FI73001C

FI73001C - ANORDNING VID VATTENSPRUTMUNSTYCKET.

Info

Publication number: FI73001C
Application number: FI832833A
Authority: FI
Inventors: Sadao Ebata
Original assignee: Kawasaki Steel Co
Priority date: 1982-08-10
Filing date: 1983-08-08
Publication date: 1987-08-10
Also published as: FI832833A; FI832833A0; EP0101224B1; EP0101224A3; AU546810B2; FI73001B; DE3375647D1; EP0101224A2; AU1747983A

Description

1 730011 73001

Vesisuihkusuutinjärjestely. - Anordning vid vatten-sprutmunstycket.Vesisuihkusuutinjärjestely. - Anordning vid vatten-sprutmunstycket.

Keksinnön kohteena on vesisuihkusuutinjärjestely levymäisten materiaalien alapintojen jäähdyttämistä varten, johon järjestelyyn kuuluu pitkänomainen jäähdytin joka on onton sylinterin muotoinen ja jolla on oleellisesti vaakasuora akseli ja johon jäähdytysvesi syötetään paineen alaisena, ohjauselimet oleellisesti vaakasuoriin suuntiin jäähdyttimestä suihkutetun vesi-virtauksen ohjaamiseksi ja virtauksen kääntämiseksi ylöspäin kohti jäähdytettävää materiaalia, ja suihkutuselimet jäähdyttimestä tapahtuvan vesivirtauksen suihkuttamiseksi oleellisesti vaakasuorasti.The invention relates to a water jet nozzle arrangement for cooling the lower surfaces of plate-like materials, the arrangement comprising an elongate condenser having a hollow cylindrical shape and having a substantially horizontal axis and supplying cooling water under pressure; , and spray means for spraying the water flow from the condenser substantially horizontally.

Teräksen valmistuksessa teräslevyjä käsitellään niiden mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi jäähdyttämällä ne nopeasti korkeasta lämpötilasta niin sanotulla karkaisu- tai sammmu-tuskäsittelyllä eli jäähdyttämällä nopeasti. Tässä käsittelyssä jäähdytysvesi suihkutetaan vasten jäähdytettävien teräs-levyjen ylä- ja alapintoja. Tällöin on ryhdyttävä erityistoimiin, jotta levyjen alapinnat jäähtyisivät tehokkaasti.In the manufacture of steel, steel sheets are treated to improve their mechanical properties by rapidly cooling them from a high temperature by a so-called hardening or quenching treatment, i.e. by rapid cooling. In this treatment, cooling water is sprayed against the upper and lower surfaces of the steel plates to be cooled. In this case, special measures must be taken to ensure that the lower surfaces of the plates are cooled effectively.

Suuttimesta teräslevyjen yläpinnalle suihkutettu jäähdytysvesi jää niiden päälle tarvittavaksi ajaksi, joten yläpinnat jäähtyvät oleellisesti tasaisesti ja tehokkaasti. Sitä vastoin teräslevyjen alapinnalla jäähdytysvaikutus ilmenee ainoastaan niissä pinnan kohdissa, joihin suihkutettu vesi alunperin törmää. Sen jälkeen kun vesi on törmännyt vasten pintaa, se välittömästi putoaa pois pinnalta ja tämän jälkeen se ei enää jäähdytä pintaa. Sen vuoksi on vaikeata jäähdyttää levyjen alapintoja tasaisesti ja tehokkaasti.The cooling water sprayed from the nozzle onto the top surface of the steel plates remains on them for the required time, so that the top surfaces cool substantially evenly and efficiently. In contrast, on the underside of the steel plates, the cooling effect occurs only at those points on the surface where the sprayed water initially impinges. After the water has collided with the surface, it immediately falls off the surface and after this it no longer cools the surface. Therefore, it is difficult to cool the lower surfaces of the plates evenly and efficiently.

Tekniikan tasosta tunnetaan erilaisia suuttimia, esimerkiksi sumutussuuttimia, ympyrämäisellä aukolla varustettuja suuttimia, laminaarivirtaussuuttimia ja vastaavia. Nämä suuttimet ovat enemmän tai vähemmän törmänneet tällaiseen ongelmaan. Ongelman ratkaisua on odotettu monia vuosia.Various nozzles are known in the art, for example, spray nozzles, circular orifice nozzles, laminar flow nozzles, and the like. These nozzles have more or less encountered such a problem. The solution to the problem has been awaited for many years.

2 730012 73001

Lisäksi jäähdytettäessä teräslevyjä esimerkiksi nauhavalssaus-linjoilla, on vaikeaa järjestää jäähdytyssuuttimet jäähdytettävien levyjen alle, koska pöytärullien, joiden päällä levyt liikkuvat, välinen etäisyys on pieni.In addition, when cooling steel sheets with, for example, strip rolling lines, it is difficult to arrange the cooling nozzles under the sheets to be cooled because the distance between the table rolls on which the sheets move is small.

Keksinnön päätehtävänä on järjestää parannettu vesisuihkusuu-tinjärjestely, joka ratkaisee tekniikan tasossa esiintyvän ongelman ja kykenee tehokkaasti ja nopeasti jäähdyttämään materiaalien alapintoja.The main object of the invention is to provide an improved water jet nozzle arrangement which solves the problem of the prior art and is capable of efficiently and rapidly cooling the lower surfaces of materials.

Keksinnön toinen tehtävä on tarjota vesisuihkusuutinjärjeste-ly, joka soveltuu järjestettäväksi pieneen tilaan, esim. nau-havalssauslinjän pöytärullien väliin vaikuttamatta jäähdytyskapasiteetti in.Another object of the invention is to provide a water jet nozzle arrangement which is suitable for being arranged in a small space, e.g. between table rolls of a strip welding line, without affecting the cooling capacity in.

Keksinnön mukaisessa vesisuihkusuutinjärjestelyssä levymäisten materiaalien alapintojen jäähdyttämiseksi on ohjauselimet järjestetty symmetrisesti pitkänomaisen jäähdyttimen pitkit-täisakselin sisältävän pystytason suhteen siten, että ne suun-taavat virtauksen ylöspäin ja sen jälkeen vastaanottavat alastulevan veden oleellisesti pitkin pystytasoa.In the water jet nozzle arrangement according to the invention for cooling the lower surfaces of the plate-like materials, the guide means are arranged symmetrically with respect to a vertical plane containing the longitudinal axis of the elongate cooler so as to direct the flow upwards and then receive the descending water substantially along the vertical plane.

Suositeltavassa keksinnön sovellutusmuodossa ontto sylinteri on molemmilta sivuiltaan keskitasolla varustettu joukolla oleellisesti tasavälein olevilla aukoilla suihkutuselimien muodostamiseksi, ja ohjauselimet käsittävät kaksi pitkänomaista käyristettyä levyä, joilla on oleellisesti neljännesympyrän muotoinen poikkileikkaus ja jotka on kiinnitetty sylinteriin levyjen yhdestä pitkittäisestä sivusta sylinteriin järjestettyjen aukkojen alareunojen viereen ja levyjen toisten pitkittäisten sivujen ulottuessa ylöspäin.In a preferred embodiment of the invention, the hollow cylinder is centrally provided on both sides with a plurality of substantially evenly spaced openings for forming spray members, the guide members comprising two elongate curved plates having a substantially quarter-circular cross-section of the with the sides extending upwards.

Keksinnön vielä eräässä suositeltavassa sovellutusmuodossa ontto sylinteri käsittää U-muotoisen kourun, ohjauselimet käsittävät pitkänomaisen käyristetyn levyn, jolla on oleellisesti puoliympyrämäinen poikkileikkaus ja joka on järjestetty U-muotoisen kourun päälle kourun avoimen yläpinnan sulkemiseksi, 73001 molempien käyristetyn levyn pitkittäisten sivujen ulottuessa ylöspäin, ja suihkutuselimet käsittävät joukon aukkoja, jotka on järjestetty käyristetyn levyn pohjaan oleellisesti tasavälein, ja konvertterilevyt on järjestetty mainittujen aukkojen yläpuolelle ja erilleen niistä yhdessä välikkeiden kanssa mainituista käyristetyn levyn aukoista tulevien vesisuihkuvirtausten kääntämiseksi oleellisesti vaakasuoriin suuntiin.In yet another preferred embodiment of the invention, the hollow cylinder comprises a U-shaped trough, the guide members comprising an elongate curved plate having a substantially semicircular cross-section and arranged on the U-shaped trough to close the open top surface of the trough. a plurality of openings arranged in the bottom of the curved plate at substantially equal intervals, and converter plates arranged above and apart from said openings together with spacers for reversing water jet flows from said curved plate openings in substantially horizontal directions.

Keksintö tulee paremmin ymmärrettäväksi viittaamalla seuraavaan yksityiskohtaiseen selitykseen ja patenttivaatimuksiin yhdessä oheisten piirustusten kanssa.The invention will be better understood by reference to the following detailed description and claims in conjunction with the accompanying drawings.

Kuvio 1 esittää osittain leikattuna keksinnön mukaisen vesi-suihkusuutinjärjestelyn ensimmäisen sovellutusmuodon mukaista päällikuvantoa.Figure 1 shows a partial sectional plan view according to a first embodiment of a water-jet nozzle arrangement according to the invention.

Kuvio 2 esittää kuviossa 1 esitetyn järjestelyn sivukuvantoa.Figure 2 shows a side view of the arrangement shown in Figure 1.

Kuvio 3 esittää poikkileikkausta pitkin kuvion 1 viivaa III - III.Figure 3 shows a cross-section along the line III-III in Figure 1.

Kuvio 4 esittää kuviossa 1 esitetyn järjestelyn jäähdytystapahtu-maa toiminnassa.Figure 4 shows the cooling operation of the arrangement shown in Figure 1 in operation.

Kuvio 5 esittää osittain leikattuna keksinnön mukaisen vesi- suihkusuutinjärjestelyn toisen sovellutusmuodon mukaista päällikuvantoa.Figure 5 is a partial sectional plan view according to a second embodiment of a water jet nozzle arrangement according to the invention.

Kuvio'6 on poikkileikkaus pitkin kuvion 5 viivaa VI - VI.Fig. 6 is a cross-section along the line VI-VI in Fig. 5.

Kuvio 7 esittää poikkileikkausta pitkin kuvion 6 viivaa VII - VII.Figure 7 shows a cross-section along the line VII-VII in Figure 6.

Kuvio 8 esittää kuviossa 5 esitetyn järjestelyn toimintaa jäähdy tysvaiheen aikana.Fig. 8 shows the operation of the arrangement shown in Fig. 5 during the cooling step.

Kuvio 9 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisen vesisuihku-suutinjärjestelyn kolmannesta sovellutusmuodosta.Figure 9 shows a cross-section of a third embodiment of a water jet nozzle arrangement according to the invention.

4 730014 73001

Kuviot 1 - 3 esittävät keksinnön ensimmäistä sovellutusmuotoa, jossa vesisuihkusuutinjärjestely 1 käsittää pääasiassa jaähdyt-timen 2 ja ohjauslevyt 3. Jäähdytin 2 on pitkänomaisen putken muodossa, jolla on oleellisesti vaakasuora akseli ja vaadittava sisäpoikkileikkausala syötettävän veden suihkuttamiseksi oleellisesti tasaisesti pitkin putken koko pituutta. Jäähdytin 2 on varustettu toisesta päästään, kuvioissa 1 ja 2 oikeanpuolisesta päästään, laipalla 2a, joka on järjestetty kiinnitettäväksi esittämättä jätettyyn paineisen veden syöttöputkeen, ja jäähdytin on suljettu toisesta päästään sulkukiekolla 2b.Figures 1 to 3 show a first embodiment of the invention in which the water jet nozzle arrangement 1 essentially comprises a cooler 2 and baffles 3. The radiator 2 is in the form of an elongate tube with a substantially horizontal axis and a required internal cross-sectional area for spraying feed water substantially evenly along the tube. The condenser 2 is provided at one end, at its right end in Figures 1 and 2, with a flange 2a arranged to be attached to a pressurized water supply pipe (not shown), and the condenser is closed at one end by a shut-off disc 2b.

Jäähdyttimessä 2 on edelleen sen sivuseinissä joukko aukkoja 2c, jotka ovat rivissä keskenään ja yhdensuuntaisesti jäähdyttimen 2 akselin kanssa. Aukkojen 2c halkaisija on esimerkiksi luokkaa 3-10 mm ja ne on järjestetty ennalta määrätyin välein.The radiator 2 further has a number of openings 2c in its side walls, which are aligned with each other and parallel to the axis of the radiator 2. The openings 2c have a diameter of the order of 3 to 10 mm, for example, and are arranged at predetermined intervals.

Aukoista 2c suihkutettu vesi käännetään ylöspäin ohjauslevyjen 3 avulla, jotka muodostavat myöhemmin selostettavan kalvomaisen vesivirran. Vaikka aukot on esitetty ympyrämäisinä, ne voivat olla neliömäisiä, suorakulmaisia tai vastaavia. Lisäksi vaikka tässä sovellutusmuodossa aukoista tulevat vesisuihkut ovat vaakasuorassa, voivat ne olla myös vinossa vaakatason suhteen.The water sprayed from the openings 2c is turned upwards by means of guide plates 3, which form a film-like water flow to be described later. Although the openings are shown as circular, they may be square, rectangular or the like. In addition, although in this embodiment the water jets from the openings are horizontal, they may also be oblique with respect to the horizontal.

Ohjauslevyt 3 ovat sellaisten pitkänomaisten levyjen muotoisia, jotka on taivutettu kaarelle siten, että ne ovat ikäänkuin ympyrämäisen putken pituusakselin suhteen neljään osaan jaettuja yhtä suuria osia. Ohjauslevyt 3 on kiinnitetty jäähdyttimen 2 sivuseinien ulkopintoihin ohjauslevyjen yhdestä pitkittäisestä sivusta lähelle aukkojen 2c alareunoja ja levyjen toiset pitkittäiset sivut kohoavat ylöspäin.The guide plates 3 are in the form of elongate plates which are bent into an arc so as to be, as it were, equal to four parts with respect to the longitudinal axis of the circular tube. The baffles 3 are fixed to the outer surfaces of the side walls of the radiator 2 from one longitudinal side of the baffles close to the lower edges of the openings 2c and the other longitudinal sides of the plates rise upwards.

Ohjauslevyillä on kaareva sileä yläpinta ja ne on kiinnitetty jäähdyttimeen 2 siten, että ohjauslevyjen käyristettyjen yläpintojen sivuamisviivat aukkojen alareunoissa ovat yhdensuuntaiset aukoista 2c suihkutetun veden suunnan kanssa. Ohjauslevyt voidaan kiinnittää jäähdyttimeen esimerkiksi hitsaamalla.The baffles have a curved smooth top surface and are attached to the radiator 2 so that the lateral lines of the curved top surfaces of the baffles at the lower edges of the openings are parallel to the direction of the water sprayed from the openings 2c. The baffles can be attached to the radiator, for example by welding.

5 730015 73001

Ohjauslevyt 3 kääntävät ylöspäin tankomaiset vesivirrat, jotka suihkutetaan aukoista 2c, ja ne levittävät vesivirrat kalvo-maisiksi vesivirroiksi keräämällä yhteen aukoista suihkutetut vastaavat vesivirrat.The guide plates 3 turn upwards the rod-like water streams which are sprayed from the openings 2c, and they distribute the water streams into membrane-like water streams by collecting together the corresponding water streams sprayed from the openings.

Kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen vesisuihkusuutinjärjestelyn toimintaa. Vesivirrat W1, W2 ja , jotka suihkuavat jäähdytti-men 2 aukoista 2c ja joita ohjaa ohjauslevyt 3, jäähdyttävät pöytärullien 5 varassa kulkevaa materiaalia 4.Figure 4 shows the operation of a water jet nozzle arrangement according to the invention. The water streams W1, W2 and which spray from the openings 2c of the cooler 2 and which are controlled by the guide plates 3 cool the material 4 running on the table rollers 5.

Jäähdyttimeen 2 syötetty vesi suihkutetaan aukoista 2c vaakasuorassa suunnassa ja ohjataan ja käännetään pitkin ohjauslevyjen käyrää yläpintaa kohti jäähdytettävää materiaalia 4. Ylöspäin suuntautuvat virrat yhdistävät takaisin tulevat vesivirrat ja muodostavat vesisuihkuvirrat , jotka törmäävät vasten jäähdytettävän materiaalin 4 alapintaa.The water supplied to the condenser 2 is sprayed from the openings 2c in a horizontal direction and is guided and turned along the curved upper surface of the baffles towards the material to be cooled 4. The upward currents combine the incoming water streams and form water jet streams impinging on the lower surface 4.

Kun vesisuihkuvirta törmää vasten materiaalin alapintaa, virta jakautuu kahteen osaan W2 ja , joista yksi W2 virtaa pitkin alapintaa pois vesisuihkusuuttimesta 1 ja jäähdyttää materiaalia 4 ja tämän jälkeen putoaa ja jäljelle jäänyt puolisko virtaa pitkin alapintaa vastakkaiseen suuntaan puoliskoon verrattuna ja jäähdyttää materiaalia 4 ja tämän jälkeen törmää vasten virtaa W'^, joka tulee vastakkaisesta suunnasta, joten vesivirrat ja W'2 yhdistyvät toisiinsa ja putoavat oleellisesti vesisuihkusuutinjärjestelyn 1 keskelle ja palaavat takaisin. Kun yhdistyneet vesivirrat ja W'2 putoavat vesi-suihkujärjestetyn 1 keskelle, ne virtaavat eri suuntiin pitkin jäähdyttimen 2 ulkopintaa ohjauslevyjen 3 päälle, missä ne yhdistyvät uusiin aukoista 2c tuleviin vesisuihkuihin ja ne saavat voimansa uusista vesisuihkuista ja ne muodostavat vesivirrat W.j , jotka virtaavat ylös kohti materiaalia 4.When the water jet stream impinges on the lower surface of the material, the stream is divided into two parts W2 and one of which W2 flows along the lower surface away from the water jet nozzle 1 and cools the material 4 and then falls and the remaining half flows along the lower surface in the opposite direction to half and cools the material 4 against the current W '^ coming from the opposite direction, so that the water flows and W'2 combine with each other and fall substantially in the middle of the water jet nozzle arrangement 1 and return. When the combined water streams and W'2 fall in the middle of the water jet arrangement 1, they flow in different directions along the outer surface of the cooler 2 on the baffles 3, where they combine with new water jets from openings 2c and are powered by new water jets and form water streams Wj material 4.

Tällä järjestelyllä syötetyn veden määrä tai aukoista 2c suihkutetun veden määrä on oleellisesti sama kuin vesivirran W2 määrä, joka kulutetaan tai menee hukkaan jäähdyttämisen jälkeen. Vastaavasti takaisin palaavan veden W2 määrä, joka käytetään uudelleen 6 73001 on oleellisesti sana kuin aukoista 2c suihkutetun veden määrä. Nämä vesimäärät on ilmaistu seuraavalla yhtälöllä.The amount of water fed by this arrangement or the amount of water sprayed from the openings 2c is substantially the same as the amount of water stream W2 consumed or wasted after cooling. Correspondingly, the amount of return water W2 to be reused 6 73001 is essentially a word like the amount of water sprayed from the openings 2c. These amounts of water are expressed by the following equation.

(vesivirta ) = (aukoista 2c suihkutettu vesivirta) + (vesivirta W^) = (aukoista 2c suihkutettu vesivirta) x 2(water flow) = (water flow sprayed from openings 2c) + (water flow W ^) = (water flow sprayed from openings 2c) x 2

Toisin sanoen siis materiaalia 4 jäähdyttävä vesivirta on kaksinkertainen järjestelmään syötettyyn vesivirtaan verrattuna.In other words, the water flow cooling the material 4 is twice that of the water flow fed to the system.

On tunnettua, että materiaalin jäähtyminen nopeutuu suihkutetun jäähdytysveden määrän lisääntyessä. Vastaavasti vesisuihkusuutin-järjestely, joka on rakennettu keksinnön mukaisesti yllä kuvatulla tavalla voi jäähdyttää materiaalia hyvin tehokkaasti ja nopeasti verrattuna tekniikan tasosta tunnettuihin suuttimiin, koska suihkutetun veden määrä on kaksinkertainen verrattuna järjestelmään syötettyyn veteen. Eräässä keksinnön mukaisen vesi-suihkusuutinjärjestelyn jäähdytyskapasiteetin mittauskokeessa saatiin teräslevyjen jäähdystysnopeudeksi lämpötilasta 800°C lämpötilaan 500°C jäähdytysveden virtausmäärän ollessa 500^/min-m^ arvo, joka oli noin 1,5 -kertainen verrattuna tavanomaisiin sumutussuuttimiin samoissa olosuhteissa.It is known that the cooling of the material accelerates as the amount of sprayed cooling water increases. Accordingly, a water jet nozzle arrangement constructed in accordance with the invention as described above can cool material very efficiently and rapidly compared to nozzles known in the art, since the amount of water sprayed is twice that of the water supplied to the system. In a test to measure the cooling capacity of the water-jet nozzle arrangement according to the invention, the cooling rate of the steel plates from 800 ° C to 500 ° C was obtained with a cooling water flow rate of about 1.5 times the m / m m 2 compared to conventional spray nozzles under the same conditions.

Yllä mainitussa sovellutusmuodossa vesisuihkuvirta on suunnattu pystysuorasti ylöspäin ja virrat W2 ja W ovat määrältään oleellisesti yhtä suuria, toisin sanoen uudelleen käytettävä vesisuhde on 1, toisin sanoen (virtauksen W2 koko määrä)/(järjestelmään syötetty koko vesimäärä) = 1. Kuitenkin ohjauslevyt 3 voivat poikkileikkaukseltaan olla suurempia kuin neljännes-kaaret, jolloin ohjauslevyjen yläreunat on suunnattu toisiaan kohti kuten katkoviivoilla kuviossa 3 on esitetty. Tässä järjestelyssä vesisuihkuvirrat W1 on myös kallistettu toisiaan kohti, mikä aiheuttaa sen, että (vesivirta W^) > (vesivirta VJ^). Tällöin on ymmärrettävää, että uudelleen käytetyn veden suhde on suurempi kuin yksi, joten jäähdytys on tehokkaampaa ja nopeampaa.In the above-mentioned embodiment, the water jet stream is directed vertically upwards and the flows W2 and W are substantially equal, i.e. the reusable water ratio is 1, i.e. (total amount of flow W2) / (total amount of water fed into the system) = 1. However, the baffles 3 can be larger than quarter curves, with the top edges of the baffles facing each other as shown by the broken lines in Figure 3. In this arrangement, the water jet streams W1 are also tilted towards each other, which causes (water flow W 1)> (water flow V 1). In this case, it is understood that the ratio of reused water is greater than one, so cooling is more efficient and faster.

Yllä mainitussa sovellutusmuodossa jäähdytin 2 ja kaksi ohjaus-levyä 3 on järjestetty vieretysten vaakasuoralle viivalle, 1 73001 jolloin kaksi ylöspäin suuntautuvaa pitkin ohjainlevyjen 3 sisäpintoja kulkevaa vesisuihkuvirtaa on kunnolla sijoitettu erilleen toisistaan. Sovellutusmuodon mukainen vesisuihkusuutin-järjestelv on sen vuoksi sopivin jäähdyttämään materiaaleja esim. metalliaihioiden valssauslinjoilla, joissa pöytärullat ovat riittävän etäällä toisistaan, jolloin ei ole mitään vaikeutta sijoittaa tällaisia vesisuihkusuutinjärjestelyjä niiden väliin.In the above-mentioned embodiment, the cooler 2 and the two guide plates 3 are arranged in a horizontal line of adjacencies, the two upwardly directed water jet streams running along the inner surfaces of the guide plates 3 being properly spaced apart. The water jet nozzle arrangement according to the embodiment is therefore most suitable for cooling materials, e.g. on rolling lines of metal blanks, where the table rolls are sufficiently far apart, whereby there is no difficulty in placing such water jet nozzle arrangements between them.

Tässä vesisuihkusuutinjärjestelyssä kuitenkin on järjestetty kahden ohjauslevyn 3 väliin jäähdytin 2, jolla on suhteellisen suuri halkaisija, joten suutinjärjestelyn kokonaispituus L on huomattavan suuri, mikä tekee mahdottomaksi käyttää sitä meteri-aalien jäähdyttämiseen esim. nauhavalssauslinjoilla, joiden pöytärullat eivät ole riittävän etäällä toisistaan.However, in this water jet nozzle arrangement a cooler 2 with a relatively large diameter is arranged between the two guide plates 3, so that the total length L of the nozzle arrangement is considerably large, making it impossible to cool meters, e.g. on strip rolling lines whose table rolls are not far enough apart.

Kuvioissa 5 - 7 on esitetty keksinnön toinen sovellutusmuoto, joka soveltuu käytettäväksi nauhavalssauslinjoilla, jolloin vesisuihkusuutinjärjestely 11 pääasiassa käsittää U-muotoisen kourun muodossa olevan jäähdyttimen 15, ohjauslevyn 12 ja konvertterit 13. Ohjauslevy1lä 12 on oleellisesti U-muotoinen poikkileikkaus ja se on järjestetty oleellisesti vaakasuorasti jäähdyttimen 15 päälle yhtenäisenä osana sen kanssa ja se sulkee sen avoimen yläsivun. Ohjauslevyt 12 kääntävät vesisuihkuvirrat levyn pohjalla ylöspäin tasaisesti. Sen poikkileikkausmuoto voi olla puoliympyrämäinen, syvä U-muoto tai matala tai levitetty U-muoto. Ohjauslevyn pohjalla on joukko aukkoja 12a, jotka ovat yhteydessä jäähdyttimen 15 sisäosan kanssa jäähdyttimeen 15 syötetyn jäähdytysveden suihkuttamiseksi. Aukot 12a ovat täysin ympyrämäisiä ja niiden halkaisijat ovat esimerkiksi välillä 3 - 10 mm ja aukot on järjestetty ennalta määrätyille etäisyyksille toisistaan. Aukot voivat kuitenkin olla myös neliömäisiä tai suorakulmaisia tai pitkänomaisia rakoja tai vastaavia.Figures 5 to 7 show another embodiment of the invention suitable for use in strip rolling lines, wherein the water jet nozzle arrangement 11 essentially comprises a U-shaped chute-shaped cooler 15, a guide plate 12 and converters 13. The guide plate 12 has a substantially U-shaped cross-section and is arranged substantially horizontally 15 as an integral part with it and it closes its open top. The baffles 12 turn the jets of water at the bottom of the baffle up evenly. Its cross-sectional shape can be semicircular, deep U-shape or low or spread U-shape. At the bottom of the guide plate there are a number of openings 12a which communicate with the interior of the radiator 15 for spraying the cooling water supplied to the radiator 15. The openings 12a are completely circular and have diameters of, for example, between 3 and 10 mm and the openings are arranged at predetermined distances from each other. However, the openings may also be square or rectangular or elongate slits or the like.

Konvertterit 13 käsittävät välikkeet 14, jotka on muodostettu yhtenäisiksi osiksi niiden kanssa, ja ne järjestävät konvertterit 13 ohjauslevyn vastaavien aukkojen 12a yläpuolelle jolloin 8 73001 kiinnitys tapahtuu hitsaamalla ja muodostuu välys G ohjauslevyn ja konvertterin väliin. Konvertterit 13 kääntävät vesivirrat aukoista 12a oleellisesti vaakasuoriin suuntiin.The converters 13 comprise spacers 14 formed integrally with them and arrange the converters 13 above the respective openings 12a of the guide plate, whereby the attachment takes place by welding and a clearance G is formed between the guide plate and the converter. The converters 13 reverse the water flows from the openings 12a in substantially horizontal directions.

Jäähdytin 15 jakaa tasaisesti syötetyn veden ja suihkuttaa sen aukoista 12a. Tässä sovellutusmuodossa jäähdytin on esitetty poikkileikkaukseltaan kotelomaisena ja suoraan ohjauslevyn alapinnalle hitsattuna. Jäähdyttimen 15 muoto ei kuitenkaan ole rajattu piirustuksessa esitettyyn.The cooler 15 evenly distributes the supplied water and sprays it through the openings 12a. In this embodiment, the radiator is shown in a box-shaped cross-section and welded directly to the lower surface of the guide plate. However, the shape of the radiator 15 is not limited to that shown in the drawing.

Kuviossa 8 on esitetty toisen sovellutusmuodon mukaisen vesi-suihkusuuttimen toiminta, missä vesivirrat , Wja suutti-mesta suihkutettuina jäähdyttävät pöytärullien 17 varassa liikkuvaa materiaalia 16.Fig. 8 shows the operation of a water-jet nozzle according to a second embodiment, in which water streams, Wja sprayed from the nozzle, cool the material 16 moving on the table rollers 17.

Jäähdyttimeen 15 syötetty vesi ohjataan ylöspäin aukkojen 12a lävitse ja jaetaan konverttereissa 13 vaakasuoriksi virtauksiksi. Vaakasuorat virtaukset kääntävät suuntaansa pitkin ohjausleyvn sisäpintaa ja törmäävät vasten materiaalin 16 alapintaa.The water fed to the condenser 15 is directed upwards through the openings 12a and is divided in the converters 13 into horizontal flows. The horizontal currents turn in their direction along the inner surface of the baffle plate and collide with the lower surface of the material 16.

Tässä sovellutusmuodossa vesivirrat W1, W2, ja W'3 virtaavat oleellisesti samalla tavalla kuin ensimmäisessä sovellutusmuodossa lukuun ottamatta sitä, että yhdistyvät vesivirrat ja W'3 putoavat konverttereiden päälle ja virtaavat eri suuntiin konverttereiden päällä ja ohjauslevyn 12 päälle, missä ne yhdistyvät aukoista 12a tulevien uusien vesisuihkujen kanssa.In this embodiment, the water streams W1, W2, and W'3 flow in substantially the same manner as in the first embodiment, except that the combined water streams and W'3 fall on the converters and flow in different directions over the converters and the baffle 12, where they combine with new openings 12a. with water jets.

Tässä sovellutusmuodossa materiaalia 16 jäähdyttävä vesivirtaus on kaksinkertainen verrattuna laitteeseen syötettyyn vesivirtaan samalla tavoin kuin ensimmäisessä sovellutusmuodossa. Vastaavasti tämän sovellutusmuodon mukainen vesisuihkusuutin jäähdyttää materiaalia yhtä tehokkaasti kuin ensimmäisen sovellutusmuodon mukainen laite. Kokeessa on todettu, että toisen sovellutus-muodon mukaisen vesisuihkusuuttimen aikaansaama jäähdytysnopeus on myös 1,5 -kertainen verrattuna tavanomaisiin sumutussuutti-miin.In this embodiment, the water flow cooling the material 16 is twice that of the water flow fed to the device in the same manner as in the first embodiment. Accordingly, the water jet nozzle according to this embodiment cools the material as efficiently as the device according to the first embodiment. It has been found in the experiment that the cooling rate provided by the water jet nozzle according to the second embodiment is also 1.5 times that of the conventional spray nozzles.

9 730019 73001

Lisäksi ohjauslevy 12 voi olla poikkileikkaukseltaan ympyrämäinen ja puoliympyrää suurempi, jolloin ohjauslevyn yläreunat on suunnattu kohti toisiaan kuten kuviossa 7 katkoviivoilla on esitetty vesivirtauksen kallistamiseksi sisäänpäin kohti toisiaan, jolloin uudelleen käytettävän vesivirtauksen määrä lisääntyy ja saa aikaan tehokkaamman jäähdytyksen kuten ensimmäisessä sovellutusmuodossa.In addition, the baffle 12 may be circular in cross-section and larger than a semicircle, with the upper edges of the baffle facing each other as shown in phantom in Figure 7 to tilt the water flow inwardly, increasing the amount of reusable water flow and providing more efficient cooling as in the first embodiment.

Kuvio 9 esittää poikkileikkauksena keksinnön kolmatta sovellutus-muotoa, joka on pienehkö muunnos toisesta sovellutusmuodosta. Vesisuihkusuuttimeen 31 kuuluu muunnetut konvertterit 33. Kukin konverttereista 33 käsittää ympyrämäisen kiekon ja välikkeen 34 onton sylinterin muodossa, joka on suljettu yläpäästään ympyrämäisellä kiekolla ja siihen on järjestetty läpimenevät reiät 34b kohtisuorasta aksiaalireikää 34a vasten. Välike tai ontot sylinterit 34 on asennettu ja kiinnitetty joukkoon aukkoja, jotka- on järjestetty ohjauslevyn pohjaan pitkin sen pituutta ennalta määrätyin välein siten, että läpimenevät reiät 34b ulottuvat ohjauslevyn pituuden poikittaissuuntiin ja läpimenevien reikien 34b alareunat ovat ohjauslevyn pohjan yläpinnalla.Figure 9 shows in cross-section a third embodiment of the invention, which is a minor modification of the second embodiment. The water jet nozzle 31 includes modified converters 33. Each of the converters 33 comprises a circular disk and a spacer 34 in the form of a hollow cylinder closed at its upper end by a circular disk and provided with through holes 34b against a perpendicular axial hole 34a. The spacer or hollow cylinders 34 are mounted and secured to a plurality of openings arranged in the bottom of the baffle along its length at predetermined intervals such that the through holes 34b extend transverse to the length of the baffle and the lower edges of the through holes 34b are at the top of the baffle bottom.

Tämän kuvion 9 esitetyn järjestelyn yhteydessä vesi virtaa ohjattuna aksiaalireikien 34a lävitse ja suihkutetaan läpimenevien reikien 34b lävitse vaakasuoriin suuntiin ja edelleen pitkin ohjauslevyn 32 sisäpintaa muuttaen suuntaansa ylöspäin kohti jäähdytettävää materiaalia. Virtaukset ja jäähdytystoiminta tämän jälkeen on oleellisesti sama kuin kuvion 8 yhteydessä selostettu.In connection with this arrangement shown in Fig. 9, water flows guided through the axial holes 34a and is sprayed through the through holes 34b in horizontal directions and further along the inner surface of the guide plate 32, changing its direction upwards towards the material to be cooled. The flows and cooling operation thereafter are substantially the same as described in connection with Figure 8.

Kuten yllä olevasta selostuksesta ilmenee, keksinnön mukainen vesisuihkusuutinjärjestely kykenee tehokkaasti jäähdyttämään materiaalien alapintoja ja se on käyttökelpoinen jäähdyttämään vyöhykkeitä ei ainoastaan tapauksissa, joissa pöydän rullajako on suuri kuten aihionvalssauslinjoilla, vaan myös tapauksissa, joissa pöydän rullajako on pieni kuten nauhavalssauslinjoilla.As can be seen from the above description, the water jet nozzle arrangement of the invention is capable of effectively cooling the lower surfaces of materials and is useful for cooling zones not only in cases where the table roll distribution is large as in billet rolling lines, but also in cases where the table roll distribution is small as in strip rolling lines.

10 7300110 73001

Vaikka keksintö on erityisesti kuvattu ja selostettu viittaamalla sen suositeltaviin sovellutusmuotoihin, alan ammattilaiset ymmärtävät, että mainitut ja muut muutokset muodossa ja yksityiskohdissa voidaan tehdä siihen poikkeamatta keksinnön hengestä ja näkemyksestä.Although the invention has been particularly described and illustrated with reference to its preferred embodiments, those skilled in the art will appreciate that said and other changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims

A water jet nozzle system (1; 11; 31) for cooling the lower surfaces of disc-shaped materials (4; 6), comprising an elongated cooler (2; 15; 35) having the shape of a hollow cylinder and having a substantially horizontal shaft and to which cooling water is measured under pressure, control means for directing in substantially straightening directions a water flow from the radiator (2; 15; 35) and turning the flow upwards towards the material to be cooled, and spraying means (2c; G, 34b) to substantially horizontally spraying the water flow from the radiator, characterized in that the control means (3; 12; 32) are arranged symmetrically in relation to the vertical plane through the longitudinal axis of the elongated radiator (2; 15; 35) so that they direct the flow upwards and then receive the downstream the water essentially along the vertical plane.

Water jet nozzle system according to claim 1, characterized in that a plurality of openings (2c; G; 34b) are arranged on both sides of its center plane in a substantially horizontal row and at substantially even intervals for forming the syringe means, and the guide means comprising two elongated beak-shaped discs (3; 12; 32) having a substantially quarter-circular cross-section, the beak of which extends from one of the disk (3; 12; 32) to its other longitudinal edge and which boards are attached to the cylinder with their one longitudinal side adjacent the lower edges of the apertures (2c; G; 34b), while the other longitudinal edges of the discs extend upwardly, the discs (3; 12; 32) being attached to the cooler such that their beak-shaped upper surface tangent lines at the apertures (2c; G; 34b) ) lower edges are parallel to the direction of the water sprayed from the openings.

3. A water jet nozzle system according to claim 2, characterized in that at least part of one of the longitudinal sides of the two-shaped discs (3; 12; 32) extends upwards so that it sprays the water flow vertically.

4. A water jet nozzle system according to claim 2, characterized in that at least part of one of the longitudinal sides of the two cup-shaped discs (3; 12; 32) extends upwards slightly inclined towards each other, whereby they spray the water flow somewhat inclined.

Water jet nozzle system according to claim 1, characterized in that the hollow cylinder comprises a U-shaped chute (15, 35) and the control means comprises an elongated curved disk (12, 32) having a substantially quarter-circular cross-section. and arranged on the U-shaped channel, closing the open upper side of the channel, while the long sides of the two curved discs extend upwardly, and the syringe member comprises a number of openings (12a, 34a) arranged above the disk. the corresponding openings and are separated from these by spacers (14, 34) in order to reverse the corresponding openings in the bent plate, the flow of water sprayed in substantially horizontal directions.

Water jet nozzle system according to claim 5, characterized in that the elongated curved disc (12, 32) has a circular cross-section which is larger than the semicircle, wherein both longitudinal sides of the disc can extend upwards slightly inclined towards each other. to spray the water flow slightly inclined.

7. A water jet nozzle system according to claim 6, characterized in that each converter (33) comprises a circular disc and each insert (34) comprises a hollow cylinder closed at its upper end with the circular disc.