Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ И ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПРОКАТА

Изобретение относится к области термической обработки горячекатаного проката, преимущественно профилей для армированного бетона.

Известно устройство для охлаждения и гидротранспортирования проката, содержащее нагнетательную форсунку, телескопическую камеру охлаждения, отсекатель воды, установленный на выходном конце камеры и состоящий из разделительной камеры с сужающейся насадкой, каналами с отсекающими соплами и холостыми проводками, и воздушную форсунку.

На выходе закрытого перемещающегося короба, как правило, установлена воздушная форсунка, а внутри него на участке между отсекателем воды и воздушной форсункой установлены холостые трубы - проводки [1].

В указанном устройстве изменение длины активной зоны охлаждения для корректировки режима упрочнения осуществляется только дискретно и требует остановки процесса прокатки, что и является его основным недостатком.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному (прототип) является устройство для термомеханического упрочнения и гидротранспортирования проката, содержащее нагнетающую форсунку, камеру охлаждения и гидротранспортирования, состоящую из неподвижной и телескопически сочлененной с ней подвижной частью в виде распределенной камеры с сужающейся насадкой на выходе, каналами и отсекающими соплами. При этом часть распределительной камеры с сужающейся насадкой на выходе, каналами и отсекающими соплами заключены в закрытый короб, выполненный с возможностью его перемещения вдоль линии прокатки при помощи привода [2].

Указанное устройство обеспечивает стабильность механических свойств упрочненного проката путем оперативной корректировки длительности охлаждения за счет плавного изменения длины камеры в небольших пределах [±(3%-6%)] при необходимом и конструктивно выполненном изменении длины ±15%. Естественно изменяются гидродинамические параметры потока воды в камере охлаждения, что вызывает нарушение устойчивой работы отсекателя воды и приводит к снижению однородности механических свойств, искривлению раскатов после выхода из устройства и остывания на холодильнике и вызывает необходимость существенного увеличения расхода сжатого воздуха, что и является основным недостатком прототипа.

Таким образом, в основу изобретения поставлена задача повышения качества упрочненного проката за счет однородности механических свойств и уменьшения искривления раскатов на холодильнике и сокращения расхода сжатого воздуха.

Для решения этой задачи в устройстве термомеханического упрочнения и гидротранспортирования проката, содержащем нагнетающую форсунку, камеру охлаждения и гидротранспортирования, состоящую из неподвижной и телескопически сочлененной с ней подвижной частью, выходной конец которой представляет собой распределительную камеру с сужающейся на входе и цилиндрической на выходе насадкой, каналами и отсекающими соплами и направляющими проводками, аналогичными по форме насадке, эта подвижная часть заключена в автономный короб с приводом его перемещения относительно линии прокатки, на выходе из которой установлена воздушная форсунка, сужающаяся на входе и цилиндрическая на выходе насадка и направляющие проводки содержат диффузор, а соотношение площади сечения распределительной камеры к цилиндрической части сужающейся насадки и направляющих проводок составляет не менее 4 и не более 10.

Такое решение задачи позволяет повысить качество упрочненного проката за счет однородности механических свойств и уменьшения искривления раскатов на холодильнике и сокращение расхода воздуха.

Предлагаемое устройство изображено на фиг.1 и фиг.2. Оно содержит нагнетающую форсунку 1, камеру охлаждения и гидротранспортирования, включающую неподвижную часть 2 и телескопически сочлененную с ней подвижную часть 3, распределительную часть 4 с сужающейся на входе и цилиндрической на выходе насадкой 5 с диффузором, каналами 6 и отсекающими соплами 7, направляющими проводками 8, аналогичными по форме насадке 5, подвижный короб 9 с механизмом перемещения 10 который снабжен форсункой 11.

Устройство работает следующим образом.

Раскаты арматурных профилей по выходу из клети стана через приемную воронку и нагнетающую форсунку 1 поступают в камеру охлаждения, вначале неподвижную 2, а затем в подвижную 3, выходной конец которой является распределительной камерой 4 с сужающейся на входе и цилиндрической на выходе насадкой 5 и каналами 6 с отсекающими соплами 7, далее в направляющие проводки 8, холостые трубы-проводки (на чертеже не показано) и воздушную форсунку 11, причем сужающаяся на входе и цилиндрическая на выходе насадка 5 и направляющие проводки 8 содержат диффузор. Поток воды из нагнетающей форсунки 1 поступает в телескопическую камеру охлаждения и гидротранспортирования 2, 3, где происходит организованное охлаждение раскатов. На участке распределительной камеры 4 перед сужающейся на входе и расширяющейся на выходе насадкой 5 за счет уменьшения проходного сечения повышается статическое давление и, за счет этого часть потока отработанной воды поступает в каналы 6 и через сопла 7 сбрасывает часть потока воды, выходящего из диффузора насадки 5 и направляющих проводок 8. Снабжение насадки 5 и направляющих проводок 7 диффузором заметно повысило эффективность работы водяного отсекателя в стационарном (без изменения длины) режиме работы устройства. Для оперативной корректировки процесса в режиме реального времени производят изменение длины телескопической камеры охлаждения 2, 3 путем перемещения подвижного короба 9 с отсекателем воды 4, 5, 6, 7 и 8 и воздушной форсункой 11 при помощи механизма перемещения 10.

При существенном изменении длины телескопической камеры, естественно, изменяются условия работы отсекателя воды, зависящие при неизменном давлении на подводе воды к корпусу форсунки от соотношения сечения распределительной камеры (Fd1) и цилиндрической части сужающейся насадки (Fd2), фиг.2.

Зависимость работы отсекателя воды и кривизны раскатов упрочненной арматуры после остывания на холодильнике от соотношения сечений распределительной камеры Fd1 и цилиндрической части сужающейся насадки Fd2 приведены в таблице 1.

Из данных таблицы очевидно, что при соотношении Fd1/Fd2 менее 4 (3,6; 3,8) работа отсекателя воды неудовлетворительна. При такой разнице площадей сечений распределительной камеры и цилиндрической части сужающейся насадки повышение давления воды на участке перед водоотводящими каналами незначительно и основная часть отработанной воды поступает в холостые трубы-проводки, из-за чего происходит неорганизованное охлаждение раскатов, приводящее к их искривлению. При соотношении сечений Fd1/Fd2 более 10 значительно повышается статическое давление в распределительной камере, соответственно и повышается скорость истечения потока из сужающейся насадки, что так же приводит к неполному отсечению потока, попаданию отработанной воды в холостые трубы-проводки, неорганизованному охлаждению раскатов и их искривлению.

Таким образом, снабжение насадки и направляющих проводок диффузором и установленное соотношение площадей сечений распределительной камеры к цилиндрической части сужающейся насадки и направляющих проводок не менее 4 и не более 10 обеспечивает практически полный сброс отработанной воды и исключает неорганизованное охлаждение раскатов, что позволяет повысить качество упрочненного проката за счет однородности механических свойств и уменьшения искривления раскатов и сократить расход сжатого воздуха.