SU1765197A1 - Устройство дл охлаждени гор чекатаных полос - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит рольганг и коллекторы с плоскоструйными форсунками, выходное отверстие которых имеет эллипсоидальную форму , рассто ние между смежными коллекторами устанавливают равным (0,2- 0,6)Н, где Н - рассто ние от коллектора до опорной плоскости рольганга, шаг между форсунками равен (0,8-1,7)Н tg,5/2, где /3- угол раскрыти  факела плоскоструйных форсунок, при этом на каждой паре смежных коллекторов форсунки смещены в направлении оси коллектора на половину шага между ними, наклонены относительно вертикальной оси навстречу друг другу, а больша  ось эллипса выходного отверсти  форсунок образует угол 5-15° с осью коллектора . 4 ил,, 3 табл.

Description

Изобретение относитс  к прокатному производству и предназначено дл  охлаждени  гор чекатанных полос, например, на толстолистовых станах в прессе межклетевого и последеформационного охлаждени , может также использоватьс  на широкополосовых станах.

Известно оборудование дл  охлаждени  полосы смесью жидкости и газа (патент Японии № 57-60032, кл. С 21 D 9/573, 1982), содержащее замкнутую камеру, в которой с нижней и верхней стороны вошедшей в нее полосы расположены охлаждающие секции. Кажда  секци  состоит из достаточно большого количества охлаждающих элементов, в котором есть два сопла: верхнее дл  газа, нижнее дл  жидкости. Сопла наклонены друг к другу, поэтому на некотором рассто нии от них два потока смешиваютс  между

собой и поверхности полосы достигает единый поток смеси, котора  после соударени  с поверхностью раздел етс  на два исходных компонента. Жидкость по наклонным плоскост м стекает в свой сборный коллектор , а газ уходит в отсасывающий трубопровод дл  повторного использовани .

Недостатками известного устройства  вл ютс :

-низка  плотность орошени , что приводит к ухудшению качества проката, т.к. добавление воздуха обуславливает увеличение размера факела охладител ;

-неравномерное охлаждение по ширине полосы, приводит к ухудшению качества проката, что св зано с отсутствием фиксации размера зоны охлаждени ;

-сложность в эксплуатации.

XI

ю

Недостатки прототипа заключаютс  в следующем:

установка форсунок с шагом, равным 12-19 малым диаметрам эллипса, при неопределенном рассто нии от форсунки до опорной плоскости рольганга, обуславливает неравномерное охлаждение раската по его ширине;

-установка форсунок, когда большой диаметр эллипса отверсти  форсунки образует с продольной осью коллектора угол обуславливает различное охлаждение краев полосы и ухудшени  их качества. Кроме того, неодинаковый по ширине полосы размер зоны охлаждени  обуславливает ухудшение ее качества;

-расположение смежных коллекторов на рассто нии 1-2 рассто ний от торца форсунки до опорной плоскости рольганга и направление осей струй нормально поверхности полосы обуславливает неэффективное использование воды. Вне факела охладител  плотность орошени  резко ухудшаетс  и вода используетс  малоэффективно .

Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение эффективности охлаждени  полосы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  охлаждени  гор чекатан- ных полос, содержащем рольганг и коллекторы с установленными вдоль их осей плоскоструйными форсунками, выходное отверстие которых имеет эллипсоидальную форму, согласно за вл емому изобретению рассто ние между смежными коллекторами устанавливают равным (0,2-0,6)Н, где Н - рассто ние от коллектора до опорной плоскости рольганга, шаг между форсунками равен (0,8-1,7) , где -угол раскрыти  факела плоскоструйных форсунок по большой оси, при этом на каждой паре смежных коллекторов форсунки смещены в направлении оси коллекторов на половину шага между ними, наклонены относительно вертикальной оси навстречу друг другу, а больша  ось эллипса выходное отверсти  форсунок образует угол 5-15° с продольной осью коллектора.

Использование за вл емого изобретени  позвол ет создать на поверхности полосы зону охлаждени  с фиксированной длиной и высокой плотностью орошени , причем между зонами непосредственного натекани  охладител , подаваемой из смежных коллекторов, образуетс  турбулентна  зона, где охлаждение осуществл етс  также с высокой интенсивностью, Это обеспечивает равномерное охлаждение полосы с высокой скоростью охлаждени , что

позволит улучшить качество проката, снизить себестоимость продукции и сократить расход охладител .

Указанный положительный эффект до- стигаетс  за счет следующего:

1.Установка смежных коллекторов на рассто нии (0,2-0,6)Н где Н - рассто ние от коллектора до опорной плоскости рольганга , обеспечивает эффективное перемешивание охладител  в турбулентной зоне, что

позвол ет при относительно небольшой

длине зоны охлаждени  осуществить стабильное и высокоинтенсивное охлаждение

полосы (табл.1).

При рассто нии между смежными коллекторами меньшем 0,2Н турбулентна  зона охлаждени  исчезает. Так, при рассто нии между смежными коллекторами 0,1Н (0,15 м) (рассмотрен пример, когда

,5 м), в результате пересечени  факелов еще до поверхности проката происходит их взаимное гашение. Это обуславливает существенное уменьшение теплосъема с полосы , т.е. ухудшение ее качества (охлаждение осуществл етс  с меньшей

скоростью), повышение себестоимости (за счет увеличени  длины транспортного рольганга ) и увеличение расхода охладител . При рассто нии между коллекторами больше 0,6Н в турбулентной зоне по вл ютс 

участки неуправл емого охлаждени , что вносит нестабильность в процесс охлаждени  и ухудшает в результате качество проката . Проведенные исследовани  свидетельствуют, что оптимальным рассто нием между смежными коллекторами  вл етс  (0,2-0,6)Н.

2.Размещение форсунок на коллекторах с шагом, равным (0,8-1,7)Htg Ј /2, где

/3- угол раскрыти  факела плоскоструйных форсунок по большой оси, позвол ет распределить охладитель с высокой равномерностью по ширине полосы. В одиночной форсунке охладитель распредел етс  по

большой оси с переменной плотностью (максимум имеет место в середине зоны) и неравномерность может достигать 3-5 раз. При расположении нескольких форсунок в р д с предлагаемым шагом неравномерность в охлаждении по ширине полосы не превышает 10%. При шаге между форсунками меньшем 0,8Htg Ј максимум плотности

орошени  расположен посередине между факелами. При таком шаге взаимодействие факелов происходит еще до соприкосновени  с полосой, что приводит к взаимному гашению факелов (табл.2). Так, например, при шаге между плоскоструйными форсунками равном 0,7Н tg , что при ,5 м и соответствует 0,35 м, неравномерность в плотности орошени  достигает 20%, а коэффициент теплообмена уменьшаетс  на 305, т.е. эффективность охлаждени  значительно уменьшаетс . Это обуславливает ухудшение качества проката (за счет неравномерности свойств по ширине полосы), по- вышение себестоимости (за счет увеличени  длины транспортного рольганга ) и увеличение расхода охладител .

Здесь длина факела охладител  на поверхности полосы прин та равной 2 -Н .tg j8/2, что при ,5 м и /МО составл ет -И м. При шаге между форсунками большем 1,7. Hctg /3/2 минимум плотности орошени  расположен между форсунками. Так, например, при шаге, равном 2,0-P-tg , что соответствует 1,0 м, неравномерность охлаждени  достигает 25%, а коэффициент теплообмена становитс  недостаточным дл  эффективного охлаждени  полосы. Это приводит к ухудшению качества проката, увеличению стоимости продукции, хот  и сопровождаетс  сокращением расхода воды. На основании вышеизложенного сделан вывод, «то оптимальным  вл етс  шаг между форсунками , равный (0,8-1,7) Н tg .

3,Расположение плоскоструйных форсунок на кгхдой паре смежных коллекторов со смещением в направлении оси коллектора на половину шага между ними позвол ет создать равномерное распределение плотности орошени  по поверхности полосы. Благодар  этому в том месте, где в первом р ду имеют место максимумы плотности орошени , во втором р ду расположены минимумы и наоборот. Кроме того, благодар  такому расположению, струи охладител , взаимодейству  с турбулентной зоне, дополнительно повышают равномерность охлаждени , Это обеспечивает повышение эффективности охлаждени  полосы, а, следовательно , и качество проката.

4.Наклон форсунок на смежных коллекторах относительно вертикальной оси навстречу друг другу позвол ет направить охладитель во внутрь зоны охлаждени , в турбулентную зону, и обеспечить там эффективный теплосъем. Благодар  тому, что охладитель при таком расположении форсунок перемещаетс  от внешних границ и активной перемешиваетс , исключаетс  неконтролируемое охлаждение полосы вне зоны. Это обеспечивает улучшение качества проката, снижение себестоимости продукции и сокращение расхода охладител .

5. Расположение плоскоструйных форсунок так, что больша  ось эллипса их выходного отверсти  образует угол 5-15° с продольной осью коллектора, позвол ет создать на поверхности полосы практически

пр молинейную границу зоны охлаждени , когда неравномерность орошени  в начале зоны не превышает 5%. Это обеспечивает равномерное по ширине полосы, особенно на ее охлаждение. При угле менее

0 5о наблюдаетс  эффект взаимного гашени  факелов охладител , что приведет к возрастанию неравномерности снижению интенсивности теплосъема с полосы. В результате ухудшаетс  качество проката, по5- зышаетс  его себестоимость и увеличиваетс  расход охладител . Так, при угле менее 5о неравномерность охлаждени  может достигать 25%, а коэффициент тепло- объема уменьшаетс  на 35%. При угле более

0 15° возрастает дол  охладител , покидающего зону охлаждени  и осуществл ющего неорганизованный отвод тепла от полосы. Это ухудшает качество полосы,

На основании вышеизложенного дока5 зано, что каждый из отличительных признаков необходим, а все вместе достаточны дл  достижени  цели изобретени . Следовательно , отличительные признаки  вл ютс  существенными, а за вл е мое устройство

0 удовлетвор ет критерию новизна.

Среди известных устройств не найдено технических решений с признаками, сходными с обличительными признаками за вл емого устройства.

5 Из вышеуказанного следует, что за вл емое техническое решение соответствует пон тию изобретение, т.к. доказано его соответствие критери м новизна, существенные отличи  и показана возможность

0 достижени  положительного эффекта при указанной совокупности существенных признаков.

Дл  по снени  изобретени  ниже приводитс  описание, показывающее пример

5 осуществлени  изобретени  со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - изображено устройство дл  охлаждени  гор чекатанных полос, вид сбоку; фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; фиг.З- вид Б на

0 фиг.2; фиг.4 - вид В на фиг.1,

Устройство содержит рольганг 1 и расположенные поперечно движению охлаждаемой полосы 2 смежные коллекторы 3 и 3 с рассто нием между ними, равным (0,2-0,6)

5 рассто ни  от плоскоструйных форсунок 4 до опорной плоскости рольганга 1 (Н). Коллекторы 3 и З1 оснащены установленными вдоль их осей плоскоструйными форсунками 4, имеющими эллиптическую форму выходных отверстий 5. Плоскоструйные форсунки 4 располагают на смежных коллекторах 3 и З1 со смещением относительно вертикали навстречу друг другу, шаг между ними равен а(0,8-1,7)Н tg J3/2, где / -угол раскрыти  плоскоструйных форсунок по большой оси. Больша  ось эллипса отверсти  5 плоскоструйной форсунки 4 образует с продольной осью коллектора 3 и З1 угол 5-15°. Плоскоструйные форсунки 4 смещены в направлении осей коллекторов на смежных коллекторах 3 и З1 рассто ние на Ь - равное половине шага между плоскоструйными форсунками 4-а.

Устройство работает следующим обра- зом.

Охладитель из системы трубопроводов подвод т к смежным коллекторам 3 и 3 и через плоскоструйные форсунки 4 в распыленном состо нии подаетс  на охлаждав- мую полосу 2, транспортируемую роликами рольганга 1. Установка смежных коллекторов 3 и 3 на рассто нии друг от друга (0,2- 0,6)Н рассто ни  от форсунок 4 до опорной плоскости рольганга 1 позвол ет создать между р дами струй неразрывную турбулентную зону охлаждени . Расположение плоскоструйных форсунок 4 со смещением относительно вертикали навстречу друг другу обеспечивает направление всего охлади- тел  вовнутрь зоны и исключение неконтролируемого охлаждени  полосы 2 вне зоны охлаждени . Установка плоскоструйных форсунок 4 с шагом, равным (0,8-1,7)Н tg обеспечивает равномер- ное охлаждение полосы 2 по ее ширине под коллектором 3 и З1, а расположение большой оси эллипса отверсти  5 под углом 5- 15° к продольной оси коллектора 3 и З1 - обеспечивает создание пр молинейной гра- ницы зоны охлаждени . Расположение пло- скоструйных форсунок 4 на смежных коллекторах 3 и З1 со смещением в направлении их осей на половину шага между фор- сунками 4 позвол ет обеспечить

равномерное охлаждение под двум  смежными коллекторами 3 и 3.

Устройство было испытано на стане Мариупольского меткомбината. Устройство состоит из шести одинаковых модулей, каждый из которых содержит два смежных коллектора , установленных перпендикул рно движению полосы. Рассто ние между смежными коллекторами составл ло 0,65 м, что при рассто нии Н от коллектора до опорной плоскости рольганга равном 1,2 м составл ет 0,54Н. Шаг между форсунками составл л 0,49 м, что при равно 1,1 Н . На каждой паре смежных коллекторов форсунки смещены в направлении оси коллектора на 0,245 м, наклонены относительно вертикальной оси на угол 15-20° навстречу друг другу, а больша  ось эллипса выходного отверсти  форсунок образует с продольной осью коллектора угол 10°.

Данные примеров конкретного выполнени  представлены в таблице 3. В качестве базовой прин та установка охлаждени  раскатов на стане 3000.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  охлаждени  гор чекатаных полос, содержащее рольганг и коллекторы с плоскоструйными форсунками с эллипсоидальными выходными отверсти ми , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени  полосы, смежные коллекторы размещены друг относительно друга на рассто нии (0,2-0,6) Н, где Н - рассто ние от коллектора до опорной плоскости рольганга, шаг между форсунками равен (0,8-1,7) Н tg ft/2, где yS-угол раскрыти  факела плоскоструйных форсунок, при этом на каждой паре смежных коллекторов форсунки смещены относительно оси коллектора на половину шага между ними с наклоном навстречу одна другой, а боль-ша  ось эллипса выходного отверсти  форсунок составл ет с продольной осью коллектораугол 5-15°.

   Таблица 1

   Сокращение выхода брака, %

   Дол  расходов на обводной рольганг, руб/т

   6,71

   Таблица 2

   ,15 Обеспечиваетс  стабильным тепло- съемом, равномерным по ширине охлаждением за счет установки смежных коллекторов на рассто нии (0,2- 0,6)Н, шага между форсунками равном (0,8-1,7)Htg j смещением форсунок, на смежных коллекторах в направлении осей на половину шага между ними, наклона относительно аертикальной оси навстречу ДРУГ другу, а большие оси выходных отверстий форсунок образуют с осью коллектора угол 5-Юс,

   ,2 Обеспечиваетс  высокой плотностью орошени  на относительно небольших участках зоны подачи воды, за счет установ; и смежных коллекторов на рассто нии (0,2-0,6)Н. V-

   /

   В

   1

   фиг /

   Фиг 2

   Д, S-/0

   Фие.З

   Вид &