Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ И ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПРОКАТА

Изобретение относится к области термической обработки и предназначено для термического упрочнения и гидротранспортирования проката.

Известно устройство для термического упрочнения и гидротранспортирования проката, включающее противоточную и прямоточную камеры охлаждения, каждая из которых снабжена индивидуальной водоподающей форсункой [1].

Данное устройство не обеспечивает возможность упрочнения горячекатаных прокатных профилей малого сечения, характеризующихся небольшой продольной жесткостью, из-за застревания раскатов при попадании в поток воды движущейся навстречу, и требует повышенного расхода воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому (прототипом) является устройство, содержащее корпус форсунки с приемной воронкой, камеру охлаждения (прямоточную) с коническим расширением в сторону воронки. Причем, выходной конец приемной воронки выполнен в виде усеченного корпуса с продольными каналами и соединен большим основанием с коническим расширением камеры, а входная часть приемной воронки служит противоточной камерой охлаждения [2].

Указанное устройство является универсальным, поскольку содержит противоточную и прямоточную камеры охлаждения, подача воды в которые осуществляется одной форсункой, и обеспечивает возможность охлаждения и гидротранспортирования профилей с малой продольной жесткостью.

Основным недостатком устройства, как следует из описания изобретения, является сложность конструкции водоподающих сопел и отсутствие возможности раздельного регулирования интенсивности охлаждения в противоточной и прямоточной камерах охлаждения, а следовательно, перенастройки устройства при прокатке профиля другого сечения, кроме того, из-за больших потерь динамического и статического напора, обусловленных конструкцией водоподающих сопел, устройство характеризуется повышенными расходом охладителя и энергозатратами.

Таким образом, в основу изобретения поставлена задача упрощения конструкции и перенастройки устройств снижения расхода охладителя и энергозатрат.

До достижения технического результата в известном устройстве для термического упрочнения и гидротранспортирования проката, содержащем прямоточную камеру охлаждения и гидротранспортирования, водоподающую форсунку с приемной воронкой, приемная воронка выполнена в виде противоточной камеры охлаждения с входной и выходной частями, при этом выходная часть противоточной камеры образует сопло с прямоточной камерой для подачи воды в прямоточную камеру, а подачу воды в противоточную камеру осуществляют из прямоточной камеры за счет повышения сопротивления в ней при вхождении охлаждаемого проката на 0,4-0,6 ее длины.

Длина противоточной камеры охлаждения не превышает 0,1 длины прямоточной камеры охлаждения.

Приемная воронка выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной оси, обеспечивающего изменение сечения сопла.

Такое решение задачи позволяет упростить конструкцию и переналадку устройства и снизить эксплуатационные затраты.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит прямоточную камеру охлаждения и гидротранспортирования 1, водоподающую форсунку 2 с приемной воронкой 3, выполненной в виде противоточной камеры охлаждения с выходной 4 и входной 5 частями. Выходная часть 4 приемной воронки 3 образует сопло с прямоточной камерой охлаждения и гидротранспортирования 1. Причем, воронка выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной оси, а длина противоточной камеры охлаждения - приемной воронки 3 не превышает 0,1 длины прямоточной камеры охлаждения и гидротранспортирования 1.

Устройство работает следующим образом.

Вода высокого давления из корпуса форсунки 2, через сопло, образованное выходной частью 4 подвижной приемной воронки 3 с прямоточной камерой охлаждения, попадает в прямоточную камеру охлаждения и гидротранспортирования. Соотношение сечений указанного сопла и прямоточной камеры охлаждения 1 установлено таким образом, что поток охладителя движется только в направлении движения проката (прямоток); вода в приемной воронке - противоточной камере отсутствует. Горячий прокат через приемную воронку - противоточную камеру охлаждения, в которой отсутствует вода (т.е. без сопротивления) поступает в прямоточную камеру охлаждения. При вхождении передней части раската на 0,4-0,6 длины прямоточной камеры охлаждения и гидротранспортирования 1 реализуется, во-первых - стабильный процесс гидротранспортирования, а во-вторых, проходное сечение камеры 1 уменьшается, сопротивление потоку существенно увеличивается, и в связи с этим часть охладителя из прямоточной камеры 1 движется внутри воронки - камеры охлаждения навстречу прокату (противоток). Дальнейшее охлаждение по длине движущегося проката происходит вначале в противоточной камере и затем прямоточной камере 1. Из-за малой длины противоточной камеры - не более 0,1 длины прямоточной камеры сопротивление движению раскатов несущественно. После выхода заднего конца раската из прямоточной камеры охлаждения и гидротранспортирования поступление воды в противоточную камеру прекращается, устройство готово к приему следующего раската.

Увеличение длины противоточной камеры охлаждения более 0,1 длины прямоточной камеры нецелесообразно, поскольку процесс интенсивного равномерного охлаждения поверхности проката уже произошел, а увеличение длины этой камеры только ухудшит условия гидротранспортирования.

Величина вхождения переднего конца раската в прямоточную камеру охлаждения, равная 0,40 ее длины, установлена из условий обеспечения стабильного гидротранспортирования раскатов, при этом нижний придел 0,4 определен для профилей большего сечения, а 0,6 - меньшего.

Выполнение воронки подвижной вдоль горизонтальной оси обеспечивает возможность перенастройки устройства при переходе на упрочнение профиля другого сечения и регулирования распределения воды между прямо- и противоточной камерами, за счет изменения сечения сопла, образованного выходной частью приемной воронки 2,4 и прямоточной камерой охлаждения 1.

Таким образом, использование предлагаемого устройства для термического упрочнения и гидротранспортирования проката позволяет упростить конструкцию и настройку устройства при изменении сечения проката и снизить эксплуатационные затраты.

Предложенное устройство испытано при термическом упрочнении арматурных профилей диаметром 6 и 8 мм в потоке проволочного стана.

Источники информации

1. Гончаров Ю.В., Ведишев И.В., Голодов Н.Н. и др. “Сталь”, 1982, №10, с.6-9.

2. Авторское свидетельство СССР №676626.