Способ поверхностной обработки движущегося проката

 

1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА средой , включанщий подачу среды в направлении движения проката, о т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения-. интенсивности равномерности и качества обработки, часть среды

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (19) 01) 4 515 А

4(5Ц С 21 D 1 02 В 21 В 45/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3246556/02 (22) 05.02.81 (46) 28.02.85. Бюл. № 8 (?2) Ю.С.Чернобривенко, Г.П.Борисенко, С.Л.Голосинский, В.В.Лисицкий, А.А.Горбанев, В.К.Лихов, Л.Д.Рольщи-. ков, В.С.Емченко, А.Т.Филиппов. и В.С.Васючков (71) Институт черной металлургии МЧИ

СССР (53) 621.784.6(088.8), (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР № 416400, кл. С 21 D 1/02, С 21 D 1/62, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 450836, кл. С 21 О 1/02, С 21 D 1/62, 1972. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ОБРАБОТКИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПРОКАТА средой, включающий подачу среды в направлении движения проката, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения -интенсивности равномерности и качества обработки, часть среды (10-307. ее объема) подают в виде центрального газожидкостного потока, а оставшуюся часть — в виде периферийного жидкостного потока.

2.. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что центральный поток подают импульсно с частотой 15 Гц и скважностью 0,25-2.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю — Б

Ф шийся тем, что центральный поток подают винтообразно.

С:

515

1 1142

Изобретение относится к прокатно-1 му производству, в частности к производству катанки и сортового проката на проволочных и сортовых стенах, и может быть использовано для ускоренного охлаждения проката и одновременного нанесения на его поверхность различных защитных покрытий, Цель изобретения — повышение ийтенсивности и равномерности и ка- fp чества обработки.

Сущность способа заключается .в том, что процесс поверхностной обработки движущегося проката ведут одновременно двумя скоростными по токами среды, движущимися в направлении движения проката: жидкостным периферийным потоком, подаваемым в рабочую камеру в виде равномерного кольцевого потока, газожидкостным аэрозольным потоком, формируемым в процессе смещения газовой и жидкой фаз до поступления в рабочую камеру и подаваемым в виде центрального потока, непосредственно вокруг поверхности обрабатываемого проката.

В качестве жидкости могут быть использованы вода, раствор полимерных веществ, осаждающихся на поверхности горячего проката и другие жид- ЗО кие среды, а в качестве газа - как атмосферный окружающий воздух, засасываемый в устройство за счет эжектирующего действия движущегося проката и высокоскоростного истечения 35 цериферийного потока, так и нагнетаемый дополнительно воздух, азот, пар и другие газы, подаваемые под давлением в приемную воронку устройства.

Здесь осуществляется диспергирование 40 жидкостй на мелкие капли, газожидкостное смесеобразование и формирование 8 виде гомогенного распыленного потока.

В процессе обработки сформирован- 45 ный центральный аэрозольный поток с высокой скоростью (30-50 м/с) поступает в рабочую камеру, где при соприкосновении с нагретой поверхностью движущегося проката тонкодисперсные 50 капли жидкости интенсивно испаряются и эффективно отбирают тепло. При этом на поверхности обрабатываемого проката происходит осаждение полимерных веществ, испаряемые частицы в 55 процессе своего движения пронизывают равномерно кольцевой периферийный жидкостный поток. В результате этот поток становится газонасыщенным с режимом псевдокииения, в котором интенсивно протекают тепломассообменные процессы. Вблизи обрабатываемой поверхности за счет высокой степени турбулизации происходит разрушение ламинарного слоя и усиление непрерывного обмена между частицами среды, интеноифицируется отвод тепла по всей обрабатываемой поверхности. Охлаждение испаряемых частиц происходит в поперечном направлении по толщине потока и практически отпадает необходимость применения систем регенерации и рециркуляции жидкости.

Для эффективного воздействия центрального потока на периферийный и оптимального соотношения между жидкой и газовой фазами количество среды, подаваемой на формирование центрального потока, должно находиться в пределах 10-ЗОЖ от общего его объема, идущего на обработку. В том случае, когда количество подсасываемого воздуха недостаточно для обеспечения оптимапьного соотношения между фазами, осуществляется принудительный подвод дополнительного количества газовой среды в приемную воронку устройства.

Увеличение расхода среды свыше

307 ухудшает распыл центрального потока, укрепняет частицы жидкости в нем и снижает инжекционную способность периферийного потока, что ухудшает поверхностную обработку проката и ее равйомерность. Снижение расхода среды на формирование центрального потока менее 10Х от общего ее объема ведет к ухудшению тепломассообмена.

Усиление действия центрального потока и повышение интенсивности тепломассообменных процессов достигается за счет придания последнему: пульеирующего характера движения.

При наложении пульсации на центральный поток межслойное перемешивание в рабочей камере усиливается, снижается возможность канала образования при фильтрации в жидкости газовой фазы, повышается гомогенность структуры обрабатывающего потока, снижается его расход.

Оптимальная частота пульсации находится в пределах 1-5 Гц, а скважность потока ф = 2 1 /Со =0,25-2

{где и ор — время, в течение котоПараметры

Способ

Известный

Предлагаемый

Характер обработки

Обрабатываемый прокат

Ускоренное охлаждение проката в потоке стана

Канатная катанка ф 6,5 мм

Начальная температура О

1050

1050

Конечная температура проката, С

820

740

Скорость движения проката, м/с

27

3 11425 рого соответственно пульсатор закрыт и открыт).

При этих параметрах рост темпа охлаждения возможен до 307 при одновременном снижении расхода среды на

10-207.

Дальнейшее повышение частоты приводит к снижению темпа охлаждения, .поскольку слои потоков в рабочей камере не успевают взаимодействовать 1р между собой в достаточной мере. С повышением предельного значения . скважности темп охлаждения продолжает возрастать, однако одновременно увеличивается и сопротивление пульсатора.

Понижение частоты ниже 1 Гц прие водит к снижению темпа охлаждения, поскольку происходит гашение импульса, воздействующего на поток, и выравнивание амплитуд пульсации взаимодействующих потоков.

:1, 1 4

Уменьшение нижнего предела скваж-". ности оглаживает импульсное воздейст-,д вие на поток, .повышает температуру среды, что в целом снижает эффективность обработки.

Процесс поверхностной обработки проката предлагаемым способом может З< быть дополнительно интенсифицирован за счет винтообразной подачи центt рального потока путем его закручивания, например за счет установки завихрителя перед входом потока в рабочую камеру или тангенциального вво35 да дополнительного энергоносителя в

15 4 центральный поток и т.п. Ввод в рабочую камеру высокоскоростной закрученной центральной струи форсирует взаимодействие потоков за счет pasвития контактной поверхности, степени расширения вращающейся струи, вовлечения во вращательно-поступательное движение присоединенных масс периферийного потока, В процессе вращения центрального потока степень диспергирования среды увеличивается за счет подсасываемого дополнительного количества воздуха в зону приосевого разрежения, создаваемого вращающимся потоком. Более распыленная центральная струя после истечения в рабочую камеру вращается в приосевой зоне по нагретой поверхности движущегося проката и интенсивно отбирается тепло, которое с большой скоростью отводится в радиальном направлении.

В таблице приведены параметры и результаты обработки по известному и предлагаемому способам.

Использование предлагаемого способа повышает интенсивность, равномерность и качество поверхностной обработки проката за счет повышения степени турбулизации и гомогенизации обрабатывающей среды в рабочей камере путем использования подсасываемого воздуха или принудительной подачи дополнительного количества газа для создания центрального газожодкостного потока, а также придания этому потоку пульсирующего:режима и его закручивания.

1 t 42515

Продолжение таблицы

Способ

Параметры

Известный

Предлагаемый

Известный

Вода (20 С) Обрабатывающая среда

Расход обрабатывающей среды, мз/ч

Длина зоны охлаждения,м

Пластинчатый перлит 1-5 баллов

Структура проката после обработки

Количество окалины, кг/т

Т

Составитель С. Голосинский

Редактор Н.Киштулинец Техред А. Бабинец Корректор Л.Пилипенко

Подписное

Заказ 659/26 . Тираж 553

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Вода (20 С)по периферии

Водовоздушная смесь— по центру

46 — периферийный поток, 12 центральный поток

Пластинчатый перлит 1-3 баллов