УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ И ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПРОКАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности, к области термической обработки и гидротранспортирования прокатных изделий в линии прокатного стана, и может быть использовано для термического упрочнения стержневой арматуры крупного сорта из экономнолегированных сталей.
Известно устройство для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования прокатных изделий, содержащее ряд последовательно установленных секций, включающих форсунки и камеры охлаждения, причем форсунка каждой секции состоит из корпуса, приемной воронки и кожуха, установленного внутри корпуса форсунки и охватывающего наружную поверхность приемной воронки, выполненной перфорированной. На противоположном от форсунки конце каждой охлаждающей секции данного устройства закреплена телескопическая труба с отверстиями. Данное устройство также включает узел отсечки и водосборный короб. Отработанный охладитель сбрасывается в него через отверстия в телескопических трубах и кольцевые щели между секциями (авт. свид. СССР №1283254, МКИ 6 С 21 D 1/62, 1987 г.).
Недостатком указанной конструкции является то, что предлагаемая установка корпуса секций делает невозможной регулировать расход охладителя при гидротранспортировании проката для получения пластических свойств требуемого уровня и исключает оперативную их замену в линии стана.
Известно также устройство для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования прокатных изделий, содержащее приемную воронку, отсекающее сопло и ряд последовательно установленных секций, включающих форсунку с патрубком для подвода охладителя и камеру охлаждения, при этом устройство выполнено в виде модулей, содержащих корпус с закрепленными в нем секциями, каждая из которых дополнительно снабжена камерой с патрубками
для отвода охладителя, соединенной герметично с камерой охлаждения посредством сальникового уплотнения, причем секции соединены между собой, патрубки форсунок соединены с подающим охладитель трубопроводом, патрубки камер для отвода охладителя - с отводящим трубопроводом, при этом, камеры охлаждения, подводящий и отводящий трубопроводы между модулями выполнены разъемными, общая площадь сечения патрубков для отвода охладителя составляет не менее четырех площадей сечения камеры охлаждения, а отводящий трубопровод выполнен с последовательным расширением (патент РФ №2176940, МПК 7 В 21 В 45/02, 2001 г.).
При работе известного устройства отсутствует возможность визуального контроля технического состояния его узлов из-за крепления секций в корпусе, а проведение ремонтов устройства связано со значительными затратами из-за сложности демонтажа и установки соединенных между собой секций в линии прокатного стана. Существующее соединение камер для отвода отработанного охладителя с отводящим трубопроводом ограничивает количество охладителя, поступающего в камеры охлаждения, не допуская увеличения давления в форсунке каждой секции и регулирования степени охлаждения раската. Кроме того, ограничение общей площади сечения патрубков для отвода охладителя и выполнение отводящего трубопровода с расширением приводит к созданию гидравлического «подпора» при отводе отработанного охладителя, количество которого достаточно для получения заданной глубины охлаждения, но, из-за непрерывного охлаждения раската в данном устройстве, не обеспечивается требуемый уровень пластичности.
Задачей полезной модели является повышение эффективности охлаждения раската, обеспечение заданного сочетания пластических и прочностных свойств и создание надежной конструкции с высокой оперативностью замены ее узлов.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования прокатных изделий, содержащее
приемную воронку, отсекающее сопло и закрепленный ряд последовательно установленных 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, согласно полезной модели каждый модуль снабжен дополнительно приемной воронкой, отсекающим соплом и установлен на корпусе, который соединен с патрубками камеры для отвода охладителя, при этом модули расположены друг от друга на расстоянии 2-3 диаметров камеры охлаждения, а первый по ходу прокатки модуль снабжен дополнительной камерой для отвода охладителя с патрубками, размещенной перед отсекающим соплом; следующий по ходу прокатки модуль снабжен расположенной между приемной воронкой и форсункой камерой самоотпуска протяженностью 0,6-0,8 длины камеры охлаждения, а в конце последнего по ходу прокатки модуля установлено дополнительное отсекающее сопло, причем соединения приемной воронки с форсункой, форсунки с камерой охлаждения, отсекающего сопла с камерой для отвода охладителя с патрубками, отсекающего сопла с дополнительным отсекающим соплом выполнены разъемными.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение эффективности охлаждения проката крупного сорта с оптимальным сочетанием пластических и прочностных свойств, а также создание надежной конструкции с высокой степенью мобильности замены ее узлов в потоке стана. Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что каждый модуль снабжен дополнительно приемной воронкой, отсекающим соплом и установлен на корпусе, который соединен с патрубками камеры для отвода охладителя, при этом модули расположены друг от друга на расстоянии 2-3 диаметров камеры охлаждения, а первый по ходу прокатки модуль снабжен дополнительной камерой для отвода охладителя с патрубками,
размещенной перед отсекающим соплом, следующий по ходу прокатки модуль снабжен расположенной между приемной воронкой и форсункой камерой самоотпуска протяженностью 0,6-0,8 длины камеры охлаждения, а в конце последнего по ходу прокатки модуля установлено дополнительное отсекающее сопло, причем соединения приемной воронки с форсункой, форсунки с камерой охлаждения, отсекающего сопла с камерой для отвода охладителя с патрубками, отсекающего сопла с дополнительным отсекающим соплом выполнены разъемными.
Экспериментально установлено, что выполнение расположенной между приемной воронкой и форсункой во втором по ходу прокатки модуле камеры самоотпуска протяженностью менее 0,6 длины камеры охлаждения нецелесообразно, т.к. при данной глубине охлаждения раската не обеспечивается достаточно высокий отпуск поверхностного закаленного слоя из-за малого времени для его разогрева за счет тепла внутренней зоны, что приводит к резкому снижению пластических свойств готового проката.
Выполнение камеры самоотпуска протяженностью более 0,8 длины камеры охлаждения нежелательно, так как в этом случае происходит чрезмерное увеличение температуры отпуска поверхностного закаленного слоя, что приводит к снижению прочностных свойств раската ниже требуемого уровня.
Раздельное расположение модулей устройства в линии прокатки на расстоянии 2-3 диаметров камеры охлаждения обеспечивает высокую оперативность их замены. При расстоянии между модулями менее 2 диаметров камеры охлаждения усложняются операции по их демонтажу и установке в линию стана, что снижает оперативность проведения ремонта и технического обслуживания устройства.
Расстояние между модулями более 3 диаметров камеры охлаждения нежелательно, так как это снижает точность попадания раската в приемную воронку модуля, что приводит к "забуриванию" проката в устройстве и созданию
аварийной ситуации.
Установка в последнем по ходу прокатки модуле дополнительного отсекающего сопла исключает возможность выброса охладителя на действующее оборудование прокатного стана.
Соединение корпуса модуля с патрубками камеры для отвода отработанного охладителя позволяет в широких пределах регулировать в камере охлаждения количество охладителя и скорость его истечения, исключая возможность образования гидравлического "подпора".
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства, а на фиг.2, 3 и 4 продольный разрез первого, второго и последнего по ходу прокатки модулей соответственно.
Устройство для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования прокатных изделий содержит последовательно установленные и закрепленные на корпусе 1 модули, включающие приемную воронку 2, форсунку 3 с патрубком 4 для подвода охладителя, камеру охлаждения 5, герметично соединенную посредством сальникового уплотнения с камерой для отвода охладителя 6 с патрубками 7, и отсекающее сопло 8. Первый по ходу прокатки модуль снабжен дополнительной камерой для отвода охладителя 6 с патрубками 7. Модули расположены друг от друга в линии прокатки на расстоянии 2-3 диаметров камеры охлаждения 5. Следующий по ходу прокатки модуль снабжен расположенной между приемной воронкой 2 и форсункой 3 камерой самоотпуска 9 протяженностью 0,6-0,8 длины камеры охлаждения 5. В конце последнего по ходу прокатки модуля установлено дополнительное отсекающее сопло 10. Каждая камера для отвода охладителя 6 через патрубки 7 соединена с корпусом 1, под которым смонтирован сбросной лоток 11 открытого типа. Соединения 12 приемной воронки 2 с форсункой 3, последней с камерой охлаждения 5, отсекающего сопла 8 с камерой для отвода охладителя 6 с патрубками 7, камеры для отвода охладителя 6 с патрубками 7 с дополнительной камерой для отвода охладителя 6 и отсекающего сопла 8 с дополнительным
отсекающим соплом 10 выполнены разъемными.
Соединение 12 патрубков 4 для подвода охладителя к форсункам 3 с подающим охладитель трубопроводом 13 также выполнено разъемным.
Устройство работает следующим образом. Разогретый раскат проходит в первый по ходу прокатки охлаждающий модуль устройства через приемную воронку 2, поступает в форсунку 3 и далее - в камеру охлаждения 5. Охладитель из подводящего трубопровода 13 под давлением через патрубки 4 поступает в форсунку 3, из которой через ее кольцевые сопла попадает в камеру охлаждения 5, где взаимодействует с разогретым раскатом, охлаждая поверхностный слой последнего до необходимой температуры. Отработанный охладитель, выходя из камеры охлаждения 5, попадает в камеру для отвода охладителя 6, откуда через патрубки 7, соединенные с корпусом 1, выводится в корпус 1 и далее - в смонтированный под ним сбросной лоток 11 открытого типа. Охлажденный раскат из камеры охлаждения 5, следуя через камеры для отвода охладителя 6 и отсекающее сопло 8, через приемную воронку 2 следующего по ходу прокатки модуля, попадает в камеру самоотпуска 9 протяженностью 0,6-0,8 длины камеры охлаждения 5. В камере самоотпуска 9 при отсутствии охладителя под воздействием сохранившегося тепла раската происходит разогрев его поверхностного слоя и самоотпуск. Для исключения попадания охладителя в камеру самоотпуска 9 после камеры для отвода охладителя 6 установлено отсекающее сопло 8. Из камеры самоотпуска 9 раскат поступает в форсунку 3, далее - камеру охлаждения 5, где происходит его дальнейшее охлаждение, затем - камеру для отвода охладителя 6 с патрубками 7 и отсекающее сопло 8 модуля. Далее раскат через приемную воронку 2 поступает в форсунку 3, камеру охлаждения 5, камеру для отвода охладителя 6 с патрубками 7 и отсекающее сопло 8 последнего по ходу прокатки модуля, в котором происходит окончательное охлаждение раската. Для исключения возможности выброса охладителя на действующее оборудование стана в конце последнего по ходу прокатки модуля установлено дополнительное
отсекающее сопло 10. Для осуществления мобильной замены модулей последние расположены друг от друга на расстоянии 2-3 диаметров камеры охлаждения 5, а соединения 12 приемной воронки 2 с форсункой 3, последней с камерой охлаждения 5, камеры для отвода охладителя 6 с патрубками 7 с дополнительной камерой для отвода охладителя 6, отсекающего сопла 8 с камерой для отвода охладителя 6 с патрубками 7, патрубков 4 для подвода охладителя к форсункам 3 с подающим охладитель трубопроводом 13 и отсекающего сопла 8 с дополнительным отсекающим соплом 10 выполнены разъемными.
Таким образом, применение предложенного надежного и мобильного в обслуживании устройства для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования прокатных изделий обеспечивает высокую эффективность охлаждения в линии непрерывного стана проката крупного сорта из экономнолегированных сталей с получением оптимального сочетания пластичности и прочности.