Устройство для охлаждения калибров валков сортовых станов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЗКДЕНИЯ КАЛИБРОВ ВАЛКОВ СОРТОВЫХ СТАНОВ, содержащее коллектор с патрубком для подвода воды, щелевое сопло, состоящее из прямого участка и криволинейного участка, плавно сопрягающего коллектор с прямым участком, отличающееся тем, что, с целью повьшения равномерности износа калибра путем его избирательного охлаждения струей различной Ш10Т7 ности, внутренняя поверхность прямого участка по всей его длине снабжена клиновой вставкой из эластичного материала, причем высота клина равна ширине прямого участка. 2., Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что вставка (О выполнена из пористой резины. сд Од ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9} (! 1}

4(5(} В 21 В 27 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3584162/22-02 (22) 25.04.83 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) Ю.В. Гончаров, И.П. Видишев, С.И. Ермаков, В.И. Деревянко, А.С. Катан, Н.И. Беда и Л.С. Недосекин (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (53) 621.77.08(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 546397, кл. В 21 В 27/06, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 749472, кл. В 21 В 27/06, 1980. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КАЛИБРОВ ВАЛКОВ СОРТОВЫХ СТАНОВ, содержащее коллектор с патрубком для подвода воды, щелевое сопло, состоящее иэ прямого участка и криволинейного участка, плавно сопрягающего коллектор с прямым участком, отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности иэноса калибра путем его иэбирательного охлаждения струей раэличной плотности, внутренняя поверхность прямого участка по всей его длине снабжена клиновой вставкой иэ эластичного материала, причем высота клина равна }ирине рямого участка.

2, Устройство но п. 1, о т л и- Б ч а ю щ е е с я тем, что вставка выполнена иэ пористой реэины.

1156753

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на сортовых станах при производстве фасонного проката и на рельсобалочных станах.

Известно устройство для охлаждения валков, содержащее проводку, установленную по оси прокатки со стороны выхода его из очага деформации, причем торцовая часть его камеры, обращенная в сторону очага деформации, выполнена в виде расширенного конуса со щелевидным серповидным отверстием, а противоположная его часть связана с источником охладителя. Такое устройство позволяет эффективно охлаждать валки, способствуя тем самым повышению их стойкости при установке его в непосредственной близости от очага деформации (не более 100-150 мм) 99) .

При большем удалении струя воды, выходящая под давлением из щелевидного сопла, теряет плотность, расслаивается, теряет скорость и достигает охлаждаемой поверхности в виде конуса, тем самым значительно уменьшается эффективность охлаждения, из-за чего теряет смысл охлаждение валков водой высокого давления.

При охлаждении валков крупносорт-. ных и рельсобалочных станов необходимо устанавливать охлаждающие устройства на расстоянии не менее

0,4-0,5 м. от охлаждаемых поверхностей из-за различных особенностей конструкции рабочих клетей и особенностей технологического процесса.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для охлаждения прокатных валков, содержащее коллектор с патрубком для подвода води, щелевое сопло, состоящее иэ прямого участка и криволинейного участка, плавно сопрягающего коллектор с прямым участком 9.21 .

Недостатком.известного устройст-. ва является то, что из-за турбулизации потока выходящая из такого сопла струя воды под действием поперечных составляющих скорости потока, а также из-эа окружных составляющих скорости потока быстро разрушается и теряется компактность и плотность, становится состоящей из отдельных струй и капель и дос5

4S

50 тигает охлаждающей поверхности в виде расширяющегося конуса. Такая струя имеет значительно меньшую охлаждающую способность, чем плотная и компактная, кроме того, такой струей невозможно избирательно охлаждать калибры валков по их шири- не.

Целью изобретения является повышение равномерности износа калибра путем его избирательного охлаждения струей различной плотности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения калибров валков сортовых станов, содержащем коллектор с патрубком для подвода воды, щелевое сонло, состоящее из прямого участка и криволинейного участка, плавно сопрягающего коллектор .с прямым участком, внутренняя поверхность прямого участка по всей его длине снабжена клиновой вставкой иэ эластичного материала, причем высота клина равна ширине прямого участка.

Вставка может быть выполнена из пористой резины.

На фиг. 1 изображено расположение охлаждающих устройств для охлаждения валков1 на фиг. 2 - схематическое расположение охлаждающих устройств при прокатке фасонного ; на фиг. 3 — сопло для формирования струи охлаждающей воды, вид сбоку; на фиг. 4 — охлаждающее устройство и расположение эластичных вставок в щелевом сопле и плотность потока воды в зависимости от расположения эластичных вставок, вид сверху; на фиг. 5 — устройство для охлаждения валков, диметрия; на фиг. 6 — струи потока воды, выходящей из щелевидного отверстия без эластичных вставок; на фиг. 7 — то же, с эластичной вставкой по всей длине сопла и ширине прямолинейного участка; на фиг, 8 — внутренняя поверхность прямолинейного участка щелевидного сопла, вид струи сбоку, (для случая III); на фиг. 9 — струя воды, вид спереди (для случая ТТХ). устройство состоит из двух коллекторов 1 с патрубками 2 для подвода воды высокого давления, которые устанавливаются со стороны выхода проката из валков (фиг. 1). По длине коллекторов в их стенках н сторону валков выполнены продольные проз 1 рези 3, с которыми состыкованы насадки 4. Насадка 4 состоит из верхней 5 и нижней б пластин и вместе составляют щелевидное сопло (фиг. 3) через которое вода подается на поверхность валков ° Щелевидное сопло со стороны, направленной к поверхНосТН валков, имеет прямолинейный участок 7, длиной с . Этот прямолинейный участок состыкован с коллектором криволинейным участком 8.

На прямолинейном участке 7 щелевидного сопла по всей его длине внутренняя поверхность снабжена вставкой из эластичного материала 9, например пористой резины, имеющей клиновую форму.

Применяя эти устройства для охлаждения конкретных калибров с известной неравномерностью их износа, укладывают эластичный материал по длине щелевидного сопла с шириной на прямолинейном участке 7, пропорциональной износу калибров.

Ширина прямолинейного участка, как установлено опытным путем, для охлаждения валков сортовых станов должна быть не менее 3 см при скорости потока, проходящего через сопло, не менее 20 м/с. Такая скорость достигается при давлении воды 5-10 ати.

Для увеличения диапазона регули рования плотности струи применяют щелевое соппо с длиной прямолинейного участка, равной 5 см. Коллекторы устанавливают на расстоянии

0,8 м от охлаждаемых поверхностей валков, ближе по конструктивным и технологическим причинам установить их невозможно. Применяя вставки из пористой резины толщиноЪ 5 мм при одном расходе воды через сопло, плотность струи меняется пропорционально ширине эластичного, участка.

Наиболее типичны три случая:

I. Щелевидное сопло, его прямолинейный участок шириной 5 см и высотой сопла д = 2 мм выполнен без зластичйых вставок (фиг. 3), струя потока воды имеет вид расходящегося конуса (фиг. 6).

II. Щелевидное сопло, его прямолиненый участок шириной 5 см и высо" той о = 2 мм при том же расходе воды (Q. = 15 м /ч) выполнен с эластичными вставками по всей длине сопла. и ширине прямолинейного участка.

S0

Турбулентный поток характеризуется интенсивным движением потока не в виде параллельных струй, а в виде хаотических вихрей и имеет значительные составляющие поперечной и окружной скоростей, из-за которых поток при выходе нз сопла быстро разрушается и приобретает вид расширяющегося конуса (фиг. 6).

156753

Вставка выполнена из пористой резины толщиной 5 мм. В этом случае на расстоянии до 1 м струя потока охлаждающей воды не теряет прямо5 линейности (фиг. 7) и является плотной и плоской.

III. Щелевидное сопло, его прямолинейный участок снабжен клиновой вставкой из эластичного материала.

10 В этом случае при вышеуказанных условиях струя потока имеет вид (фиг. 8 и 9). Струя в месте, где есть вставка по всей ширине прямолинейного участка, имеет вид, ха15 рактерный случаю П. Применяя различную ширину эластичной вставки, можно .регулировать плотность .струи

> и получать ее то, как для случая 1, то, как для случая II, или же промежуточные варианты, аналогичные случаю III.

Устройство для охлаждения калибров валков сортовых станов работает .следующим образом.

И

Вода высокого давления 5-15 ати подается через патрубок 2 s коллектор 1. Из коллектора t через прорези 3 вода поступает в состыкованную с коллектором насадку 4, состоящую из верхней 5 и нижней 6 пластин, и . в этой насадке формируется в плоскую струю. Благодаря плавной состыковке насадки 4 с коллектором 1 с помощью криволинейного участка 8

35 снижаются гидродинамические потери.

В том месте, где есть вставка из эластичного материала, струя плот- ная и плоская, а далее по длине щели при уменьшении ширины эластич40 иой вставки струя становится все более расходящейся и менее плотной.

Форма струй, выходящих из сопла, например для случаев I II и Ш, l

:характеризуется турбулизацией пото45 ка в щелевидном сопле. От величины турбулиэации зависит плотность и компактность струи охлаждающей воды.

11 i 6753

При прохождении через прямолинейный участок щелевидного сопла с высотой 6 (фиг. 3), внутренняя поверхность которого выполнена из,эластичного материала, в потоке уменьшают- 5 ся величины поперечных и окружных скоростей потока. Они .гасятся в эластичной прокладке прямолинейной пов верхности щелевого сопла. При этом в сопле формируется струя с незна- 10 чительными поперечными и окружными составляющими скоростей, благодаря чему оиа остается компактной и плотной, что дает возможность локализовать охлаждение в необходимом месте. 15

Чем больше длина прямолинейного участка, выполненная с эластичной прокладкой, тем больше гасятся флуктуации поперечных скоростей потока, тем компактнее и плотнее струя 20 охладителя.

Изменяя по ширине сопла длину прямолинейного участка, выполненного изнутри эластичным материалом, можно регулировать форму струи и М подавать на поверхность калибров валков струю воды с плотностью, пропорциональной износу. В места наибольшего износа необходимо подавать струю с большей плотностью и, наоборот, регулируя тем самым равномерность износа по сечению ручья и повышая общую стойкость калибров. В процессе отработки предлагаемого устройства при общем расходе воды по ширине щели устройства с одинаковой высотой d интенсивность охлаждения .зависит от плотности струи в следующем соотношении. Если ширина охлаждаемого участка струей максимальной плотности равна 5 см, а участка, охлаждаемого струей мини- мальной плотности, 10-15 см, то и интенсивность охлаждения уменьшается в 3-5 раз.

Охлаждение калибров samcos среднесортного стана с помощью предлагаемого устройства повышает стойкость валков в 1,5-2 раза. При этом за счет уменьшения брака, выхода вторых сортов, повышения точности прокатки и производительности стана зкономический эффект составляет

150000 руб. в год.

115б75З

9 7.

ФигЗ

1156753

Составитель М. Реутова

Техред M.Ïàðoöàé Корректор В. Гирняк

Редактор В. Иванова г

Заказ 3231/8 Тирам 549

ВНИИПИ Государственного комитета-СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4