SU1571084A1

SU1571084A1 - Device for cooling rolled stock

Info

Publication number: SU1571084A1
Application number: SU884409527A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Иващенко; Юрий Валентинович Прилепский; Ефим Абрамович Голобочанский; Юрий Иванович Чуманов; Михаил Гершевич Эрлих; Александр Васильевич Блохин; Александр Сергеевич Федоров; Алексей Дмитриевич Морозов; Валерий Сергеевич Сапелкин; Олег Иванович Босько; Юлия Владимировна Гавриленко
Original assignee: Донецкий политехнический институт
Priority date: 1988-04-12
Filing date: 1988-04-12
Publication date: 1990-06-15

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может использоватьс при производстве проката и его термообработке. Целью изобретени вл етс повышение равномерности охлаждени . Устройство содержит корпус 1 с соплом Лавал 2, в котором выполнены каналы дл подвода воды и на котором закреплены камера 3 дл подвода воды и штуцер 5 дл подвода воздуха. Посредством резьбы вдоль оси корпуса установлен регулировочный шток 7, содержащий коническую головную часть 8, причем угол наклона конуса головной части штока равен углу наклона входной части 10 сопла Лавал . Этот угол α находитс в интервале, определ емом по зависимости, приведенной в тексте описани . 1 табл., 1 ил.The invention relates to metallurgy and can be used in the manufacture of rolled metal and its heat treatment. The aim of the invention is to increase the uniformity of cooling. The device comprises a housing 1 with a Lawal nozzle 2, in which channels for supplying water are provided and to which a chamber 3 for supplying water and a fitting 5 for supplying air are fixed. By means of a thread along the axis of the housing, an adjusting rod 7 is installed, comprising a conical head part 8, the angle of inclination of the cone of the head part of the rod being equal to the angle of inclination of the entrance part 10 of the Lawal nozzle. This angle α lies in the interval determined by the dependence given in the description text. 1 tab., 1 Il.

Description

Изобретение относитс к области металлургии и может использоватьс при производстве проката и его термообработке .The invention relates to the field of metallurgy and can be used in the production of rolled metal and its heat treatment.

Целью изобретени вл етс повышение равномерности охлаждени .The aim of the invention is to increase the uniformity of cooling.

На чертеже показан общий вид устройства .The drawing shows a General view of the device.

Устройство состоит из корпуса 1 с соплом Лавал 2, закрепленных на нем посредством резьбы камеры 3 со штуцером 4 дл подвода воды, штуцера 5 дл подвода воздуха, переходной втулки 6, удерживающей во внутренней резьбе вдоль оси корпуса регулировочный шток 7 с конической головной частью 8. В сопле Лавал выполнены каналы 9 дл подвода воды из камеры 3 в выходной конус сопла Лавал 2„ Угол наклона конуса головной части 8, штока 7 к оси корпуса равен углу наклона входной части 10 сопла Лавал и определ етс из соотношени The device consists of a housing 1 with a Laval nozzle 2 fixed to it through the thread of the chamber 3 with a fitting 4 for supplying water, a fitting 5 for supplying air, an adapter sleeve 6 that holds an adjusting rod 7 with a conical head part 8 in the internal thread. The Laval nozzle has channels 9 for supplying water from the chamber 3 to the output cone of the Laval nozzle 2 "The angle of inclination of the cone of the head part 8, stem 7 to the axis of the body is equal to the angle of inclination of the input part 10 of the nozzle Laval and is determined from the ratio

(arctg g2 - 8)«/ arctg gЈ.(arctg g2 - 8) “/ arctg gЈ.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Через -штуцер 5 в корпус 1 подаетс под давлением воздух, который затем через зазор, образованный конической головной частью 8 штока 7 и стенкой корпуса (входной частью 10 сопла), попадает в выходной конус сопла Лавал 2, где происходит смешение воздушного и вод ных.потоков, поступающих туда же через штуцер 4, камеру 3 и каналы 9.Through the nipple 5 into the case 1, air is supplied under pressure, which then through the gap formed by the conical head part 8 of the rod 7 and the wall of the case (the nozzle entrance part 10) enters the output cone of the nozzle Laval 2, where air and water mixes. flows coming there through the nozzle 4, the camera 3 and the channels 9.

Наличие направленного зазора предопредел ет пересечение воздушных потоков, что повышает их турбулентность и дисперсность вод ного тумана , и формирование водовоздушного факела с максимальной плотностью на периферии, что повышает равномерность охлаждени по сечению факела.The presence of a directional gap determines the intersection of air flows, which increases their turbulence and dispersion of water mist, and the formation of a water-air plume with a maximum density at the periphery, which increases the uniformity of cooling over the cross section of the torch.

При движении полосового или листового проката теплоотбор с поверхности в направлении, перпендикул рном направлению его перемещени , более однороден, чем при максимальной плотности водовоэдушного потока в центре факела, т.е. повышаетс равномерность охлаждени . В результате применени предлагаемого устройства дл охлаждени проката снижаетс его коробление и уменьшаютс остаточные напр жени .When the strip or sheet rolling moves, heat collection from the surface in the direction perpendicular to the direction of its movement is more uniform than at the maximum density of water-air flow in the center of the torch, i.e. cooling uniformity is increased. As a result of the application of the proposed device for cooling a rolled product, its distortion is reduced and the residual stresses are reduced.

00

5five

00

5five

00

Потер соосности движени проката с осью водовоздушного факела практически не повли ет на однородность охлаждени по ширине полосы (листа), а это, в свою очередь, улучшит геометрию (линейность) ускоренно охлажденного проката.Loss of coaxiality of rolling motion with the axis of a water-air torch has practically no effect on the uniformity of cooling across the width of the strip (sheet), and this, in turn, will improve the geometry (linearity) of the rapidly cooled rolled products.

Повышение турбулентности движени воздушных потоков в результате их пересечений и диспергирование вод ных частиц увеличит долю испарительного эффекта, а следовательно, нар ду с повышением равномерности сохран етс и высока интенсивность охлаждени при одинаковых расходах охлаждающей воды.An increase in the turbulence of the movement of air streams as a result of their intersection and the dispersion of water particles will increase the proportion of the evaporative effect, and therefore, along with an increase in uniformity, a high cooling rate is maintained at equal flow rates of cooling water.

Проверку осуществл ют в услови х стана, где смонтирована установка, содержаща 15 охлаждающих устройств водоводшуного типа дл охлаждени полосы сверху и 15 устройств снизу. Рассто ние между устройствами 0,1 5м. Устройства выполн ют с различными углами наклона конуса головной части штока и входной части сопла,The test is carried out in the conditions of the mill, where the installation is installed, containing 15 water-cooling type cooling devices for cooling the strip from the top and 15 devices from the bottom. Distance between devices 0.1 5m. The devices are made with different angles of inclination of the cone of the head part of the stem and the inlet part of the nozzle,

Геометрические параметры выходного конуса сопла Лавал во всех случа х посто нны и составл ют: D 29 мм, d 11 мм, L 30 мм, D + dThe geometrical parameters of the output cone of a Laval nozzle are constant in all cases and are: D 29 mm, d 11 mm, L 30 mm, D + d

arctgarctg

2L2L

34 34

5five

00

5five

00

5five

Температура полосы 25-4 мм перед охлаждением 1010...1020°С. Эффективность охлаждени оценивают по температуре полосы на холодильнике стана, которую измер ют контактной термопарой сразу по окончании продольного движени раската.The temperature of the strip is 25-4 mm before cooling 1010 ... 1020 ° С. The cooling efficiency is evaluated by the strip temperature on the mill refrigerator, which is measured by a contact thermocouple immediately after the end of the longitudinal movement of the roll.

Конструкци установки позвол ет измен ть ось водовоэдушного факела по отношению к оси проката и тем самым оценивать равномерность охлаждени проката по сечению водовоздушного факела. В опыте осуществл ют два варианта охлаждени : ось факела соответствует оси полосы и ось факела находитс на уровне торца полосы. Дл точности оценки давление воды и воздуха поддерживают посто нным и составл ет соответственно 0,1 и 0,3 МПа. Кроме того, провод т охлаждение аналогичной полосы с использованием устройства по прототипу.The installation design permits the change of the axis of the water-jet torch with respect to the axis of the car and thereby assess the uniformity of the cooling of the car over the section of the water-air torch. In the experiment, two cooling options are carried out: the axis of the plume corresponds to the axis of the strip and the axis of the plume is at the level of the end of the strip. For accuracy of estimation, the pressure of water and air is kept constant and is respectively 0.1 and 0.3 MPa. In addition, a similar strip is cooled using the prototype device.

Геометрические параметры и полученные температуры полосы на холодильнике приведены в таблице.The geometric parameters and the temperature of the strip on the refrigerator are shown in the table.

22 26 30 34 3822 26 30 34 38

ро- Шток тип)отсутствуетro-stock type) is missing

770 775 770 775 830770 775 770 775 830

775775

8)0 780 775 775 8358) 0 780 775 775 835

850850

Как следует из приведенных в таблице результатов, положительный эффект достигаетс в указанных соотношени х (опыты № 2...4) и отсутствует за его пределами (опыты W 1 и 5). Так, при угле о меньше указанного соотношени (опыт № 1) возрастает плотность водовоздушной смеси в центре факела, что приводит к резкому снижению равномерности и интенсивности охлаждени проката при потере его соосности с центром факела. При угле больше указанного предела (опыт 5), сохран етс равномерность охлаждени проката по его ширине, однако обща эффективность существенно снижаетс ввиду залипани части вод ных капель на стенках выходной воронки сопла Лавал , укрупнени их и срыва воздушным потоком. В результате крупные капли воды не позвол ют достаточно полно использоватьAs follows from the results given in the table, a positive effect is achieved in the indicated ratios (experiments No. 2 ... 4) and is absent beyond its limits (experiments W 1 and 5). So, at an angle of about less than the specified ratio (experiment No. 1), the density of the water-air mixture in the center of the torch increases, which leads to a sharp decrease in the uniformity and intensity of cooling of the rolled product when it loses its alignment with the center of the torch. When coal is greater than the specified limit (experiment 5), the uniform cooling of the car over its width is maintained, however, the overall efficiency is significantly reduced due to sticking of a part of water droplets on the walls of the exit funnel of the Laval nozzle, enlarging them and disrupting them by air flow. As a result, large drops of water do not allow sufficient use of

00

пароиспарительный эффект, чем снижа-. етс обща интенсивность охлаждени проката.vapor-vapor effect than lowering. The overall cooling rate of the rolled products.

По сравнению с прототипом достигаетс цель - увеличиваетс равномерность при сохранении высокой эффективности охлаждени проката.Compared with the prototype, the goal is achieved - the uniformity increases while maintaining a high cooling efficiency of the rolled products.

Использование предлагаемого технического решени позволит повысить равномерность свойств по длине раската за счет резкого снижени вли ни потери соосности факела и полосы. Кроме того, при высокой однородностиThe use of the proposed technical solution will make it possible to increase the uniformity of properties along the length of the roll due to a sharp decrease in the effect of loss of torch and strip alignment. In addition, with high uniformity

r охлаждени по ширине раската по вл етс возможность предъ вл ть менее жесткие требовани к центрированию движущейс полосы, что повысит технологичность процесса и снизит поте0 ри от неизбежных аварийных остановок (забуривани раската).The cooling across the width of the roll makes it possible to impose less stringent requirements on the centering of the moving strip, which will improve the manufacturability of the process and reduce losses from unavoidable emergency stops (blockage of the roll).

Claims

Invention Formula

5 A device for cooling the rolled stock, comprising a housing with a Lawal nozzle with channels for supplying water and a fitting for supplying air, characterized in that

To improve cooling uniformity, it is equipped with a stem with a threaded shank, located in the housing along the longitudinal axis of the nozzle, while the head part of the stem is conical and placed in the inlet part of the Laval nozzle, and the angle of the cone is equal to the cone angle of this part of the nozzle and

,, D + d о0,,,. D + d

(arctg - g- -8U) d Ј arctg,

ZIj2L

where / is the angle of the cone of the input part

Laval nozzles and the head of the rod, hail;

D is the diameter of the outlet of the Laval nozzle, m;

d - diameter of the neck (narrowest part) of the Lawal nozzle, m;

L is the length of the output cone of the Laval nozzle, m

five

0

five