УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ РУЛОНОВ ГОРЯЧЕКАТАНОЙ ПОЛОСЫ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности, к охлаждению рулонов горячекатаной металлической полосы.
Известно техническое решение по осуществлению периодической подачи воды для охлаждения рулонов горячекатаных полос, причем, время подачи воды определяют по теоретической зависимости [Патент SU 1533339 А1 по заявке №4318617/23-02 от 19.10.1987 г.]. При реализации известного технического решения точность теоретических расчетов всегда будет иметь погрешность относительно реальных показателей процесса охлаждения.
Кроме того, на процесс охлаждения рулонов влияет значительное число факторов не учтенных предлагаемыми зависимостями, таких как время и условия перемещения рулона от моталки до устройства ускоренного охлаждения, климатические условий и ряд других производственных параметров, которые не только не могут быть достоверно рассчитаны аналитическими зависимостями, но и учет их эмпирическим путем весьма проблематичен.
Наиболее близким к заявляемому устройству, по конструктивному исполнению, является устройство [Пат. РФ №2292402, опубл. 27.01.2007 г], включающее в свою конструкцию подставку с отверстиями для подачи воздуха, в центре которых установлены сопла, подающие водовоздушную смесь во внутреннюю полость рулонов. Отсутствие в известном устройстве каких-либо средств определения теплового состояния охлаждаемого рулона приводит, к практически неуправляемому процессу охлаждения рулонов горячекатаной полосы и, как следствие этого, к большому перерасходу энергоресурсов (эл. энергии, сжатого воздуха, воды). Это отрицательно сказывается и на качестве металла охлаждаемого рулона - увеличивается неравномерность распределения механических свойств по длине готовой полосы.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в
снижении затрат энергоресурсов, необходимых для охлаждения горячих рулонов, сокращении времени их охлаждения с возможностью повышения качества охлажденного металла.
Указанный технический результат достигают тем, что в известном техническом решении для охлаждения рулонов горячекатаной полосы, включающем подставку с отверстиями для подачи воздуха, в центре которых установлены сопла, подающие водовоздушную смесь во внутреннюю полость рулонов, устройство оборудовано регулятором температуры, к которому подключены закрепленная в подставке термопара, реле пуска привода нагнетателя воздуха и электромагнитный клапан, установленный на воздуховодном патрубке сопла.
На схеме представлено предложенное устройство, состоящее из подставки (1), имеющей отверстие (2) для подачи воздуха, нагнетаемого электровентилятором (3) во внутреннюю полость стопы горячих рулонов (4). В центре отверстия 2 установлено сопло (5) для ввода водовоздушной смеси в полость 4. Температура подставки 1 измеряется термопарой (6), подключенной к регулятору температуры (7), соединенного с управляющим реле (8) пуска привода нагнетателя воздуха и электромагнитным клапаном (9), установленным на воздуховодном патрубке сопла.
Представленное на схеме устройство работает следующим образом. Из подставки 1 вентилятором или каким-либо иным низконапорным устройством 3 через отверстия 2 нагнетается воздух во внутреннюю полость рулонов 4, установленных в вертикальные стопы над отверстиями 2. Проходя через отверстия 2 в подставке 1, нагнетаемый воздух увлекает за собой образованную соплами 5, установленными по центру отверстий 2, распыленную воду. Компоненты водовоздушной смеси попадают в сопла 5 через водяной и воздушный патрубки, соединенные, соответственно, с водяной и воздушной цеховыми магистралями.
Регулирующее устройство 7 запрограммировано на открывание-закрывание реле 8 и электромагнитного клапана 9 в заданном интервале сигналов термопары 6, начиная подачу теплоносителя при превышении
сигнала от термопары 6, и прекращая подачу теплоносителя при снижении сигнала термопары 6 ниже заданного уровня. Таким образом, происходит управление процессом охлаждения рулонов горячекатаной полосы в автоматическом режиме и в соответствии с реальной динамикой теплового состояния охлаждаемого металла.
Пример работы устройства. В регулятор 7 вводятся, определенные экспериментальным путем, температурные параметры работы стенда для охлаждения рулонов, массой 27,8 т из стали 3пс, установленных в стопу со среднемассовой температурой металла 480°С: сигнал от термопары 6 на замыкание контактов 8 и включение вентилятора 4, а также открытие клапана 9 для подвода водовоздушной смеси к соплу 5 соответствует температуре подставки 1-120°С. Выключается сопло 5 регулятором 7 по сигналу термопары 6, соответствующему температуре подставки 1-97°С, а вентилятора 4-70°С. Такое раздельное выключение позволяет быстро высушивать на поверхности рулона остатки влаги от водовоздушной смеси, предохраняя металл от коррозии и повышая качество его поверхности.
Результаты проверки различных вариантов технических решений охлаждения горячекатаной полосы в рулонах приведены в таблице.
Таблица.
Охлаждение рулонов из Ст3пс, массой 27,8 т, из полосы шириной 1200 мм толщиной 2,8 мм от 480°С до 70°С.
Вариант охлаждения
Время охлаждения, час
Средний расходводы, л/ч
Затраты воды за период охлаждения, м<sup>3</sup>
Расход эл. энергии приводом вентилятора, кВт ч
По пат. SU 1533339 А1
38
833
31,68
-
По пат. РФ 2292402
40
540
21,60
440
Предлагаемое устройство
32
520
16,64
352