SU1031543A1 - Устройство дл поверхностной обработки прокатных валков - Google Patents

Abstract

X. УСТЮЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, содержаь ее кожух, снабженный впускными t выпускными отверсти ми. ;отличаю1деес  тем, что с целью повыиёни  эффективности обработки путем увеличени  интенсивности теплс хассообменных процессов и снижени  расхода обрабатывающей среды, кожух снабжен профилиI рованным каналом, входна  часть которо- го сообщаетс  с атмосферой,а выходной его торец расположен по касательной к образующей прокатного валка, при этом внутренн   поверхность кожуха в зоне торца профилированного канала образует с поверхностью прокатного валка дополнительный профилированный сопловой канал, направленный по касательной к образующей валка. 2. Устройство по п. 1, о т л и- § чающеес  тем, что во входной (Л части профилированного канала установлена заслонка.

Description

Изобретение относитс  к тепловой обработке металлов давлением и может быть использовано дл  охлаждени  про катных валков,, нанесени  смазочноохлаждающиХ жидкостей на их рабочую поверхность, подачи технологической смазки, нанесени  защитных покрытий и т.п., а также дл  поверхностного проведени  тепломассообменных процессов вращающихс  деталей, работающих в услови х высоких температур. В металлургии широко примен ютс  различные устройства дл  поверхностной обработки прокатных валков, в частности дл  их наружного охлаждени посредством подачи на рабочую поверх ность сплошных потоков водаа С) Однако дл  методов жидкостной обработки нагретых поверхностей посредством подачи сплошньлх потоков практически исчерпаны возможности дальнейшего повышени  их интенсивности и форсировани  тепломассообме ных процессов, в основном, в св зи с трудност ми значительного увеличени  параметров потока несжимаемой жидкости; дефицита жидкости, контак тирующей с нагретой поверхностью} устойчивости и надежности процессов тепловой обработки, а также возможности увеличени  диапазона регулиро вани . Попыткой найти выход из этог затруднени   вл етс  отказ от применени  сплошных потоков жидкости и переход к ее дисперсному сочетанию, например, с газом. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство, содержащее кожух, снабженный впускн ми и вьшускными отверсти ми. При поверхностной обработке, например охлаждении прокатных валков, в каче стве обрабатывающей среды использую охлаждающую воду, которую насосом подают в кожух. Впускные и выпускны отверсти  дл  охлаждающей среды рас полагают по ширине движущегос  мета ла и сообщают с кожухом р дом с про катными валками или между ними. Охлаждающую среду подают в разных нап равлени х относительно валков С2. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  эффективность поверхностной обработки, св занна  со слабой интенсивностью теП ломассо обменных процессов (охлаждени ) и повышенным j расходом обрабатывающей среды. Указанный недостатки вызваны при жидкостном охлаждении наличием на рабочей поверхности валка пленочног режима кипени , что обуславливает снижение интенсивности скорости охлаждени  в 3-10 раз и приводит к повышению расхода и давлени  жидкос дл  устранени  пленочного режима. При переводе указанного устройства на газожидкостное охлаждение таке наблюдаютс  перечисленные недостатки , вызванные снижением однородности обрабатываемого потока при его опуске в кожухе, по влением подъемной силы, снижением скорости потока в нижней зоне валка и его дисперсности, повышением температур. Снижение однородности газожидкостного потока св зано с выделением газовых пузырей по центру потока при его опуске и распределением их по поверхности валка. По вление подъемной силы в кожухе св зано с вращением валка, что приводит к росту давлени  внизу и снижению давлени  вверху. В результате возникает разность давлений, создающа  подъемную силу, что снижает скорость потока при его обтекании по поверхности валка. Отсутствие дополнительного ввода газообразного агента и возможности его регулировани  приводит к по влению устойчивой неоднородности Обрабатывающего потока по высоте кожуха. Дл  повышени  интенсивности охлаждени  обычно устанавливают высоконапорное оборудование и увеличивают расход обрабатывающей среды, что в целом снижает экономику процесса обработки и не устран ет ее неравномер|НОСТЬ .т Цель изобретени  - повышение эффективности обработки путем увеличени  интенсивности тепломассообменных процессов и снижени  расхода обрабатывающей среды. Поставленна  цель достигаес  тем, что в устройстве дл  поверхностной обработки прокатных валков, содержащем кожух, снабженный впускными и выпускными отверсти ми, кожух снабжен профилированным каналом, входна  часть которого сообщаетс  с атмосферюй, а выходной его торец расположен по касательной к образующей прокатного валка, при этом внутренн   поверхность кожуха в зоне выходного торца профилированного канала образует с поверхностью прокатного валка дополнительный профилированный сопловой канал, направленный по касательной к образующей валка. Кроме того, во входной части профилированного канала установлена заслонка . На чертеже схематически показано предлагаемое устройство. Устройство дл  поверхностной обработки прокатных валков состоит из кожуха 1, впускного 2 и выпускного 3 отверстий, профилированного канала 4, входна  часть 5 которого сообщаетс  с атмосферой, а выходной его торец б расположен по касательной с образуюцей прокатного валка 7. Внутренн   поверхность 8 кожуха, обращенна  к поверхности прокатного валка, образует с ней дополнительный профили .рованный канал 9. Во входной части 5 профилированного канала 4 установлено регулирующее устройство в виде заслонки 10. Корпус профилированного канала.4 может быть выполнен литьм или сварным как с единой сплошной полостью, так и в виде отдельных секций, разделенвых перегородками (ребрами), при этом канал 4 должен быть расположен по длине прокатного валка и экранирован по торцам. Входна  часть 5 кожуха соединена с окружакйдей атмосферой, однако при необходимости может сйлть соединена самосто тельньм трактом с т годутьевым оборудованием, например вентил тором . Дл  улучшени  входных уелоВИЙ и снижени  гидшопотерь впускное отверстие выполнено плавно расшир ющимс  с закругленными кромками. Длину канала целесообразно выполнить равной 3-8 ее гидравлическим диаметрам . Сопловой канал 9 на входном участ ке 11 может быть выполнен суживающим с  или параллельным образующей валка 7 в зависимости от характеристики и энергопараметров обрабатывающей среды. Выходной торец 12 канала 9 должен быть расположен в зоне горизонтальной оси валка,-при зтом оптимальна  величина угла между вертикальной осью валка и линией, соеди ,н ющей -торец 12 канала 9 с центром окружности валка, должна находитьс  .в пределах 70-110. Ширина канала 9 определ етс  расчетньви путем, исход  из располагаемого давлени  на вводе в устройство. Оптимальную величину скорости движени  газожидкостного потока при омывании валка целесообразно прин ть 30-70 м/с, а при истечении из сопла 50-110 м/с Площадь выпускного отверсти  3 выполн етс  на 10-30% больше суммарной площади каналов 4 и 9 в зоне их ввода. Устройство работает следующим образом. Обрабатывающа  среда в виде предварительно подготовленного, полифазного потока, например водовоздушной смеси, водомасловоздушной смеси, газорастворных смесей и др., под давлением, превосход щим давление в полости кожуха 1, подаетс  через впускное отверстие 2, раздел етс  на два потока, омывающих валок, и посту пает по дополнительному профилирован ному каналу 9 на скоростное истечени в результате которого осуществл етс  подсос окружающей среды по профилиро ванному каналу 4; Происходит последнее вследствие создани  зоны пониженного давлени  (разрежени ) в прикорневой области плоской струи в процессе истечени  потока из соплового канала , т.е. при переводе кинетической энергии потока в потенциальную. В результате взаимодействи  истекающего ижектирующего и эжектируемого { подсасываемого j потоков происходит их совместное спутное движение, внедрение более активного потока в пассивный и интенсивное их смешение, что приводит к снижению температурного уровн  обрабатывающей среды и диспергированию жидкой фазы. Омыв поверх- . ность прокатного валка,- обрабатывающий поток удал етс  из устройства через выпускное отверстие 3. Снабжение кожуха ПЕЮфилированньш каналом 4, входна  часть 5 которюго сообщена с атмосферой, позвол ет вводить на обработку окружающую устройство газопаровую среду без дополнительного энергоносител , подсос которой снижаi ет общий расход обрабатывающей среды и температурный потенциал, повышает ее степень распылени , уменьшает паровьаделени  вокруг устройства, экологически оздоровл ет цеховую атмосферу . При этом происходит перераспределение давлени  в нижней области, прилегающей к прокатному валку, за счет сброса через канал 4, в резуль-. тате чего падает величина подъемной силы и возрастает скорость обрабатывающего потока и интенсивность его воздействи  на поверхность валка. Расположение выходного торца , канала 4 по касательной к образующей валка приводит -к лучшему вт гиванию с минимальными гидравлическими потер ми ижектируемого потока вовращательное движение, к снижению вихревых зон и поперечных пульсаций в , смешиваемом потоке. Выполнение в устройстве дополнительного профилированного соплового канала 9 и расположение его торца 12 в зоне выходного торца 6 канала 4 обеспечивает при выиеуказанных скорост х истекающего потока наилучший эжёктирующИй эффект, ввод основного количества эжектируемого потока среды непосредственно в прикорневую область активной струи, высокую степень турбулизации смешиваемых потоков при максимальном их поступательном движении. При этом движение сжимаемой среды по длине канала 9 приводит к равномерному наращиванию линейной скорости потока и равномерному поверхностному теплосъему в процессе охлаждени  валка и продоль ного повышени  температуры среды. Выполнение внутренней стенки канала 9 подвижной (в результате вращени  валка) обеспечивает высокую сцепл емость обрабатывающей среды с обрабатываемой поверхностью в случае использовани  в зких жидкостей, например масл но-вод ной эмульсии.

Расположение соплового канала 9 по касательно1й к образующей валка усиливает стёпе нь закручивани  потока в процессе его истечени , улучшает аэродинамику вращательного движени , уменьшает потери на вихреобразование/ способствует меньшему падению кинетической энергии струи, формирует равнодействующую слившихс  потоков вблизи поверхности обрабатываемого валка и обеспечивает интенсивное перемешивание общего потока с наименьшей поперечной его деформацией.

Установка во входной части 5 канала 4 регулирующей заслонки 10 позвол ет осуществить рабочую настройку гидродинамическим режимом обрабатывающего потока в рабочей полос ти устройства путем подачи необходимого количества подсосанной окружающей среды и создани  ее оптимального скоростного р ежима. В результате возможно изменение степени распыла жидкой составл ющей обрабатывающего потока при разных технологических режимах и характере поверхностной обработки.

Таким образом, в результате применени  изобретени  повыиааетс  эффективность поверхностной обработки прокатных валков путем повышени  интенсивности тепломассообменных процессов и снижени  расхода обрабатывающей среды, в качестве которой используетс  полнфазна  смесь.

Повыиение эффективности осуществл ют посредством рационального исполь0 зевани  кинетической энергии сжимаемого обрабатывающего потока, подсоса в устройство окружающей среды, в результате чего возрастает однородность рабочего потока, снижаетс  тем5 .пературный уровень и сокращаетс  расход исходной среды на 20-30%, повышаетс  степень закручивани  и турбулизадии поверхностно взаимодействующего потока.

Реализаци  предлагаемого устройства позвол ет повысить эффективность обработки валков путем создани  сплошного равномерного потока обрабатывающей среды. Это позволит снизить температуру поверхности валка и увеличить эффективность действи  смазки, что позволит на 10% увеличить стойкость валков при снижении t расхода масла на 30%.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ, содержание кожух, снабженный впускными я выпускными отверстиями.

з •отличающееся: тем, что, с целью повыиёния эффективности обработки путем увеличения интенсивности тепломассообменных процессов и снижения расхода обрабатывающей среды, кожух снабжен профилиi ров а иным каналом, входная часть которо- , го сообщается с атмосферой,а выходной ^! его торец расположен по касательной к образующей прокатного валка, при этом внутренняя поверхность кожуха в зоне торца профилированного канала образует с поверхностью прокатного валка дополнительный профилированный сопловой канал, направленный по касательной к образующей валка.

2. Устройство по π. 1, о т л и- § чающееся тем, что во входной | части профилированного канала уста- и новлена заслонка. к

СП

Λ со