SU1168609A1

SU1168609A1 - Method of cooling articles

Info

Publication number: SU1168609A1
Application number: SU823487300A
Authority: SU
Inventors: Валерий Афанасьевич Белый; Валерий Иванович Зайцев; Михаил Васильевич Сагайдак; Геннадий Ануреевич Николаев; Олег Васильевич Носоченко; Василий Сергеевич Харахулах; Николай Васильевич Леушин; Владимир Владимирович Емельянов
Priority date: 1982-08-30
Filing date: 1982-08-30
Publication date: 1985-07-23

Abstract

СПОСОБ ОХЛАВДЕШШ ИЗДЕЛИЙ, включающу1й подачу воздуха под давлением в охладитель с последующим смешением и подачей водовоздушной смеси на охлаждаемую поверхность, о т л ичающийс тем, что, с целью повышени равномерности охлаждени изделий, воздушный поток перед смешиванием с охладителем предварительно раздел ют на отдельные струи, причем отношение площадей сечений воздушных струй после разделени воздушного потока к площади сечени водовоздушного потока, направл емого на охлаждаемую поверхность, устанавливают в пределах 0,01-0,1. (ЛTHE METHOD OF REFRIGERATING EQUIPMENT, including the supply of pressurized air to the cooler, followed by mixing and supplying the water / air mixture to the cooled surface, which is due to the fact that, in order to improve the uniformity of the cooling of the products, the air flow is divided into separate jets before mixing with the cooler, moreover, the ratio of the cross-sectional areas of the air jets, after dividing the air flow to the cross-sectional area of the air-water flow directed to the cooled surface, is set within 0.01-0, one. (L

Description

Изобретение относитс к металлургическому производству и может быть использовано при охлаждении слитков Б процессах непрерывной разливки стали. Дл вторичного охлаждени слитков , выход щих из кристаллизатора, используютс различные способы, в том числе и такие, у которых процесс распылени интенсифицируетс путем смешивани воды и сжатого воздуха. Известен спосрб охлаждени изделий водовоздушной смесью, согласно которому жидкий охладитель впрыскивают в поток воздзха, причем впрыс охладител производ т в точке, расположенной между источником сжатого воздуха и дросселирующей частью сопла 1 . Недостатком этого способа вл етс то, что распыление жидкого охладител путем впрыскивани в поток воздуха требует больших расходов; воздуха и, следовательно, оснаи;е Н системы подачи мощными энергоносител м1Т . Кроме того, впрыскивание алых порций воды в точке, расположенной между источником сжатого воз духа и дросселирующей частью сопла, не позвол ет использовать воду обо)о ного цикла ввиду большой веро тности засорени впрыскивающих отверстий малых сечений, а примепепие воды приводит к больш1П-1 капитальным затратам на соорз.лсение очистных устаповок . Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс спо соб охлаждени изделий водовоздушпой смесью, согласно которому воздух впрыскивают в охладитель с последующим сьгешением и подачей водовоздупню смеси на охлаждаемую поверхность 2| Однако нагнетание воздуха в воду потока большого сечени приводит к образованию значительного среднего диаметра капель воды в воздушном потоке (не менее 1 мм), что не позвол ет интенсифицировать процесс охлайсдени при высоких (600-1200 С) температурах поверхности изделий, К едостаткам известного способа относ тс также неравномерности охла;кдени вследствие неравномерного распре делени модального диадметра капель воды на поверхности охлалсдаемого издели (при этом наблюдаетс неравномерность распределени плотности орошени , достигающа велргчины пор дка 30% от среднего значени площади орошени ), а также пульсации в системе подачи воды при большом воздуха (более 1,5 кг/см-) и воды (более 0,6 кг/см). Цель изобретени - повышение равномерности охлаждени изделий. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу охлаждени изделий , включающему подачу воздуха под давлением в охладитель с последующим смецгением и подачей водовоздушной смеси на охла к;т;аемую поверхность , воздущньп потсмс перед смешением с охладпте.чем Н)едварительно раздел ют на отдс льнмс струи, причем отношение 11лоп;а,цеГ1 ссчсмпп воздушных CTpyji после раз;1е:1ени воздукнктго потока к площади во;:О1 оздушного потсжа, направл емого на охлаждаемую поверхность, устанавливают в пределах 0,01-0,1. Разделе1:ие воздукнюго потока па отдельт;ые струи перед с.кмлслнгем с охл а д п т ел см по 3 в ол е т о с у с т 1з л т ь более тонкое распь01е;ие охладител , более равномерное .рлсп1к;делепие жидкости в структу)о факела п достижение поставленной це.1И без пульсаций водоиоздушного лотока п системе подачи охладител . Па чертеже предс авле, распределение плотности орошени :з поперечном сечении водовоздушного факела па рассто нии 300 мг.; от дросселирующего сечелп иодовоздушного потока, когда отношение площади дросселирую дих сечений воздушгых потоков к S, составл ет 0,64-1-0,2 (крива 1), о ,- ( 2) и 0,01 (крива 3). Из графика , что с уменьшением отношени равномерность распреде;лени возрастает, однако при S2/Sj :0,01 вследствие недостаточной энергии одиночных возд,ушных струй вслед за пх дроблением в зоне смешени наступает коагул ци мелких воздушных пузырьков в крупные и, как с; едствие, наступает пульсапионньш режим формировани водовоздушной смеси, )ie дающий закономерного распределе)-П1Я плотности орошенг-г в сечении факе:1а. При Sj/S| 0,1 неравномерность плотности орошени в централыюп части ссмс становитс вно выражен1ой п дрстиг-ает -(5%, в тс врем как прл 0,01 i S.,/S,--0,01The invention relates to metallurgical production and can be used in the cooling of ingots B by continuous casting of steel. For the secondary cooling of the ingots leaving the crystallizer, various methods are used, including those in which the spraying process is intensified by mixing water and compressed air. It is known to cool products with a water-air mixture, according to which a liquid cooler is injected into the flow of air, with injection of a cooler at a point between the compressed air source and the throttling part of the nozzle 1. The disadvantage of this method is that spraying a liquid cooler by injecting it into the air flow requires a lot of costs; air and, therefore, equip; e N supply systems with powerful energy m1T. In addition, the injection of scarlet portions of water at a point located between the source of compressed air and the throttling part of the nozzle does not allow the use of water of the reciprocating cycle due to the high probability of clogging of injection holes of small cross sections, and the use of water leads to a large the cost of development of treatment facilities. The closest to the invention to the technical essence is the method of cooling products with a water-air mixture, according to which air is injected into the cooler, followed by cooling and supplying the mixture to the cooled surface 2 | However, the injection of air into the water of a large cross section leads to the formation of a significant average diameter of water droplets in the air flow (not less than 1 mm), which does not allow to intensify the cooling process at high (600-1200 C) surface temperatures of products. also non-uniformity of cooling; due to the uneven distribution of the modal diameter of water droplets on the surface of the product being cooled (uneven distribution of the irrigation density is observed, guide velrgchiny the order of 30% from the mean value of the wetting area) as well as ripple in the water supply system at high air (1.5 kg / cm) and water (more than 0.6 kg / cm). The purpose of the invention is to improve the uniformity of cooling products. This goal is achieved by the fact that according to the method of cooling products, which includes supplying pressurized air to the cooler, followed by a descent and supplying the water / air mixture to the coolant, the surface that was mixed with the coolant H beforehand was divided into air conditioning jets, with a ratio of 11lop; a, ceGi, and aerial CTpyji after the time; 1e: 1 of the air flow to the area in; O1 of the air flow directed to the cooled surface is set in the range of 0.01-0.1. Section 1: air flow in a separate flow; jets in front of a cooling system with cooling air, see 3 each in a different way with less solid fuel; more coolant, more uniform. fluids in the structure) of the torch and the achievement of the set t.1I without pulsations of the air-borne vessel and the coolant delivery system. In the drawing of the representation, the irrigation density distribution: from a cross section of a water-air plume at a distance of 300 mg; from the throttling section of the air-iodine flow, when the ratio of the area of throttling dich of the airflow sections to S is 0.64-1-0.2 (curve 1), o, - (2) and 0.01 (curve 3). From the graph that with decreasing ratio the uniformity of distribution; laziness increases, however, when S2 / Sj: 0.01, due to insufficient energy of single air, ear jets following ph splitting in the mixing zone, coagulation of small air bubbles occurs into large and as; When there is a pulsation-like formation of a water-air mixture, i.e., i.e., giving a regular distribution) -P1I, the density of the flux is in the cross section of fake: 1a. With Sj / S | 0.1 Irregularity of irrigation density in the central part of the smsc becomes clearly pronounced, and it is trictious (5%, ts time as 0.01 i S, / S, - 0.01

неравномерн(сть в центральной части относительно среднего значени не превышает 20%.uneven (st in the central part relative to the average value does not exceed 20%.

Пример. Пр моугольный образец (бООхЮОмм из стали 10ХСНД охлаждают водовоздушной смесью. Распылитель располагают центрально-симметрично на рассто нии 300 мм от поверхности образца, нагретого до температуры 1150К. Площадь 5 выходного отверсти сопла распылител 60 мм, площадь выходного отверсти патрубка, инжектирующего воздух в воду ЗОмм. Отношени площадей отверстий в насадках, устанавливаемых на выходе из патрубка, к S| дл различных вариантов насадки приведены в таблице.Example. A rectangular specimen (10XSND steel bOOHOOOM is cooled by an air-air mixture. The atomizer is located centrally symmetrically at a distance of 300 mm from the surface of the specimen heated to 1150K. The area 5 of the dispenser nozzle is 60 mm, the area of the outlet of the nozzle injecting air into the ZOmm The ratio of the areas of the holes in the nozzles installed at the outlet of the nozzle to S | for various nozzle options is given in the table.

В распылитель нагнетают воду под давлением 0,1-10 Па и воздух под давлением 240 Па. На линии, проход щей церез центр образца, в восьми точках определ ют температуру поверхности образца Tj-Tg (Tj - температура в центре образца. Т - на краю образца) и вычисл ют величину температурного скачка Т Т, -Т, Tj - Тз, ..., . Нумераци зон, в которых определ ют температурный скачок, соответствует начальной и конечной температурам зоны. Длина зоны 40 мм. Как следует из таблицы, максимальные тe fflepaтypныe скачки наблюдают в центре образца и дл 0,01 и Sj/SfS-O, они не превышают 20К на 40 мм, в то врем как приIn the sprayer inject water under a pressure of 0.1-10 Pa and air under a pressure of 240 Pas. On the line passing through the center of the sample, the temperature of the sample surface Tj-Tg is determined at eight points (Tj is the temperature at the center of the sample. T is at the edge of the sample) and the magnitude of the temperature jump T T, -T, Tj is Tz, ...,. The numbering of the zones in which the temperature jump is determined corresponds to the initial and final temperatures of the zone. The length of the zone is 40 mm. As follows from the table, the maximum te fflectory jumps are observed in the center of the sample and for 0.01 and Sj / SfS-O, they do not exceed 20K by 40 mm, while at

82/S| 0,7 температурные скачки возрастают до величины 150 К на 80 мм, что объ сн етс неустойчивым режимом формировани водовоздушной 5 смеси. При Зг/S 0,15 величина ДТ достигает величины 120 К на участке 80 мм. Это объ сн етс малоэффективным смешением воды и воздуха вследствие большой площади воздушных струй,82 / S | 0.7 temperature jumps increase to a value of 150 K by 80 mm, which is explained by the unstable mode of formation of the water-air mixture 5. When Zr / S 0.15, the value of the DT reaches 120 K in the area of 80 mm. This is due to inefficient mixing of water and air due to the large area of air jets,

0 инжектируемых в воду. Определенные дл известного распьшител (Sj/S 0,64) температурные скачки составл ют 150 К на 80 мм. Из примера видно, что наиболее равномерное охлаждение0 injected into the water. The temperature jumps determined for a known spreading device (Sj / S 0.64) are 150 K per 80 mm. The example shows that the most uniform cooling

5 издели наблюдаетс именно тогда, когда воздушный поток разбивают на отдельные струи, отношение площадей дросселирующих сечений которых к площади дросселирующего сечени водо0 воздушного потока составл ет 0,010 ,1.5, the product is observed exactly when the air flow is divided into separate jets, the ratio of the areas of the throttling sections of which to the area of the throttling section of the water of the air flow is 0.010, 1.

Использование изобретени по сравнению с базовым образцом, работающим на заводе Азовсталь и представл ющим собой способ водовоздушного охлаждени УНРС, обеспечивает более равномерное охлаждение непрерывнолитой заготовки в широком диапазоне ,ратурно-скоростных режимов разливки,The use of the invention in comparison with the base sample, which is working at the Azovstal plant and which is a method of water-air cooling of the UNRS, provides a more uniform cooling of continuously cast billets in a wide range, of the speed-casting modes,

Q что позвол ет повысить выход годных сл бов и штрипсов стали 09Г2ФБ на 1-2%.Q which allows to increase the yield of slabs and strips of steel 09G2FB by 1-2%.

Ожидаемый экономический эффект от использовани изобретени составл ет 240 тыс. руб. в год.The expected economic effect from the use of the invention is 240 thousand rubles. in year.

S,/S,S, / S,

Величина температурного скачка дТ, кThe magnitude of the temperature jump dT

Claims

METHOD OF PRODUCT COOLING, including the supply of air under pressure to the cooler, followed by mixing and supplying an air-water mixture to the surface to be cooled, about τ 'l, which, in order to increase the uniformity of cooling the products, the air stream is previously separated into separate streams before mixing with the cooler, moreover, the ratio of the cross-sectional areas of the air jets after separation of the air flow to the cross-sectional area of the water-air flow directed to the surface to be cooled is set in the range of 0.01-0.1.

QO Cb about