RU2510805C1 - Method for secondary cooling of continuously cast round workpiece - Google Patents
Method for secondary cooling of continuously cast round workpiece Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510805C1 RU2510805C1 RU2012156348/02A RU2012156348A RU2510805C1 RU 2510805 C1 RU2510805 C1 RU 2510805C1 RU 2012156348/02 A RU2012156348/02 A RU 2012156348/02A RU 2012156348 A RU2012156348 A RU 2012156348A RU 2510805 C1 RU2510805 C1 RU 2510805C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- cooling
- nozzles
- continuously cast
- secondary cooling
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов, и может быть использовано при литье круглых заготовок.The invention relates to metallurgy, in particular to continuous casting of metals, and can be used in casting round billets.
Известно устройство вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, в котором реализуется способ охлаждения непрерывнолитых заготовок, заключающийся в подаче в зону вторичного охлаждения заготовки охлаждающей жидкости с помощью форсунок, расположенных по контуру заготовки. Факелы форсунок направлены на поверхность заготовки. В описании приводится математическое выражение, позволяющее оценить расстояние от форсунок до поверхности заготовки (см. патент РФ №2108199, приоритет 10.12.1996). Однако в указанное математическое выражение включен эмпирический коэффициент, величина которого вне зависимости от каких-либо параметров заготовки может изменяться в 4 раза, что не позволяет использовать указанное математическое выражения для определения оптимального расстояния от форсунок до непрерывнолитой круглой заготовки в зависимости от ее размеров.A device for secondary cooling of a continuous casting machine is known, which implements a method for cooling continuously cast billets, which consists in feeding coolant to a secondary cooling zone using nozzles arranged along the billet contour. Injector torches are directed to the surface of the workpiece. The description contains a mathematical expression that allows us to estimate the distance from the nozzles to the surface of the workpiece (see RF patent No. 2108199, priority 10.12.1996). However, an empirical coefficient is included in the specified mathematical expression, the value of which, regardless of any parameters of the workpiece, can vary by 4 times, which does not allow the use of the specified mathematical expression to determine the optimal distance from the nozzles to the continuously cast round workpiece depending on its size.
Известен способ охлаждения непрерывнолитых заготовок круглого сечения, заключающийся в подаче охлаждающей воды в зону вторичного охлаждения заготовки посредством конусных форсунок, установленных под равными углами по окружностям, описанным вокруг заготовки, и на одинаковом расстоянии от поверхности. Факелы форсунок направлены на поверхность заготовки (см. Польщиков А.В., Тутарова В.Д. «Анализ эффективности охлаждения непрерывнолитых заготовок круглого сечения на МНЛЗ №1 ОАО «Уральская сталь» // Технические науки: традиции и инновации: материалы междунар. заоч. науч. конф. (г.Челябинск, январь 2012 г.). - Челябинск: Два комсомольца, 2012. - С.105-108).A known method of cooling continuously cast billets of circular cross section, which consists in supplying cooling water to the secondary cooling zone of the billet by means of cone nozzles installed at equal angles along the circles described around the billet and at the same distance from the surface. Nozzle torches are directed to the surface of the workpiece (see Polshchikov A.V., Tutarova V.D. “Analysis of the cooling efficiency of continuously cast round billets at continuous casting machine No. 1 of OJSC“ Ural Steel ”// Technical Sciences: Traditions and Innovations: Materials of the International Correspondence scientific conference (Chelyabinsk, January 2012) .- Chelyabinsk: Two Komsomol members, 2012. - S.105-108).
Недостатком данного способа является то, что он не позволяет обеспечить равномерное охлаждение заготовки по ее окружности. В результате формируются термические напряжения и возникают поверхностные дефекты, продольные и поперечные трещины, ужимины, что не позволяет стабильно получать продукцию требуемого качества.The disadvantage of this method is that it does not allow for uniform cooling of the workpiece around its circumference. As a result, thermal stresses are formed and surface defects, longitudinal and transverse cracks, and suppers arise, which does not allow stably obtaining products of the required quality.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение более равномерного охлаждения заготовки круглого сечения по ее окружности и длине, исключение формирования термических напряжений, приводящих к возникновению поверхностных дефектов, улучшение макроструктуры металла.The technical result of the invention is to provide more uniform cooling of the round billet along its circumference and length, eliminating the formation of thermal stresses leading to surface defects, improving the macrostructure of the metal.
Технический результат достигается тем, что в способе вторичного охлаждения непрерывнолитой круглой заготовки, заключающемся в подаче охлаждающей воды на поверхность заготовки посредством конусных форсунок, установленных под равными углами по окружностям, описанным вокруг заготовки, и на одинаковом расстоянии от поверхности заготовки, угол факела конусных форсунок равен углу их установки по окружностям, описанным вокруг заготовки.The technical result is achieved by the fact that in the method of secondary cooling of a continuously cast round billet, which consists in supplying cooling water to the surface of the workpiece by means of cone nozzles installed at equal angles to the circles described around the workpiece and at the same distance from the workpiece surface, the cone angle of the cone nozzles is the corner of their installation in the circles described around the workpiece.
Расстояние от конусных форсунок до поверхности заготовки составляет не менее 80 мм и равно (1,0-1,5) R, где R - радиус заготовки.The distance from the cone nozzles to the surface of the workpiece is at least 80 mm and is equal to (1.0-1.5) R, where R is the radius of the workpiece.
Угол факела (угол факела распыленной струи) - угол, образованный прямыми касательными линиями, условно проведенными по крайним каплям факела распыленной струи (см. например, п.3.10, ГОСТ Р 53331-2009 СТВОЛЫ ПОЖАРНЫЕ РУЧНЫЕ).Torch angle (angle of the spray torch torch) - the angle formed by straight tangent lines conventionally drawn along the extreme drops of the spray torch torch (see, for example, clause 3.10, GOST R 53331-2009 MANUAL FIRE TARGETS).
Эти условия позволяют обработать достаточно большой участок по длине заготовки и обеспечить более равномерное охлаждение всех участков по окружности, описанной вокруг охлаждаемой поверхности заготовки.These conditions allow you to process a sufficiently large area along the length of the workpiece and provide more uniform cooling of all sections along the circumference described around the cooled surface of the workpiece.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами, гдеThe invention is illustrated in graphic materials, where
на фиг.1 - схема расположения конусных форсунок по окружностям вокруг заготовки в зоне вторичного охлаждения заготовки;figure 1 - arrangement of conical nozzles in circles around the workpiece in the secondary cooling zone of the workpiece;
на фиг.2 - схема расположения форсунок по окружности, описанной вокруг заготовки, на одном из участков зоны вторичного охлаждения;figure 2 - arrangement of nozzles in a circle described around the workpiece, in one of the sections of the secondary cooling zone;
на фиг.3 - схема расположения орошаемых участков поверхности заготовки посредством форсунок, установленных по окружности, описанной вокруг заготовки.figure 3 - location of the irrigated sections of the surface of the workpiece by means of nozzles installed around the circumference described around the workpiece.
Подача охлаждающей воды к конусным форсункам 1 с одинаковым углами факелов осуществляется по трубопроводной системе 2.The supply of cooling water to the cone nozzles 1 with the same torch angles is carried out through the pipeline system 2.
Форсунки 1 с одинаковыми углами факелов (фиг.3) устанавливают по окружности, описанной вокруг заготовки, под углом «α» друг к другу и на одинаковом расстоянии от поверхности заготовки. При распылении воды образуется сферический сектор с углом факела «β». Углы «α» и «β» равны. Радиус заготовки «R». Точка «о» определяет расстояние «L» от форсунок до поверхности заготовки. Касательные к поверхности заготовки «о-а» и «o-a1» определяют количество полезной воды, подаваемой на поверхность заготовки. Отношение этого количества воды ко всему количеству воды, подаваемой форсункой, обозначим - «ρп» - «полезная доля воды».Nozzles 1 with the same torch angles (FIG. 3) are installed around the circumference described around the workpiece, at an angle “α” to each other and at the same distance from the workpiece surface. When spraying water, a spherical sector forms with a torch angle of "β". The angles “α” and “β” are equal. The radius of the workpiece is "R". Point "o" defines the distance "L" from the nozzles to the surface of the workpiece. Tangent to the surface of the workpiece "oa" and "oa 1 " determine the amount of useful water supplied to the surface of the workpiece. The ratio of this amount of water to the total amount of water supplied by the nozzle is denoted by “ρп” - “useful fraction of water”.
На поверхности заготовки можно выделить участки «в-в1», орошаемые центральными зонами факела форсунок, и участки «а-в» и «а1-В1», орошаемые периферийными зонами факела форсунок. На каждый из периферийных участков подается вода от рассматриваемой и соседней с ней форсунок.On the surface of the workpiece, it is possible to distinguish the “in-in 1 ” sections irrigated by the central zones of the nozzle plume, and the “in” and “a 1 -B 1 ” sections irrigated by the peripheral zones of the nozzle plume. Water is supplied to each of the peripheral sections from the nozzles under consideration and adjacent to it.
Долю воды, подаваемой на каждый участок поверхности заготовки, можно определить по отношению площади части сферической поверхности факела форсунки, соответствующего этому участку поверхности заготовки, ко всей площади сферической поверхности факела. Обозначим эти доли для соответствующих участков «ρав» и «ρвв1».The proportion of water supplied to each part of the surface of the workpiece can be determined by the ratio of the area of the part of the spherical surface of the nozzle torch corresponding to this part of the surface of the workpiece to the entire area of the spherical surface of the torch. Let us designate these shares for the corresponding sections ρav and ρvv 1 .
Отношение указанных долей воды, подаваемых на соответствующий участок поверхности заготовки, к угловому размеру этого участка (интенсивность орошения) позволит оценить степень неравномерности орошения поверхности заготовки по ее периметру. Для участка «а-в» с угловым размером «γ» интенсивность орошения составляет «ωав», для участка «в-в1» с угловым размером «δ» - «ωвв1».The ratio of the indicated fractions of water supplied to the corresponding section of the surface of the workpiece to the angular size of this section (irrigation intensity) will allow us to assess the degree of uneven irrigation of the surface of the workpiece along its perimeter. For the plot “a-c” with the angular size “γ”, the irrigation intensity is “ωav”, for the plot “c-in 1 ” with the angular size “δ” it is “ωвв 1 ”.
Результаты оценки количества подаваемой охлаждающей воды на участки поверхности заготовки при различных радиусах заготовки «R», углах расположения форсунок «α», углах факелов «β» и расстояниях «L» от поверхности заготовки до форсунки приведены в таблице 1.The results of estimating the amount of cooling water supplied to the surface sections of the workpiece at different workpiece radii “R”, nozzle angles “α”, torch angles “β” and distance “L” from the workpiece surface to the nozzle are shown in Table 1.
Для вторичного охлаждения непрерывнолитых заготовок используются готовые форсунки с постоянными углами факелов, равными 45°, 60°, 90° и 120°, из ряда которых выбираются требуемые. Использование форсунок с большим углом факела, например 90°, снижает вероятность засорения выходного отверстия форсунки, позволяет увеличить величину охлаждаемого участка по длине заготовки, применять меньшее количество форсунок на одной окружности вокруг заготовки, увеличить расход воды, подаваемой одной форсункой, при сохранении общего расхода воды.For secondary cooling of continuously cast billets, ready-made nozzles with constant torch angles equal to 45 °, 60 °, 90 ° and 120 ° are used, from which a number are selected. The use of nozzles with a large torch angle, for example 90 °, reduces the likelihood of clogging of the nozzle outlet, allows to increase the size of the cooled section along the length of the workpiece, use fewer nozzles on one circle around the workpiece, increase the flow rate of water supplied by one nozzle, while maintaining the total water flow .
Анализ результатов, приведенных в таблице 1, показал, что при отношении L/R<1,0 количество воды, орошающей периферийные участки «а-в» и «а1-в1», недостаточно, в результате чего заготовка охлаждается неравномерно.Analysis of the results presented in Table 1 shows that when the ratio L / R <1,0 quantity of water scrubbing peripheral portions "a-a" and "a 1 -to 1 'is not enough, causing the preform is cooled unevenly.
В интервале отношений L/R=(1,0-1,5) полезная доля воды «ρп» не ниже 0,6, а интенсивность орошения на периферийных участках «а-в» увеличивается за счет перераспределения воды с центральных участков «в-в1», что способствует более равномерному охлаждению поверхности заготовки.In the range of L / R = (1.0-1.5) ratios, the useful fraction of ρp water is not lower than 0.6, and the irrigation intensity in the peripheral areas “a-c” increases due to the redistribution of water from the central sections “b- in 1 ”, which contributes to a more uniform cooling of the surface of the workpiece.
При увеличении отношения L/R>1,5 полезная доля воды, орошающей все участки «ρп», «ρав», «ρвв1», снижается, что приводит к излишнему нецелесообразному перерасходу воды.By increasing the ratio L / R> 1,5 Useful fraction of water, all parts scrubbing "ρp", "ρav", "ρvv 1" is reduced, leading to operate at excessive cost overruns water.
Таким образом, отношение L/R=(1,0-1,5) является оптимальным для вторичного охлаждения непрерывнолитых круглых заготовок, однако при расстоянии L<80 мм форсунки слишком близко находятся к раскаленной поверхности заготовки, перегреваются и выходят из строя.Thus, the ratio L / R = (1.0-1.5) is optimal for the secondary cooling of continuously cast round billets, however, with a distance L <80 mm, the nozzles are too close to the hot surface of the billet, overheat and fail.
При угле факела форсунок «β» меньше углов расположения форсунок «α» для обеспечения равномерного охлаждения заготовки по ее окружности необходимо слишком далеко располагать форсунки от поверхности заготовки, что невозможно реализовать по конструктивным соображениям, так как трубопроводная система 2 пересекается с опорными конструкциями роликов, направляющих заготовку (на схемах не показаны).When the nozzle plume angle “β” is smaller than the nozzle angles “α”, to ensure uniform cooling of the workpiece along its circumference, it is necessary to position the nozzles too far from the surface of the workpiece, which cannot be realized for structural reasons, since the piping system 2 intersects with the supporting structures of the guide rollers a blank (not shown in the diagrams).
При угле факела форсунок «β» больше углов расположения форсунок «α» для обеспечения равномерного охлаждения заготовки по ее окружности и оптимальном расходе охлаждающей воды, форсунки потребуется располагать на расстоянии L<80 мм, что приведет к перегреву последних и выходу их из строя.When the nozzle plume angle “β” is greater than the angle of the nozzle position “α” to ensure uniform cooling of the workpiece along its circumference and the optimal flow rate of cooling water, the nozzles will need to be placed at a distance L <80 mm, which will lead to overheating of the latter and their failure.
Примеры оптимального охлаждения заготовки, полученного при реализации предложенного способа, представлены в таблице 1 под пунктами 3 и 8.Examples of optimal cooling of the workpiece obtained by the implementation of the proposed method are presented in table 1 under paragraphs 3 and 8.
При охлаждении заготовки диаметром 250 мм выбрали форсунки с углом факела «β=90°», угол расположения форсунок «α=90°», установили форсунки от поверхности заготовки на расстоянии L=155 мм, отношение L/R=1,24, доля полезной воды, охлаждающей заготовку, составила 68,2%, интенсивность охлаждения периферийных участков 0,308, интенсивность охлаждения центральных участков 0,512.When cooling a workpiece with a diameter of 250 mm, nozzles with a torch angle “β = 90 °” were chosen, the nozzle angle “α = 90 °”, nozzles were installed from the surface of the workpiece at a distance of L = 155 mm, the ratio L / R = 1.24, fraction useful water cooling the workpiece amounted to 68.2%, the cooling rate of the peripheral sections of 0.308, the cooling rate of the central sections of 0.512.
При охлаждении заготовки диаметром 320 мм выбрали форсунки с углом факела «β=90°», угол расположения форсунок «α=90°», установили форсунки от поверхности заготовки на расстоянии L=200 мм, отношение L/R=1,25, доля полезной воды, охлаждающей заготовку, составила 67,9%, интенсивность охлаждения периферийных участков 0,311, интенсивность охлаждения центральных участков 0,52.When cooling a workpiece with a diameter of 320 mm, nozzles with a torch angle “β = 90 °” were selected, the nozzle angle “α = 90 °”, nozzles were installed from the surface of the workpiece at a distance of L = 200 mm, the ratio L / R = 1.25, fraction useful water cooling the workpiece was 67.9%, the cooling rate of the peripheral sections 0.311, the cooling rate of the central sections of 0.52.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012156348/02A RU2510805C1 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method for secondary cooling of continuously cast round workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012156348/02A RU2510805C1 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method for secondary cooling of continuously cast round workpiece |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2510805C1 true RU2510805C1 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=50437646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012156348/02A RU2510805C1 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method for secondary cooling of continuously cast round workpiece |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2510805C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1473357A (en) * | 1973-08-21 | 1977-05-11 | Voest Ag | Continuous casting plant and a method of controlling a continuous casting plant |
| RU2436654C1 (en) * | 2010-08-30 | 2011-12-20 | Закрытое акционерное общество "КОРАД" | Method of secondary cooling of stocks with round section |
-
2012
- 2012-12-25 RU RU2012156348/02A patent/RU2510805C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1473357A (en) * | 1973-08-21 | 1977-05-11 | Voest Ag | Continuous casting plant and a method of controlling a continuous casting plant |
| RU2436654C1 (en) * | 2010-08-30 | 2011-12-20 | Закрытое акционерное общество "КОРАД" | Method of secondary cooling of stocks with round section |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Польщиков А.В., Тутарова В.Д., Анализ эффективности охлаждения непрерывнолитых заготовок круглого сечения на МНЛЗ N1 ОАО "Уральская сталь". Технические науки: традиции и инновации. Материалы междунар. заоч. науч. конф. Челябинск, Два комсомольца, 2012, c.105-108. CN201728345U,, 02.02.2011, реферат. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103264054B (en) | Steel tube even cooling device | |
| CN104941855B (en) | Long-rod spray gun spraying bracket | |
| GB2573715A (en) | Powder delivery assembly | |
| CN106311763A (en) | Annular jet cooling device for controlled cooling of hot-rolled seamless steel tubes | |
| CN104148408A (en) | Multifunctional bar graded temperature control rolling and controlled cooling equipment | |
| CN102814248A (en) | Nozzle for axial siphon powder delivering type cold spray | |
| RU2510805C1 (en) | Method for secondary cooling of continuously cast round workpiece | |
| CN105728893A (en) | Manual arc welding process for pipeline | |
| CN105081194B (en) | A kind of cooling sprayer of annular element | |
| CN212526429U (en) | High-power remelting ring for flame spray welding | |
| CN104357620A (en) | Device for quenching flames on surfaces of rope grooves in wire-rope drum | |
| DE634807C (en) | Process for the quenching of the surface or the inner surface of cylindrical solid or hollow bodies made of steel | |
| CN209174594U (en) | A kind of wire and rod controlled rolling and controlled cooling spiral-flow type cooler | |
| CN103894745B (en) | A kind of laser-flame combined cutting device | |
| CN208250364U (en) | High-quality big rod " quenching+lonneal " production system | |
| CN202123288U (en) | Hot sawing machine with spray system | |
| CN207635661U (en) | Welded-type impeller distributor | |
| CN100422354C (en) | Spraying and quenching device for steel pipe, petroleum well pipe and drill pipe medium frequency heat treatment system | |
| CN204308397U (en) | A kind of Plasma Welding gas protective drawing closure assembly | |
| CN202527486U (en) | Cooling device for hot rolling strip | |
| CN207143290U (en) | New press quenching ring sparger | |
| US10213860B2 (en) | Scarfing head | |
| CN104357636B (en) | The quenching rifle torch that drum rope groove table is quenched special | |
| CN206153295U (en) | Hot -rolling seamless pipe control cooling is with annular impingement air cooling device | |
| CN204714844U (en) | Novel steep-taper oxygen lance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141226 |