Устройство для охлаждения сортового проката

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ COPTOBOlTO ПРОКАТА, содержащее камеру охлаждения и форсунку с сопловым отверстием, образованным конической поверхностью входа в камеру и концевым участком наружной поверхности проводковой втулки, прикрепленной задним торцом через упругий элемент герметично к корпусу форсунки с возможностью перемещения , и патрубок подвода охладителя в полость . форсунки, отличающееся тем, что, с целью повыщения равномерности, охлаждения щирокого сортамента проката при сохранении высокой интенсивности охлаждения , проводковая втулка снабжена жестко установленной на ней перегородкой с окнами , расположенной между сопловым отверстием и патрубком подвода охладителя и свободно контактирующей с поверхностью (Л корпуса форсунки. Прокат Ю vj О) ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3592724/22-02 (22) 20.05.83 (46) 07.12.84. Бюл. № 45 (72) В. Т. Шевцов, Ю. В. Гончаров, В. В. Киселев, И. П. Видишев, А. А. Рядно, А. А. Лисовский, Г. Л. Матвеев, С. П. Лукичев, К. В. Киселев и В. С. Радзинский (71) Днепропетровский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Л. И. Брежнева и Днепропетровский государственный университет (53) 621.784.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 582021, кл..В 21 В 45/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 1039971, кл. С 21 D 1/02, 1982.

„„SU, 1127657 A (54) (57) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СОРТОВОГО ПРОКАТА, содержащее камеру охлаждения и форсунку с сопловым отверстием, образованным конической поверхностью входа в камеру и концевым участком наружной поверхности проводковой втулки, прикрепленной задним торцом через упругий элемент герметично к корпусу форсунки с возможностью перемещения, и патрубок подвода охладителя в полость . форсунки, отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности, охлаж/ дения широкого сортамента проката при сохранении высокой интенсивности охлаждения, проводковая втулка снабжена жестко установленной на ней перегородкой с окнами, расположенной между сопловым отверстием и патрубком подвода охладителя 3 и свободно контактирующей с поверхностью корпуса форсунки.

1127657

30 процесс охлаждения проката за счет периодического изменения угла входа потока охладителя и создания дополнительной тур булизации потока, однако обеспечить рав- З5 номерное охлаждение по сечению и длине не круглого сечению проката не представляется возможным, так как колебание потока охладителя происходит в какой-то одной плоскости по отношению к оси камеры. 40

Даже если изменение потока возможно получить в нескольких плоскостях симметрии, то равномерно охладить сортовой прокат (уголок, балку, тавровый профиль, арматуру), невозможно, так как изменяя направление потока охладителя в каких-то плос50

Изобретен ие относится к прокатному производству и может быть использовано для охлаждения проката, движущегося в линиях прокатных станов.

Известно устройство для охлаждения проката, состоящее из камеры охлаждения, проводковой втулки и форсунки с силовым отверстием, образованным конической поверхностью входа в камеру охлаждения и концевым участком наружной цилиндрической поверхности проводковой втулки, выполненной эксцентрично относительно оси канала камеры охлаждения (1).

Недостатком устройства является то, что изменение потока охладителя в камере происходит не по всей длине камеры охлаждения, а только на незначительных участках, примыкающих к форсунке. Прокат омывается направленным потоком в одной плоскости. Добиться полностью равномерности охлаждения проката не представляется возможны м.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для охлаждения сортового проката, содержащее камеру охлаждения и форсунку с сопловым отверстием, образованным конической поверхностью входа в камеру и кольцевым участком наружной поверхности проводковой втулки, прикрепленной задним торцом через упругий элемент герметично к корпусу форсунки с возможностью перемещения, и патрубок подвода охладителя в полость форсунки (2).

Известное устройство интенсифицирует костях будут охлаждаться более интенсивно те участки, где скорость движения потока наивысшая.

Цель изобретения — повышение равномерности охлаждения широкого сортамента проката при сохранении высокой интенсивности охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения сортового проката, содержащем камеру охлаждения и форсунку с сопловым отверстием, образованным конической поверхностью входа в камеру и концевым участком наружной поверх ности проводковой втул ки, прикрепленной

15 задним торцом через упругий элемент герметично к корпусу форсунки с возможностью перемещения, и патрубок подвода охладителя в полость форсунки, проводковая втулка снабжена жестко установленной на ней перегородкой с окнами, расположенной между сопловым отверстием и патрубком подвода охладителя и свободно контактирующей с поверхностью корпуса форсунки.

На фиг. 1 изображено устройство в начальный момент подачи охладителя; на фиг. 2 — устройство в момент, когда величина соплового отверстия минимальна, на фиг. 3 — разрез А- — А на фиг. l.

Устройство состоит из камеры 1 охлаждения с участком 2 для крепления к форсунке 3. В полости форсунки соосно с камерой охла иден ия установлена проводковая втулка 4, образуя с поверхностью входа в камеру охлаждения сопловое отверстие.

К проводковой втулке жестко прикреплена перегородка 5 на участке по длине между входом в камеру охлаждения и отверстия с натрубком 6 подвода охладителя в полость форсунки. К заднему торцу форсунки проводковая втулка прикреплена через эластичный элемент 7 с помощью, например, хомута 8 и задней крышки форсунки 9.

Перегородка 5 свободно контактирует с внутренней поверхностью корпуса форсунки 3 с возможностью продольного перемещения совместно с проводковой втулкой 4. В перегородке выполнены окна (или пазы, образуя окна).

Устройство работает следующим образом.

Охладитель-воду подают в полость камеры 1 охлаждения под давлением 20 — 30 атм через сопловое отверстие, образованное поверхностью входа в камеру и поверхностью проводковой втулки 4. Охладитель подается в камеру импульсно так, что поток охладителя, изменяя скорость движения от нуля до максимума перекрытием и открытием соплового отверстия, совершает кольцевое волнообразное движение, омывая периодически всю поверхность проката по его длине.

Перекрытие и открытие соплового отверстия происходит следующим образом. Вода попадает в кольцевую полость форсунки

3, образованную наружной поверхностью проводковой втулки и внутпенней поверхностью форсунки, и закрытой перегородкой

5 с окнами. Заполняя полость под давлением

20 — 40 атм проводковая втулка перемещается по длине и перекрывает сопловое отверстие. Как только сопловое отверстие перекроется, вода через окна перетекает в кольцевую полость по длине между входом в камеру охлаждения и перегородкой. Давление в смежных относительно перегородки полостях уравновешивается и проводковая втулка за счет кинетического движения охладителя во внутренней полости проводки

1127657

Фиг. 2

Составитель О. Румянцева

Техред И. Верес Корректор Н. Король

Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

I 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор A. Шандор

Заказ 8795/7 обусловленным движением самого проката (скорость 10 — 40 м/с) перемещается по ходу движения охладителя с прокатом. Давление в камере охлаждения уменьшается за счет слива из камеры и соответственно давление в кольцевой полости форсунки в зоне подачи охладителя-воды станет выше, чем давление в камере и примыкающей к ней полости. Перепад давления воды способствует вновь перемешени ю проводко вой втулки до перекрытия кольцевого сопла.

В процессе цикла от изменения величины кольцевого зазора от 0 до Рма„си снова до

0 изменяется количество воды (расход), поступающей в камеру охлаждения. Причем скорость воды при различной BEëè÷èíå d зазора остается постоянной, а в этом случае кинетическая энергия потока, поступающего в камеру охлаждения, зависит от d, и поэтому является переменной величиной.

Величина изменения кинетической энергии пропорциональна циклу изменения величины кольцевого зазора. В камере охлаждения кинетическая энергия струи с учетом потерь на расширение преобразуется в потенциальную энергию (статическое давление потока)„поддерживающую продвижение потока по камере охлаждения. Следовательно, в камере охлаждения возникает переменное статическое давление по длине камеры охлаждения. Скорость потока воды при этом усредняется и равна половине макси м ального расхода через кольцевое сопло. При постоянном или монотонно изменяющемся статическом давлении по длине камеры охлаждения уменьшение расхода в два раза приводит к резкому снижению охлаждающей способности устройства. Это относится к случаю, когда зазор d = — " — и

d = const. Как показали сопоставительные испытания устройств с зафиксированным зазором, равным — — — —, и по ToBIIIII>1%1 д ма.м статическим давлением, где cl — диаметр камеры охлаждения; d = 20 мм; — длина камеры охлаждения, 1 = 2,5; скорость прокатки 25 м/с, скоРость (глот ) потока воды

5 в камере охлаждения равна 28 м/с при — г - > о жкс а при с)г1акс. аоот = 56 м/с, при цикле изменения зазора от 0 до бмакс, равном

0,1 с охлаждаю1цая способность устройства с Ю = vBI (изменяющимся) в 1,5—

2 раза выше, чем у устройства с постоянным кольцевым зазором — — — — — и прибиакс лизительно равна охлаждающей способности устройства с зазором оиакс при расходе ! воды, нревышакнцем расход воды в прсд15 лагаемом устройстве в 2 раза. Увеличение частоты изменения 6 практически осуществимо, но для известного устройства прн (цикла .= 0,05 с заметного увеличения охлаждающей способности не наблюдалось.

Уменьшение частоты до t ч, — — 0,5 с рез.

20 ко снизило охлаждающую способность, она приблизительно стала равной охлаждающей способности устройства при постоянном статическом давлении и — - " "- —.

Таким образом, частота изменения кольцевого зазора, а соответственно и статического давления может быть равной времени прохождения единицы длины проката через охлаждающее устройство.

Использование предлагаемого устройства позволит улучшить процесс охлаждения сортового проката созданием равномерных условий теплообмена на всех участках Iloперечного охлаждения проката (уголок, балка и т. д.). Это обеспечит кроме качества охлаждения, т. е. равномерности охлаж3S дения по сечению длине, уменьшение расхода охладителя, являющегося в настоящее время большим дефицитом на заводах.