RU2081186C1 - Способ скоростного охлаждения изделий и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ скоростного охлаждения изделий и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081186C1 RU2081186C1 RU94037827/02A RU94037827A RU2081186C1 RU 2081186 C1 RU2081186 C1 RU 2081186C1 RU 94037827/02 A RU94037827/02 A RU 94037827/02A RU 94037827 A RU94037827 A RU 94037827A RU 2081186 C1 RU2081186 C1 RU 2081186C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling
- products
- water
- air
- articles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на крупногабаритные изделия сложной формы и может быть использовано для охлаждения изделий и металлического проката после термической обработки в металлургии и машиностроении. Техническим результатом является повышение качества изделий за счет равномерной обработки с высокой скоростью охлаждения. Сущность: способ скоростного охлаждения изделий включает продувку через камеру с изделиями потока холодного воздуха со скоростью более 8 м/с, в который подают водяной туман, а охлаждение осуществляют циркулирующими потоком охладителя. Кроме того, воду для образования тумана охлаждают до 10-15oC. Устройство для скоростного охлаждения изделий содержит камеру с крышками и систему нагнетания и циркуляции воздуха с вентилятором, снабженную туманообразующими смесителями воды с воздухом. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий на крупногабаритные изделия сложной формы и может быть использовано для охлаждения изделий и металлического проката после термической обработки в металлургии и машиностроении. Возможно также его использование для охлаждения неметаллических изделий и тел, нагретых выше температуры 120oC.
При нанесении на остальные изделия горячих металлических покрытий алюминий-цинковыми сплавами или сплавами на основе алюминия коррозионная стойкость покрытия зависит от скорости охлаждения. Только при скоростном охлаждении изделий после извлечения из расплава металла покрытия от температуры 650-700oC до 300oC можно получить равномерную структуру без крупных включений интерметаллидов в покрытии, создавая этим высокие защитные свойства.
В ряде случаев целесообразно наносить металлические покрытия на разные изделия (разных габаритов и разной формы) в одной линии и даже в одной садке, погружаемой в расплав. В связи с этим существуют проблемы скоростного охлаждения изделий разной формы и разных габаритов в одном устройстве.
Известны способы скоростного охлаждения твердых тел путем обдувки поверхности воздухом или водовоздушной смесью, в том числе с мелким распылением воды для увеличения поверхности капель испаряющейся воды вплоть до состояния тумана (Дрозд В.Г. Лямин Г.Н. Хорьков В.Б. Оборудование и процессы ускоренного охлаждения проката. Обзор, М. НИИинформтяжмаш, Серия - Металлургическое оборудование, 1977, N 1-77-32 и а.с. СССР N 388036, C 21 D 1/02, 1973).
Известны способы скоростного испарительного охлаждения изделий, включающие подачу воздуха под давлением и воды с последующим смешением и подачей водовоздушной смеси на охлаждаемую поверхность, когда для увеличения эффективности воздушный поток перед смешением разделяют на отдельные струи (а.с. СССР N 1168609, C 21 D 1/02, 1985; а.с. СССР N 874760, C 21 D 1/02, и B 21 B 45/02, 1981).
Эти способы позволяют ускорить охлаждение, уменьшить массу подаваемой на охлаждение воды и исключить или снизить возможность конденсации воды на поверхности охлаждаемого тела.
В известных способах водовоздушная смесь подается непосредственно на охлаждаемую поверхность при перемещении изделий около спрейера (устройства) или через спрейер. Эти способы не могут обеспечить равномерности охлаждения изделий сложной формы и больших габаритов. Их нельзя использовать в поточных линиях, где обрабатывают изделия разной формы.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является способ охлаждения изделий в закрытой камере, через которую продувают охлажденный воздух со скоростью 8 м/с и более с одновременным водным охлаждением (Справочник конструктора печей прокатного производства, М. "Металлургия", 1970, т. 11, 992 с. см. с. 940-941) после термической обработки садок стального проката в колпаковых печах, принятый за прототип. Этот способ позволяет равномерно охлаждать изделия сложной формы (при скорости воздушного потока 8 м/с и более) и охлаждать садку изделия (в том числе, разных форм и габаритов) без перемещения изделий в период их охлаждения.
Однако он не обеспечивает высокой скорости охлаждения изделий и требует применения сложных устройств (с поднимаемым охлаждаемым колпаком, без возможности открываемой крышки). Такие устройства (колпаковые) практически невозможно применить в поточной линии.
Известны устройства для скоростного охлаждения перемещающегося проката с использованием спрейеров, через которые подается водовоздушная смесь (а.с. СССР N 279674, C 21 D 1/02, 1968; а.с. СССР N 1168609, C 21 D 1/02 и B 21 B 45/02, 1985).
Эти устройства не обеспечивают равномерного охлаждения садок и тел сложной формы.
Известно устройство для скоростного охлаждения изделий (Справочник конструктора печей прокатного производства, М. "Металлургия", 1970, т. 11, 992 с. см. с. 940-941), выбранное в качестве ближайшего аналога и включающее камеру, систему нагнетания воздуха с вентилятором и средства водяного охлаждения. В прототипе камера для расположения охлаждаемых изделий образована колпаком, который устанавливается на дно-площадку только на период обработки и снимается после обработки.
Недостатками известных способа и устройства применительно к проблемам скоростного охлаждения изделий являются:
низкая эффективность и скорость охлаждения изделий;
сложность устройства и трудности использования его в поточной линии обработки изделий;
Техническая задача, решаемая предложенными изобретениями, заключается в повышении качества изделий за счет равномерной обработки с высокой скоростью охлаждения и в возможности охлаждения изделий в поточных линиях термической и химико-термической обработки, а также нанесения горячих металлических покрытий.
низкая эффективность и скорость охлаждения изделий;
сложность устройства и трудности использования его в поточной линии обработки изделий;
Техническая задача, решаемая предложенными изобретениями, заключается в повышении качества изделий за счет равномерной обработки с высокой скоростью охлаждения и в возможности охлаждения изделий в поточных линиях термической и химико-термической обработки, а также нанесения горячих металлических покрытий.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе скоростного охлаждения изделий, включающем продувку через камеру с изделиями потока холодного воздуха со скоростью более 8 м/с, согласно предлагаемому техническому решению, в поток воздуха подают водяной туман, а охлаждение осуществляют циркулирующим потоком охладителя.
Кроме того, предлагается охлаждать воду, подаваемую для образования тумана, до 10-15oC.
Поставленная задача решается также и за счет того, что в устройстве для скоростного охлаждения изделий, содержащем камеру для охлаждаемых изделий и систему нагнетания воздуха с вентилятором, согласно предлагаемому техническому решению, система нагнетания выполнена с возможностью циркуляции охладителя и снабжена туманообразующими смесителями воды с воздухом, а камера снабжена крышками.
Отличительные признаки, как показано ниже, позволяют решить поставленную техническую задачу.
Признаки "в поток воздуха подают водяной туман, а охлаждение осуществляют циркулирующим потоком охладителя" позволяют существенно (в 4-6 раз) повысить скорость отвода тепла (скорость охлаждения) за счет испарения частиц воды тумана. В тумане мелкие частицы воды имеют большую поверхность испарения. Испарение воды позволяет интенсивно отбирать тепло (до 439 ккал/моль). При скорости потока воздуха 8 м/с и более туман равномерно передается в пространстве камеры, окружая изделия и проникая во внутренние каналы и пазы изделий. Так как температура воздушного потока выше 100oC, вода в тумане испаряется при контакте с воздушным потоком и вблизи горячей поверхности изделий. Отвод тепла при охлаждении изделий от 650-700oC до 250-300oC за счет испарения воды тумана, как показывают расчеты, составляет 75-85% в то время как за счет теплообмена с воздухом отнимается 15-25% тепла и менее. В то же время, исключается вредное воздействие брызг воды на охлаждаемую поверхность.
Циркуляция охладителя необходима для доставки тумана ко всей поверхности обрабатываемых изделий с высокой скоростью, что обеспечивает равномерность охлаждения, в том числе изделий разной массы и конфигурации в одном устройстве.
Повышение скорости охлаждения после нанесения горячих металлических покрытий позволяет повысить качество покрытий.
Охлаждение воды для образования тумана до 10-15oC позволяет интенсифицировать отвод тепла на 5-15% благодаря дополнительному охлаждению воздушного потока.
Охлаждение воды ниже 10oC экономически нецелесообразно и опасно из-за возможности образования частиц льда, а охлаждение выше 15oC не позволяет существенно интенсифицировать процесс охлаждения.
Использование в конструкции устройства системы нагнетания и циркуляции охладителя с туманообразующими смесителями воды с воздухом позволяет интенсифицировать охлаждение и повысить благодаря этому качество охлаждаемых изделий, а также исключить охлаждение камеры водой и упростить устройство.
Конструктивное выполнение камеры для охлаждения изделий с крышками позволяет упростить устройство и устанавливать его в поточных линиях обработки изделий.
Таким образом, совокупность предложенных признаков позволяет интенсифицировать процесс охлаждения изделий и получить качественные изделия при обработке в проточных линиях.
На чертеже представлена схема устройства для охлаждения изделий.
Устройство для охлаждения изделий включает камеру 1 с крышками 2, вентилятор 3, циркуляционную систему для воздуха 4 (содержащего пары в воде и туман) с измерительной диафрагмой 5, спрейерную систему 6 с рядом форсунок 7 (смесителей воды и воздуха), охлаждающее устройство 8 с регулируемым шибером 9.
Устройство работает следующим образом.
При открытии крышек 2 подвешенная на стропальном приспособлении 10 садка 11 горячих изделий вводится в камеру 1 и удерживается механизмами перемещения садки (не показаны) в подвешенном состоянии. Крышка 2 закрывается. Включается вентилятор 3 и спрейерная система 6 с форсунками 7. Происходит циркуляция воздуха (содержащего пары воды и туман). Благодаря высокой скорости циркуляции воздуха 8-15 м/с через камеру 1 туман все время заполняет камеру и производится ускоренное охлаждение изделий.
Часть воздуха проходит через охлаждающее устройство 8 (например, аммиачного типа).
Изделия должны быть охлаждены до 300-100oC. При необходимости изделия могут быть погружены в воду (или водный раствор для пассивации или модификации поверхности). После охлаждения крышки 2 открываются и охлажденные изделия 11 поднимаются и транспортируются на следующую позицию линии (например, для складирования).
Спрейерная система может не выключаться при остановках вентилятора 3 (или его работе без остановок "на байпас" без нагнетания воздуха).
Крышки 2 имеют зазоры для стропальных систем (цепей, тросов и т.д.), через которые часть воздуха и водяного пара уходят из системы в вентиляцию (не показана).
Изобретение реализовано в линии для нанесения горячих металлических покрытий алюминием на изделия с их последующим скоростным охлаждением изделий.
В линии покрытий перемещение обрабатываемых изделий осуществляется с помощью траверс, к которым монтируются (подвешивают) садки обрабатываемых изделий.
Перемещение садок осуществляется с остановками у ряда позиций: в электропечи сушки и подогрева, над печью ванной флюса расплава, над печью ванной расплава металла покрытия, над камерой скоростного охлаждения. Позиции на входе в линию и выходе из линии, а также между собой разделены шиберными затворами. Линия связана с коллектором сбора газов с регулирующими заслонками. Садки последовательно опускают в зону нагрева, в печь ванну флюса расплава, в печь ванну расплава металла покрытия и в камеру скоростного охлаждения.
В камеру скоростного охлаждения садки поступают с температурой 600-700oC и охлаждаются до конечной температуры 100oC.
Рабочее пространство камеры прямоугольный канал, который сверху перекрывается двумя крышками. В нижней части канал заполнен водой или водным раствором, в которые (при необходимости) могут погружать садку.
В линии покрытий устанавливается регулируемый темп обработки садки на каждой позиции от 1,5 до 3 мин. За это время садка успевает нагреться во флюсе расплаве (электродный нагрев) до рабочей температуры и переместиться на следующую позицию, т.е. в этот темп входит и машинное время опускания-погружения, подъема садки с выдержкой для стекания избытков расплава.
За темп (1,5-3 мин) в камере скоростного охлаждения снижается температура садки от 600-700oC и происходят все перемещения садки с выдачей готовых изделий на приемную площадку.
Масса садок в запроектированной линии от 200 до 310 кг. Производительность линии до 6-7 т/ч более 40 тыс. т в год. По расчетам при скоростном охлаждении в линии доля отбора тепла за счет испарительного охлаждения 83%
Имеется резерв повышения скорости охлаждения путем дополнительного охлаждения воздуха в системе циркуляции и воды перед распылением с воздухом для образования тумана.
Имеется резерв повышения скорости охлаждения путем дополнительного охлаждения воздуха в системе циркуляции и воды перед распылением с воздухом для образования тумана.
Из изложенного видно, что предлагаемые технические решения позволяют:
повысить качество изделий за счет равномерной обработки с высокой скоростью охлаждения;
применить скоростное охлаждение в поточных линиях.
повысить качество изделий за счет равномерной обработки с высокой скоростью охлаждения;
применить скоростное охлаждение в поточных линиях.
Claims (3)
1. Способ скоростного охлаждения изделий, включающий продувку камеры с изделиями циркулирующим потоком воздуха, отличающийся тем, что в циркулирующий поток воздуха подают водяной туман, а продувку камеры осуществляют со скоростью более 8 м/с.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду для образования тумана охлаждают до 10 15oС.
3. Устройство для скоростного охлаждения изделий, содержащее камеру охлаждения, систему циркуляции воздушного потока с вентилятором, отличающееся тем, что система циркуляции воздушного потока выполнена с туманообразующими смесителями воды с воздухом, а камера охлаждения выполнена с крышкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94037827/02A RU2081186C1 (ru) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Способ скоростного охлаждения изделий и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94037827/02A RU2081186C1 (ru) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Способ скоростного охлаждения изделий и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94037827A RU94037827A (ru) | 1996-10-20 |
RU2081186C1 true RU2081186C1 (ru) | 1997-06-10 |
Family
ID=20161465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94037827/02A RU2081186C1 (ru) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Способ скоростного охлаждения изделий и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081186C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7004065B2 (en) | 1999-04-06 | 2006-02-28 | Freezing Machines, Inc. | Apparatus for treating ammoniated meats |
US7022361B2 (en) | 2003-03-05 | 2006-04-04 | Freezing Machines, Inc. | Method for modifying pH within meat products |
US7037544B2 (en) | 1998-09-01 | 2006-05-02 | Freezing Machines, Inc. | Method for reducing microbe content in foodstuffs by pH and physical manipulation |
US7045162B2 (en) | 2002-12-10 | 2006-05-16 | Freezing Machines, Inc. | Method for suppressing microbe activity in meat storage enclosures |
US7214398B2 (en) | 1998-12-17 | 2007-05-08 | Freezing Machines, Inc. | Method for producing a pH enhanced comminuted meat product |
RU2655875C1 (ru) * | 2017-06-07 | 2018-05-29 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Способ закалки тонкостенных длинномерных деталей из стали 12х2нвфа в управляемом потоке воздуха |
RU219523U1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-07-21 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | Камера охлаждения изделий в виде тел вращения при закалке |
-
1994
- 1994-10-07 RU RU94037827/02A patent/RU2081186C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник конструктора печей прокатного производства/ Под ред. Тымчака В.М. Т.II. - М.: Металлургия, 1970, с.940 и 941. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7037544B2 (en) | 1998-09-01 | 2006-05-02 | Freezing Machines, Inc. | Method for reducing microbe content in foodstuffs by pH and physical manipulation |
US7214398B2 (en) | 1998-12-17 | 2007-05-08 | Freezing Machines, Inc. | Method for producing a pH enhanced comminuted meat product |
US7004065B2 (en) | 1999-04-06 | 2006-02-28 | Freezing Machines, Inc. | Apparatus for treating ammoniated meats |
US7045162B2 (en) | 2002-12-10 | 2006-05-16 | Freezing Machines, Inc. | Method for suppressing microbe activity in meat storage enclosures |
US7022361B2 (en) | 2003-03-05 | 2006-04-04 | Freezing Machines, Inc. | Method for modifying pH within meat products |
RU2655875C1 (ru) * | 2017-06-07 | 2018-05-29 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Способ закалки тонкостенных длинномерных деталей из стали 12х2нвфа в управляемом потоке воздуха |
RU219523U1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-07-21 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | Камера охлаждения изделий в виде тел вращения при закалке |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94037827A (ru) | 1996-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3623532A (en) | Continuous pickling of cast rod | |
US3227577A (en) | Metal coating of long lengths of metal bodies | |
US3713479A (en) | Direct chill casting of ingots | |
US5112412A (en) | Cooling of cast billets | |
RU2081186C1 (ru) | Способ скоростного охлаждения изделий и устройство для его осуществления | |
JPS6192719A (ja) | 圧延機用冷却システム | |
US2719820A (en) | Method for coating steel strip | |
US4752508A (en) | Method for controlling the thickness of an intermetallic (Fe-Zn phase) layer on a steel strip in a continuous hot-dip galvanizing process | |
JP2000509764A (ja) | 鋳鉄パイプを金属化するための方法および設備 | |
US4173663A (en) | Dipless metallizing process and apparatus | |
US3941906A (en) | Hot dip metallizing process | |
JP4507341B2 (ja) | 鋼材の冷却方法 | |
JP2003524702A (ja) | 皮膜にドロスの取り込み欠陥を含まない溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法及び関連の装置 | |
US4066477A (en) | Method of maintaining temperature of salt bath during quenching of steel wire | |
US5795538A (en) | Apparatus for steel hardening and process therefor | |
EP0582180B1 (en) | Heat treatment process for wire rods | |
SK4822001A3 (en) | Process and device for controlled quenching of light metal castings in a liquid bath | |
US2271379A (en) | Method of heat treating wire | |
US2459674A (en) | Continuous tinplate brightening apparatus | |
US3145119A (en) | Float casting | |
US7122221B2 (en) | Method and apparatus for metal vapor coating | |
US4005744A (en) | Apparatus for continuous pickling of cast rod | |
JPH08511064A (ja) | 亜鉛めっきした帯鋼の連続処理方法及び装置 | |
US4422403A (en) | Dipless metallizing apparatus | |
JPS5839727A (ja) | 金属熱処理における加熱金属の冷却方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050511 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051008 |