Способ поверхностной обработки движущегося проката
Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к производству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станках,и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката. Цель изобретения - повышение интенсивности равномерности и качества обработки. В ходе обработки при прохождении проката через камеру охлаждения часть объема среды (0,05- 0,09 объема) подают в пульсирующем режиме под углом 60-90 к направлению движения проката. Пульсацию осуществляют всасыванием и выталкиванием со скоростью,равной 0,08-0,12 скорости движения охлаждающей среды в камере охлаждения. 1 ил., 1 табл.. с &
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (П) !
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТЭЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4037191/31-02 (22) 27.01.86 (46) 07.06.87. Бюл. Р 21 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.А. Минаев, В.Л. Пилюшенко, Е.Н. Смирнов, А.Н, Смирнов, В.А. Темнохуд и Ю.Е. Бердичевский (53) 621,78.083(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 1010142, кл.. В 21 В 45/02, 1981. (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ
ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА (57) Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к про(51) 4 В 21 В 45/02 С 21 D 1/2 изводству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станках,и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката.
Цель изобретения — повышение интенсивности равномерности и качества обработки. В ходе обработки при прохождении проката через камеру охлаждения часть объема среды (0,050,09 объема) подают в пульсирующем режиме под углом 60-90 к направлео нию движения проката. Пульсацию осуществляют всасыванием и выталкиванием со скоростью, равной 0,08-0, 12 скорости движения охлажцающей среды в камере охлаждения. 1 ил., 1 табл..
1315072 2 охлаждающей среды, приводящая к ухудшению тепломассообмена между металлом и средой, а также между слоями охлаждающей среды.
1I
Изобретение относится.к прокатному производству, конкретно к производству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станах, и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката.
Цель изобретения — повышение интенсивности, равномерности и качества обработки.
На чертеже показана схема подачи ж щкости, Придание охлаждающей среде пульсационного характера посредством периодического всасывания и вытал- 15 кивания части охлаждающей среды способствует повышению интенсивности тепломассообменных процессов. При наложении пульсации на охлаждающий поток межслойное перемешивание в 20 рабочей камере усиливается, снижается вероятность появления воздушной подушки (прослойки) между прокатом и средой, которая, перемещаясь вместе с прокатом в виде центрального 25 потока, снижает эффективность обработки, ухудшает тепломассообменные процессы, приводит к повышению окалинообразования, увеличению неравномерности структуры и разбросу меха- 30 нических свойств проката, Для эффективного воздействия части охлаждающей среды, периодически всасывающей и выталкиваемой на основной поток, оптимальное соотношение между основным потоком охлаждающей жидкости и периодически всасываемой и выталкиваемой, должно находиться в пределах 5-9Х объема среды, проходящего через камеру охлаждения 10 за период всасывания и выталкивания.
Увеличение объема охлаждающей среды, периодически всасываемой и выталкиваемой в направлении движущегося проката, свыше 9Х ухудшает гидротранспортирование проката. При этом происходит отклбнение проката, не исключены случаи трения его о стенки камеры, приводящие к повышенному ее износу, а также случаи его "бурежки" 50 в начальные моменты прокатки. Возрастают также в этом случае энергетические затраты. Снижение объема охлаждающей среды, периодически всасываемой и выталкиваемой в направлении движущегося проката, ниже 5Х нецелесообразно. В этом случае ухудшается перемешивание слоев жидкости, уменьшается турбулизация основного потока
В процессе обработки воздействие на охлаждающую среду всасыванием и выталкиванием производят в начале о камеры охлаждения под углом 60-90 к направлению движения проката. В этом случае (см.чертеж) воздействие на основной поток части потока, периодически всасываемого и выталкиваемого в направлении движущегося проката, наиболее эффективно, так как при этом достигается взаимодей" ствие движущегося проката с пульсирующим потоком на максимально возможном участке охлаждения. Такое воздействие обеспечивает максимальную амплитуду колебания проката в начальный момент охлаждения и препятствует образованию "воздушной подушки".
Процесс поверхностной обработки проката дополнительно интенсифицируется за счет того, что периодически всасываемую и выталкиваемую о часть среды подают под углом 60-90 к направлению движения проката. При таком угле подачи части потока на движущийся прокат обеспечивает максимальный эффект срыва "паровой рубашки". Вблизи обрабатываемой по,верхности из-за высокои степени турбулизации происходит разрушение ламинарного слоя и происходит усиление непрерывного обмена между частицами среды, интенсифицируется отвод тепла по всей обрабатываемой поверхности.
Охлаждение слоев жидкости происходит в поперечном направлении По толщине потока, и практически отпадает необходимость применения системы регенерации и рециркуляции жидкости.Увео личение угла подачи свыше 90 приводит к тому, .что часть всасываемого и выталкиваемого основного потока вообще не доходит до поверхности проката вследствие сноса ее основным потоком. При этом ухудшается эффект срыва "паровой рубашки" и замедляется тепломассообмен. Уменьшео ние угла ниже 60 нецелесообразно потому, что замедляется основной поток и часть среды вообще не поступает в камеру охлаждения. При этом возрастает расход охлаждающей среды
3 13150 и необоснованно увеличиваются энергетические затраты.
Усиление действия части основного потока, периодически всасываемого и выталкиваемого в направлении движущегося проката, достигается за счет того, что скорость всасывания и выталкивания равна 0,08-0,12 ско рости движения охлаждающей среды в камере охлаждения ° При такой ско- 10 рости обеспечивается максимальная турбулизация основного потока, надежьый срыв "паровой рубашки" и надежное разрушение ламинарного потока вблизи обрабатываемой поверхности,15 интенсифицируется отвод тепла в поперечном направлении по толщине потока. Увеличение скорости всасывания и выталкивания свыше 0,12 скорости движения охлаждающей среды в камере 20 охлаждения, приводит к тому, что значительно увеличивается амплитуда колебаний проката в камере охлаждения °
В результате этого увеличивается его, трение о стенки камеры охлаждения, приводящее к сокращению срока ее службы. Уменьшение скорости всасывания и выталкивания ниже 0,08 скорости движения охлаждающей среды в камере охлаждения снижает эффект разрушения З0
"паровой рубашки" и охлаждения слоем жидкости в поперечном направлении по толщине потока, в результате чего ухудшается теплоперенос между средой и движущимся прокатом. 35
Пример. Прокатывают уголок
У 5 на полунепрерывном среднесортном стане 300 из стали 3 пс. Ускоренное, охлаждение с температуры прокатки о
1050-1100 С проводят до среднемас- 40 о совой температуры 700-650 С.
Устройство для охлаждения представляет собой закрытую прямоточную камеру с подачей воды через нагнета- 45 ющую форсунку и предназначено для охлаждения уголка по всему периметру.
Расход воды по предлагаемому способу составляет 427 м /ч при ее нагреве
0 о на 25 С (по способам охлаждения непульсирующей средой аналогичного профиля расход воды составляет 534 м /ч з о при ее нагреве на 20 С). В начале камеры расположено устройство избирательного охлаждения вершины углового профиля, применяемое для устранения искривления проката как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.
Скорость всасывания и выталкивания части охлаждающей среды, а также ее объем выбираются из условия обеспечения максимальной эффективности процесса обработки (минимальный расход охлаждающей среды при максимальной интенсивности отбора тепла от проката), которая достигается в условиях резонансного режима колебаний. Контроль интенсивности обработки осуществляют по температуре отходящей воды при заданном ее расходе.
Контроль качества и равномерности обработки осуществляют путем проведения механических испытаний образцов, отобранных по длине раската. Результаты обработки проката по предлагаемому способу приведены в таблице, Использование предлагаемого способа позволяет повысить интенсивность поверхностной обработки проката за счет роста темпа охлаждения при одновременном снижении расхода среды на 25-287. Улучшение равномерности и качества поверхностной обработки проката за счет повьппения степени турбулизации обрабатывающей среды в камере охлаждения путем придания ей пульсирующего характера посредством периодического всасывания и выталкивания части охлаждающей среды позволяет повысить уровень механических свойств в 1,51,8 раза.
Оценка эффективности .предлагаемого способа осуществлена в сравнении с существующей технологией производства арматурных периодических профилей Ф 22, 25 и 28 на стане
330. По существующей технологии с целью повьппения качества проката путем стабилизации механических свойств готового иэделия за счет снижения температурного "клина" по длине проката исходную заготовку разрезают на отдельные части. Как видно из табл. 1, предлагаемый способ позволяет увеличить выпуск арматурных периодических профилей высшей категории качества взамен первой, а оставшуюся часть продукции поставлять с гарантированной общей прочностью.
Формула изобретения
Способ поверхностной обработки движущегося проката охлаждающей средой, включающий пульсирующую подачу
5 l3 охлаждающей среды в направлении движения проката, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повытпения интенсивности, равномерности и качества обработки, пульсацию охлаждающей среды осуществляют посредством периодического всасывания и выталкивания части охлаждающей среды под о углом 60-90 к направлению движения проката, причем пульсирующий объем
Результаты обработки
Реаим обработки нрокат полки, ритоснеси
Ди/сн бе, IIIIa г1о
260 25
293 26
450 28
500 25 510 23
254 24
Зва
5-7
410
Тго
105
550
14О
7-10
105
600..
195. в-та
105
620
21о
105
7-9
360
154
5-7
105
358
1О5
24& 25
125
5-6
375
75 тво
390
8-10
570
170
120
9-ТО
610
215
125
395
t58
150
6-5
410
450
105
160
480
180
105
540
105
2ТВ
630
105
7-9
Т05
471
183
5-6
105
483
200
:о ооо
0,025
0,049
О,O7O
0,090 а ° 091
О,Тга . О,О7О
O,О7О
О,О7О
О,О7О
O,О7О
О,О7О
О,070
0,070
0,070
О,О70
О,О7О
О,О7О
О,10O о,Тоа о,10а о,1оа о;Тао о,1ао
О,ТОО о,Тао о, Тао
O,1ОО о,таа о,тоа
0,060
О,О7В
О,аво
О, 120 .а,122
О, 150
15072 6 равен 0,05-0,09 объема среды, проходящей через камеру охлаждения за период всасывания и выталкивания, а воздействие на охлаждающую среду всасыванием и выталкиванием производят в начале камеры охлаждения со скоростью всасывания и выталкивания равной 0,08-0, 12 скорости движения охлаждающей среды в камере охлажде10 ния.
253 26
280 28
490 27
550 22
310 28 зтг г4
350 27
370 25
430 29
560 25
364 25
348 22
1315072
Вектор доижения сп1руи жидкости б
Вектор наирабления дбижеиия проката
Составитель О. Румянцева
Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар
Редактор А. Сабо
Заказ 2235/6 Тираж 480 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
