Способ поверхностной обработки движущегося проката

Авторы патента:

ЧЕРНОБРИВЕНКО ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ

БОРИСЕНКО ГЛЕБ ПАВЛОВИЧ

ГОЛОСИНСКИЙ САМУИЛ ЛЬВОВИЧ

ЛИСИЦКИЙ ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ

ГОРБАНЕВ АРКАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

ЛИХОВ ВИТАЛИЙ КУЗЬМИЧ

РОЛЬЩИКОВ ЛЕОНИД ДМИТРИЕВИЧ

ЕМЧЕНКО ВЛАДИМИР СТЕПАНОВИЧ

ФИЛИППОВ АНАТОЛИЙ ТИМОФЕЕВИЧ

ВАСЮЧКОВ ВАСИЛИЙ СЕМЕНОВИЧ

C21D1/02 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

B21B45/02 - для смазки, охлаждения или очистки

1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА средой , включанщий подачу среды в направлении движения проката, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения-. интенсивности равномерности и качества обработки, часть среды

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (19) 01) 4 515 А

4(5Ц С 21 D 1 02 В 21 В 45/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3246556/02 (22) 05.02.81 (46) 28.02.85. Бюл. № 8 (?2) Ю.С.Чернобривенко, Г.П.Борисенко, С.Л.Голосинский, В.В.Лисицкий, А.А.Горбанев, В.К.Лихов, Л.Д.Рольщи-. ков, В.С.Емченко, А.Т.Филиппов. и В.С.Васючков (71) Институт черной металлургии МЧИ

СССР (53) 621.784.6(088.8), (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР № 416400, кл. С 21 D 1/02, С 21 D 1/62, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 450836, кл. С 21 О 1/02, С 21 D 1/62, 1972. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ОБРАБОТКИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА средой, включающий подачу среды в направлении движения проката, о твЂ” л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения -интенсивности равномерности и качества обработки, часть среды (10-307. ее объема) подают в виде центрального газожидкостного потока, а оставшуюся часть вЂ” в виде периферийного жидкостного потока.

2.. Способ по п.1, о т л и ч а ювЂ” шийся тем, что центральный поток подают импульсно с частотой 15 Гц и скважностью 0,25-2.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю вЂ” Б

Ф шийся тем, что центральный поток подают винтообразно.

С:

515

1 1142

Изобретение относится к прокатно-1 му производству, в частности к производству катанки и сортового проката на проволочных и сортовых стенах, и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката и одновременного нанесения на его поверхность различных защитных покрытий, Цель изобретения вЂ” повышение ийтенсивности и равномерности и ка- fp чества обработки.

Сущность способа заключается .в том, что процесс поверхностной обработки движущегося проката ведут одновременно двумя скоростными по токами среды, движущимися в направлении движения проката: жидкостным периферийным потоком, подаваемым в рабочую камеру в виде равномерного кольцевого потока, газожидкостным аэрозольным потоком, формируемым в процессе смещения газовой и жидкой фаз до поступления в рабочую камеру и подаваемым в виде центрального потока, непосредственно вокруг поверхности обрабатываемого проката.

В качестве жидкости могут быть использованы вода, раствор полимерных веществ, осаждающихся на поверхности горячего проката и другие жид- ЗО кие среды, а в качестве газа - как атмосферный окружающий воздух, засасываемый в устройство за счет эжектирующего действия движущегося проката и высокоскоростного истечения 35 цериферийного потока, так и нагнетаемый дополнительно воздух, азот, пар и другие газы, подаваемые под давлением в приемную воронку устройства.

Здесь осуществляется диспергирование 40 жидкостй на мелкие капли, газожидкостное смесеобразование и формирование 8 виде гомогенного распыленного потока.

В процессе обработки сформирован- 45 ный центральный аэрозольный поток с высокой скоростью (30-50 м/с) поступает в рабочую камеру, где при соприкосновении с нагретой поверхностью движущегося проката тонкодисперсные 50 капли жидкости интенсивно испаряются и эффективно отбирают тепло. При этом на поверхности обрабатываемого проката происходит осаждение полимерных веществ, испаряемые частицы в 55 процессе своего движения пронизывают равномерно кольцевой периферийный жидкостный поток. В результате этот поток становится газонасыщенным с режимом псевдокииения, в котором интенсивно протекают тепломассообменные процессы. Вблизи обрабатываемой поверхности за счет высокой степени турбулизации происходит разрушение ламинарного слоя и усиление непрерывного обмена между частицами среды, интеноифицируется отвод тепла по всей обрабатываемой поверхности. Охлаждение испаряемых частиц происходит в поперечном направлении по толщине потока и практически отпадает необходимость применения систем регенерации и рециркуляции жидкости.

Для эффективного воздействия центрального потока на периферийный и оптимального соотношения между жидкой и газовой фазами количество среды, подаваемой на формирование центрального потока, должно находиться в пределах 10-ЗОЖ от общего его объема, идущего на обработку. В том случае, когда количество подсасываемого воздуха недостаточно для обеспечения оптимапьного соотношения между фазами, осуществляется принудительный подвод дополнительного количества газовой среды в приемную воронку устройства.

Увеличение расхода среды свыше

307 ухудшает распыл центрального потока, укрепняет частицы жидкости в нем и снижает инжекционную способность периферийного потока, что ухудшает поверхностную обработку проката и ее равйомерность. Снижение расхода среды на формирование центрального потока менее 10Х от общего ее объема ведет к ухудшению тепломассообмена.

Усиление действия центрального потока и повышение интенсивности тепломассообменных процессов достигается за счет придания последнему: пульеирующего характера движения.

При наложении пульсации на центральный поток межслойное перемешивание в рабочей камере усиливается, снижается возможность канала образования при фильтрации в жидкости газовой фазы, повышается гомогенность структуры обрабатывающего потока, снижается его расход.

Оптимальная частота пульсации находится в пределах 1-5 Гц, а скважность потока ф = 2 1 /Со =0,25-2

{где и ор вЂ” время, в течение котоПараметры

Способ

Известный

Предлагаемый

Характер обработки

Обрабатываемый прокат

Ускоренное охлаждение проката в потоке стана

Канатная катанка ф 6,5 мм

Начальная температура О

1050

Конечная температура проката, С

820

740

Скорость движения проката, м/с

3 11425 рого соответственно пульсатор закрыт и открыт).

При этих параметрах рост темпа охлаждения возможен до 307 при одновременном снижении расхода среды на

10-207.

Дальнейшее повышение частоты приводит к снижению темпа охлаждения, .поскольку слои потоков в рабочей камере не успевают взаимодействовать 1р между собой в достаточной мере. С повышением предельного значения . скважности темп охлаждения продолжает возрастать, однако одновременно увеличивается и сопротивление пульсатора.

Понижение частоты ниже 1 Гц прие водит к снижению темпа охлаждения, поскольку происходит гашение импульса, воздействующего на поток, и выравнивание амплитуд пульсации взаимодействующих потоков.

:1, 1 4

Уменьшение нижнего предела скваж-". ности оглаживает импульсное воздейст-,д вие на поток, .повышает температуру среды, что в целом снижает эффективность обработки.

Процесс поверхностной обработки проката предлагаемым способом может З< быть дополнительно интенсифицирован за счет винтообразной подачи центt рального потока путем его закручивания, например за счет установки завихрителя перед входом потока в рабочую камеру или тангенциального вво35 да дополнительного энергоносителя в

15 4 центральный поток и т.п. Ввод в рабочую камеру высокоскоростной закрученной центральной струи форсирует взаимодействие потоков за счет pasвития контактной поверхности, степени расширения вращающейся струи, вовлечения во вращательно-поступательное движение присоединенных масс периферийного потока, В процессе вращения центрального потока степень диспергирования среды увеличивается за счет подсасываемого дополнительного количества воздуха в зону приосевого разрежения, создаваемого вращающимся потоком. Более распыленная центральная струя после истечения в рабочую камеру вращается в приосевой зоне по нагретой поверхности движущегося проката и интенсивно отбирается тепло, которое с большой скоростью отводится в радиальном направлении.

В таблице приведены параметры и результаты обработки по известному и предлагаемому способам.

Использование предлагаемого способа повышает интенсивность, равномерность и качество поверхностной обработки проката за счет повышения степени турбулизации и гомогенизации обрабатывающей среды в рабочей камере путем использования подсасываемого воздуха или принудительной подачи дополнительного количества газа для создания центрального газожодкостного потока, а также придания этому потоку пульсирующего:режима и его закручивания.

1 t 42515

Продолжение таблицы

Способ

Параметры

Известный

Предлагаемый

Известный

Вода (20 С) Обрабатывающая среда

Расход обрабатывающей среды, мз/ч

Длина зоны охлаждения,м

Пластинчатый перлит 1-5 баллов

Структура проката после обработки