устройство для охлаждения металлопроката прямоугольного профиля

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОПРОКАТА ПРЯМОУГОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ, содержащее камеру с рамой с коллекторами и рядами форсунок и направляющими пластинами для потоков охлаждающей среды, направляющие ролики для движения проката, установленные по периметру проката, отличающееся тем, что оно снабжено установленными на входном и выходном торцах корпуса кольцеобразными направляющими, устройство выполнено в виде отдельных секций камеры, каждая из которых состоит из корпуса с неподвижным основанием на опоре и выполнено с возможностью синхронного с прокатом поворота с возвратом относительно продольной центральной оси движения проката, причем оси форсунок расположены по диагональным осям сечения проката, а направляющие пластины расположены вдоль каждого ряда форсунок с двух их сторон и обращены выпуклой стороной к срезам сопл форсунок, при этом направляющие ролики выполнены с рабочей поверхностью, соответствующей профилю проката, укреплены попарно друг против друга на каждой из сторон входного и выходного отверстий для проката, а кольцеобразные направляющие установлены с возможностью передачи на корпус усилия поворота проката.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центр тяжести камеры расположен ниже центральной оси движения проката.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для передачи усилий поворота проката на корпус кольцеобразные направляющие оперты на поперечные движению проката ролики, причем ролики подпружинены и установлены на опорах.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опора корпуса установлена на поперечных роликах и выполнена с пазами под эти ролики, причем основание соединено с опорой посредством спиральных пружин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для термообработки черных, цветных металлов или сплавов, а именно к устройствам для быстрого охлаждения, и может быть использовано в металлургической промышленности.

Сложность достижения ускоренного и равномерного охлаждения массивного проката в процессе прокатки усугубляется большой скоростью движения проката, а также возможностью его поворота вокруг центральной продольной оси, например, после порезки проката на мерные длины, когда прокат прямоугольного сечения выходит из прижимных роликов ножниц на ребре, а затем в момент выхода из них падает, поворачивается на грань.

Известно устройство для охлаждения массивного металлопроката - рельсов, состоящее из двухкамерного коллектора с рядом форсунок, расположенного над охлаждаемой поверхностью проката в верхнюю камеру которого подводится вода, а в нижнюю - воздух под давлением.

Устройство имеет ограниченное применение - только для охлаждения головки рельсов, т. е. для охлаждения проката с одной стороны (Челышев Н.В. и др. Охлаждение рельсов водовоздушной смесью// Металлургия и коксохимия. Киев: Техника, 1973, N 36, с 81-83).

Известна водовоздушная система охлаждения блюмовых непрерывно литых заготовок, основанная на принципе образования водовоздушной смеси в коллекторах в непосредственной близости от форсунок. Коллектор выполнен из соосно расположенных труб для подвода воды и воздуха снабженных патрубками, в которых происходит образование водовоздушной смеси. Соосно патрубкам установлены распылители, представляющие собой глуходонную втулку с щелевыми прорезями на боковой поверхности. На конце каждого патрубка закреплены форсунки. Вода, проходя через щелевые сопла, разбрызгивается после соударения с внутренней поверхностью патрубка, равномерно распределяется по его сечению и смешивается с воздухом. Водовоздушная смесь подается через форсунку на поверхность заготовки в виде факела заданной геометрической формы и размера. Система обеспечивает достаточно равномерное охлаждение крупных заготовок, однако не приспособлена для охлаждения быстродвижущихся и поворачивающихся заготовок (Айзин Ю.М. и др. Водовоздушное охлаждение блюмовых заготовок на МНЛЗ Оскольского ЭМК//Сталь, 1987, N 9, с. 28-30).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для охлаждения непрерывнолитых заготовок квадратного сечения, содержащее раму с роликами, расположенными по периметру ручья и коллектор с форсунками, установленными между роликами. С целью повышения качества заготовок путем выравнивания теплоотвода по их периметру, форсунки установлены по углам рамы параллельно осям роликов, а напротив каждой из них дополнительно установлены изогнутые отражательные пластины, обращенные вогнутой стороной к форсункам. Ролики и форсунки смежных сторон ручья смещены вдоль него на величину шага между ними. Охладитель подается форсунками в виде плоского факела и параллельно граням слитка. Отражательные пластины изменяют направление струй на противоположное, чем достигается мягкость и равномерность охлаждения заготовки по периметру. Устройство обеспечивает равномерное охлаждение медленно двигающихся заготовок квадратного сечения и также не пригодно для охлаждения быстродвижущихся и поворачивающихся во время движения заготовок.

Цель изобретения - обеспечение равномерного и ускоренного охлаждения быстродвижущегося с поворотом массивного металлопроката прямоугольного сечения при его продольном движении и повороте вокруг продольной центральной оси, а также самовозврата корпуса в прежнее положение после выхода из него проката.

Цель достигается тем, что устройство состоит из ряда секций, расположенных между роликами приводного рольганга, каждая из которых состоит из корпуса с неподвижным основанием, опоры и выполненного с возможностью синхронного с прокатом, а затем возвратного, в момент выхода проката из него поворота относительно продольной центральной оси движения проката с неподвижным основанием, на котором размещена опора, при этом каждая секция объединяет раму с коллекторами, рядами форсунок и направляющими пластинами, установленными внутри корпуса таким образом, чтобы центральные оси форсунок совпадали с диагональными осями сечения проката. Направляющие пластины расположены вдоль каждого ряда форсунок с двух их сторон и обращены выгнутой стороной к соплам форсунок. Направляющие ролики снабжены механизмом с рабочей поверхностью, соответствующей профилю проката, и укреплены попарно дpуг против друга на противоположных сторонах входного и выходного отверстий для проката на торцовых крышках корпуса с кольцеобразными направляющими с возможностью передачи на корпус усилия поворота проката.

Для свободного поворота корпуса и самовозврата корпуса в прежнее положение после выхода из него проката, центр тяжести корпуса расположен ниже центральной оси движения проката. Для смещения корпуса вниз под действием его свободного поворота, а затем самовозврата его в прежнее положение, корпус снабжен кольцеобразными направляющими, установленными на его торцевых крышках, опирающимися на поперечные движению проката ролики, выполненные подпружиненными и установленные на опорах. Для поперечного смещения корпуса под действием свободного его поворота и самовозврата в прежнее положение опора корпуса установлена на поперечных роликах. Основание снабжено пазами для этих роликов и соединено с опорой в виде спиральных пружин, закрепленных на основании с одного конца и на опоре с другого и расположенных горизонтально поперек направления движения проката.

Анализ уровня техники показал отсутствие источника информации, из которого известно изобретение с аналогичным техническим решением и характеризующими признаками, идентичными всем существенным признакам предлагаемого устройства по совокупности признаков, приводящих к достижению желаемого технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показано устройство для охлаждения, быстродвижущегося с поворотом массивного металлопроката прямоугольного сечения, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид с торца; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Устройство для охлаждения быстродвижущегося с поворотом массивного металлопроката прямоугольного сечения имеет ряд секций, установленных между роликами 1 приводного рольганга, каждая из которых состоит из корпуса 2 с опорой 3 и неподвижного основания 4, на котором размещена опора 3. На торцах корпуса 2 укреплены направляющие ролики 5 для приема движущегося на ребре проката 6 по поверхности Пр приводного рольганга, которые снабжены механизмом с рабочей поверхностью, соответствующей профилю проката 6, и укреплены попарно друг против друга на противоположных сторонах входного и выходного отверстий для проката 6. На торцовых крышках 7 корпуса 2 установлены кольцеобразные направляющие 8 с возможностью передачи на корпус 2 усилия поворота проката 6, которыми корпус 2 опирается на подпружиненные ролики 9 опоры 3, установленной на поперечных роликах 10, опирающихся на основание 4 и установленных в пазах 11 основания 4. Опора 3 соединена с основанием 4 пружинным соединением 12. Корпус 2 с опорой 3 выполнен с возможностью синхронного с прокатом 6, а затем возвратного в момент выхода проката 6 из него поворота. Внутри корпуса 2 каждой секции установлены ряды форсунок 13 и направляющие пластины 14 таким образом, чтобы центральные оси форсунок 13 совпадали с диагональными осями сечения проката 6, а направляющие пластины 14 располагались вдоль каждого ряда форсунок 13 с двух их сторон и были обращены выгнутой стороной к соплам форсунок 13, а также вместе с ними рама с коллекторами 15 и гибкие шланги 16, установленные на коллекторах 15 для подвода к форсункам 13 воды и воздуха.

Секция устройства для охлаждения быстродвижущегося с поворотом металлопроката прямоугольного сечения работает следующим образом. Нагретый прокат 6, двигаясь на ребре по роликам 1, т.е. по поверхности Пр приводного рольганга попадает в направляющие ролики 5, укрепленные на торцах корпуса 2, и в зону охлаждения между ними, в которой ряды форсунок 13 расположены напротив и вдоль проката 6. Направляющие пластины 14 обеспечивают направление и pавномеpное движение потоков водовоздушной массы на ребра, а затем по поверхности граней проката 6. Положение секции устройства, а с ней корпуса 2 и форсунок 13 остается неподвижным в продолжение движения проката 6 по поверхности Пр рольганга на ребре. В момент выхода прокат 6 сваливается на одну из своих граней (фиг. 2) и принимает положение 6. Так как прокат 6 зажат в направляющих роликах 5, жестко связанных с корпусом 2, то он поворачивает вместе с собой эти ролики, а через них корпус 2 с рядами форсунок 13 внутри принимает положение 2. Таким образом, положение форсунок 13 по отношению к прокату 6 остается прежним - форсунки находятся напротив ребер проката, вследствие чего условия охлаждения, его равномерность и направленность не нарушаются.

При повороте проката 6 (фиг. 2) его центр сечения смещается вниз на величину h = 0,5(с - а), где с - диагональ квадратного сечения проката, а - длина его грани, и в сторону на величину l = 0,5а. Корпус 2 с форсунками 13 также поворачивается вместе с прокатом 6 и одновременно смещается вниз на величину h и в сторону на величину l. Свободный поворот корпуса 2 осуществляется за счет качения кольцеобразных направляющих 8, которые принимают положение 8.1, по роликам 9, которые принимают положение 9.1. Смещение корпуса 2 вниз на величину h происходит под тяжестью проката 6 за счет сокращения пружин роликов 9 на величину 9.1, а смещение корпуса 2 в сторону на величину l посредством отката опоры 3 в положение 3.1, на которой размещается корпус 2 на роликах 10, принимающих положение 10,1 по пазам основания 4.

После выхода проката 6 из очередной секции ее корпус 2 возвращается в исходное положение за счет спиральных пружин 10, закрепленных в центральном выступе основания 4, разжимающихся пружин роликов 9 после снятия нагрузки от веса проката 6 и поворота корпуса 2 под действием собственной тяжести, поскольку центр его тяжести в результате конструктивного исполнения находится ниже оси движения проката 6. Гибкие шланги 16 для подачи воды и воздуха в коллекторы 15 не препятствуют поворотам корпуса на 45^о.

Использование устройства для охлаждения быстродвижущегося с поворотом массивного металлопроката прямоугольного сечения позволяет обеспечить равномерность охлаждения проката квадратного сечения по всей его длине независимо от его положения на приводном рольганге во время движения, что положительно сказывается на стабилизации и повышении качества проката, его структуры и свойств.