УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ И ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПРОКАТА КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ

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 ускоренного охлаждения проката круглого сечения, в частности арматурного проката из углеродистых марок сталей.
Известно 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, снабженное автономно установленным в конце каждого модуля, кроме последнего, воздушным отсекающим соплом, расположенным перед ним 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, при этом расстояния между первым центрирующим элементом и камерой охлаждения, первым и последним центрирующими элементами равны 2,0-3,0 диаметра камеры охлаждения, кроме этого, 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 (RU 64540, МПК 7 B21D 45/02, 2006).
Недостатком известного устройства является установка в камере охлаждения передающего блока, что приводит к резкому снижению прочностных свойств из-за использования для дальнейшего упрочнения проката охладителя, подаваемого при помощи отводной трубы в форсунку с патрубком для подвода охладителя, так как температура охладителя после передающего блока значительно выше, чем перед ним, что резко снижает эффективность охлаждения проката.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному результату является 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, снабженное 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 (RU 69781, МПК 7. В21D 45/02, 2006).
Недостатками известного устройства являются
- выполнение соединения приемной воронки с форсункой с патрубком для подвода охладителя разъемным, что снижает надежность конструкции из-за увеличения риска остановки проката на входе в устройство, вызванной ударными нагрузками при неточном попадании проката в приемную воронку;
- установка направляющих на внутренних вертикальных стенках корпуса, так как это затрудняет свободное реверсивное перемещение рамы по направляющим из-за деформации корпуса устройства под воздействием ударных нагрузок, происходящих при термическом упрочнении и гидротранспортировании проката, что не позволяет гарантировать получение проката с требуемым соотношением прочностных и пластических свойств, снижает эффективность гидротранспортирования проката и мобильность устройства при эксплуатации.
- крепление внутри водоотводящего короба с крышкой последовательно установленных модулей, что приводит к снижению мобильности устройства при эксплуатации и ремонте.
Задачей заявляемой полезной модели является создание надежной конструкции, обеспечивающей эффективное гидротранспортирование проката и высокую мобильность устройства при эксплуатации и ремонте, а также получение термически обработанного проката с требуемым соотношением прочностных и пластических свойств.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката круглого сечения, содержащее корпус в виде водоотводящего короба с крышкой, последовательно установленные и закрепленные модули, приемную воронку, форсунку с патрубком для подвода охладителя, камеру охлаждения, воздушное отсекающее сопло и отсекатель с отводом охладителя, расположенные на раме, установленной с возможностью реверсивного перемещения по направляющим, жестко закрепленным в корпусе, согласно полезной модели каждый модуль закреплен внутри отдельного корпуса, причем расположенные параллельно оси прокатки вертикальные стенки каждого корпуса соединены между собой поперечными балками, а во всех торцевых стенках, кроме первой, выполнены отверстия диаметром 2-4 диаметра камеры охлаждения, при этом приемная воронка жестко закреплена в первой торцевой стенке, камера охлаждения установлена между форсункой с патрубком для подвода охладителя и отсекателем с отводом охладителя, а направляющие для рамы расположены вдоль оси прокатки и прикреплены к поперечным балкам второго по ходу прокатки модуля.
Техническим результатом настоящей полезной модели является создание надежной конструкции, обеспечивающей эффективное гидротранспортирование проката и высокую мобильность при эксплуатации и ремонте, а также получение термически обработанного проката с требуемым соотношением прочностных и пластических свойств.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что каждый модуль устройства закреплен внутри отдельного корпуса, причем расположенные параллельно оси прокатки вертикальные стенки каждого корпуса соединены между собой поперечными балками, а во всех торцевых стенках, кроме первой, выполнены отверстия диаметром 2-4 диаметра камеры охлаждения, при этом приемная воронка жестко закреплена в первой торцевой стенке, камера охлаждения установлена между форсункой с патрубком для подвода охладителя и отсекателем с отводом охладителя, а направляющие для рамы расположены вдоль оси прокатки и прикреплены к поперечным балкам второго по ходу прокатки модуля.
Крепление каждого модуля внутри отдельного корпуса обеспечивает независимую работу каждого охлаждающего модуля, что позволяет повысить мобильность устройства при эксплуатации и ремонте.
Соединение между собой расположенных параллельно оси прокатки вертикальных стенок каждого корпуса поперечными балками исключает деформацию корпуса устройства под воздействием ударных нагрузок, происходящих при термическом упрочнении и гидротранспортировании проката, что обеспечивает свободное реверсивное перемещение рамы по направляющим из-за деформации корпуса устройства под воздействием ударных нагрузок и обеспечивает получение проката с требуемым соотношением прочностных и пластических свойств.
Выполнение во всех торцевых стенках, кроме первой, отверстий диаметром менее 2 диаметров камеры охлаждения не позволяет оперативно устанавливать камеру охлаждения между форсункой с патрубком для подвода охладителя и отсекателя с отводом охладителя, что снижает мобильность устройства при эксплуатации и ремонте.
Выполнение во всех торцевых стенках, кроме первой, отверстий диаметром более 4 диаметров камеры охлаждения затрудняет надежную установку последней между форсункой с патрубком для подвода охладителя и отсекателя с отводом охладителя, что снижает надежность конструкции при эксплуатации.
Монтаж приемной воронки в первой торцевой стенке корпуса устройства обеспечивает стабильность работы устройства при неточном попадании проката в нее, что увеличивает степень надежности конструкции и эффективность гидротранспортирования проката.
Установка камеры охлаждения между форсункой с патрубком для подвода охладителя и отсекателем с отводом охладителя обеспечивает эффективное охлаждение проката и получение проката с требуемым соотношением прочностных и пластических свойств.
Крепление расположенных вдоль оси прокатки направляющих для рамы к поперечным балкам второго по ходу прокатки модуля гарантирует соосность относительно оси прокатки рамы, установленной на них с возможностью реверсивного перемещения, что обеспечивает получение проката с требуемым соотношением прочностных и пластических свойств.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид устройства.
Устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката круглого сечения содержит ряд последовательно установленных модулей, каждый из которых закреплен в отдельном корпусе 1, выполненном в виде водоотводящего короба с крышкой, у которого вертикальные стенки, расположенные параллельно оси прокатки, соединены между собой поперечными балками 2, а во всех торцевых, кроме первой по ходу прокатки, в которой перед форсункой 3 с патрубком 4 для подвода охладителя жестко зафиксирована приемная воронка 5, выполнены отверстия 6 диаметром 2-4 диаметра камеры охлаждения 7. Кроме того, к поперечным балкам 2 второго по ходу прокатки модуля жестко прикреплены расположенные вдоль оси прокатки направляющие 8, на которых установлена с возможностью реверсивного перемещения рама 9 с закрепленными на ней последовательно по ходу прокатки отсекателем 10 с отводом охладителя и воздушным отсекающим соплом 11, при этом камера охлаждения 7 установлена между форсункой 3 и отсекателем 10.
Устройство работает следующим образом. После выхода из последней чистовой клети прокатного стана разогретый прокат поступает в жестко зафиксированную в первой торцевой стенке корпуса 1 первого по ходу прокатки модуля перед форсункой 3 с патрубком 4 для подвода охладителя приемную воронку 5, которая обеспечивает беспрепятственное и точное попадание проката в форсунку 3 и далее в камеру охлаждения 7. В последней происходит взаимодействие разогретого проката и охладителя, поступившего туда под высоким давлением через форсунку 3 с патрубком 4 для подвода охладителя. В результате интенсивного отбора тепла от поверхностных и значительного снижения температуры центральных слоев в сечении проката, производится формирование заданного требуемым уровнем прочностных и пластических свойств распределение температуры. При этом поперечные балки 2, соединяющие расположенные параллельно оси прокатки вертикальные стенки корпуса 1, обеспечивают необходимую жесткость корпуса 1 первого по ходу прокатки модуля при возникающих во время входа проката в приемную воронку 5 ударных нагрузках, а также фиксируют соосность установки камеры охлаждения 7 и предназначенных для этого отверстий 6 диаметром 2-4 диаметра камеры охлаждения 7. Из камеры охлаждения 7 под действием механической энергии охладителя прокат перемещается в установленные последовательно по ходу прокатки новленные последовательно по ходу прокатки отсекатель 10 с отводом охладителя и воздушное отсекающее сопло 11, неподвижно закрепленные на раме 9 реверсивное перемещение которой по направляющим 8, жестко прикрепленным к поперечным балкам 2 второго по ходу прокатки модуля, позволяет менять интенсивность охлаждения проката, влияя на распределение температуры по сечению, а, следовательно, и на уровень свойств проката. При этом обеспечиваются отвод выходящего из камеры охлаждения 7 отработанного охладителя в корпус 1 модуля и устранение пленки из остатков охладителя с поверхности проката. Одновременно происходит монотонное снижение скорости охлаждения проката до требуемой. После прохождения прокатом воздушного отсекающего сопла 11 прокат выходит из устройства через отверстие 6 и далее транспортируется по передающему рольгангу для окончательного охлаждения на спокойном воздухе. Для обеспечения высокой мобильности устройства при эксплуатации и ремонте каждый модуль крепится внутри отдельного корпуса 1.
Применение предложенного надежного с высокой мобильностью монтажа при эксплуатации и ремонте устройства обеспечивает эффективное гидротранспортирование при упрочнении и получение термически упрочненного проката с требуемым соотношением прочностных и пластических свойств.