Устройство для вторичного охлаждения непрерывнолитой заготовки

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ, содержащее трубу с щелевыми соплами, отличающееся тем, что, с целью равномерного распределения воды по длине зоны вторичного охлаждения и улучшения качества металла, труба выполнена разъемной, причем ее части соединены муфтами, щелевые сопла выполнены в стенках муфт, при этом в месте расположения сопла, каждая муфта имеет поперечную перегородку со сквозными отверстиями, одно из которых сообщено с соплом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В 22 D 11 124

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3572968/22-02 (22) 07.04.83 (46) 30.07.84. Бюл. 9 28 (72) A .A .Целиков, A .С.Смоляков, Ю.М.Айэин, В.Б.Ганкин, В.В.Голубев, A .М.Поживанов, В.В.Рябов, Н.Д.Карпов, В.И.Баранников и В.В.Чуйков (71) Всесоюзный ордена Ленина научноисследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 621.746.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 427782, кл . В 22 Р 11/124, 1972.

2. Авторское свицетельство СССР

Р 609592, кл. В 22 D 11/124, 1976.

„„SU„„ I 105276 А (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВТОРИЧНОГО

ОХЛАЖДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТОЙ ЗАГОТОВКИ, содержащее трубу с щелевыми соплами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью равномерного распределения воды по длине эоны вторичного охлаждения и улучшения качества металла, труба выполнена разъемной, причем ее части соединены муфтами, щелевые сопла выполнены в стенках муфт, при этом в месте расположения сопла, каждая муфта имеет поперечную перегородку со сквозными отверстиями, одно из которых сообщено с соплом..

1105276

25

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение площади сечения отверстия сообщенно1 1

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывному литью заготовок °

Известно устройство для вторичного охлаждения непрерывнолитой заготовки, содержащее коллектор с прямоструйнымн форсунками, закрепленными на концах патрубков, распределяющих воду по высоте зоны вторичного ох- лаждения слитка ИНЯЗ (1 .

К недостаткам данного устройства относятся неравномерное распределе.ние плотности орошения по ширине слит ка, вызванное неравномерным сжатием струи при истечении ее через полусферический подводящий канал прямоструйных форсунок, а также высокая

-степень их засоряемости. Коллектор, снабженный патрубками на концах котог рого установлены прямоструйные форсунки, характеризуется высокой сте» 20 пенью засоряемости форсунок, обусловленную тем, что направления истекаю" щего из сопла и подводящего к соплу потоков совпадает, что создает условия для застревания частиц в сопле, кроме того, он не обеспечивает равномерного по периметру слитка охлаждения из-за сферического подводящего канала, вызывающего неравномерное сжатие струи и соответственно не- 3g равномерное распределение воды по ширине факела. Это приводит к переохлаждению центральной части непрерыв" нолитых заготовок .и возникновению дефектов в литом металле. 35

Наиболее близким к предлагаемому . по технической сущности и достигаемому результату является устройство для вторичного охлаждения непреривнолитой заготовки, содержащее трубу с щелевыми соплами, расположенными по одной оси перпендикулярно образующей трубы (2 ).

Недостатком указанного устройства являет с я неравномерное распределение расхода воды по щелям, а следова- 45 тельно,и плотности орошения слитка, вызванное большими потерями давления воды при истечении через каждое сопло, из-за большой площади сечения каждого сопла по отношению к пло-50 щади сечени я подводящей. трубы для обеспечения угла раскрытия факела

120o . . Кроме того, оптимальный диаметр. трубы, выбранный иэ условий прочности коллектора и расхола волы на ох- 55

ro с соплом, к площади сечения каждого из остальных отверстий перегородки составляет 0,5-2,0.

2 лаждение слитка. а также глубина про, рези щели, выбранная из условий обес печения заданного угла раскрытия факела по большой оси (для охлаждения слябов этот угол составляет 90-120 ), ограничивают диапазон изменения расхода воды, обеспечиваемого каждым соплом. Изменение ширины сопла в сторону увеличения существенно снижает дисперсность распыления факела, а ее уменьшение приводит к снижению надежности его работы, т.е. к повышению вероятности засорения. Таким образом,известное устройство не позволяет изменять в широких пределах интенсивность охлаждения непрерывнолитого слитка для обеспечения охлаждения заготовок из различных марок стали и при изменении сечения загото»вок в широком диапазоне.

Цель изобретения — обеспечение рав номерного распределения воды по длине зоны вторичного охлаждения и улучшение качества металла.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для вторичного охлаждения непрерывнолитой заготовки, содержащем трубу с щелевыми соплами, труба выполнена разъемной, причем ее части соединены муфтами, щелевые сопла выполнены в стенках муфт, при этом в месте расположения сопла каждая муфта имеет поперечную перегородку со сквозными отверстиями, одно из которых сообщено с соплом.

Кроме того, отношение площади сечения отверстия сообщенного с соплом к площади сечения каждого из остальных отверстий перегородки составляет0/5-2,0.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез A-А на фиг. 2.

Устройство для вторичного охлаждения состоит из составной трубы 1, выполненной из нержавеющей стали с закрепленными в местах разъема с помощью резьбового соединения соединительных муфт 2, с осевыми отверстиями

3. Одно иэ отверстий соединено с щелевым соплом 4, выполненным в корпусе муфты перпендикулярно продольной оси муфты.

Для обеспечения требуемой чистоты кромок.сопла муфты изготавливают иэ латуни или бронзы.

1105276

Э = р,с.t, Г

Q F.V

Наличие конических выходных кромок сопла позволяет обеспечить плавный выход воды при истечении ее из сопла и повысить равномерность распределения ее по ширине факела, В указанном примере выполнено три 5 осевых отверстия, одно из которых соединено с щелевым соплом. Площадь его сечения выбирается таким образом, чтобы оно обеспечило заданный расход ,воды через сопло и угол раскрытия факела по большой оси для охлаждения заданной площади поверхности слитка.

Два других отверстия служат для перепуска воды мимо сопла в следующую часть трубы, Это позволяет обеспечить подпор воды при прохождении ее вдоль коллектора и заданное распределение давления и расхода воды

- по щелевым соплам. Крутизна характе, ристики снижения расхода воды по дли-..

20, не зоны охлаждения определяется для этого устройства соотношением пло . щади поперечного сечения рабочего и перепускного отверстий, а также их количеством.

Устройство работает следующим образом.

Вода под давлением 5-6 кг/см2 попадает к трубе и распределяется через соединительные муфты по щелевым.соплам через рабочий канал и перепуск- 30 ные каналы. Диаметр рабочего канала составляет 10 мм. Глубина вреза щелевого сопла равна 3 мм. Такое соотношение глубины вреза сопла к радиусу рабочего <

Расход воды через сопло можно рас.считать по .формуле:! г и где F ——

Ь

Ч = 2gP — радиус трубы, м;

n — центральный угол сопла, граду

P — давление воды; у — ускорение силы тяжести1 р — коэффициент расхода.

Как видно из этой формулы, расход воды через щелевое сопло, выполненное в виде цилиндрической поверхности в корпусе муфты, пропорционален радиусу рабочего канала, Для изменения расхода воды при постоянных остальных параметрах необходимо соответственно изменить диаметр рабочего канала, а для сохранения заданного угла раскрытия факела необходимо выдержать в заданных пределах соотношение глубины щелевого сопла h к радиусу рабочего канала r. для обеспечения угла раскрытия 120 необходимо, чтобы зто отношение было. Ъ/r = 0,75, Таким образом, диаметр рабочего канала выбирается исходя из требуемого расхода воды, подаваемой через каждое сопло.

Соотношение площади сечения рабочего канала к каждому из перепускных ка- налов для обеспечения заданного расхода воды через сопло должно .быть в пределах 0,5-2,0. При увеличении этого соотношения более 2,0 резко увеличиваются потери давления при истечении через.щелевое сопло, а уменьшение соотношения менее 0,5 приводит к возникновению нестабильного факела, Годовой экономический эффект от. применения предлагаемого устройства для вторичного охлаждения заключается в улучшении качества литого металла и увеличении выхода годного трубного металла и может быть расчитан по формуле: где р — годовой объем трубной стали, отли в аемой мет алла,. т 1 с — процент увеличения выхода год. ного металла; стоимость 1 т литого металла.

110527á

Фие. Я

Составитель А.Попов

Редактор Л.Пчелинская Техред O.Неце

Корректор А.Тяско

Заказ 5429/8 Тираж 775

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 0 5 Москва Ж-35 а шская наб. .4 5

Подписное

3 3

P y д /

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4