Дата опубликования описания 30 . 06.82 (53) УДК 621. 771. .2,04(088.8) Ф.Е. Долженков, lO.Â. Коновалов, И.И. Кочевенко, Т.С. Литвинова, А.В. Буток, В.G. Оробцев,"Л.Б. Горский, В.И. Пономарев, D.È. Курочкин, В.К. Литвийов, :, Л,Г,Большинский и Ю.С. Колосков

Донецкий научно-исследовательский институт черйяй---„- ° C -. -. -... -,. - 1 М

Донецкого физико-технического института АН Украинской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ГОРЯЧЕГО МЕТАЛЛА го

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к способам охлаждения горячекатаного металла и валков, а также для охлаждения любых нагретых поверхностей, и может быть использовано в металлур5 гии.

Максимальная скорость прокатки на современных непрерывных широкополосных станах горячей прокатки достигает 25 м/с. Опыт эксплуатации этих станов с разгоном чистовой группы клетей показал, что постоянство температуры конца прокатки по всей длине полосы обеспечивается при величине ускорения 0,02-0,06 м/с. При прокатке с темпами разгона 0,3"0,5 м/с возникает обратный температурный клин от головной части полосы к хвостовой, величина которого может достигнуть 90 С и выше.

Для разрешения противоречия между получением стабильной температуры металла и повышением производительности в этих случаях используется принудительное охлаждение водой (1 ).

При тенденции увеличения скорости прокатки до 35 и/с применение известных способов и устройств принудительного охлаждения, использующих, как правило, в качестве охладителя воду, не может обеспечить стабилизацию температуры конца прокатки по всей длине полосы и требуемые физико-механические свойства прокатываемого металла.

Известен способ охлаждения горячекатаной полосы, заключающийся в том, что за последний чистовой клетью полосового стана горячей прокатки используют в качестве охладителя жидкий азот, при этом температуру прокатываемого металла в этой зоне резко снижают до 500-700 С.

В результате устраняется участок, на котором находится полоса без

939152 принудительного охлаждения при высокой температуре 800-900 С.

Для осуществления этого способа в качестве охладителя используют также воду, но оговорено что данный способ особенно эффективен при применении жидкого азота (2).

Известен способ охлаждения горячекатаного металла распылением водой, нагретой до температуры, о близкой к температуре кипения. Распыление воды производят íà rpe тым до 80-350 С воздухом (3 ).

Недостатком всех указанных способов является возможность появле- 15 ния паровой подушки между охладителем и охлаждаемой поверхностью, что снижает интенсивность процесса охлаждения. Кроме того, охлаждение чистым жидким азотом (2 J неэкономично.

Наиболее близким к предлагаемому является способ охлаждения горячека" таного металла, включающий подачу на охлаждаемую поверхность мелкодисперсных кристалликов льда, образованного после смешивания водовоздушной смеси с жидким азотом.

Рассматриваемый способ включает три стадии охлаждения: плавление льда, нагревание мелкодисперсных капелек воды до температуры кипения, испарение этих капелек воды $4).

Недостатком данного способа яв" ляется неэффективное использование жидкого азота, так как жидкий азот при смешивании с водой над охлаждаемой поверхностью испаряется, не использовав весь запас своеи хладоll 40

СТОЙКОСТИ

Цель изобретения вЂ” повышение эффективности охлаждения и экономии охладителя.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в способе охлаждения горячего металла, преимущественно при прокатке, включающем непрерывную подачу на поверхность металла охлаждающей воды в виде льда,5о полученного в смеси воды с низкотемпературным или криогенным реагентом, например жидким азотом, лед подают с течпературой, соответствующей температуре <ипения ни3котемпера-55 турного или криогенного реагента.

На чертеже иэг.Сражена схема способа. б

На охлаждаемую полосу 1, находящуюся между валками 2, непрерывно подают лед 3 с температурой, определяемой температурой кипения выбранного низкотемпературного или криогенного реагента. Лед формируют в корпусе 4 путем впрыскивания воды в низкотемпературный или криогенный реагент камеры 5, например жидкий азот.

Испаряемый азот перекачивают в сжижительную машину 6, где он циркулирует по замкнутому циклу, а воду после таяния льда собирают в водосборнике 7, очищают и направляют по замкнутому циклу.

Таким образом, повышается скорость и эффективность теплообмена между горячим металлом и охладителем в результате введения новой четвертой стадии охлаждения (нагрева переохлажденного льда до температуры плавления). Следовательно, теперь на первых двух стадиях охлаждения отсутствует образование паровой подушки. Непрерывная подача льда по всей охлаждаемой поверхности выдавливает образовавшуюся на последующих двух стадиях охлаждения паровую подушку, что уменьшает отрицательное воздействие ее в процессе охлаждения.

При прокатке листов различной толщины с разной температурой конца прокатки возникает необходимость дифференцировать диапазон охлаждения.

С целью экономии и эффективного применения низкотемпературного или криогенного реагента используют ниэкотемпературные или криогенные реагенты с различной температурой кипения.

Например, азот кипит при 195,65 С, водород - 252,8 С, углекислота при

78,5 С, фреон 40 при 23 С, фреон 22 при 41оС фреон 13 при 81,5 С, метан при 161 С.

Il р и м е р. Два литра воды впрыскивают в камеру с десятью литрами жидкого азота и перемешивают до образования льда с температурой, соответствующей температуре кипения жидкого азота, равной 195,65 С. Потом этот лед в виде брикета размером

240х120х200 мм непрерывно подают на горячий образец с среднемассовой температурой 900 С размером 250х х120х30. Лед плотно прилегает к образцу, заполняет все его неровности и равномерно с высокой скоростью охлаждает его. Охлаждение проходит

939152 формула изобретения

3 7

3HИИПИ Заказ 4546/20 Тираж 845 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, в четыре стадии: нагрев льда от температуры, соответствующей температуре кипения жидкого азота, до температуры плавления льда, плавление льда, нагрев воды до кипения, испаре- S ние воды.

Следовательно, на первых двух стадиях отсутствует образование паровой подушки, а на последующих двух стадиях образование паровой подушки существенно уменьшается за счет выдавливания воды непрерывно поступающим льдом в виде брикета по всей охлаждаемой поверхности. Таким образом, повышается эффективность теплообмена и сокращается расход как воды из-за исключения разбрызгивания и уменьшения испарения ее, так и жидкого азота из-за эффектив- 20 ного использования его "хладостойll кости и использования его по замкнутому циклу.

Использование предлагаемого способа охлаждения горячекатаного металла обеспечивает получение требуемых физико-механических свойств и структуры металла по всей длине полосы, увеличение производительности стана, более рациональное использо1 вание воды низкотемпературных или криогенных жидкостей.

Способ охлаждения горячего металла, преимущественно при прокатке, включающий непрерывную подачу на поверхность металла охлаждающей воды в виде льда, полученного в смееи воды с низкотемпературным или криогенным реагентом, например жид ким азотом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и экономии охладителя, лед подают с температурой, соответствующей температуре кипения низкотемпературного или криогенного реагента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бюллетень ЦИИНЧермет 1973, 20.

2. Патент Японии Н 44-43495, кл. 10 J 182, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

N 531579, кл. B 21 B 45/02, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2919167/02, кл.В 21 В

45/02, 1980.

Похожие патенты: