PL191061B1 - Sposób i urządzenie do chłodzenia kształtowanych na gorąco długich produktów metalowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób chlodzenia dlugich przedmiotów meta- lowych wytwarzanych przez ksztaltowanie na gora- co, w szczególnosci stalowych pali scianek szczel- nych, znamienny tym, ze w pierwszej fazie najpierw ochladza sie dlugie produkty (S, S1) w okresie (K1-K5) chlodzenia o róznice temperatury (?T1-?T5) poprzez zwilzanie plynem chlodzacym, a w drugiej fazie w okresie (E1-E4) wyrównania temperatury bez dzialania srodka chlodzacego nastepuje wyrównanie temperatury w dlugim produkcie (S, S1), przy czym fazy stopniowego chlodzenia i wyrównania tempera- tury powtarza sie az do osiagniecia zadanej tempe- ratury koncowej (ET) w dlugim produkcie (S, S1). 5. Urzadzenie do chlodzenia ksztaltowanych na goraco dlugich produktów metalowych, w szczegól- nosci stalowych pali scianki szczelnej, znamienny tym, ze obejmuje przenosnik (2) do transportu dlu- gich produktów (S, S1) na drodze ich (4) przemiesz- czania oraz rozmieszczone w odstepach na drodze (4) przemieszczania dysze chlodzace (5), z których wyplywa w okresie chlodzenia (K1-K5) plyn chlodza- cy, przy czym okres (E1-E4) potrzebny na przemiesz- czenie miedzy dwiema dyszami chlodzacymi (5) jest wielokrotnie dluzszy niz odpowiedni okres chlodze- nia (K1-K5). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do chłodzenia kształtowanych na gorąco długich produktów metalowych, w szczególności stalowych pali ścianki szczelnej. Długie produkty tego rodzaju, na przykład po walcowaniu na gorąco na linii walcowniczej, są zwykle poddawane dalszym operacjom technologicznym, takim jak prostowanie. Z reguły warunkiem wejścia do następnej po kształtowaniu na gorąco operacji technologicznej jest ochłodzenie długich produktów do określonej temperatury wejściowej.

Problem z chłodzeniem długich produktów polega na tym, że zwłaszcza w przypadku długich produktów mających przekrój o złożonym kształcie i zmiennej grubości może dojść w trakcie chłodzenia do odkształceń ze względu na miejscowo zróżnicowaną szybkość spadku temperatury. Problemy te dotyczą w szczególności pali ścianek szczelnych wytwarzanych metodą walcowania na gorąco, których segmenty boczne zagięte względem odcinka środkowego mają mniejszą grubość. Przy tego rodzaju długich produktach istnieje niebezpieczeństwo takiego wygięcia w trakcie chłodzenia, że staną się one nieprzydatne albo będą wymagały kosztownej dodatkowej obróbki dla przywrócenia ich użyteczności.

Niebezpieczeństwu odkształcenia w trakcie chłodzenia można obecnie przeciwdziałać tylko za pomocą kosztownej aparatury chłodzącej, która zapewnia poprzez odpowiednie rozprowadzanie czynnika chłodzącego równomierne chłodzenie w przekroju danego produktu. Taka aparatura wiąże się z wysokimi kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu i urządzenia, za pomocą których produkty długie, w szczególności pale ścianek szczelnych, dają się chłodzić w efektywny sposób bez obawy o powstanie mimowolnych odkształceń.

Cel ten odnośnie sposobu chłodzenia długich przedmiotów metalowych wytwarzanych przez kształtowanie na gorąco, w szczególności stalowych pali ścianek szczelnych, osiągnięto dzięki temu, że w pierwszej fazie najpierw ochładza się długie produkty w okresie chłodzenia o pewną różnicę temperatury poprzez zwilżanie płynem chłodzącym, a w drugiej fazie w okresie wyrównania temperatury (wygrzewania) bez działania środka chłodzącego następuje wyrównanie temperatury w długim produkcie, przy czym fazy stopniowego chłodzenia i wyrównania temperatury powtarzają się aż do osiągnięcia zadanej temperatury końcowej w długim produkcie.

Według wynalazku chłodzenie długich produktów dzieli się na kilka okresów, przy czym między każdym okresem chłodzenia upływa czas, który wystarcza na wyrównanie temperatury w danym produkcie. Wyrównaniu temperatury towarzyszy wyrównanie ewentualnych odkształceń przedmiotu obrabianego powstałych wskutek uprzedniego ochładzania. Dzięki zgodnemu z wynalazkiem stopniowemu ochładzaniu przedzielonemu dostatecznie długimi okresami wyrównania temperatury minimalizuje się niebezpieczeństwo trwałego odkształcenia długiego produktu powodowanego jego chłodzeniem. Przy tym można w prosty sposób dopasować do siebie długość okresów chłodzenia, intensywność chłodzenia w każdym okresie chłodzenia, wielkość uzyskiwanego spadku temperatury i długość okresu wyrównania temperatury, tak że uzyskuje się optymalny rezultat chłodzenia.

W większości zastosowań długość okresu wyrównania temperatury jest wielokrotnie większa od długości okresu chłodzenia. Praktyczne próby z uprzednio walcowanymi na gorąco palami ścianki szczelnej wykazały, że dobre wyniki uzyskuje się wówczas, gdy długość okresu wyrównania temperatury jest 10- do 30-krotnie większa od długości okresu chłodzenia. Jako czynnik chłodzący stosuje się zwykle wodę albo emulsję zawierającą wodę.

Sposób według wynalazku można zrealizować prostymi i efektywnymi środkami. Tak więc do stopniowego chłodzenia produktów wystarczające są z reguły dysze skierowane centralnie na powierzchnię długich produktów.

Jednakże w ramach realizacji ciągłego procesu produkcyjnego rozwiązuje się wyżej wspomniane zadanie w szczególnie korzystny sposób poprzez urządzenie do chłodzenia kształtowanych na gorąco długich produktów metalowych, w szczególności stalowych pali ścianki szczelnej, które to urządzenie jest wyposażone w przenośnik do transportu długich produktów na drodze ich przemieszczania oraz w rozmieszczone w odstępach na drodze przemieszczania produktów dysze chłodzące, z których wypływa w okresie chłodzenia płyn chłodzący, przy czym okres potrzebny na przemieszczenie między dwiema dyszami chłodzącymi jest wielokrotnie dłuższy niż odpowiedni okres chłodzenia. Przy tym korzystnie istnieje kilka przebiegających poprzecznie do kierunku transportu długiego produktu i rozmieszczonych w odstępie od siebie w kierunku transportu rzędów wielu dysz chłodzących.

PL 191 061 B1

W urządzeniu według wynalazku czas transportu między poszczególnymi dyszami chłodzącymi i okresy chłodzenia długiego produktu są dopasowane do siebie tak, że na końcu drogi przemieszczania produkt uzyskuje wymaganą temperaturę końcową. W ten sposób można zrealizować łatwo sposób według wynalazku także w ramach ciągłego procesu produkcyjnego. Również istniejące urządzenia produkcyjne, zwłaszcza takie, w których dane produkty przechodzą stopniowo przez strefę chłodzenia, można przezbroić prostymi środkami i małym kosztem w urządzenia według wynalazku. Ponieważ można tu ustalić dostateczny czas na wyrównanie temperatury między poszczególnymi okresami chłodzenia, więc nie trzeba tu rozmieszczać dysz mając na uwadze możliwie równomierne rozprowadzanie wypływającej cieczy chłodzącej, lecz można się tu kierować istniejącymi warunkami lokalnymi. Tak więc wynalazek udostępnia efektywne w produkcji i eksploatacji urządzenie, za pomocą którego długie produkty wspomnianego tu rodzaju można ochładzać nie obawiając się odkształcenia powstającego w procesie ochładzania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 - urządzenie do chłodzenia pali ścianki szczelnej w widoku z góry, fig. 2 - wykres czasu chłodzenia i czasu wyrównania temperatury.

Urządzenie 1 ma tradycyjnie ukształtowaną chłodnię z trzonem belkowym 2, przez którą przechodzą stopniowo wytwarzane w nie pokazanej na rysunku linii walcowania na gorąco pale S, S1 ścianki szczelnej transportowane w kierunku Q poprzecznym do rozciągłości wzdłużnej tych pali. Na środkowym odcinku 3 prostoliniowej drogi 4 przemieszczania tych pali rozmieszczono w równomiernych odstępach pięć przebiegających poprzecznie do kierunku transportu Q rzędów R1 - R5 dysz chłodzących 5.

Dysze chłodzące 5 każdego rzędu R1 - R5 są również usytuowane w regularnych odstępach od siebie.

Do każdego z rzędów dysz 5 jest przyporządkowany przewód zasilający 6, 7, 8, 9, 10, z którym są połączone wspólnie dysze 5 danego rzędu R1 - R5. Przewody zasilające 6 - 10 są połączone poprzez urządzenie sterujące 11 z instalacją doprowadzania wody chłodzącej 12.

Nadchodzące z nie pokazanej na rysunku linii walcowania na gorąco pale S, S1 o określonej temperaturze początkowej są przejmowane przez także niewidoczne na rysunku przenośniki belkowe chłodni 2 i są przemieszczane stopniowo po tym trzonie na drodze 4. Przy tym na pierwszym odcinku drogi przemieszczania 4 następuje ochłodzenie pali S1 na powietrzu do temperatury T0.

Gdy dany pal S1 dojdzie do pierwszego rzędu R1 dysz chłodzących 5 na środkowym odcinku 3 chłodni 2, urządzenie sterujące 11 uruchamia dopływ wody chłodzącej do rzędu R1 na czas pierwszego, trwającego przykładowo 1,5 sekundy okresu K1 chłodzenia, tak że następuje ochłodzenie danego pala S1 o różnicę temperatury DT1. Następnie w czasie transportu od rzędu R1 do rzędu R2 jest przewidziany okres E1 wyrównania temperatury, który ma długość na przykład 20-krotnie większą niż okres K1 chłodzenia. W okresie E1 pal S1 uzyskuje równomierną temperaturę T1.

Gdy pal S1 mający równomiernie rozłożoną temperaturę T1 dojdzie do rzędu R2, urządzenie sterujące 11 włącza dopływ wody chłodzącej do tego rzędu R2 na okres K2 chłodzenia. Następuje więc ochłodzenie pala S1 o temperaturę DT2. W okresie E2 wyrównania temperatury pal S1 jest przemieszczany do trzeciego rzędu R3 dysz chłodzących 5. W tym okresie E2 wyrównuje się jego temperatura, tak że dochodzi on do rzędu R3 mając równomiernie rozłożoną temperaturę T2.

Przebieg stopniowego ochładzania w okresach K3, K4, K5 o różnicę temperatury DT3, DT4 i następnie z wyrównaniem temperatury T3, T4 w okresie E3, E4 wyrównania temperatury powtarza się, aż pal S1 o temperaturze T5 opuści środkowy odcinek 3 chłodni 2. Na ostatnim odcinku drogi przemieszczania 4 następuje wyrównanie temperatury T5 uzyskanej na końcu okresu K5 chłodzenia z jednoczesnym powolnym ochładzaniem na powietrzu, aż pal S1 opuści chłodnię 2 mając wymaganą temperaturę końcową ET.

Przebieg chłodzenia wyjaśniono wyżej na przykładzie pala S1 ścianki szczelnej. Oczywiście równolegle z nim mogą być chłodzone tak samo stopniowo i w sposób ciągły pale S1 znajdujące się jednocześnie w urządzeniu 1, gdy dochodzą one do środkowego odcinka 3 drogi 4 przemieszczania.

Claims (6)

1. Sposób chłodzenia długich przedmiotów metalowych w'^t\^^r^^^rn^(^łh przez kształtowa nie na gorąco, w szczególności stalowych pali ścianek szczelnych, znamienny tym, że w pierwszej fazie

PL 191 061 B1 najpierw ochładza się długie produkty (S, S1) w okresie (K1-K5) chłodzenia o różnicę temperatury (ΔΤ1-ΔΤ5) poprzez zwilżanie płynem chłodzącym, a w drugiej fazie w okresie (E1-E4) wyrównania temperatury bez działania środka chłodzącego następuje wyrównanie temperatury w długim produkcie (S, S1), przy czym fazy stopniowego chłodzenia i wyrównania temperatury powtarza się aż do osiągnięcia zadanej temperatury końcowej (ET) w długim produkcie (S, S1).

2. Sposób według zasttz. 1, tym, że stosuje się (E1-E4) wyrównaniatemperatury o długości wielokrotnie większej od długości okresu (K1-K5) chłodzenia.

3. Sposóbwedług z^^sr^^. 2, znamiennytym, że stosuje okresy(E1-E4) wyrównania temperatury o długości 10- do 30-krotnie większej od długości okresu (K1-K5) chłodzenia.

4. Sposób według zas^z. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że (ako płyn chłodzący stosie się jest wodę albo emulsję zawierającą wodę.

5. Urządze nie do chłodzenia ksztattowanych na gorąco dhjgich produktów meaalowych, w szczególności stalowych pali ścianki szczelnej, znamienny tym, że obejmuje przenośnik (2) do transportu długich produktów (S, S1) na drodze ich (4) przemieszczania oraz rozmieszczone w odstępach na drodze (4) przemieszczania dysze chłodzące (5), z których wypływa w okresie chłodzenia (K1-K5) płyn chłodzący, przy czym okres (E1-E4) potrzebny na przemieszczenie między dwiema dyszami chłodzącymi (5) jest wielokrotnie dłuższy niż odpowiedni okres chłodzenia (K1-K5).

6. Urządzenie według z^^ł^i^^. 5, znamienne tym. że w każdym z rzędów (R1-R5) przebiegających poprzecznie do kierunku transportu (Q) długiego produktu i rozmieszczonych w odstępie od siebie w kierunku transportu (Q) jest umieszczonych wiele dysz chłodzących (5).