Способ охлаждения рулонов стальной полосы

Способ охлаждения рулонов стальной полосы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(5!)М. Кл (22) Заявлено 26.11.79 (21) 2842951/22-02

С 21 D 1/6 13.

С 21 D 9/67 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 30.1.1.81.Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.1181 (53) УДК 621.78.

083 (088 8) И. И. Кобез а, В. И. Кусов, В.Л. Мазур, Б. А; Федьдман, 1 .

П.П.Чернов и П.М.Михалев =чс,!!! с

> (72) Авторы изобретения

I 4/

I

Институт черной металлургии Министерства черней металлургии СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ РУЛОНОВ. СТАЛЬНОЙ

ПОЛОСЫ

Изобретение относится к процессам термообработки рулонов в колпако-. вых печах и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.

Известен способ охлаждения рулонов стальной полосы, включающий подачу охлаждаемого газа под муфель колпаковой печи, который с помощью вейтилятора циркулирует вокруг рулонов полосы (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ ускоренного охлаждения рулонов стальной полосы, который осущест- 15 вляют следующим образом. На стенде формируют стопу из 3-4 рулонов.Для устойчивости стопы и для создания контура циркуляции защитного газа между рулонами устанавливают конвек- 20 торные кольца. Стопу накрывают муфелем и с целью удаления воздуха начинают холодную продувку подмуфельного пространства защитным газом под давлением

50-80 мм вод.ст.Длительность холодной25 продувки длится около часа. После этого включают циркуляционный вентилятор устанавлйвают нагревательный колпак ,.и в течение 2-8 ч производят горячую продувку для удаления испарений от 30 смазки, остающейся на поверхности металла после прокатки. По окончании горячей продувки вентиль газоотводной трубы закрывают, но защитный газ продолжает поступать и >д муфель через входной клапан в течение всего процесса отжига. Защитный газ циркуляционным вентилятором засасывают из внутренней полости стопы рулонов,а затем через диффузоры направляющего аппарата и выхлопную щель выбрасывают в кольцевой зазор между муфелем и стопой рулонов. Защитный газ нагревают от муфеля, который получает тепло от нагревательного колпака и под действием избыточного давления направляют по каналам конвекторных колец во внутреннюю полость стопы, r.е.на всас циркуляционного вентилятора. При своем движении через каналы конвекторных колец защитный гаэ передает тепло конвекцией торцам рулонов. После нагрева стопы рулонов до требуемой температуры отжига нагревательный колпак снимают и начинают процесс охлаждения. Сглазу после снятия нагревательного колпака открывают дроссельную заслонку и часть защитного газа 20-25 Ъ от всего объема, циркулируемого в подму885297 фельном пространстве, непрерывно, за счет перепада давления или используя второй вентилятор отбирают и пропускают через холодильник, где его температуру понижают до 50 С или ниже, до температуры охлаждающей воды. Охлаждаемый защитный газ подают под муфель, смешивая его с общим объемом защитного газа, циркулирующего в системе. Циркулируя через каналы конвек торных колец защитный гаэ отбирает тепло от рулонов и передает его час . тично муфелю и частично холодильниК ff °

При достижении требуемой температуры охлаждения.-стопы рулонов поступление частичного потока защитного га- 15 эа в холодильник перекрывают дроссельной заслонкой, отключают циркуляционный вентилятор, снимают муфель и распаковывают стопу рулонов (2).

Основными недостатками известных 20 способов охлаждения рулонов являются низкая производительность процесса охлаждения и низкое качество отжига.

В холодильниках охлаждают 20-25 Ъ от всего. объема защитного газа, цир- д кулирующего в системе до температуры не ниже 30-50 C. Смешивание этой час.о ти защитного газа при температуре

30-50 о С с основным объемом, циркулирующим в системе, не позволяет существенно снизить температуру всего объема газа, а следовательно, и ускорить процесс охлаждения рулонов.

Так, например, длительность охлаждения стопы рулонов массой 55 т.составляет 22 ч, т.е. достаточно велика.

Низкая стойкость трубок холодильника, охлаждаемых водой, приводйт к тому, что в подмуфельное пространство попадает вода в виде пара, что приводит к окислению поверхности,по- 40 явлению цветов побежалости, т.е. к ухудшению качества отжига. Этому способствует также и то, что при охлаждении защитного газа уменьшается его объем, т.e. снижается давление, а, следовательно,, возможен подсос воздуха в подмуфельное пространство.

Цель изобретения — повышение производительности за счет ускорения процесса .охлаждения и повышения качества металла.

Поставленная цель достигается тем, что в способе охлаждения рулонов стальной полосы, включающем подачу охлаждаемого защитного газа под муфель колпаковой печи, защитный гаэ перед подачей предварительно подвергают сжатию 2,0-2,5 ати.

Отжиг стопы рулонов с использованием способа охлаждения осуществляют следующим образом. d0

На стенде формируют стопу из 3-4 рулонов, накрывают ее муфелем, открывают входной и выхлопной патрубки защитного газа и осуществляют холодную продувку подмуфельного простран-ства. Через 1-1,5 ч холодную продувку

:заканчивают,включают циркуляционный вентилятор, ставят нагревательный: колпак и в течение 2-.8 ч осуществляют продувку подмуфельного пространства. После этого выхлопной патрубок защитного газа перекрывают, а входной патрубок оставляют открытым с целью ,покрытия потерь защитного газа через йеплотности,. В процессе нагрева циркуляционный вентилятор .засасывает газ из внутренней полости стопы рулонов и под избыточным давлением 50-80 мм вод. ст ° через выхлопную щель выбрасывают его в кольцевой зазор между муфелем и стопой рулонов. Защитный гаэ нагрева= ют .от муфеля и через каналы конвекторных колец вновь направляют во внутреннюю полость стопы рулонов, т.е. осуществляют замкнутую циркуляцию.

При смывании рулонов защитный газ передает им тепло. После нагрева рулонов до температуры отжига нагреваf тельный колпак снимают и начинают процесс охлаждения

В процессе охлаждения открывают дроссельную заслонку и от цеховой магистрали по трубопроводу подают в компрессор холодный защитный газ при

30-50 C где производят его сжатие до давления не ниже 2,5 ати. Сжатый защитный газ направляют к печи и через сопла(например, цилиндрические или конические) установленные, например, между звеньями направляющего аппарата циркуляционного вентилятора, дросселируют в подмуфельное пространство. При дросселировании (истечении) температура защитного газа понижается, а следовательно, снижается и температура всего объема защитного газа, циркулирующего в подмуфельном пространстве. Защитный газ отбирает тепло от рулонов и передает.

его муфелю. При охлаждении стопы рулонов до требуемой температуры распаковки, подачу части защитного газа через сопла прекращают, отключают циркуляционный вентилятор и снимают муфель.

Удаление избытка защитного газа, истекающего из сопел в подмуфельное пространство, осуществляют, например, двумя путями. Частично открывают выхлопной патрубок защитного газа на стенде печи, или через специальный трубопровод вновь возвращают в цеховую магистраль (резервуар). Через сопла обычно дросселируют 20-25 В защитного газа от всего объема, циркулирующего в подмуфельном пространстве, так как такое количество позволяет обеспечить высокую проиэводительность охлаждения при оптимальных затратах на охлаждение рабочей. камеры компрессора,.расхода электроэнергии и т. п.

Возможен и второй вариант, когда для получения высоких скоростей ох885297

45

Формула изобретения

60 лаждения, диктуемых технологическими потребностями, в подмуфельное пространство дросселируется (истекает) весь объем защитного газа, циркулирующего в системе.

Защитный гаэ сжимают в компрессоре не ниже чем до 2,5 ати по следующим причинам. Известно, что при: истечении газов запас статического давления и часть внутренней энергии преобразуется в скоростной напор, при этом температура газа претерпевает существенные изменения.

Если давление инертного газа (P ) и давление окружающей среды (Pp p ), куда истекает газ, связаны соотношением Рн= 1,1 Р„, р, то температура практически не изменяется. Для сущестненного падения температуры истекающего газа необходимо, чтобы P H (1, 7-1, 9) Ppyp .. Температура истекающего газа падает до тех пор, пока соотношение между давлением газа и окружающей среды не ста:нет равным Ри= (1,7-1,9) Рокр.

В этом случае температура газа дос-. тигает минимального значения, При дальнейшем увеличении соотношения, т.е. при P„ ) (1,7 — 1,9) Ро температура газа не изменяется, скорость истечения остается постоянной, и увеличивается только плотность и давление в истекающей струе.

Давление в зоне нагнетания циркуляционных вентиляторов, куда истекает защитный гаэ через сопла, лежит в пределах 25-40 мм вод.ст. Ноэтому для охлаждения защитного газа при дросселировании (истекании) иэ сопел до минимально ноэможной (критической) температуры необходимо, чтобы его давление было равным

PH = (1,7-1,9) r(1,025-1,040) = 2 ати.

С учетом потерь, давление при движении защитного газа от компрессора к печи минимальное, и должно составлять не менее РН вЂ” — 2,5 ати.

При этом температура защитного газа . на выходе из сопел составляет

2 т =. ТН К+1 Ф где Т вЂ” температура на выходе иэ сопла, К Г

T =323 К - температура защитного газа

Н перед дросселированием; к .- показатель степени адиабаты; т.е. T = 50 С ср

К= с =,4

Т= 32Ú вЂ” 269 K

4,++л

Следовательно, температура истекающего иэ сопла защитного газа понизится до

= 269 - 273 = - 4 С

Таким образом, н известном способе

20 — 25.Ъ защитного газа от всего объема циркулирующего в подмуфельном пространстве охлаждается до

30-50ОС, н предлагаемом до -4 С °

Охлаждение защитного газа н предлагаемом способе за счет дросселирования (истечения) с избыточным давлением через сопла по сравнению с известным, где охлаждение производится в холодильниках, охлаждаемых водой, позволяет практически исключить попадание влаги в подмуфельное пространство печи, т.е.исключить окисление поверхности рулонон,появление цветов побежалости. По сравнению с известным способом, исключается подсос воздуха в подмуфельное пространство за счет уменьшения объема защитного газа при его охлаждении.В подмуфельное пространство непрерывно поступает охлаждаемый защитный газ, поэтому. регулируя дроссельной заслонкой на выхлопном патрубке всегда добиваются постоянного объема в подму25 фельном пространстве. Кроме того, при увеличении давления частичного потока защитного газа свыше 2,5 ати., посту пающего от компрессора в подмуфельное пространство через цилиндрические и конические сопла, температура

его не будет понижаться ниже -4 С, а будет повышаться давление в.истекающей среде, а следовательно, и н подмуфельном пространстве, т.е.подсос воздуха через затвор муфеля будет исключен.

Таким образом, предлагаемый способ охлаждения рулонов стальной полосы позволяет повысить производительность печи не менее чем на 5Ъ. эа счет ускорения процесса охлаждения и существенно повысить качество отожженного металла.

Способ охлаждения рулонов стальной полосы, включающий подачу охлаждаемого защитного газа под муфель колпаковой печи, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью повышения производительности за счет ускорения процесса охлаждения и повышения качества металла, защитный гаэ перед подачей предварительно подвергают сжатию 2,0-2,5 ати.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аптерман В.H. Колпаковые печи.

М., Металлургия, 1965, с.ll4-118.

° 2. Экспресс- информация ЦНИИЧМ, Серия 13 ° Вып.9 З.М., 1977, с.9-16,