от диаметра проката.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сменные вставки для прохождения движущегося охлаждаемого проката выполнены таким образом, что разница площади сечения их отверстий и площади сечения движущегося через них проката остается постоянной.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разница площади сечения отверстий сменных вставок для прохождения проката и площади сечения движущегося через них проката в 1,5-2 раза меньше площади сечения щелей форсунок подачи воды.