Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве термически упрочненного проката круглого и периодического профиля для армирования железобетонных конструкций. Цель изобретения - повышение качества проката за счет увеличения интенсивности охлаждения. Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката содержит камеру охлаждения, корпус, приемную воронку, закрепленную в корпусе посредством резьбы, установленной перед приемной воронкой подпитывающей емкостью цилиндрической формы с водоподводом из сети низкого давления кольцевой формы, расположенным внутри подпитывающей емкости у приемной воронки, с высверленными в нем равномерно по периметру круглыми отверстиями, оси которых направлены в центр приемной воронки, а их суммарная площадь определяется по формуле S<SB POS="POST">O</SB>=0,5 √P<SB POS="POST">в</SB>/P<SB POS="POST">н</SB>(S<SB POS="POST">к</SB>СОSΑ-S<SB POS="POST">з</SB>)-57[S<SB POS="POST">к</SB>/(S<SB POS="POST">з</SB><SP POS="POST">.</SP>√P<SB POS="POST">в</SB><SP POS="POST">.</SP>P<SB POS="POST">н</SB>)], где P<SB POS="POST">в</SB> - величина давления воды в сети высокого давления, Па

P<SB POS="POST">н</SB> - величина давления воды в сети низкого давления, Па

S<SB POS="POST">к</SB> - площадь поперечного сечения камеры охлаждения, м<SP POS="POST">2</SP>

S<SB POS="POST">з</SB> - площадь поперечного сечения рабочего зазора, м<SP POS="POST">2</SP>

α - угол между направленностью рабочего зазора и линией движения проката, град

57-эмпирический коэффициент, зависящий от силы сопротивления движению потока воды, Н. Прокат через подпитывающую емкость попадает в приемную воронку и камеру охлаждения, куда через рабочий зазор подается вода из сети высокого давления. В результате герметизации в камере охлаждения создается высокое давление, температура кипения возрастает, отвод тепла увеличивается, т.е.увеличивается эффективность охлаждения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.$0„. ядящ

А1 (g1)g В 21 D 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4378505/23-02 (22) 17,02,88 (46) 30.04.90. Бюл, 11) 16 (71) Макеевский металлургический комбинат им. С.М.Кирова, Донецкий политехнический институт и Институт черной металлургии (72) Ю,В,Приленский, B.Ì.Èâàùåíêo, В,М.Кондратенко, И.С.Самофалов, С.С.Клягин, M.Ã.Ýðëèõ, Ю.И.Морозов, С.П,Батырев, Н.Н.Валагура и П.П,Ярмоленко (53) 621.783.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1129246, кл, С 21 D 1/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО

УПРОЧНЕНИЯ И ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ

ПРОКАТА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве термически упрочненного проката круглого и периодического профиля для армирования железобетонных конструкций. Цель изобретенияповышение качества проката за счет

) увеличения интенсивности охлаждения, Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката содержит камеру охлаждения, корпус, приемную воронку, закрепленную в корпусе посредством резьбы, установленной перед приемной воронкой подпитыИзобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве термически упрочненного проката круглого и периодического профиля, 2 вающей емкостью цилиндрической формы с водоподводом иэ сети низкого давления кольцевой формы, расположенным внутри подпитывающей емкости у прием- . ной воронки, с высверленными в нем равномерно по периметру круглыми отверстиями, оси которых направлены в центр приемной воронки, а их суммар. ная площадь определяется по формуле и = 0,5 JP>/P „(S„cps сС- S ) — 57 (Sc/(Я); Р P )), где P — величина давленйя воды в сети высокого давления, Па; P „ — величина давления воды в сети низкого давления, Па;

S - площадь поперечного сечения как

2. меры охлаждения, м; S — площадь поперечного сечения рабочего зазора, м ; o(. — угол между направленностью

2. рабочего зазора и линией движения проката, град; 57 — эмпирический коэффициент, зависящий -от силы сопротивления движению потока воды, Н °

Прокат через подпитывающую емкость попадает в приемную воронку и камеру охлаждения, куда через рабочий зазор подается вода из сети высокого давления, В результате герметизации в камере охлаждения создается высокое давление, температура кипения возрастает, отвод тепла увеличивается, т,е. увеличивается эффективность охлаждения.

1 з.п. ф-лы, 3 ил, Цель изобретения — повышение качества проката эа счет увеличения интенсивности охлаждения, На фиг, 1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 — вариант при1560351. менения двух устройств; на фиг.3 -. сечение А"A на фиг,2.

Устройство состоит из корпуса

1, закрепленных в нем посредством (5 резьбы камеры 2 охлаждения и приемной воронки 3, подпитывающей емкости

4, кольцевого водоподвода с круглыми отверстиями 5, водопроводов низкого

6 и высокого 7 давления.

1О

Устройство работает следующим образом.

Прокат через подпитывающую емкость попадает в приемную воронку и камеру охлаждения, куда через рабочий зазор, образованный приемной воронкой и корпусом, подается вода из сети вьгсокого давления, Подпитывающая ем.кость исключает попадание воздуха (при инжектировании его потоками воды) в камеру охлаждения, а кольцевой водоподвод с круглыми отверстиями направляет потоки свежей воды непосредственно в приемную воронку охлаждающего устройства и позволяет по- 25 стоянно поддерживать в подпитывающей емкости избыточное давление. В реэуль.. тате герметизации в камере охлаждения создается высокое давление, температура кипения воды возрастает, теплоотбор с поверхности металла, а следовательно, и эффективность охлаждения проката увеличивается, I

Суммарная площадь поперечного се-: чения отверстий выбрана таким образом, чтобы обеспечить герметизацию водой приемной воронки охлаждающего устройства даже в условиях отсутствия проката (в паузе) Увеличение сумиар 40 ной площади этих отверстий ведет к перерасходу воды без повышения эффек-: тивности охлаждения, а уменьшениек возможности попадания воздуха и снижению интенсивности охлаждения по крайней мере головной части раската.

Формулу выводили из закона сохранения количества движения (Qg(V Vp) = $Qg(V з) Сэ где f плотность хг/м расход воды низкого давле-, И ния, м /c

Q - расход воды высокого давле9 ния, м /с;

V — вектор скорости потока воды

55 в камере охлаждения, м/с;

V - вектор скорости потока воды б высокого давления до смешения потоков, м/с;

V — вектор скорости потока вон ды низкого давления до сме" шения потоков, м/с;

С вЂ” параметр, определящий суммарное сопротивление потоку воды в системе, Н (определяется эмпирически).

Перейдя к скалярным величинам, получаем

0e gw Qscosk Ов С

Q (-- - — -- -) = а Р— — — — - --) —Бк Sg > S Бк Р э где Q — суммарный расход воды, м /с;

$ - площадь рабочего зазора, м

S „ - площадь поперечного сечения рабочего зазора, м

Ы вЂ” угол между направлением рабочего зазора и линией движения проката (угол атаки), град.

Осуществив соответствующие преобразования,.получаем зависимость

S = 0,5) — (S совЫ - S )

Ps э ,Бк

-0,25С вЂ” — " ——

$,4Р, Р„

Определив из опытов значение параметра С, находим n=57. . Проверку осуществляли в условиях стана 350-2 при прокатке арматуры

У 28, В камеру охлаждения длиной

2,2 м вода подавалась под давлением

2,3-2,5 ИПа, а в подпитывающую ем-.. кость - из сети низкого давления (0,2-0,3 MIIa). Площадь поперечного сечения камеры охлаждения составила

2,46ilO м, площадь рабочего зазора

1,17. 10 м, угол атаки воды высокого давления по отношению к прокату 14

Суммарная площадь отверстий в кольцевом водоподводе, рассчитанная.по формуле, составила 1.,73 10 м . Температура проката перед началом ускоренного охлаждения регистрировалась фотоэлектрическим пирометром и составила 1050 С, Среднемассовую темпео ратуру после процесса охлаждения и выравнивания по сечению профиля оценивали контактной термопарой, При снижении суммарной площади отверстий на кольцевом водоподводе до 1,44 10 м путем закупоривания двух симметрично расположенных отверстий, среднемассовая температура головной части раската составила о

860 С при длительности паузы между раскатами 3 1 с. При увеличении же

5 15 суммарной площади отверстий путем их рассверливания до 1,8 ° !0 м темг пература по длине раската составила

770-780 С, т.е. как и в предлагае.мом по формуле варианте. Следовательно, снижение суммарной площади отверстий на кольцевом водоподводе ,:по сравнению с предлагаемой величиной вызывает попадание воздуха в приемную воронку и снижение интенсивности охлаждения проката, а ее увеличение нецелесообразно из-за повышения расхода воды при отсутствии увеличения интенсивности охлаждения проката, С целью дополнительной интенсификации процесса охлаждения проката, а также с целью упорядочения слива.отработанной воды предлагаемое устройство дополнительно содержит (см. фиг.2, 3) противоточную форсунку А, секционную проводку Б9 отражательную арку В и заключается в короб Г со сливным отверстием.

С целью дополнительной интенсификации процесса охлаждения проката, а также для организации многостадийного охлаждения в линии прокатного стана может монтироваться два охлаждающих устройства, За счет интенсификации охлаждения проката появляется возможность получения арматуры более высокого класса прочности при.том же количестве охлаждающих устройств либо сократить их количество при выпуске равнопрочной арматуры. с

Формула изобретения

1.Устройство для термического .упрочнения и гидротранспортирования проката, содержащее корпус и разме60351 щенные на одной оси камеру Охлаждения и приемную воронку, выходной конец которой расположен внутри корпуса с зазором относительно нега, о т—

5 личающе ес я тем, что9 с целью повышения качества проката за счет увеличения интенсивности охлаждения, оно снабжено установленной перед приемной. воронкой соосно с "ней подпитывающей емкостью цилиндрической формы с размещенным в ней кольце" вым водоподводом из сети низкогo давления, по периметру которого выполнены отверстия с осями, направленными в центр приемной воронки в плоскости ее входного торца, а суммарная площадь отверстий определяется по формуле

20 ГРв

S = 0 5 — -(S созоŠ— S )

S9;

О 9 р К н } р, р 9 в н где P - давление воды в сети высоко8 го давления, Па;

P - давление воды в сети низкого

Я

25 давления, Па;

S — площадь поперечного сечения

К

Е, камеры охлаждения9 м

S — площадь поперечного сечения

3.

tp рабочего зазора, м

gp К вЂ” угол между осью зазора и продольной осью устройства; " эмпирический коэффициент, зависящий от силы сопротивления движению потока воды

35 в системе, Н, 2 9устроиство по п% 1 9 О т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено защитным коробом с установленньгд0 ми в нем соосно камере-Охлаждения секционными направляющими, отража" тельной камерой и противоточной форсункой, 1560351

4-4

Составитель Н.Асеева

Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Редактор А,Долинич

Тираж 610

Заказ 94) Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101