УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ И ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ УГЛОВОГО ПРОКАТА

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 углового проката.
Известно устройство для охлаждения фасонных профилей проката, содержащее корпус, выполненный из верхней и нижней частей с образованием между ними направляющего канала со сливными отверстиями, трубы с соплами, оси которых лежат в одной плоскости, патрубки для подвода охладителя, размещенное в направляющем канале по всей его длине металлическое тело в виде призмы, закрепленной одной из своих граней на одной из частей корпуса, и расположены параллельно свободным граням призмы направляющие, трубы с соплами размещены против каждого ребра призмы так, что оси сопел и ребро лежат в одной плоскости, проходящей через биссектрису угла, образованного прилегающими к ребру гранями и на направляющих с возможностью перемещения поперечно продольной оси устройства, а в теле призмы выполнены сквозные отверстия с размещенными в них соплами, при этом корпус снабжен жестко закрепленной на одной из его частей упругой пластиной, свободный конец которой размещен в сливном отверстии. При этом пластина снабжена средством для регулирования ее жесткости, сопла установлены в отверстиях призмы эксцентрично оси сквозных отверстий (RU 2212295, МПК 7. В21В 45/02, 2003 г.).
Недостатками известного устройства является наличие в корпусе жестко закрепленной на одной из его частей упругой пластины, свободный конец которой размещен в сливном отверстии, в результате чего происходит взаимодействие оставшегося в направляющем канале и имеющего повышенную неконтролируемую температуру отработанного охладителя с поверхностью разогретого проката, что приводит к получению неравномерного распределения прочностных свойств по длине и сечению проката.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому положительному результату является устройство для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования углового проката, содержащее корпус, выполненный из верхней и нижней частей с образованием между ними направляющего канала, патрубки для подвода охладителя, сопла и сливные отверстия, герметично соединенные модули, последовательно по ходу прокатки жестко закрепленные на корпусе, предназначенном для подвода охладителя, при этом первый по ходу прокатки модуль разделен на участки камерой для отвода охладителя со сквозными и сливными отверстиями, патрубками для отвода охладителя, у последнего по ходу прокатки модуля посередине верхней части корпуса неподвижно установлена вертикальная перегородка; причем в каждом модуле на боковых и нижней гранях направляющего канала жестко закреплены расположенные равномерно ряды сменных направляющих пластин и сопла, при этом в первом по ходу прокатки модуле на боковых гранях - сопла размещены рядами под углом 45° относительно оси прокатки, на нижней грани в первом участке - они ориентированы вдоль оси прокатки, на втором его участке - перпендикулярно оси прокатки, а в последнем по ходу прокатки модуле на боковых гранях направляющего канала сопла размещены перпендикулярно его ребру, а на нижней грани - перпендикулярно оси прокатки (RU 51913, МПК В21В 45/02, 2006 г.).
Недостатками известного устройства является то, что при охлаждении в нем углового проката высока вероятность неконтролируемых поперечных перемещений проката, которые приводят к отклонениям от заданного, относительно струй охладителя, положения проката и нарушению сбалансированности теплоотвода по элементам профиля проката, его короблению и снижению стабильности процесса гидротранспортирования. При этом резко снижается эффективность охлаждения проката и не обеспечивается его равномерное охлаждение по сечению, а, следовательно, получение равномерного распределения свойств по длине и сечению.
Задачей заявляемой полезной модели является стабилизация процесса гидротранспортирования проката, повышение эффективности его охлаждения и получение требуемого уровня прочностных характеристик при их равномерном распределении по длине и сечению.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования углового проката, содержащее корпус, выполненный в виде герметично соединенных модулей, расположенных последовательно по ходу прокатки и состоящих из верхней и нижней частей с образованием между ними направляющего канала, патрубки для подвода охладителя, сопла и сливные отверстия, согласно полезной модели длина первого по ходу прокатки модуля составляет 0,65-0,70 длины второго модуля, в нижней части которого симметрично оси прокатки выполнен центрирующий выступ треугольного сечения, вершина которого направлена в сторону верхней части модуля, а грани центрирующего выступа снабжены щелевыми соплами.
Техническим результатом настоящей полезной модели является ограничение поперечного перемещения проката в устройстве при гидротранспортировании, обеспечение сбалансированного по сечению проката теплоотвода, повышение эффективности его охлаждения по всему сечению проката и получение требуемого уровня прочностных характеристик при их равномерном распределении по длине и сечению.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что длина первого по ходу прокатки модуля устройства составляет 0,65-0,70 длины второго модуля, в нижней части которого симметрично оси прокатки выполнен центрирующий выступ треугольного сечения, вершина которого направлена в сторону верхней части модуля, а грани центрирующего выступа снабжены щелевыми соплами.
Выполнение первого модуля, предназначенного для охлаждения наиболее массивной части профиля, длиной менее 0,65 длины второго модуля не обеспечивает достаточного ее охлаждения при прохождении через эту часть устройства, что приводит к чрезмерному снижению прочностных свойств проката, неравномерному охлаждению по сечению, его короблению и, как следствие, к нестабильности процесса гидротранспортирования и возникновению риска его бурения в устройстве.
Выполнение первого модуля длиной более 0,70 длины второго модуля приводит к чрезмерному охлаждению наиболее массивной части сечения профиля, что приводит к нарушению оптимальных условий его гидротранспортирования из-за возникновения недопустимых термических напряжений в сечении проката, его короблению и последующему бурению проката в устройстве.
При выполнении нижней грани направляющего канала второго по ходу прокатки модуля в виде центрирующего выступа треугольного сечения, вершина которого направлена в сторону верхней части модуля, а грани снабжены щелевыми соплами, обеспечивается стабильность процесса гидротранспортирования проката за счет фиксации его положения в горизонтальной плоскости и гарантируется точное попадание струй охладителя на заданные участки элементов профиля проката. Это позволяет охлаждать прокат по сечению равномерно и обеспечивает равномерное распределение прочностных свойств по длине и сечению. Кроме того, достижение равномерного охлаждения проката позволяет снизить возникающие при охлаждении термические напряжения, а, следовательно, уменьшает риск коробления и последующего бурения проката в устройстве.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - поперечный разрез А-А фиг.1.
Устройство для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования углового проката содержит корпус 1, выполненный в виде герметично соединенных модулей 2, 3, 4, расположенных последовательно по ходу прокатки и состоящих из верхней 5 и нижней 6 частей с образованием между ними направляющего канала, патрубки 7 для подвода охладителя, сопла 8 и сливные отверстия 9, причем длина первого 2 по ходу прокатки модуля составляет 0,65-0,70 длины второго 3 модуля, в нижней части которого симметрично оси прокатки выполнен центрирующий выступ 10 треугольного сечения, вершина которого направлена в сторону верхней части модуля 3, а грани центрирующего выступа 10 снабжены щелевыми соплами 11.
Устройство работает следующим образом: через патрубки 7 для подвода охладителя последний под давлением подается в верхнюю 5 и нижнюю 6 части корпуса 1 герметично соединенных и расположенных последовательно по ходу прокатки модулей 2, 3, и 4, откуда через сопла 8 и 11 попадает в направляющий канал, где происходит его взаимодействие с поступающим туда разогретым прокатом. При этом в первом по ходу прокатки модуле 2 длиной 0,65-0,70 длины второго модуля 3 за счет подачи охладителя через сопла 8 на наиболее массивный элемент профиля -вершину, обеспечивается равномерное распределение температуры по сечению проката, а, следовательно, и равномерное распределение прочностных свойств. Далее охлажденный равномерно по сечению прокат поступает во второй по ходу модуль 3, где за счет установленного в нижней части симметрично оси прокатки центрирующего выступа 10 треугольного сечения, вершина которого направлена в сторону верхней части модуля 3, обеспечивается стабильное гидротранспортирование проката и фиксация его положения в горизонтальной плоскости. В результате гарантируется точное попадание струй подаваемого через щелевые сопла 11 охладителя на заданный элемент профиля проката и дальнейшее эффективное равномерное по сечению охлаждение проката до требуемой температуры, что позволяет стабилизировать процесс гидротранспортирования и получать прокат с заданным уровнем прочностных характеристик при их равномерном распределении по длине и сечению.
Далее, пройдя второй по ходу прокатки модуль 3, прокат поступает в третий по ходу прокатки модуль 4, в котором осуществляется окончательное охлаждение проката и удаление остатков охладителя с его поверхности.
Отвод отработанного, имеющего повышенную температуру, а, следовательно, пониженную охлаждающую способность, охладителя из направляющего канала каждого модуля производится через сливные отверстия 9.
Полезная модель промышленно применима в производстве для ускоренного охлаждения и гидротранспортирования углового проката и обеспечивает эффективный отъем тепла с поверхности проката, его стабильное гидротранспортирование и получение требуемых прочностных характеристик при их равномерном распределении по длине и сечению.