SU1386324A1 - Способ удалени окалины с поверхности нагретого металла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к прокатному производству и может быть использовано дл  удалени  окалины с прокатываемого металла, например, на широкополосных и толстолистовых станах гор чей прокатки. Цель изобретени  - повышение качества очистки без увеличени  расхода охладител  за счет интенсификации процесса охлаждени  путем удалени  паровой пленки. Удаление паровой пленки в данном способе происходит за счет захлопывани  кавитационных пузырьков непосредственно на поверхности металла . Предложенный способ позвол ет эффективно удал ть паровую пленку, что приводит к интенсивному охлаждению окалины и способствует более полному ее отслоению и тем самым повы шению качества очистки. 3 ил. 3 (Л

Description

bo

00

Изобретение относитс  к прокатному производству и может быть использовано дл  удалени  окалины с прокатываемого металла, например, на ши- рокополосных и тонколистовых станах гор чей прокатки.

Цель изобретени  - повышение качества очистки без увеличени  расхот да охладител  за счет интенсификации процесса охлаждени  путем удалени  паровой пленки.

На фиг,1 схематично показано устройство дл  осуществлени  способа удалени  екалины с поверхности гретого металла; на фиг,2 - схема сопла; на фиг,3 - распределение давлений по длине проточной части.

Устройство содержит сопло 1, поджимаемое пневмоцилиндром 2 через сие тему рычагов 3 к движущемус  металлу 4, Дп  настройки усили  прижима сопла 1 к поверхности металла 4 используетс  регул тор 5 давлени . Сопло 1 имеет напорную камеру 6, соединен- ную с ei O прочной частью, выполненной в виде постепенно сужающегос  канала 7 и постепенно расшир ющегос  канала 8, переход щего в ступенчато расшир ющуюс  камеру 9 восстановле- НИИ давлени . На входе проточной час ти сопла 1 установлена турбулизирую- ща  поток сетка 10.

Устройство работает следующим образом .

При подаче охладител  на входе проточной части сопЛа 1 поток турбу- лизируетс  и по мере сужени  канала 7 ускор етс , а давление в соответствии с уравнением Бернулли умень- шаетс , В наиболее узком сечении канала 7 давление охладител  уменьшаетс  до давлени  парообразовани  и в этом месте обра- зуютс  полости, заполненные па- ром каверны. При переходе в канал 8 основна  масса жидкости на этом участке двигаетс  в виде свободной струи, окруженной пенообразной смесью пузырьков пара и жидкости, В камере 9, где давление выше насыщени  жидкости, кавитационные каверны . захлопываютс . Давление захлопывани  каверн зависит от усили  поджа- ти  сопла 1 к поверхности металла 4 Настраива  регул тор 5 давлени ,, достигают такого положени , при котором каверны захлопываютс  непосредственно на поверхности металла 4

Турбулизаци  потока способствует более раннему зарождению кавитационньк каверн.

В момент захлопывани  на месте исчезнувшей каверны освобождаетс  сконцентрированна  в ней энерги , котора  вызывает кратковременное, но значительное локальное повышение давлени . Если каверна в момент захлопывани  находитс  на поверхности окалины или в ее микротрещинах, то наблюдаетс  механическое разрушение окалины. Особенно интенсивно разру, шаетс  окалина, имеюща  дефекты типа трещин. Попавшие в трещины каверны имеют более разрушительное действие. Кроме того, в момент захлопывани  каверн на поверхности или над поверхностью металла 4 возникает ударна  волна, вызывающа  турбулизацию потока и разрушение паровой пленки, изолирующей спои воды от раскаленной поверхности металла. Отвод тепла в режиме непрерывного разрушени  паровой пленки  вл етс  одним из наиболее совершенных методов охлаждени  раскаленных поверхностей.

Таким образом, подача охладител  в режиме срывной кавитации, замыкающейс  непосредственно на поверхности металла, повышает механическое и, особенно эффективно, тепловое воздействие охладител  на окалину, вызывающие ее отделение от поверхности нагретого металла. Зарождение кавитации и ее воздействие на окалину подтверждаетс  следующими примерами

На фиг.2 схематически показана проточна  часть сопла 1, сйособству- юща  более раннему зарождению кави- тацйи турбулизируща  сетка 10 и движущийс  металл 4, на фиг.З распределение давлений, измеренных посредством дренажных отверстий, выполненных на стенке проточной части сопла

Давление охладител  измен етс  на выходе из сопла путем регулировани  усили  F поджати  сопла 1 к поверхности металла 4 (дросселирование потока на выходе сопла). При достаточно больших усили х поджати  сопла (крива  а) происходит обычное движение жидкости: в наиболее узком сечении давление достигает минимального значени , а затем вновь восстанавливаетс  и кавитаци  потока не наблюдаетс  Когда усилие по жати 

сопла становитс  настолько малым, что в наиболее узком сечении 1-I давление становитс  равным насыщению жидкости, пpoиcxoд т. зарождение кави тации. При давлении в сечении II-II равном давлению парообразовани , кавитацией охвачена вс  расшир юща с  часть сопла от сечени  I-I до сечени  II-Il( крива  5 ),

После сечени  II-II преобразованный во множество паровых пузырьков охладитель поступает в ступенчато расшир ющуюс  часть сопла, где вследствие расширени  потока давление по- вьппаетс  до давлени , при котором .происходит захлопывание паровых пузырьков на поверхности металла. Таким образом, сопло может работать в режиме кавитации лишь в том слу- чае, когда его. поджимают к поверхности металла с усилием, достигаюпщм давлени  насыщени  жидкости. Расширение потока в конце сопла, поджатого к металлу, способствует захлопыва нию кавитационных каверн.

Пример. Кавитациониое воздействие охладител  на окалину.

Опытные образцы 20 х100 X200 мм, изготовленные из ст.З, помещают в муфельную печь МП-2УМ и нагревают до 1000 С, что позвол ет получить на их поверхности печную окалину толщиной 0,8-1,2 мм. После этого образцы укладывают на тележку и пермещают со скоростью 0,2 м/с. В момент подхода

образца к соплу последнее поджимают к поверхности металла с усилием F 150 Н и подают охладитель. Полное удаление окалины достигаетс  при следующих параметрах охладител : температура 20 С, рабочее давление 0,5 МПа, расход на единицу ширины образца 40 см .

В качестве турбулиз1фующей сетки принимают стальную пластину толщиной 0,5 мм с выполненными отверсти ми диаметром 0,8 мм и рассто нием между ними 1,2 мм.

Изобретение, позвол ет существенно уменьшить расход охладител  в низконапорных гидросистемах очистки нагретого металла от окалины и повысить качество очищаемой поверхности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ удалени  окалины с поверхности нагретого металла, включающий подачу охладител  через сопло и поджатие сопла к металлу, отличающий с  тем, что, с целью повьш1ени  качества очистки без увеличени  расхода охладител  за счет интенсификации процесса, охлаждени  путем удалени  паровой пленки, поджатие сопла осуществл ют с удельным давлением, равным Давлению насыщени  жидкост-и, при этом охладитель на входе в сопло турбулизируют, а на выходе из сопла - замедл ют.

   Ооздуг

   t

   Р,м.6од.с/п.

   фиг. 2

   сри.