Способ поверхностной обработки движущегося проката охлаждающей средой

 

Изобретение относится к протсатному производству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станах и может быть использовано для ускОренно.го охлаждения катанки. Цель изобретения - повышение качества обработки, интенсивности и равномерности охлаждения. После прокатки на поверхность проката в направлении его движения подайт охлаждающую среду в виде центрального и по меньшей мере двух кольцевых периферийных потоков, вращающихся в противоположных направлениях. Скорость истечения центрального потока составляет 1,2-1,8.скорости перемещения проката. Скорость истечения каждого последующего периферийного потока больше скорости истечения предыдущего потока на величину 0,2-0,4 скорости перемещения проката. В результате, в охлаждающей среде возникают ультразвуковые , колебания высокой интенсивности , которые способствзпот срьшу паровой рубашки и порышению интенсивности и равномерности охлаждения, под действием ультразвуковых колебаний охлаждающей среды колебания передаются прокату. Это хпособствует процессу измельчения зерна, повышает , механические свойства готового проката . 1 табл. i (О 00 too

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) .4162194/31-02 (22) 15,12,86 (46) 30.05.88. Бюл. №- 20 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.А.Минаев, В.. 1.Пилюшенко, А.Г.Носанев, Е.Н.Смирнов, А.Н.Смирнов и Ю.Е.Бердичевский (53) 621.771.25 1.02(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 738712, кл. В 21 В 45/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1142515, кл. В 21 В 45/02, 1981. (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ

ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ (РЕДОЙ (57) Изобретение относится к прокатному производству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станах и может быть использовано для ускоренного охлажпения катанки. Цель изобретения — повышение качества обработки, интенсивности и равномерности охлаждения. После. Я0 1398943 А 1 цц 4 В 21 В 45/02, С 21 D 1/02 прокатки на поверхность проката в направлении его движения подают охлаждающую среду B виде центрального и по меньшей мере двух кольцевых периферийных потоков, вращающихся в противоположных направлениях. Скорость истечения центрального потока составляет l,2-1,8 скорости перемещения проката. Скорость истечения каждого последующего периферийного потока больше скорости истечения предыдущего потока на величину 0,2-0,4 скорости перемещения проката. В результате, в охлаждающей среде возникают ультразвуковые.колебания высокой интенсивности, которые способствуют срыву с

"паровой рубашки" и повышению интенсивности и равномерности охлаждения, под действием ультразвуковых колебаний охлаждающей среды колебания передаются прокату. Это .способствует процессу измельчения зерна, повышает, механические свойства готового проката. 1 габл.

1398943

Изобретение относится к прокатному производству сортовых профилей проката и катанки на сортовых и проволочных станах и может быть использо5 вано для ускоренного охлаждения проката.

Цель изобретения — повышение качества обработки, интенсивности и равномерности охлаждения. 10

Способ осуществляют следующим образом.

После выхода. проката из последней клети прокатного стана на поверхность ,проката в направлении его движения подают охлаждающую среду в виде по меньшей мере трех кольцевых потоков, вращающихся во взаимно противоположных направлениях. При этом скорость истечения центрального кольцевого 2р потока составляет 1,2-1,8 скорости движения проката, а скорость истечения каждого последующего периферийного потока больше скорости истечения предыдущего потока на величину 0,2- 25 0,4 скорости движения проката.

При вращении кольцевых потоков жидкости в охлаждающей среде возникают ультразвуковые колебания, которые способствуют разрушению "парсой 3п рубашки", образующейся вокруг проката., интенсиф:пируют процесс кавитационного кипе ия", т.е. процесс "захлопывания" пузырька пара при его взаимодействии с потоком охладитепя.

Ультразвуковые колебания через охлаждающую среду передаются на прокат, способствуя процессу измельчения зерна, обеспечивая дробление зон снимающих и растягивающих остаточных gg ,напряжений, что приводит к уменьшению коробления проката в процессе окончательного охлаждения на холодильнике и повьппает в целом механические свойства готового проката. 45

Разделение охлаждающей среды по меньшей мере на три кольцевых потока вызвано необходимостью получения ультразвуковых колебаний требуемой интенсивности. Уменьшение числа кольцевых потоков менее трех приводит к тому, что на поток накладываются колебания звуковой частоты. Наложение на поток звуковых колебаний недопустимо, так, как значительно повьш ается уровень шума в цеху и оказывается вредное влияние на всех работающих.

Вращение потоков во взаимнопротивоположных направлениях облегчает процесс получения ультразвуковых колебаний требуемой частоты и интенсивности за счет эффекта жидкостного трения.

Частота и интенсивность ультразвуковых колебаний зависит от влеичины относительной линейной скорости, с которой движутся две материальные точки, принадлежащие разным слоям жидкости и лежащие на границе этих слоев. В случае вращения слоев жидкости в противоположных направлениях линейная скорость сближения точек равна сумме линейных скоростей движения каждой из точек, а в случае вращения в одном направлении — разности линейных скоростей движения каждой из точек.

Достижение нужной величины линейной скорости сближения двух материальных точек в случае вращения готоков в одном направлении приводит . значительному возрастанию расхода охлаждающей среды, что зачастую невозможно из-за недостатка мощностей насосных станций воды высокого давления. При вращении же потоков в противоположных направлениях получение ультразвуковых колебаний нужной частоты и интенсивности происходит без увеличения расхода охлаждающей среды.

Выбор скорости истечения центрального потока в пределах 1,2-1,8 скорости движения проката рационален,. так как предотвращает появление воздушной подушки между прокатом и средой, которая, перемещаясь вместе с прокатом в виде центрального потока, снижает эффективность способа за счет ухудшения тепломассообмена, предотвращает передачу ультразвуковых колебаний от среды к прокату, увеличивает длину устройства, приводит к повышению окалинообразования и препятству т возникновению ультоазв,"ковых колебаний низких ч"стот о трения среды о прокат, особенно ребристый (арматура и т.д.). .Уменьшение скорости истечения центрального потока ниже

1,2 скорости движения проката нежелательно, так как не предотвращает появление "воздушной подушки" и целого рчда негативных моментов, связанных ней и описанных выше. Увеличение скорости истечения центрального потока выше 1,8 скорости движения про" ката нецелесообразно, так как такое увеличение скорости требует увеличения расхода охлаждающей среды и

1398943

45 усложняет конструкцию устройства, необходимого для реализации данного способа. При этом интенсивность охлаждения и качество обработки прока5 та значительно не улучшаются, а иногда и ухудшаются.

Выбор скорости истечения каждого последующего периферийного кольцевого потока вьппе скорости истечения 1ð предыдущего потока на величину, равную 0,2-0,4 скорости движения проката, рационален, так как обеспечивает получение широкого спектра ультразвуковых колебаний, имеющих достаточ- 15 ную интенсивность для надежного срыва "паровой рубашки" и интенсификации тепломассообменных процессов внутри камеры. Увеличение скорости истечения каждого последующего периферий- 2р ного кольцевого потока вьппе скорости истечения предыдущего потока на величину, меньшую 0,2 скорости движения проката, нежелательно, так как в этом случае наряду с ультразвуковыми коле- 25 баниями образовываются колебания зву ковой частоты, что недопустимо из-за ухудшения условий работающих. Увеличение скорости истечения каждого последующего периферийного кольцевого 3р потока вьппе скорости истечения предыдущего потока на величину, большую

0,4 скорости движения проката, приводит к резкому возрастанию звукового давления ультразвуковых колебаний.

При этом звуковое давление ультразвуковых колебаний для целого ряда частот превышает значение звукового давления, допустимое СНиП. Это недопустимо, так как требует удаления всех 4р работающих из зоны установки и принятия целого ряда охранных мер.

Пример . На непрерывном мелкосортном стане 250 прокатывали арматурный периодический профиль

N - 14 из стали 5 сп. Принудительное охлаждение готового проката от температуры конца прокатки, равной 1050 С проводили до среднемассовой температуры 590 С. 5р

Скорость транспортирования раскатов через установку равна скорости прокатки в последней клети стана и составляла 14 м/с. В качестве охладителя использовали воду с начальной о температурой 30 С.

Контроль интенсивности обработки осуществляли по температуре отходящей воды при заданном ее расходе.

Контроль равномерности охлаждения арматурных периодических профилей осуществляли путем проведения механических испытаний образцов, отобранных от головной и "хвостовой частей раскатов.

Контроль качества обработки осуществляли путем замера площади истинного зерна.

Результаты обработки проката по предлагаемому способу приведены в таблице, Улучшение равномерности охлаждения проката за счет наложения на прокат и охлаждающую среду ультразвуковых колебаний позволяет повысить уровень и стабильность свойств готового проката и поставлять его потребителю с гарантированной общей прочностью. Использование предлагаемого способа позволяет повысить интенсивность поверхностной обработки проката за счет роста темпа охлаждения при одновременном снижении расхода среды на 10-352.

Уменьшение величины зерна позволяет получать прокат с более мелкодисперсной структурой, которая обеспечивает минимальные остаточные напряжения и, следовательно, прокат будет иметь повьппенную стойкость к циклическим нагрузкам, особенно знакопеременным.

Формула изобретения

Способ поверхностнои обработки движущегося проката охлаждающей средой, включающий вращение охлаждающей среды, разделенной на центральный кольцевой и периферийные потоки в направлении движения проката, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества обработки, интенсивности и равномерности охлаждения, центральный и по меньшей мере два периферийных потока вращают в противоположных направлениях, причем скорость истечения центрального кольцевого потока составляет 1,2-1,8 скорости движения проката, а скорость истечения каждого последующего пери- ферийного кольцевого потока больше скорости истечения предыдущего потока на 0,2-0,4 скорости движения проката.

1398943

1

1 о о о л л л л

СЧ С»)

СЧ СЧ CV ва

& Оb о О л л л

° ° СЧ ° м о л о л л л л

ОО оо. - л

СЧ «Ч СЧ СЧ

I ьМ

О 1д

lO л «Cj

4 I о о о

СЧ О СО СЧ

О О со

° Д EQ а»

О Л О О

1 t

0 Э

К и йл

Й х «:! х т»

I л O e

О1 о о о о о с л л o o

1 и, ««

° л СЧ

I l

1 & g Э 3

t6 CCI ф .: (3 5 (, СЧ

Ф Ф ОО л л л

СЧ С

1 ° «Ч СЧ

0 Х

0 с! Е

4 0 Ю

Х CCI х э

Э

N Р

I t» !

Х 0

Is0 1

I t СЧ

lu !

О Х

I O. Х

1О х

«с х 6) х ц х

С«)

СЧ С") л Ol л о с о

АЛОЭ х н

Эоо хнах

"О О л л л О О1 Ch

° — ч»» с!

0 oxen

40 Э .1ДХ

0С ОЯ ЭХ

0 a

ICI

А

I 1

1 и х

<6 Э хнах л

СЧ С Ъ л л л о о о

ЭДЭ 03 Ха

8 х! х ь Х g Х

Х50 о со л л л

1 О И т ° °

М

Э х

А Ф х Й

0 0

И Е»

0 И

4 1

0 0 ь л ч

CV л л л л

1 — -11

Э

ICl Х - СЧ

Э !»

Й о и

0 х

>Я

-:т Э C « О Л а<ь2

С Э

I CIj Э

)E» х !

Х 0

I 4

l s0 1

I fi1О !

О Х

IО Х !

О Х

1И Э

IO y

1Э

1О О, 1Х Е х

I A Э

I!. W

10 Х

1О, Х

t.0 Х

134 Э

1 х

Ц

0 Х 4 Ф

v e. Е х и ю я э Х

Х & Х Х

Х CII a) о эх а

1 2 Э I Ы х х и у !.e %50

0Ц Ы ЦИ а « о л л л

С") .С « 1 о а о л л л

«») СЧ

СЧ СЧ СЧ л о о л л л

» ° СЧ

СЧ СЧ СЧ

e o e

1О Л СО

Ф о л о л r co LO LD 1О о л с

О сО О о о о

o o o о e o

О л со

СЧ СЧ СЧ

СЧ ф О л л л

Ю О С

СЧ СЧ Yl

С ) С«1 С 1

a . а л

o o o о «ч л л л а сп

СЧ «Ч СЧ

С ) Р > С 3 л ° I л о о о

CO О СЧ л л л О» «Г

° — СЧ f4

«Ч Л СО

1398943 о е л л л ф ф м о о щ

° » л л

%О М М л о л л сч ф х

Ц

1О

Щ в"

О О О

»% л л О м

° °

В Ю Х а 0 0

I H Р» х Ф ВВ Ф о о л ° » о сЧ N

0 а о а л ф 2 в

00 л ф 3 Э

О Л

e r о о

»О»О»О »О о о ф

»О О!

1 о о о о

Ю

»,О

N о в

Ф ф

Я\ ° К) л о ф о о о о

О

»О 0 \

N сч о ь о

О1 о о о о о о м с»1 О О л сч сч с 1

С0 л л ф о сЧ с»1

4 в 44 о ф л ° % ° » л- ф о

СЧ N М

° Ь сч м о о л 4» сч N

11

3! д »ц

Ф в в в

If Ф Х

v o хо» 0

0 в ввсч х 2

«оха5 вах э св

1 всв о

ВХ 0 в4 0

0! В» 0 I 4 4 л4 Б 1. в.

1 в в ив ехв р1 в м

1. 35х

Ф 0

oI I-хе33юэФв э Мцо о ох ав хмх 0аыцЕе

О О О О ССЪ

° » л л л л ь м

СЧ СЧ N N СЧ о а о о л л л л л ° \ л л сч сЧ сЧ сЧ N л

М М М1 М С»,— Сч л л ° » ° % л л л со О О О О О О ф О O сЧ СЧ сЧ л л л л ° » 6» л м О ф сп а . »л сч сч сч N сч сЧ

»Г мсч лс1.мм л л л ° \ Л 4» л о о о о о о

O O о о о о л л л ° »

C0 ° % 4» сч сч сч сч о с а л а с а а л л л ° » л л сЧ

% %

О N М а

00 0% % % . % ° %»

1398943

1 о л о л ш сч 1 о л

Р ) С 4

I !

Я о

4I л > (4

Р3 б 1

"„5 1

О а сч оо о л л о и сЧ с> М

Ю

C)

О

i) 3 А 6) 3", А

3Ь О О О 3С

1О О 3» !

335ÎÎ

Ю Е Н.

2 3Ж

3О

О о

О

1 со o ai т (3 )

61 я

CQ Ю е ю е е î ое

55и

t» 4 Э% о о м„ehÁÈÅ

tao

1и

1О К

1Р Х о и ! о к

IO W

Ф с6 I 1

В и I В 3» 1 Ж И Х 1 ж Ф V lc 3 и О 8 Х ICEf C о e o o л л л л Г1 СЧ (и о LA ч> cV о О О Ю 0 о о

o o о Г СЬ 1

N 1 о .4 л л л

o o o 1 а л л л

o o o 1 о сч о л л Ol

C4 N 1

co o л л л

N 1