Способ охлаждения изделий

 

СПОСОБ ОХЛАВДЕШШ ИЗДЕЛИЙ, включающу1й подачу воздуха под давлением в охладитель с последующим смешением и подачей водовоздушной смеси на охлаждаемую поверхность, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения равномерности охлаждения изделий, воздушный поток перед смешиванием с охладителем предварительно разделяют на отдельные струи, причем отношение площадей сечений воздушных струй после разделения воздушного потока к площади сечения водовоздушного потока, направляемого на охлаждаемую поверхность, устанавливают в пределах 0,01-0,1. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ Улл/с

870 1Ю0 Я7

g0 80 170 S лл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3487300/22-02 (22) 30.08.82 (46) 23.07.85. Бюл. Р 27 (72) В,А.Белый, В.И.Зайцев, М,В.Сагайдак, Г.А.Николаев, О.В.Носоченко, В.С.Харахулах, Н.В.Леушин и В.В.Емельянов (71) Всесоюзный научно-исследователь. ский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (53) 621.78 ° 08(088.8) (56) 1. Патент СНА У 3659428, кл. 62-64, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 651862, кл. В 21 В 27/06, 1977.

„„SU„„1168609 А (5и4- С 21 D 1/02, В 21 В 45 02 (54) (57) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, включающий подачу воздуха под давлением в охладитель с последующим смешением и подачей водовоздушной смеси на охлаждаемую поверхность, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения равномерности охлаждения изделий, воздушный поток перед смешиванием с охладителем предварительно разделяют на отдельные струи, причем отношение площадей сечений воздушных струй после разделения воздушного потока к площади сечения водовоздушного потока, направляемого на охлаждаемую поверхность, устанавливают в пределах 0,01-0,1.

1160609

Изобретение от11осится к металлургическому производству и может быть использовано при охлажцении слитков в процессах непрерывной разливки стали.

Для вторичного охлаждения слитков, выходящих из кристаллизатора, используются различные способы, в том числе и такие, у которых процесс

t0 распыления интенсифицируется путем смешивания воды и сжатого воздуха.

Известен способ?б охлаждения изделий водовоздушной смесью, согласно которому жидкий охладитель впрыскивают 1з поток воздуха, пр1ьчем нпрыск охладителя производят 13 точке, расположенной между псточшп-0 f сжатоГО Воздуха и дроссез111ру!Ощеп частью сопла (1 3! .

Недостатком этого способа является то, что раcIIIIJIpllifp жидкого охладителя путем нпрысIEI!13211!11?I в поток воздуха требует больших рас?!Одо?3 воздуха и, следонател?»1о, оснащения системы подачи мощными энерго»осп25 телями. Кроме того, впрыскивание малых порций воды в точке, расположенной между источником сжатого воздуха и дросселирующей частью сопла, не позволяет использо1зать воду оборот30 ного цикла ввиду большой вероят»ос:— ти засорения нпрыскинающпх отне1?стий малых сечений, а примене!и!е оснщен»ой воды приводит к большим 1сапптаз!1.»1!1! затратам на сооружение 0»Heòñïÿõ ус- З5 танонок.

Наиболее близким к изобретеш»о по технической сущности является способ охлаждения изделий нодо13оздушной смесь!о, согласно которому воздух 40

НПР1;!СК»1311!с?т Н ОХЛаДПтЕЛ1 С ПОСЛЕДУ Ощим смешением и подачей водовоздуш»ой смеси на охлаждаему!о поверхность (?).

Однако нагнетание воздуха 1з воду потока большого сечения приводит к 45 образовани!о значительного среднего ,циаметра капель воды н ?зоздушно?! потоке (не менее 1 мм), что не позволяет интенсифициронать процесс охо лаждения при высоких (бОО-1200 С) температурах поверхности изделий. К недостаткам известного способа относятся также неравномерности охлаждения вследствие неравномер»ого распределения модального диаметра капель у воды на поверхности охлаждаемого изделия (при этом наблюдается »еран»омерность распределения плот»ости орошения, достигак?шая не31ичин!! порядка 30% от среднего зна-!е»ия площади орошения), а также пульсации в системе подачи воды прп большом дав?!енин воздуха (более 1,5 кг/см- ) It воды (более О,с? кг/см ).

Цель изобретения — поиыш:!!не равно. мер»ости охлаждения -fзделий.

Il0cT I3JIet-i«a?I цель JJOCTH! aefc?1 тем, с! то с 0 гзlасн с? с» о с Обу G? JiëæÄP !3è ß из— делий, включающему подачу воздуха под давлением в охладитель с последующим смешением и подачей водовоздушной смеси на охла>ссзсае!1ую поверх.;ость, воздух!н!3й поток перед с. 1еше1псем с oх?3с1131гге !ем»1?ец13ар!»1 с!: о

3? 13 3 Ц С»зt?t:E? t »;. . ÎT! i E. Jl! i! !E C TР "3! !13?ИЧ Е"!

От!10шс .!1!! с . 1!!10!3;ад с 1! с с ч с . !! !! !3 О: суш11ых

С T P Уй I I O C JI С Р 13 З; Е: I E- I i i t! I 13 С? . 3; с У 1:П 0 Г 0 !!0ToIEn к пзгошади сeчс»:!ë но,с.воз !уш»о I с? 110тс3кл, llа:I1? 1113;1?зе: IOI 0 i;.! 0:сз!

U пс?о!делах 0,01-0, 1.

Разз?еле»110 во.31!у1:i ого 1!Отока на

Отi!P.IЬ? Ь!Е C Т!7 тн irr PE il, С fi.:.1" Е П!Е С 0?:

3!ад!1те?!ем поз!золяет осуц с гt?Jt?t Tt. более тонкое распылс н е О .:1ади fåJI?l, болес рапзног:ер»осз,?;!c!!1?е,:!О.с!С31311е жидкости IJ струят,pс факела !3! !DE тпжение

»Ос С?БлCII!ii?II !tr .311! 0 с! .3 .! f!Jl! с;1?ьт !й 13с?дО13с?здуш1!с?! 0 Отсо?са:\ E!!ic:-cме !!с? тачи

E?7EЛаДИт с ЛЯ, !!а чертеже про;сс тl?.It 1е»0 распределение»лот»ости Орошс ш!я н поперечном сс -;с»пи нодоиоздуш:!Огo факела на расстоя:пп! 300 мм от,дросселирующе1.о сече!пгя ззодоно 3душ»огÎ потока, когда от»ошеш10»лощади дросселирующих се !еш .й 1,013äótl!! tt t?: потоков Sf к

Б„сс?сто!!3 1»ет О, с?4+0,2 (сс?1!ная 1), 0 1 (!137!!?3

»ой cмеси, »е ?са!ош!!!! зако»омер»ого распределе»пя плотности орошения B сечешш с1?!1!се:!а. Ilpl S, /S l > 0,1 нер а !3 110! c р 1! О с т ь 1:10 " i! О с и 0 17 О Iпс! IHя н це»траль»ой части се !ения стано!зится я»но ныраже»»ой» JIOcTtfl ает - ?%, в то время к;111»1?3! 0,01 - Sz./Sf-0,01

2/ (Величина температурного скачка д Т, к

Т2 Тз Тз Т4 Т4 5 Т5 Ть Ть

Т -Т (Т7 Тв

+150

0,07 100

+ 100

+ 70 ч- 70 — 20

-20

-20

0,01

+30 — 10 +10 -10

+ 10 — 10 - 10

+20 -10 -10 у10 -10 -10

+10 10 — 10

+30

0,04

-30

+30

-30 20

-30

+30

+30

-30

-60

+60

+60

О, 15

+60

-75

+75

0,64

+75

75 неравномерность в центральной части относительно среднего значения не превышает 20%.

II р и м е р. Прямоугольный образец (600х100)мм из стали 10ХСНД охлаждают водовоздушной смесью. Распылитель располагают центрально-симметрично на расстоянии 300 мм от поверхности образца, нагретого до температуры 1150К. Площадь Sy выходного отверстия сопла распылителя

60 мм, площадь выходного отверстия патрубка, инжектирующего воздух в воду 50 мм . Отношения площадей отверстий в насадках, устанавливаемых на выходе из патрубка, к S1 для различных вариантов насадки приведены в таблице.

В распылитель нагнетают воду под давлением О, 1 ° 10 Па и воздух под

5 давлением 2 10 Па. На линии, прохо

5 дящей церез центр образца, в восьми точках определяют температуру поверхности образца Т<-Т (Т< — температура в центре образца, Т8 — на краю образца) и вычисляют величину температурного скачка Т = Т -Т2, Т, — Т,, ..., Т -Т8 . Нумерация зон, в которых определяют температурный скачок, соответствует1 начальной и конечной температурам зоны, Длина зоны 40 мм. Как следует из таблицы, максимальные температурные скачки наблюдают в центре образца и для

0,01 -6 S /S 0,1 они не превышают

20К на 40 мм, в то время как при

168609 4

S2/S1 = 0,7 температурные скачки возрастают до величины 150 К на

80 мм, что объясняется неустойчивым режимом формирования водовоздушной смеси. При S2 /S = 0,15 величина h Т достигает величины 120 К на участке

80 мм. Это объясняется малоэффективным смешением воды и воздуха вследствие большой площади воздушных струй, инжектируемых в воду. Определенные для известного распылителя (8 /S1

= 0,64) температурные скачки составляют 150 К на 80 мм. Из примера видно, что наиболее равномерное охлаждение изделия наблюдается именно тогда, когда воздушный поток разбивают на отдельные струи, отношение площадей дросселирующих сечений которых к площади дросселирующего сечения водовоздушного потока составляет 0,01—

0,1.

Использование изобретения по сравнению с базовым образцом, работающим на заводе "Азовсталь" и представляюЯ5 щим собой способ Водовоэдушного охлаж дения УНРС, обеспечивает более равномерное охлаждение непрерывнолитой заготовки в широком диапазоне темпе,ратурно-скоростных режимов разливки, что позволяет повысить выход годных слябов и штрипсов стали 09Г2ФБ на

1-2%.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составляет

240 тыс, руб. в год.