SU1002371A1 - Устройство дл поверхностной обработки проката - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области прокатного производства, конкретнее к производству катанки и сортового проката на проволочных и сортовых станах . Оно может быть использовано дл  ускоренного охлаждени  проката и одновременного нанесени  на его поверхность различных защитных покрытий как на существукндих, так и на вновь сооружаеких проволочных и сортовых станах и в дальнейшем распространено на станы, выпускаю1дие другие виды проката.

Известно устройство дл  ускоренного охлаждени  катанки,которое состоит из- выполненных совместно охлаждающей и отсекающей форсунок Гll.

Известно устройство дл  термообработки проката, содержащее секции, кажда  из которых включает в себ  рабочую камеру, форсунку, на входе которой выполнены дополнительные отверсти  дл  подачи охладител , оси которых направлены под углом против направлени  движени  проката 2.

Такоеустройство ликвидирует образов ание воздушной подушки путем исключени  подсоса окружающего воздуха . Однако оно не позвол ет интенсифицировать теплообменные процессы

при обработке непосредственно в рабочей камере.

Известно устройство дл.ч -термообработки проката, содержащее охла.щу,а.ющую проводку с подводом хладагента по ходу проката, в которой выполнены отверсти  дл  улучшени  гидродинамических характеристик охлаждающей проводки f3j.

10

Наиболее близким.к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство дл  поверхностной обработки проката, преимущественно дл  его ускоренного ох15 лаждени  , содержащее рабочую камеру, в.ходную цилиндрическую проводку с конической входной зоной, размещенную выходной частью в рабочей камере, котора  имеет патрубок дл  подвода

20 охладител  и перфорированный насадок дл  его отвода 4.

Недостатком прототипа  вл етс  низка  эффективность поверхностной обработки проката, св занна  с под25 сосом в устройство окружающего воздуха за счет эжекционного действи  проката, движущегос  с большой скоростью (30-70 м/с7 и высокой скорости истечени  обрабатывающей среды

30 через сопло. Подсос воздуха происходит со стороны входа проката в устройство через вводную проводку цилиндро-конической формы и приводит к по влению воздушной подушки ( прослойки) между металлом и обрабатывающей средой. Наличие воздушной подушки в устройстве приводит в свою очеред1з к снижению эффективности обработки, получению неравномерной структуры MefaJuia и повышенному окалинообразованию.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности обработки за счет использовани  действи  подсасываемого воздуха на диспергирова- i ние пограничного сло  обрабатывающей среды и интенсификаци  тепломассообменных процессов.

Дл  этого в устройстве дл  поверхностной обработки проката, преимущественно дл  его ускоренного охлаждени , содержащем рабочую камеру, вводную цилиндрическую проводку с конической входной зоной, размещенную выходной частью в рабочей камере/ котора  имеет патрубок дл  подвода охладител  и перфорированный насадок дл  его отвода, в стен-ке цилиндрической части проводки на рассто нии 4-8 калибров от выходного торца под углом 20-45° к продольной оси устройства выполнены отверсти , при это отверсти  расположе1 ы в зоне патрубка дл  подвода охладител .

Такое решение позвол ет использовать подсасываемый в устройство воздух дл  активизации поверхностной обработки в рабочей камере путем создани  в пределах цилиндрической части проводки аэрозольного водовоздушного потока, ликвидации в устройстве воздушной подушки, разрутени  пограничного с металлом сло  (пленки) и усилени  турбулизации обрабатывающей среды.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство содержит вводную цилиндрическую проводку 1 с конической входной зоной, котора  пропущена через патрубок 2 дл  подвода обрабатывающей среды в рабочую камеру 3. В стенке цилиндрической части проводки 1 выполнены сопловые отверсти  4, расположенные равномерно по периметру , проводки в полости патрубка 2 и ориентированные в направлении движени  проката под углом 20-45° к продольной оси устройства.

Сопловые отверсти  могут быть выполнены цилиндрическими, сужающимис  или расшир ющимис  с зависимости от энергопараметров и характеристики об рабатывающей среды. Наружна  поверх .ность выходной части проводки 1 выполнена конической и образует с входным коническим участком рабочей камеры 3 сужающеес  кольцевое сопло 5.

Площадь отверстий 4 должна находитьс  в пределах 0,1-0,2 площади кольцевого сопла 5. Рабоча  камера 3 соединена патрубком 6 с перфорированным насадком 7 цилиндрической формы, предназначенным дл  отвода среды. Проводка 1 и насадок 7 выполнены съемными. Цилиндрическа  проводка 1 соединена резьбой с патрубком 2, а насадок 7 посредством патрубка б соединение рабочей камерой 3. Резьбовые соединени  зафиксированы и уплотнены контГс1йками 8 и 9.

Устройство работает следующим образом .

Гор чий прокат после выхода из последней клети стана поступает с высокой скоростью в устройство через вводную проводку 1. Одновременно в устройство через патрубок 2 вводитс  обрабатывающа  среда,, в качестве которой могут быть использованы охлаждающа  вода, пар, растворы, сжатые газы, газожидкостна  смесь и др. Обрабатывающа  среда, например вода, под давлением от 5 до 25 ати (практически используемое давление на проволочных станах; подаетс  в рабочую камеру 3 с высокой скоростью в направлении движени  проката после истечени  через кольцевое сопло 5.

В рабочей камере 3 происходит охлаждение проката путем скоростного воздействи  потока обрабатывающей среды на его поверхность. После прохождени  камеры 3 отработанна  среда поступает через патрубок в перфорированный насадок 7, откуда удеш етс . Из полости патрубка 2 часть охлаждающей среды под давлением поступает в сопловые отверсти  4 одновременно с подачей основного количества ее. через кольцевое сопло 5. Часть охлаждающей среды через сопловые отверсти  4 под давлением пойтупает в полость проводки 1, в которой происходит.высокоскоростное смещение ее с подсасываемым воздухом, диспергирование жидкости на микрокапли, формирование распыленного потока и истечение его через выходное отверстие проводки в рабочую камеру 3. Здесь происходит форсированное охлаждение проката путем активного высокоскоростного взаимодействи  двух потоков охладител : центрального-гаэожидкостного и периферийного-жидкостного. Механизм охлаждени  в этом случае следующий : сфорг.«1рованный центральный аэрозольный поток со скоростью 3050 м/с поступает в рабочую камеру 3/ примыка  непосредственно к поверхности гор чего проката в виде кольца равномерной толщины. При соприкосновении с нагретой поверхностью тонкодисперсные- капли жидкости интенсивно испар ютс  и эффективно отби ,рают тепло. Испар емые частицы в процессе движени  пронизывают равномерно кольцевой периферийный жидкост ный поток, в результате чего слоевой жидкостный поток становитс  газонасыщенным с режимом псевдокипени  в котором интенсивно протекают тепломассообменные процессы. Вблизи обг рабатываемой поверхности за счет высокой степени турбулизации происходит разрушение ламинарного сло  и усилен 1е непрерывного обмена частицами обрабатывающей среды, в результате -чего интенсифицируетс  поверхностный отвод тепла. Охлаждени . испар еглых частиц происходит в радаальномнаправлении камеры 3 и практически отпадает необходимость при:менени  систем регенерации и рециркул ции жидкости. После прохождени . рабочей каилерн 3 отработанна  среда йоступает через патрубок 7, откуда удал етс . . полнение наклона отверстий 4 под углом 20-45 к продольной оси . .устройства, ориентированным в нап;равлении движени .проката позвол ёт создать оптимальные услови по формированию однородного скоростного распыленного потока в полости проводки 1 и по его истечению в рабочую камеру 3 вследствие равномерного охвата поверхности проката и проникновени  потока на ёольшую проТ женйость па длине камеры 3 . Выполнение угла наклона отверстий 4 менее 20 ухудшает взаимодействие жидкости с воздухом в проводке 1, снижает степень диспергировани  жидкости и приводит к наличию воздушной прослойки на входном участке рабочей камерш 3. Выполнение угла наклона более 45 Приводит к резкому соударению жидкостной струи с поверхностью проката к снижению ее эжектирующего действи  и нехватке подсасываемого воздуха на формирование оптимального соотно1йени между жидкой и газовой фазами, а так же к деформации центрального потока потере его скоростного напора. Соплойые отверсти  4 должны находитьс  на рассто ний 4-8 калибров от выходного торца проводки 1. Выпол нение отверстий на указанном рассто  нии обеспечивает достаточную степень однородности газожидкостного потока в процессе работы устройства, необхо . Удимуюдл  исключени  воздушной подушки i.прослойки) в рабочей камере. Приближение отверст11й 4 к выходно му торцу на рассто нии, менее 4 калиб ров ухудшает перемешивание смешиваемых фаз и снижает эффективность обра 6ОТ.КИ за счет уменьшени  ее равномер ности и скорости. Удаление наклонных отверстий 4 от выходного торца проводки 1 на paccTO  ние более 8 калибров приводит к активному испарительному процессу в пределах проводки, в результате чего часть пара покидает устройство через коническую часть проводки, а в рабочей камере наблюдаетс  неравномерность газонасыщени  жидкостного потока по длине камеры 3 и образование в ней отдельных паровых пузырей по поверхности проката, что ухудшает тепломассообмен и в целом снижаieT эффективность обработки. Выполнение площади отверстий 4 в . пределах, рав ных О,-1 -0, 2 щгощади кольцевого сопла 5, обеспечивает при вьииеуказанном давлении обрабатывающей среды расход, необходимей дл  .получени  оптимального соотношени  между жидкой и газовой фазами. Практически их оптимальное соотношение находитс  в пределах до 5-1 при Давлении жидкости 5-25 ати, скорости движени  проката 30-70 м/с,со|ртаменте катанки 6-8 мм и внутреннем диаметре проводки 12-15 мм. Выполнение площади сопловых-, отверстий 4 ..менее величины 0,1 затрудн ет изготовление проводки 1. Выполнение рассматриваемой площади более величины 0,2 ухудшает диспергирование жидкостного потока. Изобретение позволит -дополнительноповысить эф.фективность поверхностной обработки движущегос  гор чего проката путем использовани  .подсасываемого в устройство возду са на интенсификацию процесса обработки в рабочей камере, что в свою очередь снизит окалинообразование и повысит однородность структуры обрабатываемого проката . Внедрение изобретени  предполагаетс  осуществить на одном из современных проволочных станов, имеющим производительность до. 500 тыс. тонн катанки в год. Повышение равномерности структуры, уменьшение окалиноОбразовани  и сужение разброса механических свойстй катанки, выпускаемой станом, уменьшит затраты на-ее переработку в метизном производстве и позволит получить экономический эффект до 200 тыс. руб. в год. формула изобретени  Устройство дл  поверхностной обрг боткй проката, преимущественно дл  его ускоренного охлаокдени , содержащее рабочую камеру, вводную цилиндрическую проводку с конической входной зоной, размещенную выходной.частью в рабочей камере, котора  имеет патрубок дл  подвода охладител  и перфорированный насадок дл  его отвода.

отличающеес  тем, что, с целью интенсификации тепломассообменных процессов, в стенке цилиндрической части проводки на рассто нии 48 калибров от выходного торца, под углом 20-45 к продольной оси устройства выполнены отверсти , при этом отверсти  расположены в зоне патрубка, дл  подвода охладител .

Источники нформации, прин тые во внимание при экспертизе Ю

1.Бочков Н.Г. и др. Освоение производства канатной катанки класса

ВК - сталь, 1977, 11, с. 1026, рис. 1.

2.Авторское свидетельство СССР 279674, кл. С 21 D 1/00, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР 269183, кл. С 21 D 1/02, 1970.

4.Прокатка и прокатное оборудование . Экспресс-информаци . ВИНИТИ, 1971, О 16, с. 6, рис. 3.

ffJpofffn76f/ff/ fUfOg

Claims (4)

1. Формула изобретения

   Устройство для поверхностной обработки проката, преимущественно для его ускоренного охлаждения, содержащее рабочую камеру, вводную цилиндрическую проводку с конической входной зоной, размещенную выходной.частью в рабочей камере, которая имеет патрубок для подвода охладителя и перфорированный насадок для его отвода, отличающееся тем, что, с целью интенсификации тепломассообменных процессов, в стенке цилиндрической части проводки на расстоянии 48 калибров от выходного торца, под углом 20-45° к продольной оси устройства выполнены отверстия, при этом отверстия расположены в зоне патрубка, для подвода охладителя.

   Источники нформации, принятые во внимание при экспертизе 1

   1. Бочков И.Г. и др. Освоение производства канатной катанки класса

   ВК - сталь, 1977, » 11, с. 1026, рис. 1.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 279674, кл. С 21 D 1/Ό0, 1970.
3. 3. Авторское свидетельство СССР № 269183, кл. С 21 О 1/02, 1970.
4. 4. Прокатка и прокатное оборудование. Экспресс-информация. ВИНИТИ, 1971, » 16, с. 6, рис. 3.

   | среди