Устройство для охлаждения полосового проката

 

Использование: в металлургии, в частности, в прокатном производстве, и может быть использовано для охлаждения и термоупрочнения движущегося проката, например, листового. Сущность изобретения: устройство для охлаждения проката содержит выполненный в виде полой камеры коллектор с соплами, укрепленный на оси, коллектор разделен по продольной оси перегородкой на два объема для заполнения их водой, причем со стороны входного отверстия на наружной поверхности коллектора установлен противовес, устройство оборудовано упорами для ограничения поворота коллектора, а коллектор выполнен с возможностью поворота до упоров в вертикальной плоскости вокруг оси. Изобретение позволяет упростить конструкцию за счет исключения отдельного механизма поворота коллектора. 1 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к прокатному производству, и может быть использовано для охлаждения и термоупрочнения движущегося проката, например полосового.

Известно устройство для охлаждения полосы, содержащее цилиндрический корпус с расположенным вдоль его оси рядом отверстий и сопловидными насадками для истечения охладителя (патент США N 3452710, кл. 118-7, 1969 г. ).

С целью регулирования расхода охладителя в отверстиях смонтированы соленоидные клапаны с индивидуальным управлением. Недостатком такой конструкции является ее сложность и малый срок службы.

Известно также устройство для охлаждения проката, преимущественно полосы, включающее коллекторы с форсунками, механизм регулирования подачи жидкости из коллектора по ширине проката, выполненный для каждого коллектора в виде поворотного вала, снабженного механизмом поворота и фиксации его (авт. св. N 578137, кл. В 21 В 45/02, 1976).

Недостатком такой конструкции также является сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для охлаждения полосового проката (авт. св. N 791440, кл. В 21 В 45/02, 1979), включающее выполненный в виде полой камеры водяной коллектор с соплами, установленный с возможностью поворота на поперечной горизонтальной оси, смонтированной на стойке.

К недостаткам прототипа также можно отнести сложность конструкции и малый срок службы.

Указанный недостаток обусловлен наличием в конструкции отдельного привода, требующего профилактического обслуживания.

Целью изобретения является упрощение конструкции и увеличение срока службы за счет исключения отдельного привода поворота коллектора.

Для достижения указанной цели в устройстве для охлаждения полосового проката, включающем выполненный в виде полой камеры водяной коллектор с соплами, установленный с возможностью поворота на поперечной горизонтальной оси, смонтированной на стойке, согласно изобретению коллектор снабжен продольной перегородкой, делящей его на две полоски, рабочую нижнюю и верхнюю, причем верхняя полость снабжена автономным водоподводом, коллектор снабжен противовесом, установленным по другую сторону от оси его поворота, а на стойке установлен ограничительный упор.

Упрощение конструкции и увеличение срока службы устройства достигается за счет использования силы тяжести воды для поворота.

На чертеже изображен общий вид заявляемого устройства для охлаждения проката.

Устройство для охлаждения проката содержит выполненный в виде полой камеры водяной коллектор 1 с соплами 2, перегородку 3, разделяющую коллектор по продольной оси на два объема А и Б, ось 4, противовес 5, патрубки для подвода воды 6, патрубок для слива воды 7. На опорной конструкции 8 закреплены упоры 9 для горизонтального (рабочего) и вертикального (нерабочего) положений коллектора и ось. Установка оборудована клапанами 10 и 11 для подачи воды в объемы соответственно А и Б, сапуном 12 для подсоса воздуха в емкость А при сливе из нее воды.

На чертеже изображена полоса 13.

Устройство работает следующим образом. При необходимости душирования полосы открывается клапан 10 и емкость А заполняется водой, под воздействием которой происходит опускание подвижной конструкции устройства (коллектора) до горизонтального рабочего положения II. При нахождении в этом положении происходит охлаждение горячей полосы водой из сопел 2 емкости Б, вода в которую поступает через клапан 11. Для слива излишков воды из емкости А предназначены патрубок 7 и сапун 12. После окончания охлаждения полосы 12, прекращается подача воды в объем А через клапан 10, вода из объема А сливается через патрубок 7, коллектор поднимается под действием противовеса 5, занимая рабочее положение I.

Подсос воздуха в объем А при сливе воды осуществляется через сапун 12. В этом положении коллектор надежно защищен от теплового воздействия горячей полосы, что в целом повышает срок службы устройства. Для выбора оптимальных величин расположения крепления оси 4 и упоров 9 были проведены эксперименты на стане "2500" горячей прокатки.

Для наилучшего расположения упоров 9 с точки зрения достижения цели варьировали углом поворота коллектора вокруг оси 4. Оптимальный вариант достигнут при угле 70-80^о.

Нахождение коллектора под углом менее 70^о вызвало достаточно сильное воздействие на него раскаленной полосы. Поднятие коллектора до почти вертикального или вертикального положения при угле более 80^о является целесообразным из-за частых механических повреждений, вызванных очень резким опусканием из вертикального положения в горизонтальное, что обусловлено необходимостью увеличения массы воды для его наполнения, чтобы обеспечить начало опускания.

Также опытным путем было установлено оптимальное расположение точки крепления оси 4 к коллектору. Оно равно 0,25-0,30 длины коллектора от входного торца.

При креплении оси на расстоянии менее 0,25 длины коллектора от входного торца наблюдались механические повреждения, вызванные резким опусканием коллектора в рабочее горизонтальное положение при наполнении его водой (т. е. момент, создаваемый противовесом, недостаточен для плавного поворота).

При креплении оси на расстоянии более 0,30 длины коллектора от входного торца наблюдалось значительное воздействие на коллектор раскаленной полосы, причем в нерабочем его положении, что связано с невозможностью поднять коллектор из горизонтального положения на достаточно большой угол (длинный конец коллектора, снабженный противовесом, препятствовал этому).

Обоснование оптимальности полученных опытным путем значений приведено в таблице.

При работе устройства по прототипу на стане "2500" горячей прокатки срок службы устройства до ремонта составил 432 ч.

В результате использования изобретения срок службы увеличился на 216-288 ч.

П р и м е р 1. Для работы был изготовлен коллектор из трубы диаметром 157 мм с толщиной стенки 3,5 разделенный перегородкой на два объема (верхний объем А и нижний объем Б). Нижний объем трубы снабжен соплами в количестве 8 шт. для истечения охлаждающей воды. Верхний объем трубы снабжен патрубком для слива воды, а также сапуном для подсоса воздуха в емкость при сливе из нее воды.

Коллектор снабжен стальным противовесом, имеющим вес 45 кг и установленным со стороны входа воды в коллектор на наружной поверхности коллектора рядом с торцевой кромкой. Ось для поворота коллектора закреплена на опорной конструкции 8, на расстоянии 715 мм от входного торца коллектора.

Высота оси качания коллектора над уровнем рольганга 850 мм. Упоры выполнены в виде клина. Могут быть выполнены и в виде выступа любой формы. Основное назначение упоров - обеспечить определенное положение коллектора в горизонтальном (рабочем) положении и в вертикальном (нерабочем). Длина коллектора l = 2850 мм (т. е. ось закреплена на расстоянии 0,25 длины коллектора от входного торца). Рабочее положение коллектора параллельно горизонтальной плоскости.

Сроки службы даны в таблице (опыт 2). Один из упоров устройства обеспечивал фиксирование коллектора при подъеме на 70^о в вертикальной плоскости (угол между рабочим и нерабочим положениями коллектора). Описанный коллектор проработал без ремонта 648 ч.

В примере 2 использовалось устройство с возможностью поворота коллектора на 75^о вокруг оси, закрепленной на расстоянии 0,28 длины коллектора. Результаты даны в опыте 3.

В примере 3 - то же самое устройство с возможностью поворота коллектора на 80^о при креплении оси на расстоянии 0,30 (см. опыт 4).

Необходимо добавить, что коллекторы использовались различной длины (в зависимости от технологии производства). Эффект достигается во всех случаях.

Преимуществом заявленного устройства по сравнению с прототипом является упрощение конструкции и увеличение срока службы устройства в среднем на 216-288 ч. Это достигнуто за счет исключения отдельного привода поворота коллектора. (56) Патент США N 3452710, кл. 118-7, 1969.

Авторское свидетельство СССР N 578137, кл. В 21 В 45/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР N 791440, кл. В 21 В 45/02, 1979.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОЛОСОВОГО ПРОКАТА, включающее выполненный в виде полой камеры водяной коллектор с соплами, установленный с возможностью поворота на поперечной горизонтальной оси, смонтированной на стойке, отличающееся тем, что коллектор снабжен продольной перегородкой, делящей его на две полости, рабочую нижнюю и верхнюю, причем верхняя полость снабжена автономным водоподводом, коллектор снабжен противовесом, установленным по другую сторону от оси его поворота, а на стойке установлен ограничительный упор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2