СПРЕЙЕР ДЛЯ ЗАКАЛКИ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ ПОСЛЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

СПРЕЙЕР ДЛЯ ЗАКАЛКИ ВАЛКОВ ПОСЛЕ ИНДУКЦИОНОГО НАГРЕВА
Полезная модель относится к термической обработке, в частности, к устройствам закалки крупногабаритных валков прокатных станов, и может найти применение в машиностроении.
Известен спрейер для закалки изделий после индукционного нагрева, выполненное в виде двухсекционного кольцевого коллектора, снабженного штуцерами для подачи и отвода охлаждающей жидкости, а также спрейерными отверстиями, выполненными по высоте коллектора с распределением по его поверхности в виде полосы и направленными на закаливаемую поверхность под углом с оси вращения изделия.
(RU 2464323, C21D 1/667, C21D 1/10, опубликовано 20.10.2012)
Недостатком известного технического решения является недостаточная его эффективности при поверхностной закалке крупногабаритных прокатных валков в результате образования паровой «рубашки», снижающей равномерность охлаждения, а также скорость и качество закалки. Кроме того, известный коллектор не обеспечивает образование накипи на внутренней поверхности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является спрейер для закалки валков после индукционного нагрева, выполненный в виде кольцевого коллектора, снабженного штуцерами для подвода и отвода воды, причем верхняя часть внутренней боковой стенки выполнена под углом к оси валка и снабжена размещенными одни над другими спрейерными отверстиями в виде сопел, а также ряд спрейерных отверстий в нижней части внутренней стенки.
(CN 104195303 А, C21D 1/667; C21D 9/38, опубликовано 10.12.2014)
Недостатком известного технического решения является коробление конструкции спрейера при его использовании для закалки крупных валков, поскольку нагрев таких валков осуществляют при неоднократном прохождении индуктора нагрева и связанным с ним спрейером вдоль поверхности валка при выключенной подаче воды в спрейер.
Задачей полезной модели и ее техническим результатом является исключение изменений геометрических размеров конструкции спрейера для закалки прокатных валков в условиях циклических воздействий температур и электромагнитного излучения индукционного нагревателя.
Технический результат достигается тем, что спрейер для закалки валков после индукционного нагрева выполнен в виде кольцевого коллектора со спрейерными отверстиями, выполненными в два ряда в верхней части внутренней боковой стенки, расположенной под углом к оси валка, и в нижней части внутренней боковой стенки, выполненной вертикальной, и снабженного штуцерами для подвода и отвода воды, при этом он содержит дополнительные верхний и нижний охлаждающие кольцевые коллекторы, снабженные штуцерами для подвода и отвода воды, а над верхним дополнительным коллектором - снабжен плоским разрезным кольцом, на котором расположен трубчатый спрейер в виде разрезного кольца со спрейерными отверстиями, оси которых расположены под углом к оси валка, и имеющего на концах штуцеры для подвода и отвода воды.
Технический результат также достигается тем, что каналы охлаждающих кольцевых коллекторов между штуцерами для подвода и отвода воды снабжены перегородками, расстояние от которых до ближайшего штуцера составляет 30-100 мм; в боковой стенке выполнены спрейерные отверстия диаметром 2,5 мм и с расстоянием между ними 6-9 мм; углы наклона осей спрейерных отверстий, выполненных в два ряда в наклонной части боковой стенки, составляет 52-55° к оси валка.
Полезная модель может быть проиллюстрирована примером с использованием фиг. 1 и 2, где:
1 - кольцевой коллектор;
2 - штуцер подвода или отвода воды;
3 - спрейерные отверстия;
4 - дополнительный верхний охлаждающий кольцевой коллектор;
5 - дополнительный нижний охлаждающий кольцевой коллектор;
6 - штуцер подвода или отвода воды охлаждающих коллекторов;
7 - плоское разрезное кольцо;
8 - трубчатый спрейер;
9 - штуцер подвода или отвода воды трубчатого спрейера;
10 - спрейерные отверстия трубчатого спрейера.
Спрейер по полезной модели выполнен из нескольких секций. Верхняя секция представляет собой трубчатый спрейер 8, выполненный в виде полого разрезного кольца, снабженного на концах штуцерами 9 для подвода и отвода воды. Предлагаемое размещение штуцеров 9 исключает образование зон застойной воды, что обеспечивает хорошее охлаждение трубчатого спрейера при работе и снижает возможность образование отложения накипи на внутренней поверхности. Спрейерные отверстия 10 данного спрейера расположены по окружности и направлены (вверх или вниз) под углом к оси закаливаемого валка, что обеспечивает более интенсивное его охлаждение. Трубчатый спрейер 8 размещен на плоском разрезном кольце 7. Наличие разрезов в трубчатом спрейере 8 и кольце 7 позволяет избавиться от негативного влияния электромагнитного излучения индукционного нагревателя, который практически во всех конструкциях закалочных устройств прокатных валков размещают над спрейером.
Плоское разрезное кольцо 7 размещено на верхнем дополнительном охлаждающем кольцевом коллекторе 4, который снабжен штуцерами 6 для подвода и отвода воды. Под ним размещен кольцевой коллектор 1, у которого верхняя часть внутренней боковой стенки расположена под углом к оси валка. В указанной наклонной части внутренней боковой стенки, а также в нижней вертикальной части стенки выполнены спрейерные отверстия для подачи закалочной жидкости (воды) на поверхность валка. Кольцевой коллектор 1 снабжен штуцерами 2 для подвода и отвода воды.
Ниже кольцевого коллектора 1 размещен дополнительный нижний 5 охлаждающий кольцевой коллектор, который также снабжен штуцерами 6 для подвода и отвода воды. Дополнительные коллекторы 4 и 5, по каналам которых постоянно циркулирует вода, обеспечивают интенсивное охлаждение устройства в целом во время нагрева крупногабаритного валка под закалку, поскольку нагрев ведут при многократном возвратно-поступательном движении индуктора и спрейера вдоль валка, когда подача закалочной воды в коллектор 1 и трубчатый спрейер 8 прекращена.
Для исключения образования зон застойной воды и образования отложения накипи на внутренней поверхности каналы охлаждающих кольцевых коллекторов 4 и 5 снабжены перегородкой (не показано) между штуцерами для подвода и отвода воды, расстояние от которой до ближайшего штуцера составляет 30-100 мм.
Для обеспечения наиболее оптимального режима охлаждения валка при закалке в наклонной и вертикальной частях боковой стенки выполнены спрейерные отверстия 3 диаметром 2,5 мм и с расстоянием между ними 6-9 мм, причем углы наклона осей спрейерных отверстий, выполненных в два ряда в наклонной части боковой стенки, к оси валка составляют 52-55°.
Наличие дополнительных коллекторов 4 и 5 в сочетании с трубчатым спрейером 8 обеспечивает исключение изменений геометрических размеров конструкции спрейера по полезной модели в условиях циклических воздействий температур и электромагнитного излучения индукционного нагревателя.