SU914642A1

SU914642A1 - Method and apparatus for cooling rolled stock

Info

Publication number: SU914642A1
Application number: SU802923566A
Authority: SU
Inventors: Nikolaj V Zimin; Igor K Akimov; Evgenij M Ievlev; Georgij F Golovin; Evgenij N Gedenidze
Original assignee: Vni Pk T I Tokov Vysokoj Chast
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1982-03-23

Description

Изобретение относится к способам охлаждения проката и может быть использовано в металлургической.автомобильной, тракторной и других отраслях промышленности для термической обработки изделий цилиндрической формы.The invention relates to methods of cooling steel and can be used in the metallurgical, automotive, tractor and other industries for the heat treatment of cylindrical products.

Известен способ охлаждения изделий быстродеижущимся потоком воды, направленным вдоль оси изделия в зазоре между корпусом устройствами обрабатываемой деталью р].A known method for cooling products with a rapidly-slowing flow of water, directed along the axis of the product in the gap between the casing by devices of the workpiece being processed, p].

Наиболее близким к предлагаемому является способ охлаждения поперечным вращающимся потоком жидкости, направленным по касательной к корпусу охлаждающего устройства £2].Closest to the present invention is a method of cooling a transverse rotating fluid flow directed tangentially to the body of the cooling device £ 2].

Из известных устройств для термообработки изделий наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для охлаждения детали потоком воды, состоящее из корпуса с фланцем, один из которых снабжен питающей трубой иOf the known devices for heat treatment of products, the closest in technical essence to the present invention is a device for cooling a part with a stream of water consisting of a housing with a flange, one of which is supplied with a supply pipe and

22

кольцевым пазом, а второй имеет отверстие для слива охлаждающей жидкости |2].annular groove, and the second has a hole for draining coolant | 2].

Недостатками известных способа и устройства являются невозможностьThe disadvantages of the known method and device are the impossibility

⁵ непрерывной термообработки изделия и неравномерность охлаждения изделия по длине и по периметру. ⁵ continuous heat treatment of the product and the uneven cooling of the product along the length and perimeter.

Целью изобретения является повышение качества термической обработ⁰ ки изделий путем обеспечения максимальной равномерности и однородности теплоотвода по периметру и длинеThe aim of the invention is to improve the quality of heat treatment of ⁰ products by ensuring maximum uniformity and uniformity of the heat sink around the perimeter and length

изделия, что позволяет значительно снизить поводки и коробление иэде⁵ лий.products, which can significantly reduce leashes and warping at ied ⁵ li.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу охлаждения проката, преимущественно круглого сечения, в цилиндрической камере ох^М лаждения поперечным вращающимся потоком жидкости, направленным поThis goal is achieved by the fact that, according to the method of cooling a rolled product, mainly of circular cross section, in a cylindrical chamber OX ^M lation by a transverse rotating fluid flow directed along

касательной к камере охлаждения,tangent to the cooling chamber

изделие перемещают в камере экс914642the product is moved in the camera EX914642

центрично со смешением вверх на величинуcentric with upwards mixing

^{У =Y =}

где ς - ускорение свободного падения;where ς is the acceleration of free fall;

. м - угловая скорость вращения потока охлаждающей жидкости.. m - the angular velocity of rotation of the coolant flow.

Способ осуществляется в устройстве, содержащем цилиндрический корпус, по торцам которого установлены фланцы с отверстиями для прохождения проката, и размещенный на корпусе подводящий патрубок с щелевым 15 соплом, расположенным по всей длине корпуса, при этом патрубки установлены тангенциально корпусу, а фланцы выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости для обеспе- го чения возможности смешения оси сливных отверстий во фланцах, т.е. оси изделия и оси потока охлаждающей жидкости относительно оси устройства на величину 25The method is carried out in a device comprising a cylindrical body, the ends of which have flanges with holes for rolling, and an inlet pipe placed on the body with a slotted 15 nozzle located along the entire length of the body, the pipes are mounted tangentially to the body, and the flanges are movable in the vertical plane to ensure the possibility of mixing the axis of the drain holes in the flanges, i.e. the axis of the product and the axis of the coolant flow relative to the axis of the device by the value of 25

Пример. Для термообработки ³⁰прутка диаметром 20 мм создают вращение потока охлаждающей жидкости с угловой скоростью ΐί = 50-60 ί/с, что обеспечивается при наружном диаметре корпуса устройства 200 мм и давлении 35 на входе в него Р = 1,0-2,0 атм. При этом диаметр образующегося в установившемся вращающемся потоке жидкости отверстия оказывается на 5“Example. For heat treatment ³⁰ rods with a diameter of 20 mm create a rotation of the coolant flow with an angular velocity ΐί = 50-60 / s, which is provided when the outer diameter of the device is 200 mm and pressure 35 at the entrance to it is P = 1.0-2.0 atm . The diameter of the hole formed in the steady-state rotating fluid flow turns out to be 5 “

7 мм меньше диаметра прутка. Смеше- ⁴⁰ние оси отверстия вращающегося потока жидкости относительно оси устройства и оси прутка составляет 3~4 мм, для чего фланцы предварительно устанавливают со смещением по вертикали ⁴⁵вверх относительно оси устройства. Благодаря этому создаются необходимые условия теплоотвода с поверхности прутка, обеспечивается качест507 mm smaller than bar diameter. Smeshe- holes ⁴⁰ of the rotating axis of fluid flow relative to the tool axis and the axis of the bar is 3 ~ 4 mm, which flanges is preset offset vertically upwards relative to the device ⁴⁵ axis. This creates the necessary conditions for heat removal from the surface of the rod, ensuring quality 50

венная закалка прутка и предотврзщается коробление его. Диаметр отверстия во фланцах устройства должен быть несколько больше диаметра прутка для обеспечения его ввода и вывода из устройства и слива жид- ⁵⁵кости из закалочной камеры (для прутка диаметром 20 мм диаметр отверстий во фланцах 30-40 мм).Venous hardening of the rod and preventing it from warping. The diameter of the holes in the flanges of the device must be somewhat larger bar diameter for its input and output from the apparatus and drain the liquid ⁵⁵ from the quench chamber bone (for a rod diameter of 20 mm diameter holes in the flanges 30-40 mm).

Способ применим для термической обработки прутков из конструктивных, инструментальных, строительных и других подобных сталей, например сталей 35, 45, 50, ЗОХГСА, ЗОХН,The method is applicable for heat treatment of rods from structural, tool, construction and other similar steels, for example, steels 35, 45, 50, ZOHGSA, ZOHN,

40ХНМ, У7-У12, 65 Г и др. По предлагаемому способу можно обрабатывать прутки и другие цилиндрические изделия диаметром 8-200 мм, а также трубы любых диаметров, все перечисленные изделия с большими отношениями длин к диаметрам. Способ обеспечивает охлаждение изделий,нагретых до температур термообработки, до любой заданной температуры.40HNM, U7-U12, 65 G, etc. According to the proposed method, rods and other cylindrical products with a diameter of 8-200 mm, as well as pipes of any diameters, all of the products with large length-to-diameter ratios can be processed. The method provides cooling of products heated to heat treatment temperatures to any desired temperature.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа термической обработки изделий; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.FIG. 1 shows a device for implementing the proposed method of heat treatment of products; in fig. 2 shows a section A-A in FIG.

Устройство состоит из горизонтального цилиндрического корпуса 1,образующего закалочную камеру 2,двух фланцев 3 и 4, установленных на корпусе 1, подводящего щелевого сопла 5 и патрубка 6, обеспечивающих заполнение камеры и омывание изделия охлаждающей жидкостью. Подводящее щелевое сопло 5 расположено по всей длине корпуса 1, а патрубок 6 направлен по касательной к его поверхности. Сливные отверстия 7 расположены во фланцах 3 и 4. Причем фланцы 3 и 4 имеют возможность перемещения в вертикальной плоскости, например за счет выполненных в них вертикальных пазов 8, что необходимо при изменении угловой скорости потока жидкости V, обеспечивающей требуемую интенсивность теплоотвода.The device consists of a horizontal cylindrical body 1, forming a quenching chamber 2, two flanges 3 and 4 mounted on the body 1, a supply slit nozzle 5 and a nozzle 6, ensuring the filling of the chamber and washing the product with coolant. Inlet slit nozzle 5 is located along the entire length of the housing 1, and the pipe 6 is directed along a tangent to its surface. Drain holes 7 are located in flanges 3 and 4. Moreover, flanges 3 and 4 have the ability to move in a vertical plane, for example due to the vertical grooves 8 made in them, which is necessary when the angular velocity of the fluid flow V changes, which provides the required intensity of the heat sink.

Устройство работает следующим' образом. :The device works as follows. :

Предварительно фланцы 3 и 4 устанавливают со смещением по вертикали, на величину, определяемую по формулеPre-flanges 3 and 4 are set with a vertical offset by an amount determined by the formula

у = Д- (где ц - ускорение свобод2y = D- (where q is the acceleration of freedoms2

ного падения (м/сек ), к - угловая скорость вращения потока охлаждающей жидкости (сек“^) , за счет вертикальных пазов 8 во фланцах 3 и 4. Включают подачу жидкости через подводящее щелевое сопло 5· Угловую скорость вращения потока охлаждающей жидкости регулируют за счет регулировки давления на входе в подводящее щелевое сопло 5· После образования в потоке жидкости устойчивого отверстия диаметром, меньшим диаметраdropping angle (m / s), k - angular velocity of rotation of coolant flow (sec “^), due to vertical grooves 8 in flanges 3 and 4. Turn on fluid supply through inlet slit nozzle 5 · Angular speed of rotation of coolant flow is controlled by by adjusting the pressure at the inlet to the inlet slit nozzle 5 · After a stable hole with a diameter smaller than the diameter has been formed in the fluid flow

5 914642 65 914642 6

изделия 9, по всей длине камеры 2, в устройство вводится изделие 9, нагретое под термообработку,примем ось изделия располагают выше оси устройства на величину у и про- 5 изводят охлаждение данного изделия по требуемым для него условиям (с непрерывным движением изделия неограниченной длины через устройство, либо с единичной подачей мерных Юproduct 9, along the entire length of chamber 2, product 9 is introduced into the device, heated for heat treatment, we assume the product axis is located above the device axis by the value of y and 5 cooling this product according to the conditions required for it (with continuous movement of the product of unlimited length through device, or with a single feed dimensional Yu

изделий).products).

Как показала опытная проверка предлагаемого способа термической обработки на изделиях из углеродистых и малолегированных сталей при 15 помощи опытного устройства, осуществляющего предлагаемый способ, изготовленного во ВНИИТВЧ,процент брака по деформации и поводкам при термообработке проката снижается 20 на 30%. Ожидаемый экономический эффект составляет 30-40 руб. на 1т проката.As shown by an experimental test of the proposed method of heat treatment on products made of carbon and low-alloyed steels with the help of an experimental device carrying out the proposed method, made in VNIITVCh, the percentage of scrap for deformation and leads during heat treatment of rolled products is reduced by 30%. The expected economic effect is 30-40 rubles. on 1t rolled.

Claims

Claims 25

1. Method of cooling rolled metal. Mostly of circular cross section, in a cylindrical cooling chamber with a transverse rotating fluid flow directed tangentially to the cooling chamber, characterized in that, in order to improve the quality of heat treatment by improving the uniformity of cooling,

the car is moved upward in the chamber eccentrically offset by an amount

where c is the acceleration of free fall;

to - the angular velocity of rotation of the coolant flow.

'2. The device for cooling the car, containing a cylindrical body, the ends of which are fitted with flanges with holes for the passage of the car, and placed on the case inlet pipe with a slotted nozzle, characterized in that, in order to improve the quality of heat treatment by improving the uniformity of cooling, the inlet pipe is installed tangentially to the body, the slotted nozzle is located along its entire length, and the flanges are movable in a vertical plane.