Спрейер системы вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтских

Социалистические

Ресттублнк ()946?92 (61) Дополнительное к авт. свил-ву NÃ 728983 (22) Заявлено 16. 02. 81 (21) 3248217/22-02 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 30 07 ° 82 Бюллетень М 28

Дата ойубликования описания 30 ° 07 ° 82 (51jM. Кл.

В 22 0 11/124

Гоеудерстеапвй квинтет

СССР по делам нэабретеннй н открытий (53) УДК 621. 746. . 27(088. 8) M.È. Пикус, З.Т. Гвитидзе, И.А. Талдыкин, Д.М. Харадзе, Г.И. Гибрадзе, Н.С. Морозова ..голубев

I с

4 т

Руставский металлургический завод (72) Автори изобретения (71) Заявитель (54) СПРЕЙЕР СИСТЕМЫ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

УСТАНОВОК НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов.

По основному авт. св. У 728983 известен спрейер системы вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов, содержащий цилиндрический полый корпус с диффузорными отверстиями и с системой подвода жидкого охладителя, снабженный цилиндрическим патрубком с отверстиями, установленным внутри корпуса, параллельно его оси и эксцентрично ему, причем отверстия патрубка соосны диффузорным отверстиям корпуса (1 j.

К недостаткам конструкции этого спрейера относится то, что воздух, подаваемый в цилиндрический патрубок через отверстия, просверленные в нем, недостаточно эффективно распыляет водяной поток, так как воздушный факел плохо организован. Воздушный факел, истекающий из отверстий патрубка, просверленных в его стенке, обладает пониженной жесткостью (кинетическая энергия воздушной струи на единицу поперечного сечения ее) и плохо распыляет водяной поток.

Для организации жесткого воздушного факела необходимо, чтобы длина канала сопла была в 3-3,5 раза длин о нее его диаметра. Толщина же стенки трубки, из которой. изготавливают патрубок составляет 2-3 мм. Даже при минимальном диаметре сопла 4-5 мм толщина стенки патрубка должна быть

15 12-16 мм, но спрейер, изготовленный из таких труб будет очень тяжелый и громоздкий. Поэтому для получения жесткого воздушного факела в спрейере, изготовленном из стандартных о труб с толщиной стенки 2-3 мм, длину каналов отверстий патрубка необходимо увеличить, снабдив отверстия патрубка насадками.

946792

ЭО

4О

3

При малой жесткости воздушного потока водяной поток плохо дробится, и водовоздушный факел также получается пониженной жесткости. Это приводит к тому, что скорость охлаждения слитка мала и необходимо сни-. жать скорость разливки металла. Кроме того, не только при водяном, но и при водовоздушном охлаждении слитка на его поверхности образуется паровая

"рубашка" (мелкий сплошной газовый пузырь), препятствующая охлаждению слитка. Более жесткий водовоздушный факел будет эффективно уничтожать на поверхности слитка паровую "рубашку" и способствовать ускоренному охлаждению его поверхности, что позвОлит увеличить скорость разливки металла на ИНЛЗ.

Давление воздуха в цеховых газовых сетях составляет 4- атм. Как показала практика использования спрейера, этого давления недостаточно для эффективного распыления жидкости и с быстрого охлаждения слитка. Попытки увеличить жесткость струи путем увеличения давления воздуха не дали положительного результата, так как в этом случае возникает запирание выходных отверстий воздухом с прекращением подачи воды.

Ниже приведено доказательство необходимости и эффективности снабжения отверстий патрубка насадками, а также основные конструктивные размеры предлагаемого спрейера.

Расход (a) воздуха, истекающего из отверстия или сопла, имеющего площадь (т)., зависит от давления (Н) и от вида сопла, учитываемого коэффициентом

О=1 f /2Н (1)

Для отверстий в тонких стенках ф=0,60-0,62, а для насадков ф =

=0,94-0,98, т.е. один и тот же расход достигается в случае применения насадка при давлении на 20-253 меньшем, чем в случае отверстия в тонкой стенке. И наоборот, при одном и том же давлении расход воздуха на

15-203 больше при использовании насадка. Следовательно, пропорционально возрастает кинетическая энергия факела и его жесткость в случае применения насадка.

Расстояние от среза насадка до отверстия в стенке корпуса, должно быть вполне определенным, зависящим от диаметров отверстий в насадке (д) и в стенке корпуса (О) (фиг. 3) . и удовлетворять условию — =0,5-1,2 (2)

)). Л

Бсли разность диаметров менее

0,5 f,, то энергия струи на выходе из спрейера будет погашена на 10153 за счет естественного затухания, определяемого по формуле (2) Р6 Юо (3) (de/à) о,гл

В случае, если разность диаметров превышает 1,26, то возникает явление запирания выходного отверстия воздухом, в результате которого прекращается подача воды на слиток.

Цель изобретения - увеличение кинетической энергии воздушного потока для дробления водяной струи.

Указанная цель. достигается тем, что цилиндрический патрубок дополнительно снабжен насадками, установленными соосно с отверстиями патрубка и корпуса, причем отношение разности диаметров отверстий корпуса и патрубка к расстоянию от среза насадка до внутренней стенки корпуса составляет 0,5- 1,2.

На фиг. 1 показан спрейер, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2.

Спрейер состоит из полого цилиндрического корпуса 1, цилиндрического патрубка 2, жестко закрепленного посредством сварки внутри цилиндрического корпуса 1, полости 3, о6разовавшуюся между цилиндрическими.поверхностями для смешения охладителя и воздуха. На поверхности цилиндрического корпуса по всей высоте спрейера выполнены диффузорные отверстия

4, угол раскрытия которых составляет

Цилиндрический корпус 1 соединен посредством резьбы с системой подвода охладителя 5. Отверстия 6 цилиндричес кого патрубка соосны с диффузорными отверстиями 4 корпуса. Патрубок 2 посредством сварки жестко соединен с каналом 7 подвода воздуха. Отверстия на патрубке снабжены насадками 8.

Устройство работает следующим образом.

Через трубопровод, соединенный с системой подвода охладителя 5, охладитель, например, воды под давлением

2- 3 атм поступает в полость 3. Одновременно через трубопровод, соединен946792 6 эффект от применения предлагаемого спрейера составит 100 тыс. руб. в год. ный с каналом 7 подвода воздуха, в цилиндрический патрубок 2 подают под давлением 5-6 атм воздух, который. попадая через насадки 8 в полость 3, смешивается с водой и в виде воздушной смеси выходит из диффузорного.отверстия, образуя водовоздушный факел, который эффективно охлаждает слиток.

Пример . При скорости разливки металла 0,5 т/мин расход воды на 1О охлаждение слитка составляет

0,02 м /т, расход воздуха — 0,5 м /т, У внутренний диаметр корпуса - 25 мм, патрубка - 18 мм, диаметр диффузорных отверстий на корпусе — 5 мм (О), f5 диаметр отверстий на цилиндрическом патрубке — 3 мм (d), длина насадка (S) — 10 мм, расстояние от среза насадки до отверстия в стенке корпуса (f) - 5 мм..

Применение на практике спрейера предлагаемой конструкции позволило уменьшить количество прорывов при разливке металла на МНЛЗ, уменьшить количество трещин на поверхности 25 слитков и за счет этого увеличить выход годного на 0,53, экономический

Формула изобретения

Спрейер системы вторичного охлаждения установок непрерывной разливки металлов по авт. св. И 728983, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения кинетической энергии воздушного потока для дробления водяной струи, цилиндрический патрубок дополнительно снабжен насадками, установленными соосно с отверстиями патрубка и корпуса, причем отношение разности диаметров отверстий корпуса и патрубка к расстоянию от среза насадка до внутренней стенки корпуса составляет 0,5-1,2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 728983, кл. В 22 0 11/124, 1980.

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика, Гостехтеориздат, 1951.