Способ охлаждения проката

Способ охлаждения проката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнчесимх

Реслублнн (ii>874760 (8I ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 11.10.79. (21) 2829057/22-02 с прнсоеднненнеат заявки ¹вЂ” (28) Приоритет (5!)М. Кл.

С 21 0 1/02

В 21 В 45/02

Гасударственный комитет

СССР ае делан нэвбретеинй и етерыткй

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 23.10.81 (53) УДК 621.78. .08 (088.8) (72.) Авторы изобретения

Ю. И. Блинов, В. А. Усов, Я. Н. Липкин, А. А. Фотов, 3. О. Нодев, В. А. Алешин, В. Н. Кукарских, Г. М. Шекунов, В. И. Карпов,.М. Ф. Й6ЫЩаэ,в

Е. Д. Клемнерт, P. П. Шмаленюк и Н. К. Барац и

1ЕХМцац1т „„Уральский научно-исследовательский институт трубнрй Б1вЯлщ1ь промышленности и Первоуральский новотрубный завод " --(71) Заявители (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОКАТА

Изобретение относится к термической обработке металлов н может быть использовано при термообработке различного проката, в частности труб.

Регулирование скорости охлаждения очень существенно для получения строго определенной структуры металла при охлаждении изделий из нержавеющей и специальных сталей.

Для повышения качества термообработки (охлаждения) к охлаждаемой поверхности на различных по интенсивности режимах очень важно подавать охладитель оптимального дисперсионного состава. Кроме того, необходимо исключить попадание струй воды на охлаждае- мую поверхность, так как может вызвать возникновение термических напряжений и трещин, в поверхностном слое металла.

Известен способ охлаждения проката путем охлаждения проката водо-воздушной смесью, эв подаваемой из кольцевой щели, причем скорость охлаждения регулируется эа счет изменения шврйны кольцевой щели выходного сечения сопла. Данный способ позволяет применять для охлаждения как водо-воздушную смесь, так и воздух или воду в отдельности (17.

К недостаткам способа относятся трудность оперативного регулирования интенсивности охлаждения по длине термообрабатываемой трубы, так как каждый раз требуется механически изменять ширину щели выходного сечения сопла, а также трудность поддерживания необходимого состава смеси в процессе регулирования интенсивности охлаждения нз-эа того, что на различных по интенсивности режимах охлаждения необходимо поддерживать определенное соотношение параметров истечения воды и воздуха.

Известен способ охлаждения, при котором охлаждение ведут разнотипными по интенсивности спрейерами (водо-воздушными и водяными). Интенсивность охлаждения регулируют подбором количества включаемых в работу слрейеров разного типа. (21.

Однако этот способ не позволяет. термообрабатывать (охлаждать) стали, склойные к глубокой поверхностной закалке, гак как не

874760 исключает попадание струй воды на охлаждаемую поверхность.

Известен также способ охлаждения, в . котором охлаждение проказа осуществляют путем распыления охладителя потоком сжатого газа, направленного под утлом к охладителю и охлаждаемой поверхности. Интенсивность регулируют изменением поперечного сечения водяного и воздушного сопел (3) ..

Недостатки способа состоят в том, что затруднено оперативное регулирование интенсивности охлаждейия, так как необходимо оперативно в процессе обработки изменять ширину щели, кпоме того, точдно. создать однородную водо-воздушную смесь из-за смешения потоков воды и воздуха, приходящего непосредственно на охлаждаемой поверхности.

При этом имеется зона, где охлаждение произ водится только водой.

Цель изобретения - упрощение регулирования интенсивности и повышение Качества охлаждения.

Поставленная цель достигается тем„что в способе охлаждения проката,.включающем распыление охладителя струей сжатого газа, направленного под углом к охладителю и ох- . лаждаемой поверхности, охладитель распыляют несколькими изолированными друг от друга струями сжатого газа, скорости истечения которых изменяют относительно друг друга по гармоничес. кому закону.

Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства, показанного на чертеже.

Через коллектор 1 и сопло 2,например 1 мм, подводят охладитель, например воду, давлением

2,5 - 6 ати, которую распыляют изолированными друг от друга струями распылителя, например сжатого воздуха, давлением 2-6 ати, который подают через сопла 3-6 с. площадью выходного отверстия, например, по 30 мм каждое.

Сопла 3-6 наклонены под углом 55-60 к оси сопла 2, Количество сопел для подачи распылителя может быть от .2 до 8 (в данном случае их четыре).

Интенсивность охлаждения регулируют путем изменения угла подачи факела водо-воздушной струи к охлаждаемой поверхности, для чего изменяют скорости истечения распыливающих струй.

Предлагаемый способ охлаждения был опробован при термообработке трубф100 мм со стенкой. 5 мм из стали ШХ вЂ” 15.

Охлаждение проводили четырьмя форсунками, равномерно расположенными вокруг термообра.. батываемой трубы в одной плоскости(перпендикулярной оси движения проката). Форсунки расположены вокруг трубы в диаметрально, противоположных точках.

t5. Давление воздуха в соплах 3 и 4 изменяют

40. (3), (4) 2 3.5 2 ати ати ати

2,5 4 ати ати В соплах (5), (6) 45

В предлагаемом устройстве скорость истечения струй изменяли за счет изменения давления распылителя в соплах 3-6. Распылитель К соплам 3-6 подавался от одного источника сжатого распылителя через регулирующее устройство, установленное на ответвлении трубопровода к каждому соплу. В качестве регулирующего устройства использовали обычное золотнкковое устройство, которое перепускало сжатый распылитель в нужном количестве к соответствующему соплу.

Было проверено 4 варианта охлаждения.

По первому варианту давление воды в коллекторе 1 устанавливают равным 4,5 ати от 1.5 до 4 ати, а в соплах 5 и 6 от 4 до

1,5 ати с периодичностью 2 раза в секунду, причем, когда давление воздуха в соплах 3 и

4 минимальное и равно 1,5 ати в cortex 5 и

6 давление максимально и равно 4 ати. В результате этого струи колеблются в плоскости расположения форсунок с частотой два колебания в сек.

По второму варианту партия труб охлаждается неподвижными струями, для чего давление воздуха в соплах 3-6 поддерживают постоянным равным 4 ати, а давление воды в коллекторе 1 равным 4,5 ати.

По третьему варианту партия труб охлаждается при поддержании следующих параметров среды в соплах 2-6. Давление воды в соплах

2-4,5 ати. Давление сжатого воздуха в соплах

3 и 4 в течение 2 с, равным 4 ати, а в соплах 5- и б - 1,5 ати, затем павлепие в соплах.

3,4 - 3 с равно 2 ати, а в соплах 5 и 6 - 3,5 ати.

; и далее следующим образом:

4 1,5 4 1,5 3,5 ати ати ати ати ати Общая продолжительность охлаждения составляет 19 с.

По четвертому варианту партия труб охлаждается согласно известному способу. Давление воздуха и воды подцерживается равным 4,5 ати.

В процессе испытаний определяли качество охлаждения труб по равномерности распредепения температур на поверхности тр бы и 5 точках по периметру и в 7 точках по длине трубы.

В таблице представлены сравнительные результаты качества охлаждения труб по предлагаемому и известному способ@и.

5, р 874760 6

Сравнительные результатыкачества охлаждения труб по предлагаемому способу и прототипу

Предлагаемый способ

Известный

Температура,, С вариант 2 вариант 3 вариант

Поверхности трубы по периметру в пяти точках

2

4

650 670

645 630

643 660

650 635

645 650

640

650

По длине трубы в семи точках

2

4

6

650 630

645 650

650 650

645 640

650 670

650 645

650 650

670

670 .

В настоящее время ведется подготовка к внедрению предлагаемого изобретения на ПНТЗ при термообработке труб из стали ШХ15.

Ожидаемый экономический эффект составит

55 около 500 тыс. рублей в год за счет увеличения пропускной способности камерных печей в 1,5-2 раза и экономии металла эй счет снижения потерь as угар и последующую обточку

Из таблицы видно, что охлаждение проката по варианту 1, где охладитель распыливается несколькими изолированными друг от друга струями, скорости истечения которых изменяются относительно друг друга по гармоническому закону, повышает качество охлаждения.

В этом случае наблюдается минимальньш перепад температур по длине трубы и по периметру, не превышающий 5-7

По второму варианту, когда струи неподвижны, перепад температур по периметру составляет 35-40, а по третьему варианту, когда скорость истечения струй изменяется по иегер- метическому закону, перепад температур по длине 30-35 о

По известному способу перепад температур

45-50, причем имеется зона, где охламдение производится только водой, что нежелательно для получения качественной структуры. Поэтому при охлаждении труб до определенной температуры необходимо оперативно ре- гулировать интенсивность (скорость) охлаядения

В случае применения гармонического закона колебаний струй по охлаждаемой поверхности, получается, что факел водо-воздушной смеси с одинаковой скоростью будет перемещаться по охлаждаемой поверхности с одной скоростью и. равномерно охлаждать движущийся прокат.

В случае применения негармонического закона изменения скорости истечения струй относительно друг друга, скорость перемещения факела водо-воздушной смеси по охлаждаемой

З5 поверхности различная и, следовательно, различная скорость охлаждения по длине термообрабатываемого изделия. Этот вариант является преимущественным при термообработке труб переменного по длине поперечного сечения или

40 для получения труб с различной закаленной (термообработанной) структурой по длине.

Предлагаемый способ позволяет упростить регулирование интенсивностью охлаждения путем исключения движущихся частей и механиэ45 мов, повысить качество охлаждения за счет повышения равномерности охлаждения, и, .как следствие, сократить время последующей термообработки в 1,5-2 раза, что в конечном счете лозволяет уменыпить потери металла на угар

5о И обтДЧКу.

874760

Составитель И. Столярова

Техред С.Мигунова

Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Пушиенкова 1Ъраж 621

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9261 43

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 для снятия обезуглероженного поверхностного слоя.

Формула изобретения

I. Способ охлаждения проката, включающий распыление охладителя струей сжатого газа, направленного под углом к охладителю и охлаждаемой поверхности, о т л и ч а ю и(и йс я тем, что, с целью упрощения регулирования интенсивности и повышения качества охлаждения,. охладитель распыляют несколькими изолированными друг от друга струями сжатого газа, скорости истечения которых изменяются относительно друг друга.

2. Способ по п. 1, о т л н ч а ю шийся тем, что скорости истечения струй сжатого газа изменяют друг относительно друга по гармоническому -закону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Ю 282379„

10 кл.С 21 0 102, 1968.

2. Патент CI6A М 4065252, кл. 432-77, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР и 279674, кл. С 2! 0 I/02, 1969.