CS261571B1 - Zařízení ke kontinuálnímu chlazení ocelových tyčí z doválcovací teploty - Google Patents

Abstract

Zintenzívnění ochlazovacího účinku tlakové vody v zástřikových komorách a chladicích trubicích slouží k průběžnému tepelnému zpracování ocelových tyčí určených k použití jako betonářské výztuže. Zařízení k této teohnologii chlazení sestává z přední zástřikové komory a zadní zástřikové komory oddělených turbulentními -segmenty chladicího potrubí. Zadní zástřiková komora s přívodem tlakové vody je rozdělena vloženým dvojkuželovým prstencem na dva koncentrické prostory, přičemž výstupní kužel dvljkuželového prstence zadní zástřikové komory je opatřen nejméně šesti výtokovými otvory, které jsou skloněny pod úhlem 20 až 35° k podélné ose chladicí trubioe.

Description

Vynález řeší konstrukci zařízení obsahujícího zástřikové komory a chladící trubice sloužící průběžnému tepelnému zpracování ocelových tyčí určených k použití jako betonářské výztuže.

Ve stavebnictví užívané ocelové tyče pro výztuž do be.tonu musí vykazovat kromě vysokých hodnot mechanických, zejména meze kluzu, také dobré vlastnosti plastické a navíc musí být u nich zaručena svařitelnost. Běžně se těchto vlastností dosahuje kombinací obsahu uhlíku, manganu a křemíku jako základních prvků s obsahem prvků legujících, například titanu, vanadu a podobně.

Při zvyšujících se nárocích na minimální mez kluzu, dnes 500 MPa, se však při této kombinaci chemického složení oceli dospívá k vysokým obsa-hům uhlíku, manganu a křemíku a tyto ocele se již nevyznačují dobrou svařitelnosti. Uvedený problém se řeší tepelným zpracováním oceli z doválcovací teploty. Při tomto procesu se intenzivním ochlazením tyče z doválcovací teploty okolo 1000 °C dosáhne zakalení povrchové vrstvy kovu tyče a při dalším chladnutí tyče na vzduchu se od teplejší střední části popustí zakalená povrchová vrstva a získává se tak velmi příznivá mikrostruktura tepelně zpracované tyče, to jest tvrdá a pevná vrstva se sorbitickou strukturou a houževnatá a plastická feriticko-perlitická struktura jádra. Obsah uhlíku, manganu a křemíku v oceli při tomto tepelném zpracování může být velmi nízký a odpadá potřeba legujících prvků. Technický problém intenzivního schlazení vyválcované tyče ihned za doválcovací stolicí řeší konstrukčně různé chladící systémy/ z nichž nejznámější používá ke schlazení tyče z doválcovací teploty sestavu skládající se ze vstupní komory, chladicí roury a odpadní komory. Chladící tlaková voda tryská ve vstupní komoře dvěma dvojicemi otvorů pootočenými navzájem o 90 °C na procházející tyč. Chladicí roura sestává z kuželových průtokových

261 571 segmentů, v nichž se střídavě zvětšuje a zmenšuje průřez. Tímto uspořádáním se v chladící rouře vytváří turbulence a pulzace, která účinně narušuje parní polštář na povrchu procházejícího vývalku a vytváří dobré podmínky pro odvod tepla z jeho povrchu. Odpadní komora jímá tlakovou vodu z chladící trubice a odvádí ji do dalšího oběhu. Jeden takový chladící element má délku 5 metrů a pro chlazení betonářské oceli se používají u průměru chlazených tyčí 10 až 16 mm dva tyto. elementy, u průměrů 18 až 25 mm čtyři elementy a u průměrů 28 až 32 mm šest elementů, takže stavební délka chladícího zařízení přesahuje 30 metrů. Tento systém dovoluje pracovat s doválcovacími rychlostmi max. 12 až 16 m.s“^·, ovšem na moderních válcovacích tratích jsou doválcovací rychlosti vyšší a vyžadují se minimální zástavbové prostory pro chladicí zařízení.

Zvýšeného chladícího účinku na podstatně zkrácené délce se dosáhne zařízením, které sestává ze vstupní zástřikové komory a chladícího potrubí sestaveného z průtokových chladících segmentů a podstata vynálezu u tohoto zařízení spočívá v tom, že za před ní zástřikovou komorou je do chladicího potrubí vřazena zadní zástřiková komora válcového tvaru, do jejíhož pláště je shora zaústěn přívod -tlakové chlMicí vody a jejíž vnitřní prostor je axiál ně rozdělen dvojkuželovým prstencem na dva koncentrické prostory, přičemž výstupní kužel dvojkuželového prstence je opatřen nejméně šesti výtokovými otvory, které jsou odkloněny od osy chladicí trubice o úhel 20 až 35°.

Podle předloženého vynálezu se oproti’ stávajícím chladicím systémům zvyšuje chladicí účinek jednak tím, že velkým počtem účelově skloněných otvorů se dosáhne rovnoměrného pokrytí celého povrchu vývalku, lepšího zaplněni turbulentních segmentů chladicí trubice vodou a jmenovitě stanovenou výtokovou rychlostí chladicí vody k účinnějšímu narušování parního polštáře a nepřetržitému přístupu čerstvé chladicí vody na povrch vývalku. K žádoucímu ochlazení vývalku dochází ve velmi krátkém časovém úseku v oblasti maximálního teplotního rozdílu mezi vývalkem a chladícím médiem. Podstatně se tak zkracuje stavební délka chladícího zařízení a jeho zvýšený chladicí účinek umožňuje dosáhnout požadované struktury i při doválcovacích rychlostech vyšších o 20 % ve srovnání s obdobnými chladicími systémy. Tak na příklad pro chlazení a tepelné' zpracování betonářské oceli o průměrech 10 až 18 mm je zapotřebí jednoho chladícího elementu podle vynálezu s celkovou dél- 3 2B1 571 kou 8 m, při průměrech 20 až 25 mm stačí dva elementy o délce 16 m a při průměrech 28 až 32 m a třech elementech činí celková zástavbová délka 24 m, což snižuje nároky na zástavbový prostor o polovinu. Výpočtové podklady i empirické poznatky potvrzují,, že'tímto způsobem a zařízením vzrostl součinitel přestupu tepla až 4,3 - krát a tedy stejnou měrou je intenzivnější odvod tepla z válcované tyče, nežli je tomu u stávajících zařízení.

Podstata vynálezu je objasněná v dalším popisu na příkladech tepelného zpracování z doválcovací teploty betonářské oceli tří různých průměrů a na připojeném výkresu je schématický osový řez jedním chladícím elementem podle vynálezu.

Chladící element sestává ze vstupní zástřikové komory 10, chladící trubice 20 složené z turbulentních průtokových segmentů a zadní zástřikové komory 30. Vstupní zástřiková komora 10 je tvořena válcovým pláštěm 11 ,v němž je centricky uložen prstenec 12 ukončený ve své přední Části výběhovým kuželem 13 opatřeným výtokovými otvory 14« Do pláště 11 je zaústěn přívod 15 tlakové vody a v přední části zástřikové komory 10 se nachází sběrná skříň 16 s odvodem 17 chladicí vody a s vpustkou 18 zaústěnou do vnitřního prostoru prstence 12, sloužící k vevádění vývalku do chladícího zařízení. Zadní zástřiková komora 22 je tvořena válcovým pláštěm 31/do něhož je zaústěn přívod 32 tlakové vody.

V plášti 31 je soustředně s podélnou osou zadní zástřikové komory 22 uložen dvojkuželový prstenec 33, jehož náběhový kužel 34 navazuje na výběh turbulentního průtokového segmentu 21 a jeho výstupní kužel 35 je opatřen nejméně šesti výtokovými otvory 36 nebo tryskami, skloněnými k podélné ose zařízení pod úhlem 20 až 35°.

Na tomto chladicím zařízení byly tepelně zpracovány kruhové vývalky pro betonářskou ocel níže uvedeného chemického složení za dále uvedených podmínek a u takto tepelně zpracované betonářské oceli byly nalezeny následující mechanické hodnoty»

Průměr obsah (% hmot.)	0 12	0 20	0 22
uhlíku	0,17	0,18	0,19
manganu	0,98	1,14	1,14
křemíku	0,49	0,31	0,29

mez kluzu

Re (MPa) 740 až 760

540 až 560

520 až 560

mez pevnosti					261 S71
Rm (MPa)	790	až 810	630 až 660	650	až 720
tažnost
(5d) (%)	16	až 20	16 až 18	16	až 18
doválcovací
rychlost (m.a )		18,5	17,0		16,0
zástřiková
rychlost (m.s^)		20,8	19,9		17,85

PŘSDMŠT VYNÍIEZU

Claims (1)

1. Zařízení ke kontinuálnímu chlazení ocelových tyčí z doválcovací teploty vodním sprchováním, které se skládá ze vstupní zástřikové komory_zna níž je naústěno chladící potrubí tvořené turbulentními průtokovými segmenty, vyznačené tím, že za vstupní zástrikovou komorou (10) je do chladícího potrubí (20) vřazena zadní zástriková komora (30) válcového tvaru, do jejíhož pláš tě (31) je shora zaústěn přívod (32) tlakové vody a jejíž vnitřní prostor je osově rozdělen vloženým dvojkuželovým prstencem (33) na dva koncentrické prostory, přičemž výstupní kužel (35) dvojkuželového prstence (33) je opatřen nejméně šesti výtokovými otvory (36), které jsou skloněny pod úhlem 20 a 35° k ose chladící trubice (20).