RU2695195C1 - Способ обеспечения теплопередачи неметаллического или металлического изделия - Google Patents
Способ обеспечения теплопередачи неметаллического или металлического изделия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2695195C1 RU2695195C1 RU2018126684A RU2018126684A RU2695195C1 RU 2695195 C1 RU2695195 C1 RU 2695195C1 RU 2018126684 A RU2018126684 A RU 2018126684A RU 2018126684 A RU2018126684 A RU 2018126684A RU 2695195 C1 RU2695195 C1 RU 2695195C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat transfer
- nanoparticles
- liquid
- paragraphs
- transfer coefficient
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 title description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 58
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 56
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 31
- 239000002055 nanoplate Substances 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 20
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 5
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 5
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical class OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000008262 pumice Substances 0.000 claims description 2
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M sodium octadecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 7
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 3
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- -1 alkylated aromatics Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/10—Liquid materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
- B22D11/1245—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling using specific cooling agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу термической обработки неметаллического или металлического изделия. Способ содержит по меньшей мере один этап A) теплопереноса между указанным изделием и жидким теплоносителем A’, содержащим жидкую среду и наночастицы, и по меньшей мере один этап B) теплопереноса между изделием и жидким теплоносителем B’, содержащим жидкую среду и наночастицы. При этом жидкие теплоносители A’ и B’ являются различными. Жидкий теплоноситель A’ имеет коэффициент теплопередачи, превышающий коэффициент теплопередачи воды. Жидкий теплоноситель B’ имеет коэффициент теплопередачи, отличный от коэффициента теплопередачи A’ и превышающий коэффициент теплопередачи воды. Изобретение обеспечивает увеличение удельной теплопроводности и коэффициента теплопередачи жидкого теплоносителя, а также ускоренную и контролируемую теплопередачу между указанным изделием и теплоносителем. 25 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 3 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к способу обеспечения теплопередачи неметаллического или металлического изделия. В частности, оно хорошо подходит для отраслей промышленности, связанных с производством стали, алюминия, нержавеющей стали, меди, железа, медных сплавов, титана, кобальта, металлических композитов, никеля или обеспечивающих неметаллические материалы, такие как пластмассы.
В свете задачи экономии расхода энергии возможно улучшение эффективности теплообменников и введение различных методик интенсификации теплообмена. Некоторые из этих методик сосредоточились на применении электрического или магнитного поля. Хотя такой подход способен повысить эффективность использования электроэнергии, также возможно достижение усовершенствований и в том, что касается жидких теплоносителей. Обычно в качестве жидкого теплоносителя применяются такие жидкости, как вода, машинное масло, этиленгликоль и т.п. Однако они обладают недостаточными характеристиками теплопередачи и поэтому для достижения требуемого теплопереноса необходимы высокая компактность и эффективность систем теплообмена. В числе усилий по улучшению теплопередачи более достойно внимания применение присадок к жидкостям.
Например, для улучшения коэффициента теплопередачи или по меньшей мере удельной теплопроводности в воду может быть добавлено поверхностно-активное вещество, такое как LEVENOL C-421, которое представляет собой моно- и диглицеридные эфиры полиэтиленоксида. Однако, хотя удельная электропроводность и повышается в некоторых случаях, присутствие поверхностно-активного вещества приводит к образованию пены. Присутствие пены представляет собой огромную проблему, так как на практике возникают трудности с ее удалением, особенно в промышленном масштабе. Кроме того, присутствие поверхностно-активного вещества усиливает коррозию в системе теплопереноса, особенно труб, по которым протекает жидкий теплоноситель. Наконец, возможно образование отложений, в частности, в системе теплопередачи.
Например, патентная заявка US2003062147 раскрывает предназначаемый для применения в сталелитейной промышленности способ производства электротехнической стали. После непрерывной разливки для получения из литой полосы электротехнической стали с ориентированной структурой было реализовано быстрое вторичное охлаждение данной литой полосы для контролирования выделения ингибирующей рост зерна фазы.
Более конкретно, описывается способ производства полосы электротехнической стали с ориентированной структурой, содержащий этапы:
(a) образования непрерывной литой полосы электротехнической стали, имеющей толщину не более около 10 мм;
(b) медленного охлаждения воздухом со скоростью около 15ºC в секунду указанной полосы до температуры от около 1150°C до около 1250°C таким образом, чтобы она пришла в затвердевшее состояние, и
(c) последующего выполнения быстрого вторичного охлаждения указанной стальной полосы, при котором полоса охлаждается со скоростью от около 65 до около 150°C в секунду до температуры не более около 950°C.
Данный способ охлаждения может быть выполнен прямым применением распылительного охлаждения, направленным охлаждением воздушным туманом или инжекционным охлаждением литой полосы на твердом носителе, таком как металлическая полоса или лист.
Однако при использовании таких способов охлаждения можно не достичь желаемого быстрого охлаждения. Действительно, направленное охлаждение воздушным туманом представляет собой процесс, трудно контролируемый в промышленном масштабе. Кроме того, оба способа охлаждения слишком длительные, поскольку поток, переносящий тепло между литой полосой и охлаждающей жидкостью или охлаждающим твердым материалом, слишком слаб.
Другой пример раскрывается в научной публикации под заголовком “Effect of Cooling Patterns on Microstructure and Mechanical Properties of Hot-Rolled Nb Microalloyed Multiphase Steel Plates” (Dong-sheng ZHENG, Fu-xian ZHU, Yan-mei LI, Bing-zhang CHEN, Journal of Iron and Steel Research, International, том 18, выпуск 8, август 2011 г, страницы 46-52). В ней описывается эффект модели охлаждения, применяемой на выходном рольганге, на микроструктуру и механические свойства микролегированных Nb толстолистовых сталей, который был исследован в ходе выполняемых при горячей прокатке экспериментов. Результаты показали возможность получения смешанной микроструктуры, содержащей феррит, бейнит и значительные количества остаточного аустенита, с применением трех типов моделей охлаждения на выходном рольганге при одинаковых условиях горячей прокатки. Например, в процессе охлаждения при способе горячей прокатки выходной рольганг может охлаждать стальную полосу в ходе следующих этапов:
(a’) охлаждение от 820ºC до 700°C с промежуточной скоростью охлаждения, при этом используемая в качестве теплоносителя вода находится в режиме ламинарного потока;
(b’) охлаждение от 700°C до 640°C с медленной скоростью охлаждения, при этом в качестве теплоносителя применяется воздух, и
(c’) охлаждение от 640°C до 440-460°C при сверхвысокой скорости охлаждения, при этом в качестве теплоносителя применяется вода.
Однако для достижения желаемой скорости охлаждения при выполнении этапов (a’) и (c’) требуется огромное количество воды. Помимо этого, существует риск того, что этапы охлаждения с использованием воды в промышленном масштабе требуют слишком длительного времени. Действительно, коэффициент теплопередачи воды недостаточно высок, чтобы быстро обеспечить промежуточную или сверхвысокую скорость охлаждения. Таким образом, необходим жидкий теплоноситель, имеющий высокий коэффициент теплопередачи.
Недавние исследования в области нанотехнологии сделали возможной разработку новой категории жидкого теплоносителя, содержащего наночастицы. Такие жидкости, также именуемые “Nanofluid”, представляют собой жидкую суспензию, содержащую частицы, у которых по меньшей мере одно измерение ниже 100 нм. Эти жидкие теплоносители обычно имеют повышенный коэффициент теплопередачи. Данные жидкости обычно используются в качестве охлаждающих жидкостей.
Такие жидкости могут применяться для ускорения теплопередачи, например, охлаждения, между неметаллическим или металлическим материалом и жидким теплоносителем. Например, в сталелитейной промышленности в процессе охлаждения при способе горячей прокатки выходной рольганг охлаждает стальную полосу от приблизительно 800-950°C на входе до 450-600°C на выходе. Таким образом, для некоторых марок стали является необходимым жидкий теплоноситель, обладающий высоким коэффициентом теплопередачи.
Однако иногда при выполнении охлаждения в два или большее количество этапов скорость охлаждения каждого этапа оказывается быстрой, но не эквивалентной. Таким образом, необходим такой способ, содержащий несколько этапов охлаждения.
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы предоставить простой в реализации способ термической обработки неметаллического или металлического изделия, содержащий по меньшей мере два этапа теплопередачи между изделием и жидкими теплоносителями, имеющими коэффициенты теплопередачи, превышающие коэффициент теплопередачи воды. В частности, имеется потребность в предоставлении способа, при котором теплопередача могла бы быть быстрой и контролируемой.
Это достигается посредством предложения способа теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем по п.п. 1 - 26 формулы изобретения.
Следующие термины определяются следующим образом:
- жидкий теплоноситель, содержащий наночастицы (так называемый нанофлюид), означает жидкую суспензию, содержащую частицы, имеющие по меньшей мере одно измерение ниже 100 нм;
- ламинарный поток означает поток с числом Рейнольдса ниже критической величины приблизительно в 2300;
- турбулентный поток означает поток с числом Рейнольдса, превышающим критическую величину около 4000;
- концентрация порога перколяции – концентрация наночастиц, выше которой они объединяются, образуя сетчатую структуру с дальним порядком. Для связанных с теплопередачей применений подходит, чтобы такая сетка соединяла наиболее горячую часть жидкости, то есть часть, откуда начинает перетекать тепло, и самую холодную часть жидкости, то есть часть, куда тепло отводится. Другими словами, ниже концентрации порога перколяции наночастицы не являются связанными. Когда достигается концентрация порога перколяции, образованная наночастицами сетка, которая имеет более высокую удельную теплопроводность, чем жидкая среда, позволяет теплоносителям выбирать путь с намного меньшим сопротивлением теплопередаче, увеличивая таким образом удельную теплопроводность жидкости и, вследствие этого, коэффициент теплопередачи;
- масс.% означает массовую концентрацию в процентах;
- графитовые нанопластинки означают многослойную систему из графеновых листов, имеющих толщину между около 5 и 20 нм;
- малослойный графен подразумевает многослойную систему из графеновых листов, имеющих толщину между 1 и 5 нм, и
- графен означает лист толщиной в один атом из гексагонально упорядоченных, связанных атомов углерода, представляя обычно толщину менее 1 нм.
Другие признаки и преимущества изобретения станут очевидными из следующего подробного описания изобретения.
Для иллюстрирования изобретения будут описаны различные воплощения и испытания образцов из неограничивающих примеров, в частности, с обращением к следующим фигурам.
Фигура 1 иллюстрирует пример одной нанопластинки согласно настоящему изобретению.
Фигура 2 иллюстрирует пример многослойных нанопластинок согласно настоящему изобретению.
Фигура 3 иллюстрирует пример сферической наночастицы согласно настоящему изобретению.
Фигура 4 иллюстрирует пример эллиптической наночастицы согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение относится к способу термической обработки неметаллического или металлического изделия, содержащему:
A – по меньшей мере один этап A) теплопереноса между указанным изделием и жидким теплоносителем A’, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом данный жидкий теплоноситель имеет коэффициент теплопередачи, превышающий коэффициент теплопередачи воды, и
B – по меньшей мере один этап B) теплопереноса между изделием и жидким теплоносителем B’, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом жидкий теплоноситель B’ имеет коэффициент теплопередачи, отличный от коэффициента теплопередачи A’ и превышающий коэффициент теплопередачи воды,
при этом указанные жидкие теплоносители A’ и B’ являются различными.
Более предпочтительно данный способ также содержит по меньшей мере один этап C) теплопереноса между изделием и жидким теплоносителем C’, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом жидкий теплоноситель C’ имеет коэффициент теплопередачи ниже коэффициента теплопередачи воды.
Предпочтительно данный способ также содержит по меньшей мере один этап D) теплопереноса между изделием и жидким теплоносителем D’, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом жидкий теплоноситель D’ имеет коэффициент теплопередачи, отличный от коэффициента теплопередачи C’ и ниже коэффициента теплопередачи воды.
Согласно настоящему изобретению, этапы A), B), C), D) могут выполняться в любом порядке, этапы C и D являются необязательными. В одном предпочтительном воплощении способ термической обработки согласно настоящему изобретению содержит этапы A) и B), выполняемые последовательно. В другом предпочтительном воплощении этап B) выполняется перед этапом A). Предпочтительно способ термической обработки согласно настоящему изобретению содержит этапы A), B) и C), выполняемые последовательно. Они также могут выполняться в следующем порядке: B), C) и A) или C), A) и B). Способ термической обработки согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит этапы A), B), C) и D), выполняемые последовательно. Они также могут выполняться в следующем порядке: B), C), A) и D) или A), C), D) и B).
В одном предпочтительном воплощении жидкий теплоноситель содержит наночастицы, выбираемые из графитовых нанопластинок, графена, малослойного графена, TiO2, ZnO2, ZnO, нитрида бора, меди, диоксида кремния, монтмориллонита, цеолита клиноптилолита, волластонита, слюды, цеолита 4A, Al2O3, силиката, пемзы, оксида кальция и углеродных нанотрубок. Предпочтительно наночастицы не содержат углеродных нанотрубок.
Наночастица может быть, например, сферической, эллиптической или в форме нанопластинки.
Фигура 1 иллюстрирует пример одной нанопластинки, которая может использоваться в жидком теплоносителе настоящего изобретения. В этом примере поперечный размер означает самую большую протяженность нанопластинки по оси X, а толщина означает высоту нанопластинки по оси Z. Ширина нанопластинки иллюстрируется по оси Y.
Фигура 2 представляет пример многослойных нанопластинок, которые могут применяться в жидком теплоносителе настоящего изобретения. В этом примере поперечный размер означает самую большую протяженность нанопластинок по оси X, а толщина означает общую высоту всех нанопластинок в пакете по оси Z. Ширина нанопластинки отображается по оси Y.
Фигура 3 иллюстрирует пример сферической нанопластинки, которая может применяться в жидком теплоносителе настоящего изобретения. В этом примере поперечный размер означает диаметр наночастицы, а толщина соответствует высоте наночастицы.
Фигура 4 иллюстрирует пример эллиптической нанопластинки, которая может применяться в жидком теплоносителе настоящего изобретения. В этом примере поперечный размер означает наибольшую длину наночастицы, а толщина означает высоту наночастицы.
Размер в поперечном направлении и толщина наночастицы могут быть измерены с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) и атомно-силовой микроскопии (AFM).
Предпочтительно наночастицы являются многослойными нанопластинками. Действительно, безотносительно к какой-либо конкретной теории, чтобы получить морфологию нанопластинок, наночастицы, по-видимому, должны иметь многослойную структуру со слабым взаимодействием между слоями, то есть Ван-дер-Ваальсовыми силами, водородной связью, механической связью, галогенной связью, пи-стэкинговым взаимодействием, катион-анионной пи-связью, интеркаляцией, солевыми мостиками и полярной пи-связью. Эта слабое связывание совместно с хорошей теплопроводностью нанопластинок расширяет возможности для улучшения коэффициента теплопередачи жидкости.
Предпочтительно толщина наночастиц составляет между 1 и 99,99 нм, предпочтительно между 5 и 50 нм и более предпочтительно между 5 и 15 нм.
Предпочтительно поперечный размер наночастицы составляет между 26 и 50 мкм, предпочтительно между 35 и 45 мкм.
Предпочтительно концентрация наночастиц составляет между 0,01 масс.% и 12 масс.%, предпочтительно между 2 и 8 масс.% и более предпочтительно между 4 и 7 масс.%.
В одном предпочтительном воплощении жидкий теплоноситель содержит диспергирующий агент, представляющий собой не обладающий поверхностно-активными свойствами полимер, поверхностно-активное вещество или их смесь. Поверхностно-активное вещество может быть катионным, анионным, амфотерным или неионогенным.
Например, диспергирующий агент может быть поливинилпирролидоном, полисахаридами, сульфатированными полисахаридами, линейными алкилбензолсульфонатами, лигносульфонатами, диалкилсульфосукцинатами, соединениями четвертичного аммония, стеаратом натрия или их смесью.
Предпочтительно массовое соотношение концентрации наночастиц и концентрации диспергирующего агента составляет между 3 и 18. Более предпочтительно отношение концентрации наночастиц к концентрации диспергирующего агента составляет между 4 и 15, предпочтительно между 4 и 8 и более предпочтительно его величина находится между 4 и 6.
Безотносительно к какой-либо конкретной теории, по-видимому, при регулировании указанного выше соотношения и достижении концентрации порога перколяции жидкий теплоноситель согласно изобретению создает возможности для обеспечения более высокой удельной теплопроводности и, вследствие этого, высокого коэффициента теплопередачи в ламинарном режиме. Действительно, диспергирующий агент в этом случае способен не допускать агломерации и осаждения наночастиц. Например, если бы диспергирующий агент был представлен поверхностно-активным веществом, наночастица оказалась бы заключена в мицеллу, сердцевина которой состоит из гидрофобных молекул и оболочка – из гидрофильных молекул. Такая мицеллярная структура позволяет наночастицам диспергироваться в жидкости. Однако, чтобы обеспечить перколяцию, другими словами, образование создаваемой наночастицами сетки дальнодействующего порядка, степень дисперсности наночастиц должна быть ограничена.
Предпочтительно жидкий теплоноситель содержит жидкую среду, выбираемую из воды, этиленгликоля, этанола, масла, метанола, кремнийорганического материала, пропиленгликоля, алкилированных ароматических соединений, жидкого Ga, жидкого In, жидкого Sn, формиата калия или их смеси. Галлий, индий и олово могут применяться в качестве жидкого теплоносителя, в частности, для охлаждения металлического изделия. Действительно, температура плавления галлия составляет 30°C, индия 157°C, а олово имеет температуру плавления 232°C. Например, они могут использоваться для охлаждения компьютерных микросхем или лабораторного оборудования, такого как нейтронные источники.
Жидкий теплоноситель предпочтительно готовится с использованием следующих этапов:
A – обеспечения наночастиц согласно настоящему изобретению;
B – обеспечения жидкой среды;
C – регулирования концентрации наночастиц для достижения перколяции и
D – смешивания наночастиц с жидкой средой.
Согласно изобретению, поток жидкого теплоносителя может находиться в ламинарном или турбулентном режиме. В режиме ламинарного потока коэффициент теплопередачи пропорционален удельной теплопроводности. В отличие от этого, в режиме турбулентного потока коэффициент теплопередачи зависит от ряда теплофизических свойств, таких как вязкость.
Этап теплопереноса согласно данному изобретению подразумевает перенос тепла между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем. Предпочтительно металлическое изделие, являющееся, например, металлической подложкой, изготавливается из алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, железа, медных сплавов, титана, кобальта, металлического композита, никеля, а неметаллическое изделие изготавливается из пластических масс.
На известном уровне техники теплопередача, использующая в качестве жидкой среды воду, может обычно реализовываться с применением единственного способа. Данный способ называется «способом с контактной водой», что означает, что вода, применяемая для охлаждения или нагревания объекта, находится с ним в непосредственном контакте.
Согласно одному предпочтительному воплощению изобретения, являющееся металлическим изделие представляет собой металлическую подложку, а жидкий теплоноситель находится в непосредственном с ней контакте. В этом случае теплопередача может быть осуществлена охлаждением под действием ударной силы струи, кипением в свободном объеме, распылительным охлаждением или микроканальным охлаждением.
Например, в сталелитейной промышленности теплопередача контактным водяным охлаждением может быть осуществлена:
- в орошаемых водой камерах установок для непрерывного литья и процессов горячей прокатки, таких как процессы охлаждения на выходном рольганге;
- в коксовых печах для газовой обработки и тушения кокса;
- в ходе гашения шлака в доменных печах, кислородных конвертерах и дуговых электропечах.
Предпочтительно способ термической обработки согласно изобретению содержит, кроме того, по меньшей мере один этап нагревания. Например, такой этап нагревания выполняется при температуре между 0 и 1200°C.
Способ согласно настоящему изобретению может применен при способе производства многофазной стали, такой как, например, микролегированная Nb толстолистовая сталь, во время горячей прокатки для получения смешанной микроструктуры, содержащей феррит, бейнит и значительные количества остаточного аустенита. Такая микроструктура может быть получена с помощью одного процесса охлаждения на выходном рольганге. Например, в процессе охлаждения при способе горячей прокатки выходной рольганг может охлаждать стальную полосу в ходе следующих последовательно выполняемых этапов:
A – один этап охлаждения стальной полосы жидким теплоносителем A’), содержащим воду и графитовые нанопластинки, имеющие соотношение толщины и измерения в поперечном направлении, равное 0,00025. Концентрация наночастиц составляет 5 масс.%. Повышение теплопередачи по отношению к данному показателю воды составляет в режиме ламинарного потока 203%;
С – один этап охлаждения жидким теплоносителем C’), содержащим воду в качестве жидкой среды и графитовые нанопластинки, имеющие поперечный размер 40 мкм и толщину 10 нм, то есть величину отношения толщина/поперечный размер 0,00025. Концентрация наночастиц составляет 7 масс.%. Жидкость, кроме того, содержит 1 масс.% поливинилпирролидона, при этом отношение концентрации наночастиц и концентрации диспергирующего агента равно 7. Снижение теплопередачи по отношению к данному показателю воды составляет при 25°C в режиме турбулентного потока -53 % и
B – один этап охлаждения жидким теплоносителем, содержащим графитовые нанопластинки, имеющие соотношение толщина/поперечный размер, равное 0,00025. Концентрация наночастиц составляет 7 масс.%. Жидкость, кроме того, содержит 1 масс.% поливинилпирролидона в качестве диспергирующего агента, при этом отношение концентрации наночастиц и концентрации диспергирующего агента равно 7. Повышение теплопередачи по отношению к данному показателю воды составляет в режиме ламинарного потока 286%.
Таким образом, жидкие теплоносители A’) и B’) делают возможным быстрое охлаждение, при этом охлаждение этапа B) является сверхбыстрым по сравнению с охлаждением этапа A). Жидкий теплоноситель C’) позволяет проводить медленное охлаждение. Кроме того, все этапы охлаждения являются хорошо управляемыми.
Пример
Были приготовлены пробы 1 - 3 смешиванием полимолекулярных слоев нанографита, содержащего графитовые нанопластинки, имевшие отношение толщина/поперечный размер 0,00025. В пробе 3 в качестве диспергирующего агента добавлялся поливинилпирролидон.
Проба 4 состояла из воды.
Для каждой пробы была измерена теплопроводность образцов с помощью измерителя теплопроводности DTC-25. Степень повышения теплопроводности рассчитывалась по отношению к удельной электропроводности воды, при этом удельная электропроводность воды составляет при комнатной температуре, то есть при 20°C, 0,67 мК.
В ламинарном потоке увеличение теплопередачи подобно возрастанию теплопроводности, таким образом, никаких вычислений для оценки увеличения теплопередачи в процентном выражении не требуется.
Возрастание теплопередачи в турбулентном потоке вычислялось с помощью следующей формулы:
где 
– коэффициент теплопередачи нанофлюидов (Дж/с·K·м2), 
– коэффициент теплопередачи основной жидкости (Дж/с·K·м2), 
– теплопроводность нанофлюидов (Дж/с·K·м), 
– плотность нанофлюидов (кг/м3), 
– теплоемкость нанофлюидов (Дж/кг·K), 
– вязкость нанофлюидов (кг/с·м).
| Пробы | Жидкость | Отношение толщина/ поперечный размер | Концентрация наночастиц (масс.%) |
Диспергирующий агент (масс.%) |
Отношение Cнаноч./Cдисп. | Повышение теплопередачи (%) |
| 1* | Вода и графитовые нанопластинки | 0,00025 | 5 | - | - | 203 |
| 2* | Вода и графитовые нанопластинки | 0,00025 | 7 | 1 | 7 | -53 |
| 3* | Вода и графитовые нанопластинки | 0,00025 | 7 | 1 | 7 | 286 |
* согласно настоящему изобретению.
С помощью моделирования программными средствами была вычислена эффективность охлаждения в случае проб 1 - 3 и пробы 4, состоявшей из воды. В этом испытании стальной сляб, имевший плотность 7854 кг/м3, охлаждался в течение 13 секунд. Он имел длину 5 метров, ширину 1 метр и толщина сляба составляла 10 мм. Исходная температура сляба равнялась 968°C.
С одной стороны, охлаждение сляба последовательно выполнялось с пробами 1 - 3 следующим образом:
- первый этап охлаждения с пробой 1 в режиме ламинарного потока;
- второй этап охлаждения с пробой 2 в режиме турбулентного потока; и
- третий этап охлаждения с пробой 3 в режиме ламинарного потока.
С другой стороны, использовалась проба 4 в ламинарном потоке.
Следующая таблица показывает скорость охлаждения при использовании каждой пробы.
| Пробы | Скорость охлаждения (°C/с) |
| 1* | 36,8 |
| 2* | 12,8 |
| 3* | 46,9 |
| 4 | 21,4 |
* согласно настоящему изобретению.
Пробы 1 и 3 делают возможным быстрое охлаждение, при этом охлаждение с применением пробы 3 оказывается быстрее, чем охлаждение с пробой 1. Проба 2 обеспечивает медленное охлаждение. Таким образом, со способом согласно настоящему изобретению оказывается возможным получение многофазной стали в сравнении с водой, то есть пробой 4.
Claims (29)
1. Способ термической обработки неметаллического или металлического изделия, содержащий:
A) по меньшей мере один этап A) теплопереноса между указанным изделием и жидким теплоносителем A’, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом данный жидкий теплоноситель имеет коэффициент теплопередачи, превышающий коэффициент теплопередачи воды, и
B) по меньшей мере один этап B) теплопереноса между изделием и жидким теплоносителем B’, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом жидкий теплоноситель B’ имеет коэффициент теплопередачи, отличный от коэффициента теплопередачи A’ и превышающий коэффициент теплопередачи воды,
при этом указанные жидкие теплоносители A’ и B’ являются различными.
2. Способ по п. 1, также содержащий по меньшей мере один этап C) теплопереноса между изделием и жидким теплоносителем C’, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом жидкий теплоноситель C’ имеет коэффициент теплопередачи, не превышающий коэффициент теплопередачи воды.
3. Способ по п. 2, также содержащий по меньшей мере один этап D) теплопереноса между изделием и жидким теплоносителем D’, содержащим жидкую среду и наночастицы, при этом жидкий теплоноситель D’ имеет коэффициент теплопередачи, отличный от коэффициента теплопередачи C’ и не превышающий коэффициент теплопередачи воды.
4. Способ по любому из пп. 1 - 3, в котором жидкий теплоноситель содержит наночастицы, выбираемые из графитовых нанопластинок, графена, малослойного графена, TiO2, ZnO2, ZnO, нитрида бора, меди, диоксида кремния, монтмориллонита, цеолита клиноптилолита, волластонита, слюды, цеолита 4A, Al2O3, силиката, пемзы, оксида кальция, углеродных нанотрубок или любой их смеси.
5. Способ по любому из пп. 1 - 4, в котором наночастицы не содержат углеродных нанотрубок.
6. Способ по любому из пп. 1 - 5, в котором наночастицы представлены многослойными нанопластинками.
7. Способ по любому из пп. 1 - 6, в котором толщина наночастиц составляет между 1 и 99,99 мкм.
8. Способ по п. 7, в котором толщина наночастиц составляет между 5 и 50 нм.
9. Способ по п. 8, в котором толщина наночастиц составляет между 5 и 15 нм.
10. Способ по любому из пп. 1 - 9, в котором величина размера наночастиц в поперечном направлении находится между 26 и 50 мкм.
11. Способ по п. 10, в котором размер наночастиц в поперечном направлении составляет между 35 и 45 мкм.
12. Способ по п. 11, в котором концентрация наночастиц составляет между 0,01 и 12 мас.%.
13. Способ по п. 12, в котором концентрация наночастиц составляет между 2 и 8 мас.%.
14. Способ по п. 13, в котором концентрация наночастиц составляет между 4 и 7 мас.%.
15. Способ по любому из пп. 1 - 14, в котором жидкий теплоноситель также содержит диспергирующий агент.
16. Способ по п. 15, в котором диспергирующий агент является не обладающим поверхностно-активными свойствами полимером, или поверхностно-активным веществом, или их смесью.
17. Способ по п. 16, в котором поверхностно-активное вещество является катионным, анионным, амфотерным или неионогенным.
18. Способ по п. 17, в котором диспергирующий агент выбирают из поливинилпирролидона, полисахаридов, сульфатированных полисахаридов, линейных алкилбензолсульфонатов, лигносульфонатов, диалкилсульфосукцинатов, соединений четвертичного аммония, стеарата натрия или их смеси.
19. Способ по любому из пп. 14 - 18, в котором отношение по массе концентрации наночастиц к концентрации диспергирующего агента составляет между 3 и 18.
20. Способ по любому из пп. 1 - 19, в котором жидкую среду выбирают из воды, этиленгликоля, этанола, масла, метанола, кремнийорганического материала, пропиленгликоля, алкилированных ароматических соединений, жидкого Ga, жидкого In, жидкого Sn, формиата калия и любой их смеси.
21. Способ по любому из пп. 1 - 20, в котором жидкий теплоноситель находится в режиме ламинарного или турбулентного потока.
22. Способ по любому из пп. 1 - 21, в котором являющееся металлическим изделие изготавливают из алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, железа, медных сплавов, титана, кобальта, металлического композита или никеля.
23. Способ по любому из пп. 1 - 22, в котором металлическое изделие является металлической подложкой, а теплопередача является такой, при которой жидкий теплоноситель находится в непосредственном контакте с металлической подложкой.
24. Способ по п. 23, в котором контакт между металлической подложкой и жидким теплоносителем осуществляется посредством охлаждения под действием ударной силы струи, кипением в свободном объеме, распылительным охлаждением или микроканальным охлаждением.
25. Способ по любому из пп. 1 - 24, в котором термическая обработка неметаллического или металлического изделия, кроме того, содержит по меньшей мере один этап нагрева.
26. Способ по п. 25, в котором указанный один этап нагрева выполняют при температуре между 0 и 1200°C.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IBPCT/IB2015/002393 | 2015-12-22 | ||
| PCT/IB2015/002393 WO2017109525A1 (en) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | A method of a heat transfer of a non-metallic or metallic item |
| PCT/IB2016/001785 WO2017109561A1 (en) | 2015-12-22 | 2016-12-20 | A method of a heat transfer of a non-metallic or metallic item |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2695195C1 true RU2695195C1 (ru) | 2019-07-22 |
Family
ID=55178184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126684A RU2695195C1 (ru) | 2015-12-22 | 2016-12-20 | Способ обеспечения теплопередачи неметаллического или металлического изделия |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11118091B2 (ru) |
| EP (1) | EP3394202B1 (ru) |
| JP (1) | JP6796647B2 (ru) |
| KR (1) | KR102166822B1 (ru) |
| CN (1) | CN108431167B (ru) |
| AU (1) | AU2016379004B2 (ru) |
| BR (1) | BR112018012499A2 (ru) |
| CA (1) | CA3008134C (ru) |
| ES (1) | ES2898935T3 (ru) |
| MA (1) | MA44118A (ru) |
| MX (1) | MX2018007744A (ru) |
| RU (1) | RU2695195C1 (ru) |
| UA (1) | UA121077C2 (ru) |
| WO (2) | WO2017109525A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201803752B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742643C1 (ru) * | 2020-11-10 | 2021-02-09 | Акционерное общество «ЦТК-ЕВРО» | Применение суспензии гексагонального нитрида бора для увеличения теплового потока, проходящего через элементы конструкций, подверженных неравномерному по поверхности нагреву внешним источником |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017109527A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer between a metallic or non-metallic item and a heat transfer fluid |
| WO2017109526A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer of a non-metallic or metallic item |
| WO2017109528A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer between a metallic or non-metallic item and a heat transfer fluid |
| KR102530672B1 (ko) | 2018-07-20 | 2023-05-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 스트레쳐블 표시 장치 |
| KR102481464B1 (ko) | 2018-12-20 | 2022-12-23 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 방열 유체 조성물 및 이를 포함하는 전지 모듈 |
| CN111592862B (zh) * | 2020-05-15 | 2022-03-11 | 武汉理工大学 | 蒙脱石纳米片/水纳米流体及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2290448C2 (ru) * | 2001-09-13 | 2006-12-27 | Ак Стил Пропертиз, Инк. | Способ непрерывной разливки полосы из электротехнической стали с контролируемым оросительным охлаждением |
| US20090065107A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Industrial Technology Research Institute | Polymeric quenchant, manufacture thereof, and method for quenching steel |
| RU2359189C2 (ru) * | 2006-10-23 | 2009-06-20 | Чиа-Хсиунг ВУ | Теплообменная система |
| US20130341028A1 (en) * | 2010-06-28 | 2013-12-26 | Baker Hughes Incorporated | Controllably tuning properties of a fluid using modified nanoparticles |
| US8834739B1 (en) * | 2011-10-19 | 2014-09-16 | The Boeing Company | Boron nitride nano-platelete based materials |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58207354A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-12-02 | Sugiyama Chuzo Kk | 球状黒鉛鋳鉄製揚重機部品の製造方法 |
| JP4238260B2 (ja) * | 2006-09-19 | 2009-03-18 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼板の冷却方法 |
| US8075799B2 (en) * | 2007-06-05 | 2011-12-13 | South Dakota School Of Mines And Technology | Carbon nanoparticle-containing hydrophilic nanofluid with enhanced thermal conductivity |
| JP2013028792A (ja) | 2011-06-22 | 2013-02-07 | Denso Corp | 熱輸送流体及び熱輸送装置 |
| CN102337385B (zh) * | 2011-09-14 | 2013-02-06 | 上海交通大学 | 多循环淬火－分配－回火工艺 |
| WO2017109526A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer of a non-metallic or metallic item |
| WO2017109527A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer between a metallic or non-metallic item and a heat transfer fluid |
| WO2017109528A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-29 | Arcelormittal | A method of heat transfer between a metallic or non-metallic item and a heat transfer fluid |
-
2015
- 2015-12-22 WO PCT/IB2015/002393 patent/WO2017109525A1/en active Application Filing
-
2016
- 2016-12-20 RU RU2018126684A patent/RU2695195C1/ru active
- 2016-12-20 US US16/064,808 patent/US11118091B2/en active Active
- 2016-12-20 CA CA3008134A patent/CA3008134C/en active Active
- 2016-12-20 AU AU2016379004A patent/AU2016379004B2/en active Active
- 2016-12-20 JP JP2018532769A patent/JP6796647B2/ja active Active
- 2016-12-20 KR KR1020187017719A patent/KR102166822B1/ko active IP Right Grant
- 2016-12-20 CN CN201680075242.4A patent/CN108431167B/zh active Active
- 2016-12-20 EP EP16822522.5A patent/EP3394202B1/en active Active
- 2016-12-20 MX MX2018007744A patent/MX2018007744A/es unknown
- 2016-12-20 BR BR112018012499-0A patent/BR112018012499A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2016-12-20 WO PCT/IB2016/001785 patent/WO2017109561A1/en active Application Filing
- 2016-12-20 MA MA044118A patent/MA44118A/fr unknown
- 2016-12-20 UA UAA201808045A patent/UA121077C2/uk unknown
- 2016-12-20 ES ES16822522T patent/ES2898935T3/es active Active
-
2018
- 2018-06-06 ZA ZA2018/03752A patent/ZA201803752B/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2290448C2 (ru) * | 2001-09-13 | 2006-12-27 | Ак Стил Пропертиз, Инк. | Способ непрерывной разливки полосы из электротехнической стали с контролируемым оросительным охлаждением |
| RU2359189C2 (ru) * | 2006-10-23 | 2009-06-20 | Чиа-Хсиунг ВУ | Теплообменная система |
| US20090065107A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Industrial Technology Research Institute | Polymeric quenchant, manufacture thereof, and method for quenching steel |
| US20130341028A1 (en) * | 2010-06-28 | 2013-12-26 | Baker Hughes Incorporated | Controllably tuning properties of a fluid using modified nanoparticles |
| US8834739B1 (en) * | 2011-10-19 | 2014-09-16 | The Boeing Company | Boron nitride nano-platelete based materials |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GOPALAN RAMESH et al. Review of thermo-physical properties, wetting and heat transfer. Characteristics of nanofluids and their applicability in industrial quench heat treatment.- Nanoscale Res. Lett., v. 6, n. 1, 2011, p. 334-349,- D2, таблица 1. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742643C1 (ru) * | 2020-11-10 | 2021-02-09 | Акционерное общество «ЦТК-ЕВРО» | Применение суспензии гексагонального нитрида бора для увеличения теплового потока, проходящего через элементы конструкций, подверженных неравномерному по поверхности нагреву внешним источником |
| WO2022103305A1 (ru) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | Акционерное Общество "Цтк-Евро" | Применение суспензии гексагонального нитрида бора в покрытии |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108431167A (zh) | 2018-08-21 |
| CA3008134C (en) | 2020-08-04 |
| EP3394202B1 (en) | 2021-10-27 |
| US20180371304A1 (en) | 2018-12-27 |
| WO2017109561A1 (en) | 2017-06-29 |
| UA121077C2 (uk) | 2020-03-25 |
| MX2018007744A (es) | 2018-08-09 |
| AU2016379004A1 (en) | 2018-07-05 |
| KR20180084987A (ko) | 2018-07-25 |
| JP2019505627A (ja) | 2019-02-28 |
| WO2017109525A1 (en) | 2017-06-29 |
| KR102166822B1 (ko) | 2020-10-19 |
| AU2016379004B2 (en) | 2020-01-30 |
| CA3008134A1 (en) | 2018-07-04 |
| BR112018012499A2 (pt) | 2018-12-11 |
| US11118091B2 (en) | 2021-09-14 |
| ZA201803752B (en) | 2019-02-27 |
| MA44118A (fr) | 2018-10-31 |
| CN108431167B (zh) | 2021-07-16 |
| JP6796647B2 (ja) | 2020-12-09 |
| EP3394202A1 (en) | 2018-10-31 |
| ES2898935T3 (es) | 2022-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2695195C1 (ru) | Способ обеспечения теплопередачи неметаллического или металлического изделия | |
| RU2685094C1 (ru) | Способ обеспечения теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем | |
| RU2700053C1 (ru) | Способ обеспечения теплопереноса между металлическим или неметаллическим изделием и жидким теплоносителем | |
| RU2695191C1 (ru) | Способ обеспечения теплопередачи неметаллического или металлического изделия |