RU2022033C1

RU2022033C1 - Device for cooling rectangular rolled stock

Info

Publication number: RU2022033C1
Authority: RU
Inventors: А.В. Тюрин; Б.А. Моисеев; Н.П. Козлов; А.И. Агарышев; В.Я. Тишков; А.М. Сорокин; А.А. Молотков; В.Г. Смирнов; Н.Б. Скорохватов
Original assignee: Череповецкий Металлургический Комбинат Им.50-Летия Ссср
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: metal rolling equipment. SUBSTANCE: device has a number of sections mounted between rolls of power-driven roller conveyer, each of them has body with support and fixed base on which support is positioned. Ends of body are provided with guiding rollers to receive rolled stock moving on rib on surface of power-driven roller conveyer, they are provided with mechanism with working surface corresponding to shape of rolled stock and are fixed in pairs one against another on opposite sides of inlet and outlet ports for rolled stock. Face covers of body are provided with ring-shaped guides for transfer of rotation effort of rolled stock to body. With the aid of the guides the body rests upon spring-loaded rollers of support mounted on transverse rollers bearing against base and mounted in its grooves. Support is connected to base by spring-type joint. Body with support are made for synchronic rotation with rolled stock and subsequent reverse motion as rolled stock leaves the body. Inside body of each section are installed rows of injectors and guiding plates so that central axes of injectors align with diagonal axes of rolled stock cross section and guiding plates are positioned along each row of injectors on both their sides and their convex sides face nozzles of injectors. Frame with collectors and flexible hoses are mounted on collectors to supply air and water to injectors. EFFECT: enhanced cooling capabilities. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для термообработки черных, цветных металлов или сплавов, а именно к устройствам для быстрого охлаждения, и может быть использовано в металлургической промышленности. The invention relates to devices for heat treatment of ferrous, non-ferrous metals or alloys, and in particular to devices for rapid cooling, and can be used in the metallurgical industry.

Сложность достижения ускоренного и равномерного охлаждения массивного проката в процессе прокатки усугубляется большой скоростью движения проката, а также возможностью его поворота вокруг центральной продольной оси, например, после порезки проката на мерные длины, когда прокат прямоугольного сечения выходит из прижимных роликов ножниц на ребре, а затем в момент выхода из них падает, поворачивается на грань. The difficulty of achieving accelerated and uniform cooling of bulk steel during the rolling process is compounded by the high speed of movement of the steel, as well as the possibility of its rotation around the central longitudinal axis, for example, after cutting the steel into measured lengths, when the steel of rectangular cross section leaves the pinch rollers of the scissors on the rib, and then at the moment of exit from them falls, turns to the brink.

Известно устройство для охлаждения массивного металлопроката - рельсов, состоящее из двухкамерного коллектора с рядом форсунок, расположенного над охлаждаемой поверхностью проката в верхнюю камеру которого подводится вода, а в нижнюю - воздух под давлением. A device for cooling massive metal - rails is known, consisting of a two-chamber manifold with a series of nozzles located above the cooled surface of the rolled metal, water is supplied to the upper chamber and pressure air is supplied to the lower chamber.

Устройство имеет ограниченное применение - только для охлаждения головки рельсов, т. е. для охлаждения проката с одной стороны (Челышев Н.В. и др. Охлаждение рельсов водовоздушной смесью// Металлургия и коксохимия. Киев: Техника, 1973, N 36, с 81-83). The device has limited use - only for cooling the rail head, i.e., for cooling rolled metal on one side (Chelyshev N.V. et al. Cooling rails with a water-air mixture // Metallurgy and Coke Chemistry. Kiev: Technique, 1973, No. 36, p. 81-83).

Известна водовоздушная система охлаждения блюмовых непрерывно литых заготовок, основанная на принципе образования водовоздушной смеси в коллекторах в непосредственной близости от форсунок. Коллектор выполнен из соосно расположенных труб для подвода воды и воздуха снабженных патрубками, в которых происходит образование водовоздушной смеси. Соосно патрубкам установлены распылители, представляющие собой глуходонную втулку с щелевыми прорезями на боковой поверхности. На конце каждого патрубка закреплены форсунки. Вода, проходя через щелевые сопла, разбрызгивается после соударения с внутренней поверхностью патрубка, равномерно распределяется по его сечению и смешивается с воздухом. Водовоздушная смесь подается через форсунку на поверхность заготовки в виде факела заданной геометрической формы и размера. Система обеспечивает достаточно равномерное охлаждение крупных заготовок, однако не приспособлена для охлаждения быстродвижущихся и поворачивающихся заготовок (Айзин Ю.М. и др. Водовоздушное охлаждение блюмовых заготовок на МНЛЗ Оскольского ЭМК//Сталь, 1987, N 9, с. 28-30). Known water-air cooling system bloom continuously cast billets, based on the principle of formation of a water-air mixture in the collectors in the immediate vicinity of the nozzles. The collector is made of coaxially arranged pipes for supplying water and air equipped with nozzles in which the formation of a water-air mixture occurs. Coaxial to the nozzles are atomizers, which are a deaf bushing with slotted slots on the side surface. At the end of each pipe nozzles are fixed. Water passing through slotted nozzles is sprayed after impact with the inner surface of the nozzle, is evenly distributed over its cross section and mixed with air. The water-air mixture is fed through the nozzle to the surface of the workpiece in the form of a torch of a given geometric shape and size. The system provides fairly uniform cooling of large workpieces, but is not suitable for cooling fast-moving and rotating workpieces (Aizin Yu.M. et al. Water-air cooling of bloom workpieces at the Oskol EMK continuous casting machine // Steel, 1987, N 9, p. 28-30).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для охлаждения непрерывнолитых заготовок квадратного сечения, содержащее раму с роликами, расположенными по периметру ручья и коллектор с форсунками, установленными между роликами. С целью повышения качества заготовок путем выравнивания теплоотвода по их периметру, форсунки установлены по углам рамы параллельно осям роликов, а напротив каждой из них дополнительно установлены изогнутые отражательные пластины, обращенные вогнутой стороной к форсункам. Ролики и форсунки смежных сторон ручья смещены вдоль него на величину шага между ними. Охладитель подается форсунками в виде плоского факела и параллельно граням слитка. Отражательные пластины изменяют направление струй на противоположное, чем достигается мягкость и равномерность охлаждения заготовки по периметру. Устройство обеспечивает равномерное охлаждение медленно двигающихся заготовок квадратного сечения и также не пригодно для охлаждения быстродвижущихся и поворачивающихся во время движения заготовок. Closest to the proposed device is a device for cooling continuously cast billets of square section, containing a frame with rollers located along the perimeter of the stream and a manifold with nozzles installed between the rollers. In order to improve the quality of the workpieces by aligning the heat sink along their perimeter, the nozzles are installed at the corners of the frame parallel to the axes of the rollers, and opposite each of them there are additionally installed curved reflective plates facing the nozzles with their concave side. The rollers and nozzles of the adjacent sides of the stream are displaced along it by the size of the step between them. The cooler is fed by nozzles in the form of a flat torch and parallel to the faces of the ingot. Reflective plates change the direction of the jets to the opposite, thereby achieving softness and uniformity of cooling the workpiece around the perimeter. The device provides uniform cooling of slowly moving workpieces of square cross section and is also not suitable for cooling fast-moving workpieces and turning during movement.

Цель изобретения - обеспечение равномерного и ускоренного охлаждения быстродвижущегося с поворотом массивного металлопроката прямоугольного сечения при его продольном движении и повороте вокруг продольной центральной оси, а также самовозврата корпуса в прежнее положение после выхода из него проката. The purpose of the invention is the provision of uniform and accelerated cooling fast moving with rotation of a massive metal rolling of rectangular cross section during its longitudinal movement and rotation around a longitudinal central axis, as well as self-return of the housing to its former position after rolling out of it.

Цель достигается тем, что устройство состоит из ряда секций, расположенных между роликами приводного рольганга, каждая из которых состоит из корпуса с неподвижным основанием, опоры и выполненного с возможностью синхронного с прокатом, а затем возвратного, в момент выхода проката из него поворота относительно продольной центральной оси движения проката с неподвижным основанием, на котором размещена опора, при этом каждая секция объединяет раму с коллекторами, рядами форсунок и направляющими пластинами, установленными внутри корпуса таким образом, чтобы центральные оси форсунок совпадали с диагональными осями сечения проката. Направляющие пластины расположены вдоль каждого ряда форсунок с двух их сторон и обращены выгнутой стороной к соплам форсунок. Направляющие ролики снабжены механизмом с рабочей поверхностью, соответствующей профилю проката, и укреплены попарно дpуг против друга на противоположных сторонах входного и выходного отверстий для проката на торцовых крышках корпуса с кольцеобразными направляющими с возможностью передачи на корпус усилия поворота проката. The goal is achieved by the fact that the device consists of a number of sections located between the rollers of the drive roller table, each of which consists of a housing with a fixed base, supports and is configured to synchronize with the rental, and then return, at the time of rental exit from it, turning relative to the longitudinal central the axis of movement of the rolling stock with a fixed base on which the support is located, with each section uniting the frame with collectors, rows of nozzles and guide plates mounted inside the housing so so that the central axis of the nozzles coincide with the diagonal axes of the rolled section. The guide plates are located along each row of nozzles on both sides and face the nozzle nozzles with a curved side. The guide rollers are equipped with a mechanism with a working surface corresponding to the rolled profile, and are fortified in pairs against each other on opposite sides of the inlet and outlet openings for rolling on the end caps of the housing with ring-shaped guides with the possibility of transmitting the rolling rotation force to the housing.

Для свободного поворота корпуса и самовозврата корпуса в прежнее положение после выхода из него проката, центр тяжести корпуса расположен ниже центральной оси движения проката. Для смещения корпуса вниз под действием его свободного поворота, а затем самовозврата его в прежнее положение, корпус снабжен кольцеобразными направляющими, установленными на его торцевых крышках, опирающимися на поперечные движению проката ролики, выполненные подпружиненными и установленные на опорах. Для поперечного смещения корпуса под действием свободного его поворота и самовозврата в прежнее положение опора корпуса установлена на поперечных роликах. Основание снабжено пазами для этих роликов и соединено с опорой в виде спиральных пружин, закрепленных на основании с одного конца и на опоре с другого и расположенных горизонтально поперек направления движения проката. For a free rotation of the housing and self-return of the housing to its former position after the rental exit, the center of gravity of the housing is located below the central axis of movement of the rental. To move the casing down under the action of its free rotation, and then return it to its previous position, the casing is equipped with ring-shaped guides mounted on its end caps, resting on transverse to the rolling movement of the rollers, made spring-loaded and mounted on supports. For transverse displacement of the housing under the action of its free rotation and self-return to the previous position, the support of the housing is mounted on the transverse rollers. The base is provided with grooves for these rollers and is connected to the support in the form of spiral springs fixed to the base from one end and to the support from the other and located horizontally across the direction of rolling.

Анализ уровня техники показал отсутствие источника информации, из которого известно изобретение с аналогичным техническим решением и характеризующими признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого устройства по совокупности признаков, приводящих к достижению желаемого технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критериям "новизна" и "изобретательский уровень". The analysis of the prior art showed the absence of a source of information from which the invention is known with a similar technical solution and characterizing features identical to all the essential features of the proposed device for the totality of features leading to the achievement of the desired technical result, which allows us to conclude that the claimed object meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

На фиг. 1 показано устройство для охлаждения, быстродвижущегося с поворотом массивного металлопроката прямоугольного сечения, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид с торца; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2. In FIG. 1 shows a device for cooling, fast-moving with the rotation of massive metal products of rectangular cross section, side view; in FIG. 2 - the same, end view; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 2.

Устройство для охлаждения быстродвижущегося с поворотом массивного металлопроката прямоугольного сечения имеет ряд секций, установленных между роликами 1 приводного рольганга, каждая из которых состоит из корпуса 2 с опорой 3 и неподвижного основания 4, на котором размещена опора 3. На торцах корпуса 2 укреплены направляющие ролики 5 для приема движущегося на ребре проката 6 по поверхности Пр приводного рольганга, которые снабжены механизмом с рабочей поверхностью, соответствующей профилю проката 6, и укреплены попарно друг против друга на противоположных сторонах входного и выходного отверстий для проката 6. На торцовых крышках 7 корпуса 2 установлены кольцеобразные направляющие 8 с возможностью передачи на корпус 2 усилия поворота проката 6, которыми корпус 2 опирается на подпружиненные ролики 9 опоры 3, установленной на поперечных роликах 10, опирающихся на основание 4 и установленных в пазах 11 основания 4. Опора 3 соединена с основанием 4 пружинным соединением 12. Корпус 2 с опорой 3 выполнен с возможностью синхронного с прокатом 6, а затем возвратного в момент выхода проката 6 из него поворота. Внутри корпуса 2 каждой секции установлены ряды форсунок 13 и направляющие пластины 14 таким образом, чтобы центральные оси форсунок 13 совпадали с диагональными осями сечения проката 6, а направляющие пластины 14 располагались вдоль каждого ряда форсунок 13 с двух их сторон и были обращены выгнутой стороной к соплам форсунок 13, а также вместе с ними рама с коллекторами 15 и гибкие шланги 16, установленные на коллекторах 15 для подвода к форсункам 13 воды и воздуха. The cooling device for cooling a massive rectangular metal rolling fast moving with rotation has a number of sections installed between the rollers 1 of the drive roller table, each of which consists of a housing 2 with a support 3 and a fixed base 4 on which the support 3 is placed. Guide rollers 5 are mounted on the ends of the housing 2 for receiving moving on the edge of the rental 6 on the surface Pr of the drive roller table, which are equipped with a mechanism with a working surface corresponding to the profile of the rental 6, and are mounted in pairs against each other on opposite sides of the input and output openings for hire 6. On the end caps 7 of the housing 2 are mounted ring-shaped guides 8 with the possibility of transmitting to the housing 2 the turning force of the rolled 6, with which the housing 2 is supported by the spring-loaded rollers 9 of the support 3 mounted on the transverse rollers 10, supported on the base 4 and installed in the grooves 11 of the base 4. The support 3 is connected to the base 4 by a spring connection 12. The housing 2 with the support 3 is configured to synchronize with the rental 6, and then return at the time of exit of the rental 6 of him turning. Inside the housing 2 of each section, rows of nozzles 13 and guide plates 14 are installed so that the central axes of the nozzles 13 coincide with the diagonal axes of the rolled section 6, and the guide plates 14 are located along each row of nozzles 13 from both sides and face the nozzles with a curved side nozzles 13, as well as with them a frame with manifolds 15 and flexible hoses 16 mounted on the manifolds 15 for supplying water and air to the nozzles 13.

Секция устройства для охлаждения быстродвижущегося с поворотом металлопроката прямоугольного сечения работает следующим образом. Нагретый прокат 6, двигаясь на ребре по роликам 1, т.е. по поверхности Пр приводного рольганга попадает в направляющие ролики 5, укрепленные на торцах корпуса 2, и в зону охлаждения между ними, в которой ряды форсунок 13 расположены напротив и вдоль проката 6. Направляющие пластины 14 обеспечивают направление и pавномеpное движение потоков водовоздушной массы на ребра, а затем по поверхности граней проката 6. Положение секции устройства, а с ней корпуса 2 и форсунок 13 остается неподвижным в продолжение движения проката 6 по поверхности Пр рольганга на ребре. В момент выхода прокат 6 сваливается на одну из своих граней (фиг. 2) и принимает положение 6. Так как прокат 6 зажат в направляющих роликах 5, жестко связанных с корпусом 2, то он поворачивает вместе с собой эти ролики, а через них корпус 2 с рядами форсунок 13 внутри принимает положение 2. Таким образом, положение форсунок 13 по отношению к прокату 6 остается прежним - форсунки находятся напротив ребер проката, вследствие чего условия охлаждения, его равномерность и направленность не нарушаются. The section of the device for cooling fast-moving with a turn of rolled metal of rectangular cross-section works as follows. Heated hire 6, moving on the edge along the rollers 1, i.e. on the surface Pr of the drive roller table it enters guide rollers 5, mounted on the ends of the housing 2, and into the cooling zone between them, in which the rows of nozzles 13 are located opposite and along the rental 6. The guide plates 14 provide direction and uniform movement of the air-mass flows to the ribs, and then along the surface of the faces of the rolled 6. The position of the section of the device, and with it the body 2 and nozzles 13 remains stationary during the movement of the rolled 6 on the surface Pr of the rolling table on the rib. At the time of exit, the rental 6 falls onto one of its faces (Fig. 2) and takes position 6. Since the rental 6 is clamped in the guide rollers 5, rigidly connected to the housing 2, it rotates these rollers with it, and through them the housing 2 with rows of nozzles 13 inside, takes position 2. Thus, the position of the nozzles 13 with respect to the rental 6 remains the same - the nozzles are opposite the ribs of the rental, as a result of which the cooling conditions, its uniformity and directivity are not violated.

При повороте проката 6 (фиг. 2) его центр сечения смещается вниз на величину h = 0,5(с - а), где с - диагональ квадратного сечения проката, а - длина его грани, и в сторону на величину l = 0,5а. Корпус 2 с форсунками 13 также поворачивается вместе с прокатом 6 и одновременно смещается вниз на величину h и в сторону на величину l. Свободный поворот корпуса 2 осуществляется за счет качения кольцеобразных направляющих 8, которые принимают положение 8.1, по роликам 9, которые принимают положение 9.1. Смещение корпуса 2 вниз на величину h происходит под тяжестью проката 6 за счет сокращения пружин роликов 9 на величину 9.1, а смещение корпуса 2 в сторону на величину l посредством отката опоры 3 в положение 3.1, на которой размещается корпус 2 на роликах 10, принимающих положение 10,1 по пазам основания 4. When rolling 6 (Fig. 2), its section center shifts downward by h = 0.5 (s - a), where c is the diagonal of the square section of the hire, a is the length of its face, and to the side by l = 0, 5a. The housing 2 with nozzles 13 is also rotated together with the rental 6 and at the same time moves down by an amount h and to the side by an amount l. Free rotation of the housing 2 is due to the rolling of the annular guides 8, which take position 8.1, on the rollers 9, which take position 9.1. The displacement of the casing 2 down by h occurs under the weight of the rolling 6 by reducing the springs of the rollers 9 by 9.1, and the displacement of the casing 2 to the side by an amount l by rolling the support 3 to position 3.1, on which the casing 2 is placed on the rollers 10, which take 10.1 in the grooves of the base 4.

После выхода проката 6 из очередной секции ее корпус 2 возвращается в исходное положение за счет спиральных пружин 10, закрепленных в центральном выступе основания 4, разжимающихся пружин роликов 9 после снятия нагрузки от веса проката 6 и поворота корпуса 2 под действием собственной тяжести, поскольку центр его тяжести в результате конструктивного исполнения находится ниже оси движения проката 6. Гибкие шланги 16 для подачи воды и воздуха в коллекторы 15 не препятствуют поворотам корпуса на 45^о.After the release of hire 6 from the next section, its body 2 returns to its original position due to the coil springs 10 fixed in the central protrusion of the base 4, expandable springs of the rollers 9 after removing the load from the weight of the rental 6 and turning the housing 2 under its own gravity, since its center the gravity as a result of the design is below the axis of movement of the rolling 6. Flexible hoses 16 for supplying water and air to the manifolds 15 do not interfere with the rotation of the housing by 45 ^about .

Использование устройства для охлаждения быстродвижущегося с поворотом массивного металлопроката прямоугольного сечения позволяет обеспечить равномерность охлаждения проката квадратного сечения по всей его длине независимо от его положения на приводном рольганге во время движения, что положительно сказывается на стабилизации и повышении качества проката, его структуры и свойств. The use of a device for cooling fast-moving with rotation of massive metal products of rectangular cross section allows to ensure uniform cooling of rolled square products along its entire length, regardless of its position on the drive roller table during movement, which has a positive effect on stabilization and improving the quality of rolled products, its structure and properties.

Claims

1. DEVICE FOR COOLING A RECTANGULAR METAL ROLLING, containing a chamber with a frame with collectors and rows of nozzles and guide plates for coolant flows, guide rollers for the movement of rolled products, installed around the rolled products, characterized in that it is equipped with installed on the input and output ends of the housing ring-shaped guides, the device is made in the form of separate sections of the camera, each of which consists of a housing with a fixed base on a support and is made with the possibility of synchronization turning with a return with respect to the longitudinal central axis of the rolling movement, the axis of the nozzles being located along the diagonal axes of the rolled section, and the guide plates located along each row of nozzles on both sides and convex to the sections of the nozzle nozzles, while the guide rollers are made with a working surface corresponding to the rolled profile is fixed in pairs against each other on each side of the inlet and outlet openings for rental, and the annular guides are mounted with the ability to transfer to the housing the force of rotation of the car.

2. The device according to claim 1, characterized in that the center of gravity of the camera is located below the Central axis of movement of the car.

3. The device according to claim 1, characterized in that for transferring the rolling rotation forces to the casing, ring-shaped guides are supported on rollers transverse to the rolling movement of the rolling, the rollers being spring loaded and mounted on supports.

4. The device according to claim 1, characterized in that the housing support is mounted on the transverse rollers and made with grooves for these rollers, the base being connected to the support by means of coil springs.