Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката мелкого сорта
Полезная модель относится к области черной металлургии, в частности, к области термической обработки и гидротранспортирования прокатных изделий в линии прокатного стана и может быть использована для термического упрочнения проката мелкого сорта из углеродистых марок сталей, например, стержневой арматуры диаметром не более 14 мм.
Устройство содержит отсекатель, центрирующие элементы, установленное автономно воздушное отсекающее сопло, корпус, выполненный в виде водоотводящего короба с крышкой, внутри которого закреплен ряд последовательно установленных и закрепленных модулей, включающих приемную воронку, форсунку с патрубком для подвода охладителя, подающий охладитель трубопровод, камеру охлаждения, соединения которых между собой выполнены разъемными; гидрозатвор, выполненный в виде установленных соосно и последовательно по ходу прокатки отсекателя с отводами, первого и последующих центрирующих элементов и автономно установленного воздушного отсекающего сопла, неподвижно связанных с рамой, смонтированной с возможностью реверсивного перемещения по направляющим, жестко закрепленным на внутренних вертикальных стенках корпуса; причем первый центрирующий элемент равноудален от отсекателя с отводами и последующего центрирующего элемента на расстоянии 6-10 диаметров камеры охлаждения, а длина последней равна 45-75 ее диаметров. При этом рама в рабочем положении зафиксирована разъемным соединением и снабжена роликами, а расстояние между гидрозатвором и камерой охлаждения равно 0,5-1,0 диаметра последней.
1 с., 3 з.п. ф-лы, 1 илл.
Полезная модель относится к черной металлургии, в частности, к области термической обработки и гидротранспортирования прокатных изделий в линии прокатного стана и может быть использована для термического упрочнения проката мелкого сорта из углеродистых марок сталей, например, стержневой арматуры диаметром не более 14 мм.
Известно устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования прокатных изделий, содержащее приемную воронку, отсекающее сопло и ряд последовательно установленных и закрепленных модулей, включающих корпус, форсунку с патрубком для подвода охладителя, связанным посредством разъемного соединения с подающим охладитель трубопроводом, камеру охлаждения, герметично соединенную посредством сальникового уплотнения с камерой для отвода охладителя с патрубками, причем каждый модуль снабжен дополнительно приемной воронкой, установленной после отсекающего сопла и смонтирован на корпусе, который соединен с патрубками камеры для отвода охладителя, а первый по ходу прокатки модуль снабжен камерами для отвода охладителя с патрубками, размещенными попарно и последовательно после камер охлаждения, и камерами самоотпуска, каждая из которых соединена с приемной воронкой и расположена после отсекающего сопла перед форсункой с патрубком для подвода охладителя, причем протяженность установленных по ходу прокатки камер самоотпуска равна соответственно 2,5-2,8 и 0,6-0,9 длины камеры охлаждения, а последний по ходу прокатки модуль снабжен расположенной в его конце форсункой с патрубком для подвода охладителя в сторону, противоположную движению проката, и установленным автономно за ней воздушным отсекающим соплом, камерой охлаждения, смонтированной между форсункой с патрубком для подвода охладителя и камерой для отвода охладителя с патрубками, и
камерой торможения, расположенной после камеры для отвода охладителя с патрубками и перед форсункой с патрубком для подвода охладителя в сторону, противоположную движению проката, при этом протяженность камеры торможения равна 0,65-0,85 длины последней по ходу прокатки камеры охлаждения, кроме того соединения приемной воронки с форсункой с патрубками для подвода охладителя, форсунок с патрубками для подвода охладителя с камерами охлаждения и торможения, между камерами для отвода охладителя с патрубками, отсекающего сопла с камерой для отвода охладителя с патрубками выполнены разъемными (патент RU 53192, МПК7 B21D 45/02, 2006 г.)
Недостатком указанного устройства является значительное переохлаждение проката мелкого сорта при термическом упрочнении из-за чрезмерной длины охлаждающих участков, что приводит к резкому снижению пластических характеристик изделия.
Известно также устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката, содержащее ряд последовательно установленных и закрепленных на корпусе модулей, включающих приемную воронку, форсунку с патрубком для подвода охладителя, камеру охлаждения и подающий охладитель трубопровод, соединения которых между собой выполнены разъемными, воздушное отсекающее сопло, автономно установленное в конце последнего по ходу прокатки модуля, при этом в конце каждого модуля, кроме последнего дополнительно установлено автономно воздушное отсекающее сопло, расположенное перед механическим отсекателем с отводом охладителя и передающим блоком, смонтированным в камерах охлаждения и включающим последовательно расположенные комбинированный отсекатель, приемную воронку и форсунку с патрубком для подвода охладителя, связанную с комбинированным отсекателем, выполненным в виде цилиндрического корпуса со сливными патрубками, в котором неподвижно зафиксированы и соосно расположены друг за другом по ходу прокатки центрирующие элементы, причем расстояние между первым центрирующим элементом
и камерой охлаждения, первым и последним центрирующими элементами равны 2,0-3,0 диаметра камеры охлаждения, кроме того в последнем по ходу прокатки модуле протяженность камеры охлаждения равна 0,4-0,7 длины камеры охлаждения предыдущего модуля, а расстояние между модулями равно 1,8-3,0 длины камеры охлаждения последнего по ходу прокатки модуля; сливные патрубки комбинированного отсекателя снабжены Г-образными отсекателями, ориентированными навстречу друг другу и перпендикулярно движению проката; сливные патрубки и Г-образные отсекатели соединены между собой жестко; комбинированный отсекатель и форсунка с патрубком для подвода охладителя передающего блока связаны между собой отводной трубой; соединения между комбинированным отсекателем и отводной трубой, форсункой с патрубком для подвода охладителя и отводной трубой, приемной воронкой передающего блока и форсункой с патрубком для подвода охладителя выполнены разъемными; комбинированный отсекатель и камера охлаждения, механический отсекатель и камера охлаждения соединены между собой посредством сальникового уплотнения (патент RU 64540, МПК8 В21D 45/02, 2007 г.).
Смонтированный в камерах охлаждения передающий блок не обеспечивает получение требуемого уровня свойств проката мелкого сорта, например, арматуры №№10-14, из-за резкого снижения охлаждающей способности используемого для повторного использования отработанного, а, следовательно, нагретого охладителя.
Последовательно расположенные комбинированный отсекатель, приемная воронка и форсунка с патрубком для подвода охладителя, связанная при помощи отводной трубы с комбинированным отсекателем не обеспечивают эффективное гидротранспортирование проката из-за резкого падения давления в расположенной за передающим блоком камере охлаждения, вызванного отводом части охладителя комбинированным отсекателем, что, в свою очередь, приводит к нестабильному движению проката в устройстве и не обеспечивает равномерное распределение свойств по его длине. Кроме того,
использование отводной трубы, соединяющей форсунку с патрубком для подвода охладителя и комбинированный отсекатель, значительно снижает надежность устройства и оперативность замены его узлов.
Выполнение комбинированного отсекателя в виде цилиндрического корпуса со сливными патрубками, в котором неподвижно зафиксированы и соосно расположены друг за другом по ходу прокатки центрирующие элементы, при расстоянии между первым центрирующим элементом и камерой охлаждения, первым и последним центрирующими элементами равным 2,0-3,0 диаметра камеры охлаждения, а также соединение комбинированного отсекателя и камеры охлаждения, посредством сальникового уплотнения приводит к созданию гидравлического «подпора» охладителя и высокому сопротивлению входу переднего конца проката в комбинированный отсекатель, что приводит к бурению проката в устройстве.
Жестко закрепленный после камеры охлаждения и соединенный с ней при помощи сальникового уплотнения механический отсекатель с отводами значительно снижает мобильность управления устройством, в том числе оперативность замены узлов.
Задачей полезной модели является получение термически упрочненного проката мелкого сорта с заданными пластическими характеристиками, равномерным распределением свойств по длине проката за счет плавной регулировки длительности охлаждения, создание надежного устройства, обеспечивающего эффективное гидротранспортирование проката и высокую оперативность замены узлов.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката мелкого сорта, содержащее корпус, отсекатель, центрирующие элементы, установленное автономно воздушное отсекающее сопло и ряд последовательно установленных и закрепленных модулей, включающих приемную воронку, форсунку с патрубком для подвода охладителя, подающий охладитель трубопровод, камеру охлаждения, соединения которых между собой выполнены разъемными, согласно
полезной модели, оно снабжено гидрозатвором, расположенным после камеры охлаждения и выполненным в виде установленных соосно и последовательно по ходу прокатки отсекателя с отводами, первого и последующих центрирующих элементов и автономно установленного воздушного отсекающего сопла, неподвижно связанных с рамой, смонтированной с возможностью реверсивного перемещения по направляющим, жестко закрепленным на внутренних вертикальных стенках корпуса, выполненного в виде водоотводящего короба с крышкой, внутри которого закреплены модули, причем первый центрирующий элемент равноудален от отсекателя с отводами и последующего центрирующего элемента на расстояние 6-10 диаметров камеры охлаждения, а длина последней равна 45-75 ее диаметров, при этом рама снабжена роликами ив рабочем положении она зафиксирована разъемным соединением, а расстояние между гидрозатвором и камерой охлаждения равно 0,5-1,0 диаметра последней.
Техническим результатом настоящей полезной модели является осуществление термической обработки проката мелкого сорта, в частности, арматуры №№10-14 с заданными пластическими характеристиками, равномерным распределением свойств по длине проката за счет плавной регулировки длительности охлаждения, а также создание надежного устройства, обеспечивающего эффективное гидротранспортирование проката и высокую оперативность замены узлов.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что оно снабжено гидрозатвором, расположенным после камеры охлаждения и выполненным в виде установленных соосно и последовательно по ходу прокатки отсекателя с отводами, первого и последующих центрирующих элементов и автономно установленного воздушного отсекающего сопла, неподвижно связанных с рамой, смонтированной с возможностью реверсивного перемещения по направляющим, жестко закрепленным на внутренних вертикальных стенках корпуса, выполненного в виде водоотводящего короба с крышкой, внутри которого закреплены модули, причем первый центрирующий
элемент равноудален от отсекателя с отводами и последующего центрирующего элемента на расстояние 6-10 диаметров камеры охлаждения, а длина последней равна 45-75 ее диаметров, при этом рама снабжена роликами и в рабочем положении она зафиксирована разъемным соединением, а расстояние между гидрозатвором и камерой охлаждения равно 0,5-1,0 диаметра последней.
Расположенный после камеры охлаждения гидрозатвор обеспечивает эффективность работы устройства при отводе отработанного охладителя за счет выполнения в виде установленных соосно и последовательно по ходу прокатки отсекателя с отводами, первого и последующего центрирующих элементов и автономно установленного воздушного отсекающего сопла.
Использование разъемных соединений для фиксации рамы в рабочем положении, а также при соединениях приемной воронки с форсункой с патрубком для подвода охладителя, последней с подающим охладитель трубопроводом и с камерой охлаждения обеспечивает оперативность замены узлов устройства.
Установка на раме неподвижно соосно и последовательно по ходу прокатки отсекателя с отводами, первого и последующих центрирующих элементов и автономно воздушного отсекающего сопла гарантируют надежное прохождение проката через установку, исключая риск его бурения, при работе. Кроме того, жесткое крепление на внутренних стенках корпуса направляющих обеспечивает соосность центрирующих элементов и движущегося проката, а, следовательно, и его эффективное гидротранспортирование.
Реверсивное передвижение снабженной роликами рамы по направляющим обеспечивает возможность плавной регулировки длительности охлаждения проката мелкого сорта, например, арматуры диаметром 10-14 мм, что, в свою очередь, позволит получать термически обработанный прокат заданного уровня пластических характеристик с равномерным распределением свойств по длине.
Выполнение корпуса в виде водоотводящего короба с крышкой исключает попадание охладителя на оборудование стана.
Выполнение камеры охлаждения длиной менее 45 ее диаметров уменьшает глубину закаленного слоя на поверхности проката, что приводит к недопустимому повышению его пластических свойств.
Протяженность камеры охлаждения более 75 ее диаметров чрезмерно увеличивает глубину закаленного слоя, что приводит к резкому снижению пластических свойств.
Экспериментально установлено, что расстояние между первым и последующими центрирующими элементами, а также первым центрирующим элементом и отсекателем с отводами менее 6 диаметров камеры охлаждения не обеспечивает полное удаление отработанного охладителя с поверхности проката в водоотводящий короб, что приводит к скапливанию охладителя в гидрозатворе, снижает эффективность гидротранспортирования проката и равномерность распределения свойств по его длине.
Выполнение расстояния между первым и последующим центрирующим элементом, а также первым центрирующим элементом и отсекателем с отводами более 10 диаметров камеры охлаждения недопустимо, так как нарушается строгая центровка проката по оси движения, что приводит к его бурению в устройстве и снижению надежности работы последнего.
При длине разрыва между гидрозатвором и камерой охлаждения менее 0,5 диаметра последней значительно возрастает сопротивление охладителя входу переднего конца проката в отсекатель с отводами, что значительно снижает эффективность гидротранспортирования проката.
Расстояние между гидрозатвором и камерой охлаждения более 1 диаметра последней не обеспечивает точное попадание проката в отсекатель с отводами и создает риск бурения проката в устройстве.
Установка автономно за последним по ходу прокатки центрирующим элементом воздушного отсекающего сопла исключает выброс охладителя и его паровоздушной смеси на оборудование стана.
Полезная модель поясняется чертежом, где представлен вид сверху заявляемого устройства.
Устройство для термического упрочнения и гидротранспортитрования проката содержит выполненный в виде водоотводящего короба 1 с крышкой корпуса, внутри которого закреплен ряд последовательно установленных модулей, включающих соединенные между собой при помощи разъемного соединения 2: приемную воронку 3, форсунку 4 с патрубком для подвода охладителя, подающий охладитель трубопровод 5, камеру охлаждения 6, протяженностью 45-75 ее диаметров, после которой на расстоянии 0,5-1,0 ее диаметров расположен гидрозатвор 7, выполненный в виде установленных соосно и последовательно по ходу прокатки отсекателя 8 с отводами, первого 9 центрирующего элемента, равноудаленного от отсекателя 8 с отводами и последующего 10 центрирующего элемента на расстоянии 6-10 диаметров камеры охлаждения 6, а также автономно установленного воздушного отсекающего сопла 11, неподвижно связанных со снабженной роликами 12 рамой 13, смонтированной с возможностью реверсивного перемещения по жестко закрепленным на внутренних вертикальных стенках водоотводящего короба 1 направляющим 14 и фиксируемой в рабочем положении разъемным соединением 2.
Устройство работает следующим образом. После выхода из последней чистовой клети прокатного стана разогретый прокат через приемную воронку 3 попадает в форсунку 4 с патрубком для подвода охладителя и далее под воздействием подаваемого из трубопровода 5 под высоким давлением через патрубок форсунки 4 охладителя перемещается в камеру охлаждения 6, протяженность которой находится в интервале 45-75 ее диаметров, определяется сечением проката, требуемым уровнем пластических характеристик и устанавливается реверсивным перемещением по жестко закрепленным на внутренних вертикальных стенках водоотводящего короба 1 направляющим 14 снабженной роликами 12 рамы 13, с последующей фиксацией рабочего положения последней при помощи разъемного соединения 2. В камере охлаждения
6 производится максимальный отбор тепла с поверхности изделия, обеспечивая заданную глубину закаленного слоя, а за счет теплопроводности металла и небольшого сечения проката одновременно значительно уменьшается температура его сердцевины. Из камеры охлаждения 6 под действием струи охладителя прокат поступает в отсекатель 8 с отводами гидрозатвора 7, минуя при этом расстояние между последним и камерой охлаждения 6 протяженностью 0,5-1,0 ее диаметра, которое вместе с истечением отработанного охладителя через отводы отсекателя 8 компенсирует сопротивление входу переднего конца проката в последний. Движением проката через отсекатель 8 с отводами, где происходит резкое падение давления охладителя, приводящее к снижению интенсивности охлаждения сердцевины, обеспечивается стабилизация температуры проката и заданное ее распределение по сечению. Кроме того, ориентация отводов отсекателя 8 относительно проката обеспечивает удаление максимального количества отработанного охладителя с поверхности проката. Оставшийся охладитель удаляется в водосборный короб 1 при помощи неподвижно связанных с рамой 13 и установленных соосно и последовательно по ходу прокатки первого 9 центрирующего элемента, равноудаленного от отсекателя 8 с отводами и последующего 10 центрирующего элемента на расстояние 6-10 диаметров камеры охлаждения 6, которое обеспечивает строгую ориентировку проката центрирующими элементами 9 и 10 по оси движения и исключение скапливания охладителя в гидрозатворе, а предотвращение выброса паровоздушной смеси на оборудование стана достигается установленным после последнего центрирующего элемента соосно ему воздушным отсекающим соплом 11. Миновав гидрозатвор 7, прокат поступает в следующие по ходу прокатки модули, конструктивное выполнение которых аналогично первому, а их количество, число разрывов и расстояние между ними определяется диаметром проката мелкого сорта и требуемым уровнем пластических характеристик. Окончательное охлаждение проката с заданным распределением температуры по сечению, проводится в последнем
по ходу прокатки модуле, миновав который отводящим рольгангом изделие передается на холодильник.
Применение предложенного надежного устройства, обеспечивающего эффективное гидротранспортирование проката и высокую оперативность замены узлов, позволяет получать термически упрочненный прокат мелкого сорта, в частности, арматуру №№10-14 с заданными пластическими характеристиками, равномерным распределением свойств по длине проката.
1. Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката мелкого сорта, содержащее корпус, отсекатель, центрирующие элементы, установленное автономно воздушное отсекающее сопло и ряд последовательно установленных и закрепленных модулей, включающих приемную воронку, форсунку с патрубком для подвода охладителя, подающий охладитель трубопровод, камеру охлаждения, соединения которых между собой выполнены разъемными, отличающееся тем, что устройство снабжено гидрозатвором, расположенным после камеры охлаждения и выполненным в виде установленных соосно и последовательно по ходу прокатки отсекателя с отводами, первого и последующих центрирующих элементов и автономно установленного воздушного отсекающего сопла, неподвижно связанных с рамой, смонтированной с возможностью реверсивного перемещения по направляющим, жестко закрепленным на внутренних вертикальных стенках корпуса, выполненного в виде водоотводящего короба с крышкой, внутри которого закреплены модули, причем первый центрирующий элемент равноудален от отсекателя с отводами и последующего центрирующего элемента на расстояние 6-10 диаметров камеры охлаждения, а длина последней равна 45-75 ее диаметров.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рама снабжена роликами.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расстояние между гидрозатвором и камерой охлаждения равно 0,5-1,0 диаметра последней.
4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в рабочем положении рама зафиксирована разъемным соединением.
