CS261571B1 - Device for continuous cooling of steel bars from the finishing temperature - Google Patents

Device for continuous cooling of steel bars from the finishing temperature Download PDF

Info

Publication number
CS261571B1
CS261571B1 CS867863A CS786386A CS261571B1 CS 261571 B1 CS261571 B1 CS 261571B1 CS 867863 A CS867863 A CS 867863A CS 786386 A CS786386 A CS 786386A CS 261571 B1 CS261571 B1 CS 261571B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
cooling
injection chamber
steel bars
pressurized water
chamber
Prior art date
Application number
CS867863A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS786386A1 (en
Inventor
Miroslav Ing Zimmermann
Jan Ing Zavodny
Rudolf Ing Navratil
Miroslav Ing Foltyn
Milan Ing Urbancik
Jaromir Prof Ing Drs Noskievic
Zdenek Doc Ing Csc Ryc
Original Assignee
Miroslav Ing Zimmermann
Z Jan Ing
Rudolf Ing Navratil
Miroslav Ing Foltyn
Milan Ing Urbancik
Jaromir Prof Ing Drs Noskievic
Zdenek Doc Ing Csc Ryc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miroslav Ing Zimmermann, Z Jan Ing, Rudolf Ing Navratil, Miroslav Ing Foltyn, Milan Ing Urbancik, Jaromir Prof Ing Drs Noskievic, Zdenek Doc Ing Csc Ryc filed Critical Miroslav Ing Zimmermann
Priority to CS867863A priority Critical patent/CS261571B1/en
Publication of CS786386A1 publication Critical patent/CS786386A1/en
Publication of CS261571B1 publication Critical patent/CS261571B1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

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.The intensification of the cooling effect of pressurized water in the injection chambers and cooling tubes serves for the continuous heat treatment of steel bars intended for use as concrete reinforcement. The device for this cooling technology consists of a front injection chamber and a rear injection chamber separated by turbulent segments of the cooling pipe. The rear injection chamber with the pressurized water supply is divided by an inserted double-conical ring into two concentric spaces, while the outlet cone of the double-conical ring of the rear injection chamber is provided with at least six outlet openings, which are inclined at an angle of 20 to 35° to the longitudinal axis of the cooling tube.

Description

Vynález řeší konstrukci zařízení obsahujícího zástřikové komory a chladící trubice sloužící průběžnému tepelnému zpracování ocelových tyčí určených k použití jako betonářské výztuže.The invention addresses the design of a device containing injection chambers and cooling tubes for continuous heat treatment of steel bars intended for use as concrete reinforcement.

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.Steel bars used in construction for concrete reinforcement must have, in addition to high mechanical values, especially yield strength, good plastic properties and must also be weldable. These properties are usually achieved by combining the content of carbon, manganese and silicon as basic elements with the content of alloying elements, such as titanium, vanadium and the like.

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 průtokovýchWith increasing demands on the minimum yield strength, today 500 MPa, however, this combination of the chemical composition of the steel results in high contents of carbon, manganese and silicon and these steels are no longer characterized by good weldability. The above problem is solved by heat treatment of the steel from the finishing temperature. In this process, by intensive cooling of the bar from the finishing temperature of around 1000 °C, the surface layer of the metal of the bar is hardened and, upon further cooling of the bar in air, the hardened surface layer is released from the warmer central part, thus obtaining a very favorable microstructure of the heat-treated bar, i.e. a hard and strong layer with a sorbitic structure and a tough and plastic ferritic-pearlitic core structure. The content of carbon, manganese and silicon in the steel during this heat treatment can be very low and the need for alloying elements is eliminated. The technical problem of intensive cooling of the rolled bar immediately after the finishing stand is solved by various cooling systems, the most well-known of which uses an assembly consisting of an inlet chamber, a cooling pipe and a waste chamber to cool the bar from the finishing temperature. The cooling pressure water is sprayed in the inlet chamber through two pairs of holes rotated by 90°C onto the passing bar. The cooling pipe consists of conical flow tubes

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.261 571 segments, in which the cross-section is alternately increased and decreased. This arrangement creates turbulence and pulsation in the cooling tube, which effectively disrupts the steam cushion on the surface of the passing roll and creates good conditions for heat removal from its surface. The waste chamber collects pressurized water from the cooling tube and discharges it into the next circulation. One such cooling element is 5 meters long and for cooling reinforcing steel, two such elements are used for cooled bars with a diameter of 10 to 16 mm, four elements for diameters of 18 to 25 mm and six elements for diameters of 28 to 32 mm, so that the structural length of the cooling device exceeds 30 meters. This system allows working with finishing speeds of max. 12 to 16 m.s“^·, however, on modern rolling lines, finishing speeds are higher and minimal installation spaces are required for the cooling device.

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°.Increased cooling effect at a substantially shortened length is achieved by a device consisting of an inlet injection chamber and a cooling pipe assembled from flow-through cooling segments, and the essence of the invention in this device lies in the fact that behind the front injection chamber, a rear injection chamber of cylindrical shape is inserted into the cooling pipe, into the shell of which a supply of pressurized cooling water is opened from above and whose internal space is axially divided by a double-conical ring into two concentric spaces, while the outlet cone of the double-conical ring is provided with at least six outlet openings, which are deflected from the axis of the cooling tube by an angle of 20 to 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.According to the present invention, the cooling effect is increased compared to existing cooling systems, on the one hand, by a large number of purposefully inclined openings, uniform coverage of the entire surface of the rolled product is achieved, better filling of the turbulent segments of the cooling tube with water and, by a nominally determined outflow velocity of the cooling water, more effective disruption of the steam cushion and continuous access of fresh cooling water to the surface of the rolled product. The desired cooling of the rolled product occurs in a very short period of time in the area of the maximum temperature difference between the rolled product and the cooling medium. This significantly shortens the structural length of the cooling device and its increased cooling effect allows the desired structure to be achieved even at finishing speeds that are 20% higher compared to similar cooling systems. For example, for cooling and heat treatment of reinforcing steel with diameters of 10 to 18 mm, one cooling element according to the invention with a total length of 8 m is required, for diameters of 20 to 25 mm, two elements with a length of 16 m are sufficient, and for diameters of 28 to 32 m and three elements, the total installation length is 24 m, which reduces the requirements for installation space by half. Calculations and empirical findings confirm that with this method and device the heat transfer coefficient has increased by up to 4.3 times and therefore the heat removal from the rolled bar is correspondingly more intensive than with existing devices.

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.The essence of the invention is explained in the following description using examples of heat treatment from the finishing temperature of reinforcing steel of three different diameters, and the attached drawing shows a schematic axial section through one cooling element according to the invention.

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.The cooling element consists of an inlet injection chamber 10, a cooling tube 20 composed of turbulent flow segments and a rear injection chamber 30. The inlet injection chamber 10 is formed by a cylindrical shell 11, in which a ring 12 is centrally placed, ending in its front part with a run-out cone 13 provided with outlet openings 14. The shell 11 is connected to a pressurized water inlet 15, and in the front part of the injection chamber 10 there is a collecting box 16 with a cooling water outlet 17 and an inlet 18 opening into the inner space of the ring 12, serving to introduce the rolled product into the cooling device. The rear injection chamber 22 is formed by a cylindrical shell 31 into which a pressurized water inlet 32 is connected.

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°.In the casing 31, concentrically with the longitudinal axis of the rear injection chamber 22, a double-conical ring 33 is placed, the inlet cone 34 of which is connected to the outlet of the turbulent flow segment 21 and its outlet cone 35 is provided with at least six outlet openings 36 or nozzles, inclined to the longitudinal axis of the device at an angle of 20 to 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»Round bars for reinforcing steel of the chemical composition below were heat treated on this cooling device under the conditions below, and the following mechanical values were found for the reinforcing steel thus heat treated»

Průměr obsah (% hmot.) Average content (% wt.) 0 12 0 12 0 20 0 20 0 22 0 22 uhlíku carbon 0,17 0.17 0,18 0.18 0,19 0.19 manganu manganese 0,98 0.98 1,14 1.14 1,14 1.14 křemíku silicon 0,49 0.49 0,31 0.31 0,29 0.29

mez kluzuyield strength

Re (MPa) 740 až 760Re (MPa) 740 to 760

540 až 560540 to 560

520 až 560520 to 560

mez pevnosti fortress limit 261 S71 261 S71 Rm (MPa) Rm (MPa) 790 790 až 810 up to 810 630 až 660 630 to 660 650 650 až 720 up to 720 tažnost ductility (5d) (%) (5d) (%) 16 16 až 20 up to 20 16 až 18 16 to 18 16 16 až 18 up to 18 doválcovací re-rolling rychlost (m.a ) speed (m.a ) 18,5 18.5 17,0 17.0 16,0 16.0 zástřiková spray rychlost (m.s^) speed (m.s^) 20,8 20.8 19,9 19.9 17,85 17.85

PŘSDMŠT VYNÍIEZUPRESIDENT OF THE REPUBLIC OF VYNIEZ

Claims (1)

Zařízení ke kontinuálnímu chlazení ocelových tyčí z doválcovací teploty vodním sprchováním, které se skládá ze vstupní zástřikové komoryzna 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).Apparatus for continuous cooling of steel rods from post-rolling temperature by water spraying, comprising an inlet spray chamber from which a cooling conduit formed by turbulent flow segments is provided, characterized in that it is inserted into the cooling conduit (20) after the inlet plug chamber (10). a cylindrically shaped rear plug chamber (30), into which the housing (31) has a pressurized water supply (32) from above and whose inner space is axially divided by an inserted double cone ring (33) into two concentric spaces, the double cone outlet cone (35) the ring (33) is provided with at least six outflow openings (36) which are inclined at an angle of 20 and 35 ° to the axis of the cooling tube (20).
CS867863A 1986-10-30 1986-10-30 Device for continuous cooling of steel bars from the finishing temperature CS261571B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS867863A CS261571B1 (en) 1986-10-30 1986-10-30 Device for continuous cooling of steel bars from the finishing temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS867863A CS261571B1 (en) 1986-10-30 1986-10-30 Device for continuous cooling of steel bars from the finishing temperature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS786386A1 CS786386A1 (en) 1988-07-15
CS261571B1 true CS261571B1 (en) 1989-02-10

Family

ID=5428510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS867863A CS261571B1 (en) 1986-10-30 1986-10-30 Device for continuous cooling of steel bars from the finishing temperature

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS261571B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS786386A1 (en) 1988-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US1211277A (en) Apparatus for cooling metal rods.
US3486554A (en) Double walled tubular assemblage for cooling elongate material
US2624178A (en) Cooling of the rod in rod rolling mills
CS261571B1 (en) Device for continuous cooling of steel bars from the finishing temperature
CN111417471B (en) Method for manufacturing seamless steel pipe
US6471798B1 (en) Method and apparatus for heat treating steel
KR101105106B1 (en) Rolled Wire Cooling Equipment
JPH04313417A (en) Immersion cooling equipment for wire rods and steel bars
CA1112629A (en) Sinter breaker
JPH059705U (en) Water cooling tubes for steel bars and wires
US4197730A (en) Cooling arrangement
JP4460147B2 (en) Rolling material cooling device
US4211088A (en) Internal cooling of heat exchanger tubes
US3420447A (en) Distributor for distributing cooling liquid
SU1380990A1 (en) Bath for cooling plastic articles
CA2001183A1 (en) Apparatus for cooling a cylindrical member in linear motion
JPH05200427A (en) Apparatus and method for immersion cooling of wire rods and steel bars
JP3304783B2 (en) Plug cooling method and device
US4247284A (en) Internal cooling of heat exchanger tubes
JPS59226123A (en) Immersion cooling pipe for wire rod and steel bar
JPH08157927A (en) Steelmaking lance
JPS61127826A (en) Cooling device of hot rolled bar steel or the like
SU876737A1 (en) Device for thermal treatment and hydrotransporting of rolled stock
US2017389A (en) Mill mandrel bar
RU2786428C1 (en) Cooling device for seamless steel pipes