SU1314950A3

SU1314950A3 - Способ ускоренного охлаждени плоского проката (его варианты)

Info

Publication number: SU1314950A3
Application number: SU843794609A
Authority: SU
Inventors: Дюбост Бруно
Original assignee: Сежедюр Сосьете Де Трансформасьон Де Лъалюминиюм Пешинэ (Фирма)
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1987-05-30
Also published as: ES536247A0; FR2552780A1; ES8505731A1; US4610735A; FR2552780B1; ATE28479T1; EP0141761A3; CA1220699A; EP0141761B1; DE3464935D1; KR850002107A; EP0141761A2; JPS6092420A

Abstract

Изобретение относитс к области охлаждени плоского проката. Цель изобретени - повьппение качества проката за счет снижени его деформации при охлаждении. Способ заключаетс в том, что охлаждают изделие 1 смесью жидкостей, имеющей температуру Т и содержащей по меньшей мере одну испар ющуюс жидкость. Модулируют охлаждение в направлении, перпендикул рном направлению перемещени издели 1. В результате получают различные скорости охлаждени между кра ми и осью и двум кра ми издели 1. Способ позвол ет обеспечить быстрое охлаждение и свести до минимума при этом деформацию плоского проката. 2 с.п. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил. фиг. 2 САЭ. ;р :л /г 5 I 8 ГО 5 2 см

Description

113

Изобретение относитс к охлаждению плоского проката.

Цель изобретени - повышение качества проката за счет снижени его деформации при охлаждении.

На фиг. 1 изображена установка дл одностороннего охлаждени , в которой используетс способ дл непрерывного охлаждени горизонтальной металлической полосы, вид с боку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг.З - установка дл двухстороннего охлаждени , в которой используетс способ дл обработки непрерывно подаваемых вертикально листов, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг.З форма неохлаждаемых зон в случае симметричного охлаждени ; на фиг.6 - то же, в случае несимметричного охлаждени ; на фиг. 7 - распределение изотерм при осуществлении первого варианта; на фиг. 8 - то же, при осуществлении второго варианта с Лредвари- тельным охлаждением.

Согласно фиг. 1,2 металлическа полоса 1 сматываетс из рулона 2 и пропускаетс через нагревательную печь 3, затем через охлаждающую установку 4, после чего вновь сматываетс в рулон 2. Установка содержит приводные средства и средства, поддерживающие полосу 1 (не показаны).

Установка охлаждени содержит канал 5 подачи жидкости под давлением (в жидком или газообразном состо нии ), котора распредел етс по всей поверхности полосы 1 при помощи форсунок или жеклеров 6, расход которых регулируетс на каждой из питающих линий 10, параллельных направлению перемещени (V) полосы 1,при помощи, например, регулировочных клапанов 9. Жидкость стекает в бак 7 и возвращаетс в компрессионное устройство или в устройство циркул ции (не показаны) через канал 5 после предварительного охлаждени . Расход жидкости увеличиваетс систематически и постепенно от осевого питающего канала к боковым питающим каналам.

Система охлаждени оборудована крышкой 8, установленной на входе полосы 1 в устройство 4 охлаждени и расположенной между полосой 1 и жиклерами 6. Крышка имеет форму, показанную на чертеже, и перекрывает путь части разбрызгиваемой жидкости.

Согласно фиг. 3,4 вертикальные листы 11 подвешены на транспортном

14950 2

средстве 12 типа монорельса и движутс со скоростью V. Они последовательно проход т через нагревательную печь 13 и установку 14 охлаждени . 5 Эта установка содержит р д горизонтальных каналов 15 питани , оборудованных распылительными в-од ными форсунками 19, расположенными симметрично по обе стороны листа 11. Форсунки О питаютс от подвод щего канала 16 посредством регулируемых клапанов 17 Каналы питани и форсунки покрывают всю поверхность листа за исключением участка 18, имеющего форму, показан- ную на чертеже. Таким образом, в первую очередь охлаждаетс нижний край листа с тем, чтобы избежать нарушений , вызванных стеканием охлаждающей жидкости по бокам листа 11. 20 Расход жидкости модулируетс в каждом питающем канале и постепенно уменьшаетс в направлении сверху вни листа.

На фиг..5 и 6 детально показана форма неохлаждаемых зон в случае симметричного (фиг. 5) или несимметричного (фиг. 6) охлаждени . Треугольники ОАС и ОА С представл ют собой равнобедренные пр моугольные тре- 30 угольники. Поверхности ОЛВ и Ол В имеют форму пр моугольного треугольника , криволинейна гипотенуза которого образует с ОА или АА угол ос 45, вогнутость которого направ 35 лена к вершине пр мого угла (А или А ). Длина участка АВ А в определена выше.

На фиг. 7 и 8 представлена диаграмма температура - рассто ние кривых 40 охлаждени полосы 1 в различных зонах: по кра м (крива Е), в центре (крива с) и на четверт х ширины (крива 0), начина от первоначальной температуры (Т). Охлаждение модули- 45 руетс по ширине полосы таким образом , что кривые пересекаютс при температуре Tg, точка которой находитс

между I ( Тр) и | ( 2Тр) .

5Q .На фиг. 7 крышки имеют форму двух пр моугольных криволинейных треугольников ОАВ и ОА В , расположенных за точкой О, обозначающей начало охлаждени на оси полосы. Изотермы на по ,jj лосе имеют формы, представленные кривыми а В ОВ, Ь, с, d, соответствующие Tg, е и т.д.

На фиг. 8 имеетс зона предварительного охлаждени (А), расположенна перед зоной собственно охлаждени (В). В этой зоне охлаждение по оси издели идет быстрее, чем по кра м , и изотермы имеют форму кривых а, Ь, с, d. Это обеспечиваетс путем модул ции по ширине издели форсунок охлаждени , питаемых, например, холодным воздухом. Охлаждение участка (в) аналогично представленному на фиг. 7. Изотермы имеют вид кривых f, |Q g, h, соответствующих Т. , i и т.д.

чать с различными типами форсунок среднюю скорость охлаждени от 55 (форсунки типа А) до 160 С/с (форсунки типа D).

С учетом времени, необходимого дл прохода листа от печи до охладительной установки, лист имел примерно одинаковую температуру (480 С) в начале предварительного охлаждени или быстрого охлаждени .

Фронт атаки быстрого охлаждени был ограничен крьпикой, имевшей либо пр молинейно-поперечную (перпендикул рно направлению перемещеПример 1. Закаливали горизонтально путем механического распылени воды непрерывно проход щие тонкие листы размерами 620 350 3,2 мм из j ни листов параллельно их оси), ли- алюминиевого сплава 2024 после поме- бо угловую форму по изобретению (ва- щени на 30 мин в вентилируемую печь при 495°С.

Экспериментальна установка содержала расположенные за печью зону вдоль кра листа, равной К половин ренного предварительного охлаждени ширины листов.

При быстром охлажде)1ии наблюдалась деформаци листов и остаточные

риант I) с углом ос между поперечным направлением листов и криволинейной гипотенузой и с длиной крьшки

осевой зоны листов (половина ширины) путем одностороннего распылени воды на нижнюю поверхность листов при поМО1ЦИ одной или двух форсунок малень- 25 амплитуда волнистости листов) были кого диаметра (0 1,15 мм, тип А), замерены после закалки. направленных к продольной оси листов (в направлении из перемещени ) и позвол ющих в случае необходимости обеспечить предварительное охлаждение JQ полученные на листах. Приведены, в центральной зоны относительно краев частности, положени диапазона темпе- листа, а также зону быстрого охлаждени (или закалки в случае сплава 2024), оборудованную продольными лини ми распылени , расположенными по

- 35

обе стороны тележки, предназначенной

продольные деформаи ии (прогиб или

В табл. 1 привод тс услови испытаний по обычной процедуре и по изобретению , а также величины деформаций,

ратур пересечени кривых охлаждени краев и середины по отношению к предпочтительному диапазону по изобретению , KOTOpbrii в данном случае должен

составл ть от Т г ( Тр)327

дл удержани и горизонтального перемещени листов с измен емой скоростью V с целью горизонтальной закалки (нижней поверхности листов) или двуХсторонней (симметричной) закалки листов, выход щих из нагревательной печи. Продольные линии бьши оборудованы механическими распылител ми с конусной струей с углом 60 , имеющи

ми диаметр сопла: 1,15 (сопло типа А), 1,95 (сопло типа В), 2,20 (сопло типа С) или (сопло типа D) мм, и установленными таким образом, чтобы обеспечить поперечную модул цию охлаждени , котора характеризуетс плавным изменением температуры от краев листа к его оси (что соответствует описанному первому варианту ) .

Линии охлаждени питались водой из водопроводной сети при температуре окружающей среды (Tj. 20°С) йод давлением 2,5 бар, что позвол ло получать с различными типами форсунок среднюю скорость охлаждени от 55 (форсунки типа А) до 160 С/с (форсунки типа D).

Фронт атаки быстрого охлаждени был ограничен крьпикой, имевшей либо пр молинейно-поперечную (перпендикул рно направлению перемещени листов параллельно их оси), ли- бо угловую форму по изобретению (ва-

ни листов параллельно их оси), ли- бо угловую форму по изобретению (ва-

вдоль кра листа, равной К половин ширины листов.

продольные деформаи ии (прогиб или

амплитуда волнистости листов) были замерены после закалки. полученные на листах. Приведены, в частности, положени диапазона темпе-

Q

составл ть от Т г ( Тр)327

до Т. 1 (Т

73°С.

6 J + 2Тр)

Полученные результаты показывают, что листы, закаливавшиес обычным способом (опыт 1 или 3) или способом, предусматривающим уменьшение температуры на кра х относительно температуры зоны, наход щейс на половине длины листа в диапазоне повышенных температур (опыт 4), значительно деформируютс при быстром охлаждении и сохран ют после закаливани значительный изгиб, чаще всего сопровождающий- 0 с искривлением, затрудн ющим их выпр мление .

5

Напротив, листы, обрабатывавшиес способом по изобретению (опыты 2, 6, 8 и 9), предусматривающим поперечное модулирование охлаждени посредством продольных линий, оборудованных форсунками , имеющими расход воды по кра м больше, чем в центг е, в комбинации

513

с предварительным охлаждением осевой зоны и/или с фронтом атаки охлаждающей жидкости, имеющим форму по и;эоб- ретению, дают слабую дeфopмaII ю при охлаждении, если диапазон температур краен и середины листов действительно находитс в пределах от Тд до Т; .

П р и м е р 2. Закаливали листы размером 700 350 8 мм из алюминиевого сплава 7075 известными способами или способом по изобретению в соответствии с описанным вариантом II.

В экспериментальной установке листы перемещались вертикально со скоростью 10 см/с на горизонтальном ре ьсе, параллельном продольной кромке листа, подвешенного к этому рельсу споей верхней кромкой при JJOMOUIH зажимов.

После вьщерживани в течение 4) мин при 475 С листы быстро подавались посредством горизонтального ггсремешй- ни в зону закалки, образованную че- терьм горизонтечльными продольным; лини ми, расположенными друг над другом ц вертикальной плоскости и установленными симметрично по обе CTODO- ны плоскости листа. Первоначальна температура Т., листов на входе в зону быстрого ох- п; 01ени бьша одина:со- вой у всех листов и составл ла АО ) С Линии охлаждени были оборудованы форсунка механического рас1И ь 1енп ВОД1.1 с темперлту1).:)й Тр 20 С под давлением 4 бар Форсунки имели «одинаковые диаметры или диаметры, измеи ннпи- ес от одпоГт линии к другой в поги-- pe4HOh: илирапчении .чистой, и были аналогичны форсункам Л, В, С и огп - санн.1м в при-иере i .

Смещение вдоль их пролольн(1Й плоскости и использование крышки, устанавливаемой по ту и по другую сторону листа, познол ют ограничить окно закалки либо пр моугольное или в виде пара.ч- 1слс111И1едл (при использовании известного способа), либо с наклонным криволинейным фронтом и криволинейным фронтом атаки жидкости, образую- - о

щим угол (У 4 с вертикалью и пересекакпцим порхнюю кромку на рассто нии , рапном К раз ширина .чигта

(размер, прр.чендикул рный нанрлвле-- нию его перемеи ени ) .

В табл. 2 привод тс данные о расположении использовавшихс .чиний и форсунок (от верхнего кра к нижнему ), а также полученные услови ох-06

лаждени (средн скорость охлаждени - температура пересечени кривых охлаждени ), измеренные при помощи термопар, установленных на половине

толщины по соседству с верхней и нижней кромками.

Очевидно, что услови охлаждени центральных зон (между кромками) вл ютс промежуточными между условиими охлаждени кромок.

Установле,ш, что поперечна модул ци охлаждени в соответствии с изобретением, т.е. при диапазоне пересечени кривых изменени температуры краев от Т 317 до Т 168°С (опыт 3), позвол ет существенно улучшить плоскостность листов по сравнению с листами, закаленными извест- HI.1M способом (опыты 1 или 2) или в

иных услови х (опыт 4), одновременно сохран в среднем по всему листу по- iii- |:;енные скорости охлаждени .

Ф о р м у л а изобретени

Claims

1. Способ ускоренного охлаждени нлоского проката, имеющего равномер- ну1и 1емпературу нагрева по длине и и;)рине (Тд), с помощью парообразоваИИ1; по меньшей мере одной жидкости охллци ельной смеси, имеющей начальную темнературут Т, включающий ох- лалдение с переменной им тенсивностью nij ширине полосы, отличаю U :i I с тем, что, с целью повьше- нии качества охлл.хдаемого проката за счет сьгижени его деформации при ох гаждении, охлаждение ведут в два этапа, причем на первом этапе более

интенсивно охлаждают ;ентральную по iMHjJHHc зону полосы по сравнению с боковыми зонами, а на втором этапе более интенсивно охлаждают боковые зон|,1 по ширине полосы по сравнению

- це}ггральной, а переход от одного этапа к другому осуществл ют в зоне

температур проката от Т - () 1 J °

ДО Т, - :; (Т 2Т,).

3

2. Способ по п. 1, о т л и ч а - ю щ и и с тем, что в проп,ессе охлаждени создают монотонный температурный г радиент между боковыми

участками и осью прокатки, а фронту охлаждопт придают криволинейную орму, вогнутость которой направлена в сторону дв скени проката.

713

3. Способ по пп. 1 н 2, о т л и- чающийс тем, что перед ускоренным охлаждением полосу подвергают предварительному охлаждению, включающему охлаждение боковых и централь- ных зон с различными скорост ми, причем перепад температур между указанными зонами должен составл ть не более

т - т т Т„ (К-О -2 (1- ),

где К - соотношение между средними скорост ми охлаждени бокового и осевого участков в температурном диапазоне меж- ДУ Т и Т;,

а крива ограничивающа фронт охлаж- дени пересекает боковые кромки проката на рассто нии ЛВ от точки пере- сечени кривой к оси проката в осевом направлении, равном

АВ К tgo.:,, при 0,6 i к t 1,0, где L - ширина проката.

4. Способ ускоренного охлаждени плоского проката, имеющего равномерную температуру нагрева по длине и ширине (Т ), с помощью парообразовани по меньшей мере одной жидкост охладительной смеси, имеющей начальную температуру Тр, включающий охлаждение с переменной интенсивностью по ширине полосы, отличающий- с тем, что, с целью повьииени качества охлаждаемого проката за счет снижени его деформа1 ии при охлаждении , охлаждение ведут в два этапа, причем на первом этапе более интен

.

|5

0

5

0 5 0

508

сивно охлаждают одну из сторон по ширине полосы, а на втором этапе более интенсивно охлаждают другую сторону, а переход от одного этапа к другому осуществл ют в зоне температур проката от Т 5 (2Т„ Т,) до Т; ( 2Тр).

5.Способ по п. А, отличающийс тем, что в процессе охлаждени создают монотонный температурный градиент между боковыми кромками полосы, а фронту охлаждени придают криволинейную форму, вогнутость которой приравнена в сторону движени проката.

6,Способ по пп, Ди5, отличающийс тем, что перед ускоренным охлаждением полосу подвергают предварительному охлаждению, включающему охлаждение боковых сторон по ширине с различными скорост ми, причем перепад температур между указанными зонами должен составл ть не более

лт„ (к-1) --- (1 -

где К - соотношение между средними скорост ми охлаждени боковых участков в температур- ном диапазоне между Т и Т; , а крива , ограничивающа фронт охлаждени , пересекает боковую кромку проката на рассто нии АВ от точки пересечени кривой с другой боковой кромкой в осевом направлении, равном

АВ К - tgaC , при 0,6 К 1,0, где L - ширина полосы.

10

91314950

Таблица I

Услови охлаждени и деформации листов размером 620 330 3,2 мм из сплава 2024

Двусто- 8 ронн (симметрична )

Односто- 10 ронн (снизу)

То же

- 10

10

Пр - Кра МО линейный Сере- (попе- дина речный)

Углорой Кра (0:45°К-0 ,3) Середина

Пр мо- Кра линейный (по- Сере- переч- дина ны )

Пр мо- Кра линейный (по- Сере- переч- дина ныЛ)

Угловой Кра

-to

( 45- К-П

Угловой (ot 45K-o .as)

10

Угловой

(oi45 К-0 ,6)

- 12 2 форсун- 55 ки типа А

Пр мо- линейный (поперечный

- 12 t форсунка 25 типа А

Угловой Кра (сбЗОК-0 ,95) Середина

10

1,0

Очень Волнистость сильна 40 мм

С 2,0 Слаба Волнистост(

9 мм

А (по изобретению )

1.0

Значи- Стрела изгиба тельный 33 мм изгиб

D 1,6 Т,Т„- Т„ Значи- Стрела изгиба

тельный +26мм Визгиб

1,0 Т,. Т;

Значи- Стрела изгиба

Стельный -22 мм

изгиб

D 1,6 (по Слабый Стрела изгиизоб;;ете- изгиб ба +7 мм В нию)

D 3,0

т.т.

Значи- Стрела изгиба тельный - 42 мм

С 1,25 (no Слабый Стрела изгиба

изобрете- изгиб -5 мм В нию)

С 1,25 ,.Tj Слабый Стрела изгиба

(по изобре- изгиб +6 мм В тению)

Услови охлаждени и деформации листов размерами 720 350 8 мм из сплава 7075, закаливаемых в вертикальном положении с двух сторон (вариант II)

Верхний край

1/4 ширины сверху

1/4 ширины снизу

Нижний край Верхний край

1/4 ширины сверху

1/4 ширины снизу

Нижний край Верхний край

1/4 ширины сверху

1/4 ширины снизу

Нижний край

Верхний край 1/4 ширины

С С С

В А D

сверху

1/4 ширины снизу

Нижний край

С В

Таблица 2

420

460

Значительна (максимальна стрела изгиба 12 мм)

Значительна (максимальна стрела изгиба 8 мм)

260 Очень слаба (максимальна стрела (по изобре- изгиба 1 мм) тению)

460 Очень значительна (стрела изгиба 25 мм)

Ю 5

Фи9. 1

1Ъ/

;з

15 г 11 7

г.4

15 19

е С

А Ь

Фиг. 5

&

О

Фиг. 6

Л В

Фиг. 7

Составитель О. Рум нцева Редактор М. Келемеш Техред Л.Сердюкова Корректор А. Т ско

iav.«...«4....v - веч--« -- - Заказ 2224/58 Тираж 981Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

««« «кмвмк.н лв « |...«. .. .|в май««1н а - « - в - - « - «

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4