Ролик для охлаждения движущегося проката

 

Сущность изобретения: ролик выполнен в виде полого цилиндра с отверстиями, закрепленного на оси, ось содержит четыре взаимно перпендикулярные лопасти, которые охвачены корпусом с торцевым отверстием для подачи жидкости, при этом корпус закреплен на оси консольно, а отверстия для вывода жидкости на его цилиндрической поверхности выполнены щелевыми и расположены параллельно оси. 2 ил.

Заявляемое устройство относится к вспомогательному оборудованию для обработки металлов давлением и предназначено для использования при производстве сортового проката и горячекатаных узких полос (штрипса), Для транспортировки металла после прокатки (в том числе горячей) широко используются рольганги различных типов, основным элементом которых являются транспортирующие ролики. Некоторые конструкции роликов описаны, например, в книге А. И. Целикова и В.В. Смирнова Прокатные станы. М: Металлургиздат, 1958, с. 332-334. Нередко ролики выполняют цилиндрическими с пустотелым корпусом.

Известен ролик рольганга, преимущественно расположенного в печи, ось которого, выполненная в виде трубы, облицована жароупорным бетоном (см. а.с. СССР N 150470). Известен также ролик отводящего рольганга, содержащий две крыльчатки, создающие отсос воздуха из пространства между роликом и транспортируемой полосой (см. а.с.СССР N 1488053). Недостаток этих роликов заключается в том,что они не способны активно охлаждать транспортируемый горячий проката.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является ролик для охлаждения или нагрева полосы по японской заявке N 63-128124, кл. С 21 D 9/53, С 21 D 9/56.

Этот ролик содержит полый цилиндрческий корпус, установленный на оси, и характеризуется наличием отверстий (сопел), расположенных на корпусе, через которые подают технологическую жидкость.

Недостаток такой конструкции ролика был обнаружен при его эксплуатации. Это относительно медленное охлаждение транспортируемого горячего металла. Причина этого наличие круглых отверстий, в результате чего появляется "паровая рубашка" (интенсивное испарение жидкости на поверхности ролика), обусловленное малой кинетической энергией циркулирующей жидкости, т.е. скорость охлаждения проката медленная, что вынуждает либо удлинять отводящий рольганг (что повышает затраты), либо снижать скорость транспортировки (что уменьшает производительность).

Основная задача, решаемая предполагаемым изобретением, повышение скорости охлаждения горячекатаного металла. С повышением скорости охлаждения увеличивается скорость движения металла, а следовательно, и производительность.

Для решения этой задачи ось ролика содержит четыре взаимно перпендикулярные лопасти, которые охвачены корпусом с торцевым отверстием для подачи жидкости, при этом корпус закреплен на оси консольно, а отверстия для вывода жидкости на его цилиндрической поверхности выполнены щелевыми и расположены параллельно оси.

Технический эффект заявляемого изобретения состоит в увеличении кинетической энергии охлаждающей жидкости, подаваемой в полый корпус ролика, за счет вращения ее лопастями. В результате действия центробежных сил жидкость под давлением выходит через щелевые отверстия корпуса, активно охлаждая контактирующий с роликом горячий металл, причем без образования "паровой рубашки", что увеличивает скорость охлаждения и позволяет тем самым за короткий промежуток времени снизить температуру до требуемой величины.

На фиг. 1 и 2 показано устройство предлагаемого ролика для охлаждения движущегося проката.

Полый корпус ролика 1 консольно установлен на оси 2; через отверстие 3 в торцевой части корпуса 4 подают жидкость, с противоположной стороны соответственно находится торец 5 ролика. На цилиндрической поверхности 6 корпуса выполнены продольные щелевые отверстия 7, параллельные оси (линии хх). Внутри корпуса на оси 2 жестко закреплены четыре лопасти 8, расположенные перпендикулярно друг другу. Количество лопастей, равное четырем, является оптимальным для получения максимальной скорости охлаждения (см. ниже). Позицией 9 обозначена опора закрепления оси ролика (т.е. ролик одноопорный), через которую эта ось связана с приводом. Для работы корпус ролика предварительно заполняют охлаждающей жидкостью (например, водой) При вращении ролика под действием центробежных сил от лопастей 8 в около осевой зоне давление жидкости снижается, что способствует интенсивному всасыванию жидкости через осевое отверстие 3 и ее ускоренной циркуляции. Через щелевые отверстия 7 вода выходит.

Опытную проверку описанного устройства производили на полосовом стане 300 N 2 и мелкосортном 250 N 1 АО " Магнитогорский меткомбинат" при транспортировке с охлаждением различных профилеразмеров. Результаты испытаний сравнивались с полученными при работе ролика известной конструкции (по япон. заявке N 63-128124) Опыты показали, что использование на отводящих рольгангах станов роликов заявляемой конструкции сокращает время охлаждения проката (от температуры конца прокатки до 50-80^oС) в 2-3 раза по сравнению с роликами известной конструкции. Было также установлено, что как уменьшение числа лопастей внутри корпуса ролика (до 2-3), так и их увеличение (до 5-6) снижает скорость охлаждения, очевидно, из-за уменьшения кинетической энергии охлаждающей жидкости, в качестве которой использовалась вода. Не дало желаемой скорости охлаждения и выполнение корпуса со многими круглыми отверстиями (в виде сита).

Опытные ролики имели следующие основные размеры (см.фиг.1): L 450,6 l 350, d 280, t 10 мм, δ 12, t' 8, d'40 мм; количество щелей в корпусе 8, его материал ст.45, диаметр оси d₀ 120 мм, N привода- 0,75 кВт, линейная скорость вращения (скорость транспортировки металла) от 8 до 18 м/с.

Технико-экономическое преимущество заявляемого объекта перед известным заключается в ускорении в 2-3 раза процесса охлаждения транспортируемого после прокатки горячего полосового (сортового) металла и в 1,5-2 раза повышении производительности стана.

Формула изобретения

Ролик для охлаждения движущегося проката, содержащий корпус, выполненный в виде закрепленного на оси полого цилиндра с отверстиями, отличающийся тем, что он снабжен размещенными в корпусе четырьмя лопастями, прикрепленными взаимно-перпендикулярно к оси, при этом корпус закреплен на оси консольно и имеет торцевое отверстие для подачи охлаждающей жидкости, а отверстия на корпусе выполнены щелевыми, параллельными оси ролика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2