Устройство для охлаждения прокат-ных валков
Союз Советских
Социалистических
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН Ия
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11)852394
Республик (61) Дополнительное к авт. <вид-ву— (22) Заявлено 23.10.79 (21) 2834075j22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 13.08.81 (51) М.Кл.з В 21 В 27/10
Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.771..2.07.02 (088.8) (72) Авторы изобретения
А. Л. Остапенко, Н. В. Гончаров, Ю, В. Коновало
Г. Н. Шмаков, А. П. Парамошин, А. Е. Руднев, А. Ф. Тодуров, Л. А. Харченко и М. В. Косарев (71) Заявитель
Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ
ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ
Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при прокатке листов и полос из черных и цветных металлов.
Известны устройства, обеспечивающие равномерную по длине бочки валков подачу смазочно-охлаждающих веществ 11).
Эти устройства не .позволяют дозоеровать поступление смазочно-охлаждающих веществ иа различные .по длине бочки участки, поэтому, снижая общений уровень температуры валка и его,износа, они,не могут оказывать существенного влииния на его тепловой профиль, который, как правило, описывается параболической кривой с максимумом у оси прокатки.
Известно устройство, позволяющее осуществить равномерное охлаждение бочки валков применением водо-воздушных смесей, причем в устройстве для подачи смеси жидкостные коллекторы .расположены»на расстояни»и, равном четырем — шести калибра,м сопл воздушных коллекторов (2).
Однако равномерное охлаждение,не позволяет компенсировать отмеченную .выше исходную неравномерность температуры валка по его длине.
Известно устрой ство, позволяющее регулировать расход охладителя ао длине бочки валка. Устройство состоит из водонапорного бака с параллельными оси валка шелевыми отверстиями и шибера с продольными отверстиям и криволинейного профиля. Расход .воды по длине валка регулируют перемещением шибера в вертикальной плоскости P).
Основными недостатками такого устройства является:повьпшенный расход воды, обусловленный применением щелевых отверстий, и наличие подвижного элемента в системе, что снижает его эксплуатационную падеж ность.
Также известно устройство для охлажден ия валков, содержащее коллектор и форсунки с механизмом, регулирующим расход охладителя. Регулирующий, меха.низм установлен между каждой форсункой и коллектором. Это позволяет управлять тепловым профилем валков, перераопреде20 ляя суммарный расход охладителя между форсунками одного коллектора (4).
Недостатки устройства заключаются в сложности управляющей аппаратуры и исполнительных механизмов, в высоких тре25 бованиях к чистоте охладителя и, как следствие, в недостаточно .высокой надежности и экономичности его работы.
Целью изобретения является повышен не падеж ности работы устройства и улучше30 ние службы валков.
852394
Цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения прокатных валков, включающем один или несколько коллекторов с соллами для подачи охлаждающих (смазочно-охлаждающих) веществ и воздуха для их распыления,,площадь, калибра среднего сопла коллектора равна двум †четырем плошадям первого от его торца, а площади .калибров сопл,,равноудаленных от оси lIIpoKBTKH, равны и выполнены с уменьшением по мере их п рибли жения к торцам коллектора в соответствии с услов ием: где f; — площадь выходного сечения сопла;
F — суммарная площадь выходных сечений, всех сопл коллектора; и — число сопл в коллекторе;
L; — расстояние от среднего до
I -го сопла, коллектора (— L L — половина длины коллектора; N — число рядов сопл в коллекторе; К= 0,2 — 0,5 — коэффициент неравномер,ности распределения охладителя по длине бочки валка. На фиг. 1.показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — схема коллектора,,на которой условно показаны расположение и размеры (калибры) сопл. Устройство состоит из коллектора 1 для подачи охлаждающего или смазочно-охлаждающего вещества, коллектора 2 для подачи воздуха и сопл 8 для подачи смеси на поверхность бачки валка 4. Работа устройства обеспечивается подачей охлаждающего или смазочно-охлаждающего .вещества через коллектор 1 в,рабочую камеру сопла 8,,в которую одновременно под давлением поступает воздух из ;коллектора 2. Поток, воздуха распыляет струю охлаждающего или смазочно-охлаждающего вещества, которую в виде смеси, направляют ,на поверхность валка 4. Принцип .работы устройства обусловлен относительно стабильным тепловым профилем валков одной клети, .который достаточно точно описывается параболической кривой с максимумом у осевой линии, прокатки. Следовательно, подача охладителя стаоильная во времени, но ди фференци рован,ная и подчиняющаяся лараболическому закону относительно дли|ны бочки валка обеслечивает более интенсивное снижение . температуры средних по длине бочки участков валка, а значит, выравнивание его теплового профиля. Теплоотдача от валков при охлаждении их, например, .водовоздушной смесью описывается формулой: NU — 04 feil Формула изобретения Устройство для охлаждения прокатных валков, содержащее один;или несколько коллекторов с сопла ми для подачи охлаждающих (смазочно-охлаждающих) веществ и воздуха для их распыл ения, о тл и ча ющ е е с я тем, что,,с целью повышения надежности;работы устройства и улучшения службы валков, |площадь калибра среднего сопла коллектора равна двум — четырем площадям первого от его торца, а площади калибров сопл, равноудаленных от оси прокатки, IpBBHbI и выполнены,с уменыще55 55 где N U — критерий Нуссельта (безразмор ный коэффициент теплоотдачи); Re — критерий Р ей нольдс а. Критерий Рейнольдса можно представить как от ношение кинетической энергии,истекающей смвси (напр|имер, вода),к,работе сил вязкости. При одинаковой скорости истечения смеси через все сопла коллектора коэффициент теплоотдачи будет пропорционален расходу охлаждающей смеси,в степен и 0,5. Поэтому сопла коллектора,на оси прокатки имеет максимальное выходное сечение и обеспечивает максимальный расход охлаждающей (смазочно-охлаждающей) смеси. По мере удал ения от осевой линии прокатки выходное сечение сопл умень|шают в соответствии с формулой зая,вки. Исходя из того, что отношение температуры валка,на оси прокатки к его темлеЗ0 ратуше у кромки составляет для листовых станов 1,5 — 2,0 .и учитывая, что интенсивность охлаждения .пропорциональна ра сходу смеси в степени 0,5, для снижения интенсивности охлаждения валка у кромки в 1,5 — 2,0:раза необходимо выходное, сечение сопл яа этом участке уменьшить в 2i0— 4,0 раза. Предлагаемое устройство обеспечивает следующие преимущества: 40 — .повышение надежности работы устройства за счет отсутствия подвижных эле.ментов при дифференцированной подаче охладителя по длине бочки валка; — повышение,производительности ста45 на на 1% за счет снижения лростоев стана, обусловленное повышением надежности работы устройства; — повышение стойкости п рокатных валков на 10%. 852394 F 1 — (1 — К) Л/ 1 — (1 — К) и — число сопл в:коллекторе; L; — расстояние от среднего до 1-Ilo сопла коллектора (— L„CL; Фиг. / Puz. Г Составитель М. Реутова Техред И. Пенчко Корректор И. Осиновская Редактор Л. Павлова Заказ 1064/888 Изд. № 480 Тираж 889 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113635, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Хальк. фил. вред. «Патент» вием по мере .их приближения к торцам коллектора в следующем соответствии: где f; — алощадь выходного сечения сопла; F — суммарная площадь выходных сечений всех сопл:коллектора; L — половина длины коллектора; N — число рядов сопл в коллекторе; К= 0,2 — 0,5 —,коэффициент неравномер,ности распределения охладителя ло длине бочки валка. Источники ннформации, принятые во внимание лри экспертизе: 1. Грудев А. П., Тилик В. Т. Технологически е смазки в арокапном ароизводстве, М., «Металлургия», 1975, .с. 306 — 307, 328. 2. Авторское свидетельство СССР 15 № 639620, .кл. В 21 В 27/i10, 1978. 3. Авторское свидетельство СССР № 531572, кл. В 21 В 27/10, 1976. 4. Авторское свидетельство СССР № 628968, кл. В 21 В 27/10, 1978.
