Способ удаления окалины с поверхности нагретого металла

Способ удаления окалины с поверхности нагретого металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для удаления окалины с прокатываемого металла, например, на широкополосных и толстолистовых станах горячей прокатки. Цель изобретения - повышение качества очистки без увеличения расхода охладителя за счет интенсификации процесса охлаждения путем удаления паровой пленки. Удаление паровой пленки в данном способе происходит за счет захлопывания кавитационных пузырьков непосредственно на поверхности металла . Предложенный способ позволяет эффективно удалять 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 B 21 В 45/08 45/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3974439/31-02 (22 ) 10. 11. 85 (46) 07.04. 88,. Бюл. li - 13 (71) Краматорский индустриальный институт (72) Н.Б.Жуков, Е.Ф.Чекулаев, Н.И. Пономарев, С,Г. Дейный, И.В.Франценюк, А.Д.Белянский и З.П.Каретный (53) 621,77.02 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 829240, кл.В 21 В 45/08, 1981. (54). СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ОКАЛИНЫ С ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕТОГО МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для удаления окалины с

Л0» яяИ24 А1 прокатываемого металла, например, на широкополосных и толстолистовых станах горячей прокатки. Цель изобретения — повышение качества очист ки беэ увеличения расхода охладителя за счет интенсификации процесса охлаждения путем удаления паровой пленки, Удаление паровой пленки в данном способе происходит за счет захлопывания кавитационных пузырьков непосредственно на поверхности металла, Предложенный способ позволяет эффективно удалять паровую пленку, что приводит к интенсивному охлаждению окалины и способствует более полному ее отслоению и тем самым повышению качества очистки. 3 ил.

1386324

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано для удаления окалины с прокатываемого металла, например, HB широкополосчых и тонколистовых станах горячей прокатки, Цель изобретения — повышение качества очистки без увеличения расхо. да охладителя за счет интенсификации 10 процесса охлаждения путем удаления паровой пленки, На фиг.1 схематично показано уст ройство для осуществления способа удаления окалины с поверхности на 15 гретого металла; на фиг.2 — схема сопла; на фиг.3 — распределение давлений по длине проточной части.

Устройство содержит сопло 1, поджимаемое невмоцилиндром 2 через сис- 20 тему рычагов 3 к движущемуся металлу

4. Для настройки усилия прижима сопла 1 к поверхности металла 4 используется регулятор 5 давления. Сопло

1 имеет напорную камеру 6, соединенную с его прочной частью, выполненной в виде постепенно сужающегося канала 7 и постепенно расширяющегося канала 8, переходящего в ступенчато расширяющуюся камеру 9 восстановле- З0 ния давления. На входе проточной части сопла 1 установлена турбулизирующая поток сетка 10.

Устройство работает следующим образом.

При подаче охладителя на входе проточной части сопла 1 поток турбулиэируется и по мере сужения канала

7 ускоряется, а давление в соответст вии с ур а внением Бернулли уменьшается, В наиболее узком сечении канала 7 давление охладителя уменьшается до давления парообразования и в этом месте образуются полости, заполненные па- 45 ром каверны. При переходе в канал 8 основная масса жидкости на этом участке двигается в виде свободной струи, окруженной пенообраэной смесью пузырьков пара и жидкости. В камере 9, где давление выше насыщения жидкости, кавитационные каверны захлопываются ° Давление захлопывания каверн зависит от усилия поджатия сопла l к поверхности металла 4.

Настраивая регулятор 5 давления, достигают такого положения, при котором каверны захлопываются непосредственно на поверхности металла 4.

Турбулизация потока способствует более раннему зарождению кавитационных каверн.

В момент захлопывания на месте исчезнувшей каверны освобождается сконцентрированная в ней энергия, которая вызывает кратковременное, но значительное локальное повышение давления. Если каверна в момент эахлопывания находится на поверхности окалины или в ее микротрещинах, то наблюдается механическое разрушение окапины. Особенно интенсивно разру-, шается окалина, имеющая дефекты типа трещин. Попавшие в трещины каверны имеют более разрушительное действие.

Кроме того, в момент захлопывания каверн на поверхности или над поверхностью металла 4 возникает ударная волна, вызывающая турбулизацию потока и разрушение паровой пленки, изолирующей слои воды от раскаленной поверхности металла. Отвод тепла в режиме непрерывного разрушения паро вой пленки является одним из наиболее совершенных методов охлаждения раскаленных поверхностей.

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

На фиг.2 схематически показана проточная часть сопла 1, способствующая более раннему зарождению кави- . тации турбулизирущая сетка 10 и движущийся металл 4, на фиг.3 распределение давлений, измеренных посредст» вом дренажных отверстий, выполненных на стенке проточной части сопла.

Давление охпадителя изменяется на выходе из сопла путем регулирования усилия F поджатия сопла 1 к поверхности металла 4 (дросселирование потока на выходе сопла). При достаточно больших усилиях поджатия сопла (кривая а) происходит обычное движение жидкости: в наиболее узком сечении давление достигает минимального значения, а затем вновь восстанавливается и кааитация потока не наблюдается, Когда усилие поджатия

1386324 сопла становится настолько малым, что в наиболее узком сечении I-l давление становится равным насыщению жидкости, происходит. зарождение кави - 5 тации. При давлении в сечении 1I-1I равном давлению парообразования, кавитацией охвачена вся расширяющаяся часть сопла от сечения I-I до сечения II-11(кривая Е ), 10

После сечения II-II преобразованный во множество паровых пузырьков охладитель поступает в ступенчато расширяющуюся часть сопла, где вследствие расширения потока давление .по- 15 вышается до давления, при котором ,происходит захлопывание. паровых пузырьков на поверхности металла. Таким образом, сопло может работать в режиме кавитации лишь в том слу- 20 чае, когда его. поджимают к поверхности металла с усилием, достигающим давления насыщения жидкости. Расширение потока в конце сопла, поджато го к металлу, способствует захлопыва-25 иию кавитационных каверн.

Пример. Кавитационное воздействие охладителя на окалину.

Опытные образцы 20 х 100 к 200 мм, из гото вленные из ст. 3 помещают в 30 муфельную печь МП-2УМ и нагревают о до 1000 С, что позволяет получить на их поверхности печную окалину толщиной 0,8-1,2 мм. После этого образцы укладывают на тележку и пермещают со 35 скоростью 0,2 м/с. В момент подхода образца к соплу последнее поджимают к поверхности металла с усилием

- F = 150 H и подают охладитель. Полное удаление окалины достигается при следующих параметрах охладителя: темо пература 20 С, рабочее давление

0,5 МПа, расход на единицу ширины образца 40 см /см с.

В качестве турбулизирующей сетки принимают стальную пластину толщиной

0,5 мм с выполненными отверстиями диаметром 0,8 мм и расстоянием между ними 1,2 мм, Изобретение. позволяет существенно уменьшить расход охладителя в низконапорных гидросистемах очистки нагретого металла от окалины и повысить качество очищаемой поверхности.

Формула изобретения

Способ удаления окалины с поверхности нагретого металла, включающий подачу охладителя через сопло и поджатие сопла к металлу, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества очистки без увеличения расхода охладителя эа счет интенсификации процесса, охлаждения путем удаления паровой пленки, поджатие сопла осуществляют с удельным давлением, равным давлению насыщения жидкости, при этом охладитель на входе в сопло турбулиэируют, а на выходе из сопла — замедляют.

1386324

l1

РагГ о йФсю. Составитель. О. Румянцева

Текред H.Bepec Корректор М,Шароши

Редактор Е.Папп

Заказ 1451/14 Тираж 467 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская чаб., д. 4/5 (1роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4