Способ охлаждения пробы металла в обдувочном аппарате


 


Владельцы патента RU 2607869:

Публичное акционерное общество "Северский трубный завод" (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для охлаждения проб металла перед определением химического состава чугуна, черных и цветных металлов и их сплавов. Способ включает подачу сжатого воздуха, обработанного акустическим полем, на охлаждение металлической пробы, установленной в корпусе аппарата на подставке, и отведение из корпуса аппарата отработанного воздуха. Потоки охлаждающего воздуха направляются на нижнюю и верхнюю поверхности пробы одновременно, при этом на нижнюю поверхность подается воздух в количестве на 30-50% больше, чем на верхнюю поверхность. Изобретение позволяет снизить расход сжатого воздуха, сократить время охлаждения пробы и получить равномерно охлажденную по всей поверхности пробу металла. 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для охлаждения проб металла перед определением химического состава чугуна, сталей, цветных металлов и различных сплавов.

Взятая пробоотборником из ковша с жидким металлом проба имеет температуру 800-850°C, а температура, при которой возможно проведение анализа химического состава, должна быть не более 40-45°C. Для охлаждения проб используют различные способы.

Известен способ подготовки проб жидкого металла к анализу химического состава, определяемый ГОСТом (ГОСТ 7565-81). В этом способе предусмотрено охлаждение проб жидкого металла подачей воздуха или воды.

Этот способ имеет следующие недостатки. При охлаждении проб воздухом увеличивается время затвердевания пробы, что приводит к развитию окислительных процессов, особенно вблизи поверхности металла, и к изменению его состава. Имеет место также неравномерность охлаждения пробы, что вызывает развитие нежелательных диффузионных процессов, ведущих к неравномерности химического состава в объеме пробы. Стремление ускорить процесс охлаждения приводит к большому расходу охлаждающего воздуха. При охлаждении водой скорость охлаждения увеличивается, но при этом проявляются существенные окислительные способности водяного пара, находящегося на границе жидкость - металл, а также возможно насыщение пробы водородом.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ охлаждения металла в обдувочном аппарате с наложением акустических колебаний на поток охлаждающего воздуха (патент на полезную модель №135317). При этом охлаждающий воздух подается только с одной стороны металлической пробы, а именно на нижнюю поверхность пробы, и наложение акустического поля на охлаждающий воздух осуществляется именно на поток этого воздуха.

Недостатком этого способа является длительное время охлаждения пробы, так как охлаждение только нижней поверхности пробы замедляет процесс охлаждения в целом всей пробы, кроме того, проба охлаждается неравномерно, что не обеспечивает представительности ее химического состава и приводит к увеличению расхода воздуха на охлаждение.

Техническим результатом данного изобретения является сокращение времени охлаждения пробы и обеспечение представительности ее химического состава при уменьшенном расходе охлаждающего сжатого воздуха.

Технический результат достигается тем, что в способе охлаждения металла в обдувочном аппарате, включающем подачу сжатого воздуха, обработанного акустическим полем, для охлаждения металлической пробы, установленной в корпусе аппарата на расположенной в нем подставке, и отведение из аппарата отработанного воздуха, потоки охлаждающего воздуха, обработанного акустическим полем, направляются на нижнюю и верхнюю поверхности пробы одновременно. При этом на нижнюю поверхность подается воздух в количестве на 30-50% больше, чем на верхнюю поверхность.

Использование двухстороннего охлаждения пробы металла, то есть охлаждения одновременно с нижней и верхней его поверхности, обеспечивает ускорение процесса охлаждения пробы и экономию сжатого воздуха. Наличие акустических колебаний, накладываемых одновременно на нижний и верхний потоки охлаждающего воздуха, обеспечивает дополнительную интенсификацию двухстороннего охлаждения.

При этом замедляется развитие окислительных процессов на поверхности и в ближайших слоях к поверхности металлической пробы. Двухстороннее охлаждение пробы металла обеспечивает также создание более равномерного температурного поля внутри пробы металла, что исключает развитие односторонней температурной диффузии внутри пробы и делает пробу металла более представительной и достоверной по равномерному химическому составу.

В обдувочном аппарате за счет действия подъемных архимедовых сил при охлаждении пробы металла потоки поднимающегося вверх охлаждающего воздуха более интенсивно охлаждают верхнюю поверхность пробы по сравнению с нижней. Поэтому в предлагаемом способе для более быстрого охлаждения нижней поверхности пробы и равномерного охлаждения всей пробы на нижнюю поверхность металла подается на 30-50% больше охлаждающего воздуха, чем на верхнюю поверхность пробы. Меньшее количество подаваемого воздуха на нижнюю поверхность не обеспечивает равномерного охлаждения металла.

Количество воздуха на нижнюю поверхность на 30-50% больше, чем на верхнюю - это оптимальное значение, позволяющее одновременно и равномерно охлаждать нижнюю и верхнюю поверхности пробы. Увеличение этого количества приводит к неравномерному охлаждению пробы. При этом для дополнительной интенсификации процессов охлаждения пробы на нижний и верхний потоки воздуха, как отмечалось, накладывается акустическое поле.

Сущность данного способа поясняется чертежом.

На рис. 1 представлено устройство обдувочного аппарата для охлаждения проб металла, здесь 1 - металлический корпус, 2 - дверца корпуса, 3 - проба металла, 4 - подставка под пробу, 5 - трубопровод подачи сжатого воздуха снизу, 6 - трубопровод подачи сжатого воздуха сверху, 7 - акустический излучатель, 8 - кран подачи воздуха, 9 - труба для удаления отработанного воздуха, 10 и 11 - запорная арматура.

Устройство работает следующим образом. Проба металла 3 с температурой 800-850°C укладывается на подставке 4, дверца 2 корпуса 1 закрывается. Открывается кран подачи воздуха 8, воздух проходит через акустический излучатель 7 к запорной арматуре 10 и 11. Для подачи воздуха по нижнему трубопроводу 5 с помощью запорной арматуры 11 устанавливается подача воздуха на 30-50% больше, чем на верхний трубопровод 6. После открытия и регулировки подачи воздуха с помощью запорной арматуры 10 и 11 сжатый воздух по двум трубопроводам подается на пробу металла, охлаждая ее. Отработанный воздух удаляется из корпуса устройства через трубу 9. Через 1-1,5 минуты проба остывает до температуры 40-45°C, кран подачи воздуха 8 закрывают, пробу металла 3 извлекают из обдувочного устройства и отправляют на анализ для определения химического состава металла.

Использование предлагаемого способа позволяет снизить расход сжатого воздуха, сократить время охлаждения пробы металла и получить равномерно охлажденную по всей поверхности пробу металла, более представительную и достоверную - соответствующую химическому составу жидкого металла в ванне плавильной печи.

Способ охлаждения проб металла в обдувочном аппарате, включающий подачу сжатого воздуха, обработанного акустическим полем, для охлаждения металлической пробы, установленной в корпусе аппарата на подставке, и отведение из аппарата отработанного воздуха, отличающийся тем, что потоки охлаждающего воздуха, обработанные акустическим полем, направлены на нижнюю и верхнюю поверхности пробы одновременно, при этом на нижнюю поверхность подают воздух в количестве на 30-50% больше, чем на верхнюю поверхность.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу контроля охлаждения движущейся полосы (в) в охлаждающей секции линии непрерывной обработки и к охлаждающей секции непрерывной обработки полосы.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к охлаждению рулонов горячекатаной металлической полосы. .

Изобретение относится к области оксидирования стального материала, Для получения после охлаждения стального материала требуемой толщины оксидной пленки допускают образование оксидной пленки на поверхности стального материала dH2O+d O2 15 нм, где dH2O - толщина оксидной пленки, образующейся с участием водяного пара в качестве окисляющей субстанции (нм): dH2O={5,50·10-3(Ti2-To 2)-6,51(Ti-To)}/CR, где То 573 K; dO2 - толщина оксидной пленки, образующейся с участием растворенного кислорода в качестве окисляющей субстанции (нм); dO2=7,98·10-4(Ti-T o)dDo, где To 573 K; Тi - начальная температура охлаждения водой (K); То - конечная температура охлаждения водой (K); d - толщина стального материала (мм); Do - концентрация кислорода, растворенного в охлаждающей воде (мг·л-1 ); СR - скорость охлаждения (K·с-1 ).

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения полос на линиях термообработки стали или алюминия. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано в прокатных цехах металлургических заводов, а именно в линиях для охлаждения рулонной полосы после отжига в колпаковой печи.

Изобретение относится к прокатным станам, в частности к усовершенствованию устройства и способа, используемых для контролируемого охлаждения горячекатаного стального прутка.

Изобретение относится к устройству и способу охлаждения металлических полос в роликовом закалочном оборудовании линии тепловой обработки, которое предусматривает использование оборудования для охлаждения газовой струей, в котором две или более насадок сопел расположены по направлению оси охлаждающих роликов через металлическую полосу, ширина насадок сопел будет меньше ширины металлической полосы, а сами насадки сопел установлены с возможностью перемещения вдоль направления движения охлаждающих роликов, и как минимум одна из насадок сопел может перемещаться вдоль оси ролика, использование устройства регулирования газа, предназначенное для регулирования давления или скорости потока охлаждающего газа, поступающего в каждую насадку.

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к способу и устройству для предварительной обработки прокатываемого изделия. Способ предварительной обработки прокатываемого изделия из стали перед горячей прокаткой включает предварительное нагревание прокатываемого изделия в печи предварительного нагревания с помощью горелок, удаление окалины в устройстве для снятия окалины и нагревание изделия в нагревательной печи с помощью горелок.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении оправок для трубопрокатного стана. Вышедшие из строя оправки из комплекснолегированных хромистых инструментальных сталей с содержанием хрома выше 4%, каждого из карбидообразующих элементов и кремния до 1%, углерода 0,32-0,44% собирают в пучок.

Изобретение относится к области термической обработки и может найти применение для упрочнения, в частности литых элементов тележек железнодорожных вагонов. Для повышения ударной вязкости литых изделий, работающих в условиях воздействия низких температур и циклических нагрузок и повышения производительности, осуществляют двухступенчатую нормализацию с нагревом, выдержкой и охлаждением со скоростью 0,2-0,4°C/с и последующий отпуск, при этом на первой ступени нагревают до температуры 930-980°C, выдерживают 2,5-3 часов и охлаждают до 450-600°C, а второй ступени нагревают до температуры 900-950°C, выдерживают в течение 2,5-3 часов и охлаждают до 450-600°C, причем отпуск ведут при 500-680°C в течение 2-2,5 часов с последующим охлаждением до температуры не выше 80-100°C.

Изобретение относится к винту, имеющему головку, прилегающую к ней удерживающую секцию и функциональный наконечник. Для использования винта в качестве самонарезающего и возможности выдерживать высокие нагрузки винт имеет функциональный наконечник с большей твердостью, чем удерживающая секция.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения качества кремнистой листовой стали за счет исключения образования плотных оксидов способ получения листа из нормализованной кремнистой стали включает стадии выплавки стали, горячей прокатки и нормализации.

Группа изобретений относится к способу прецизионной термической обработки и к печам для его осуществления. Способ включает нагрев продукта в реакторе до температуры разложения примесей для их удаления.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу низкохромистой инструментальной стали, предназначенной для работы при высоких температурах. Сталь содержит, мас.%: C 0,08-0,40, N 0,015-0,30, C+N 0,30-0,50, Cr 1-4, Mo 1,0-3, V 0,8-1,3, Mn 0,5-2, Si 0,1-0,5, факультативно Ni <3, Co ≤5, B <0,01, остальное - Fe и неизбежные примеси.

Изобретение относится к металлургии. Технический результат - повышение качества управления.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам для получения высокопрочных и высоковязких крепежных изделий любых конструктивных параметров без резьбы и с резьбой.

Изобретение относится к энерго/ресурсосберегающим технологиям в металлургии и машиностроении и может быть использовано для нагрева металла в нагревательных и термических печах перед обработкой давлением и при термообработке изделий.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к ферритным нержавеющим сталям, обладающим высокой коррозионной стойкостью, и может быть использовано в устройствах для отвода выхлопных газов и элементах селективного каталитического восстановления транспортных средств.
Наверх