Колектор для охолодження листового металу

Колектор для охолодження листового металу, що містить наповнювальний бак для витікання охолоджувача ламінарними струменями через розташовані в ряди патрубки, діаметр яких вибирають залежно від параметрів колектора, який відрізняє ться тим, що патрубки з боку входу о холоджувача розміщено у два ряди, а з боку ви хідних торців - в один суцільний ряд з відношенням відстані між патрубками до внутрішнього діаметра патрубка не більше 1,3, а внутрішній діаметр патрубка вибрано залежно від максимальної витрати охолоджувача й висоти установлення колектора над поверхнею охолоджуваного листа відповідно до залежності: dn = (2,5 ¸ 2,9)Vn0,5 × H0,2, де: dn - вн утрішній діаметр патрубка, мм; UA (21) a200700590 (22) 22.01.2007 (24) 10.08.2007 (46) 10.08.2007, Бюл. №12, 2007р. (72) Гончаров Микола Васильович, Остапенко Арнольд Леонтійович, Борщов Олексій Вікторович, Коваль Сергій Миколайович, Кривцов Андрій Іванович, Шкарлат Олександр Федорович, Яценко Вячеслав Олександрович, Петренко Сергій Володимирович (73) Гончаров Микола Васильович, Остапенко Арнольд Леонтійович, Борщов Олексій Вікторович, Коваль Сергій Миколайович, Кривцов Андрій Іванович, Шкарлат Олександр Федорович, Яценко Вячеслав Олександрович, Петренко Сергій Володимирович (56) SU 329923, 24.02.1972 SU 406587, 21.11.1973 SU 889172, 15.12.1981 SU 1028724 A, 15.07.1983 UA 17356 U, 15.09.2006 RU 2282512 C1, 27.08.2006 EP 0080086 A1, 01.06.1981 C2 2 (19) 1 3 80082 охолодження поверхні в місцях натікання струменів. Наслідком є нерівномірне охолодження листа по ширині. Обмеженням, що вводиться, на крок між патрубками в ряді не може бути усун утий відзначений недолік. Відомий колектор для охолодження штаб на відводильному рольгангу широкоштабного стана, що містить наповнювальний бак з розташованими в ньому у два ряда циліндричними патрубками для витікання охолоджувача, діаметр яких становить 0,01-0,012 висоти установлення колектора над штабою [Авт. свид. СРСР. №406587. В21В45/02]. Цим забезпечується одержання суцільного й ламінарного струменя при висоті установці сопіл патрубків більше 1,5м над поверхнею штаби й ефективне використання охолоджувача. Цей колектор прийнятий як найближчий аналог. Колектору властиві недоліки попередніх аналогів у частині нерівномірного охолодження поверхні листа. Крім того, прийняте співвідношення між діаметром патрубка й висотою установлення колектора може бути справедливо тільки для окремого часткового випадку. Відомо, що ламінарне витікання рідини визначається критерієм Рейнольдса (Re), що залежить від швидкості витікання й внутрішнього діаметра патрубка. У той же час між швидкістю витікання охолоджувача й діаметром патрубка існує квадратична залежність, що обумовлює зміну критерію Re зі зміною діаметра патрубка. При незмінній витраті охолоджувача, збільшення діаметра може також привести до зменшення швидкості витікання охолоджувача до скапування. В основу винаходу поставлено задачу забезпечити інтенсивне й рівномірне по ширині охолодження листового металу ламінарними струменями й на цій основі підвищити ефективність використання охолоджувача і якість готової продукції. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому колекторі для охолодження листового металу, що містить наповнювальний бак для витікання охолоджувача ламінарними струменями через розташовані в ряди патрубки, діаметр яких вибирають залежно від параметрів колектора, патрубки з боку входу охолоджувача розміщають у два ряди, а з боку вихідних торців в один суцільний ряд з відношенням відстані між патрубками до внутрішнього діаметра патрубка не більше 1,3, а внутрішній діаметр патрубка вибирають у залежності від максимальної витрати охолоджувача й висоти установлення колектора над поверхнею охолодженого листа відповідно до залежності: dn = (2,5 ¸ 2,9)Vn0,5 × H0,2, де dn - вн утрішній діаметр патрубка, мм. Vn - витрата охолоджувача через патрубок, л/хв. Н - висота установлення колектора над поверхнею листа, м. Суттєвими ознаками, які збігаються із суттєвими ознаками прототипу, є те, що колектор містить наповнювальний бак, розташовані в ряди трубки, 4 діаметр яких вибирається залежно від параметрів колектора. Суттєвими відмітними ознаками є те, що патрубки з боку вихідних торців розміщають в один суцільний ряд, причому відношення внутрішнього діаметра патрубка до відстані між патрубками становить не більше 1,3, а внутрішній діаметр патрубка вибирають залежно від витрати охолоджувача й висоти установлення колектора над поверхнею відповідно до залежності: dn = (2,5 ¸ 2,9)Vn0,5 × H0,2, де: dn - вн утрішній діаметр патрубка, мм. Vn - ви трата охолоджувача через патрубок, л/хв. Н - висота установлення колектора над поверхнею листа, м. Розміщення патрубків з боку вихідних торців в один суцільний ряд наближає коллектор, що заявляється, по інтенсивності й рівномірності охолодження до колектора із щілинним соплом, який створює плоский струмінь охолоджувача. Однак він легше й надійніше (краще) управляється й позбавлен недоліків щілинного колектора, пов'язаних із жорсткими видатковими характеристиками [см. Развитие систем охлаждения на отводящем рольганге. "Чермитинформация". Новости черной металлургии за рубежом. 2005г., №4, с.57]. Крім того, колектор, що заявляється, дозволяє в більш широких межах змінювати витрату охолоджувача у бік зменшення, а значить регулювати інтенсивність охолодження. Максимальна відстань між патрубками в ряді (1,3dn.) визначено з умови забезпечення інтенсивного охолодження листа на ділянці між струменями. При такій відстані між патрубками досягається єдина смуга інтенсивного охолодження й рівномірне зниження температури по ширині листа. Зі збільшенням відстані між патрубками більше 1,3dn на поверхні листа з'являються смуги різної інтенсивності охолодження, що веде до нерівномірності механічних властивостей по ширині готового листа. Витрату охолоджувача обирають із умови, коли ще додержується ламінарний режим витікання струменя. Вибір діаметра патрубка залежно від максимальної витрати о холоджувача відбиває взаємозв'язок витрати охолоджувача й прохідного перерізу патрубка, що визначається його внутрішнім діаметром. Установлені співвідношення забезпечують витікання охолоджувача при граничних значеннях критерію Re, коли ще зберігається натікання охолоджувача на поверхню листа ламінарними струменями. Зі зміною висоти установлення колектора змінюється швидкість і діаметр струменя охолоджувача біля поверхні листа, що вра ховується при визначенні внутрішнього діаметра патрубка степінною залежністю його від висоти установлення колектора. Кінематична в'язкість охолоджувача враховується вибором відповідних коефіцієнтів. Так, при використанні в якості охолоджувача чистої води прийнятий коефіцієнт 2,5, а для води з 5 80082 оборотного циклу (кінематична в'язкість якої в 1,11,2 рази вище) приймають коефіцієнт 2,9. Вибір внутрішнього діаметра патрубка відповідно до залежності, що заявляється, дозволяє забезпечити граничні значення критерію Re при натіканні охолоджувача на поверхню листа, при якому зберігається ламінарний режим течії. Цим досягається максимально можлива інтенсивність охолодження при заданій витраті охолоджувача. Зі зменшенням витрати охолоджувача через обраний патрубок зменшується швидкість витікання, а значить і критерій Re. Із цієї причини натікання струменів на поверхню листа буде завжди відбуватися в ламінарному режимі, а інтенсивність охолодження буде визначаться тільки питомою витратою охолоджувача. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де показаний колектор для охолодження листового металу в зборі. Колектор складається з наповнювального бака 1, патрубків для витікання охолоджувача 2, які з боку вихідних торців установлені в один ряд, трубопровід підведення охолоджувача 3, живильних патрубків 4, о холоджений лист 5. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 Колектор працює таким чином. Через підводильний трубопровід 3 і живильні патрубки 4 охолоджувач надходить у наповнювальний бак 1, з якого через патрубки 2 витікає ламінарними струменями на охолоджену поверхню листа 5. У місці контакту струменя з поверхнею, при заявляємих параметрах колектора, по ширині листа утвориться суцільна смуга інтенсивного охолодження. Приклад. Максимальна витрата охолоджувача через патрубок становить 60 л/хв. Висота установлення колектора над поверхнею листа 1,8м. Ширина охолодженого листа 1,5м. Охолоджувач вода з оборотного циклу. Вибираємо внутрішній діаметр патрубка dn=2.9.600,5.1.80,2=25.3мм. Відповідно до ГОСТ приймаємо найближчий патрубок із зовнішнім діаметром 28мм і товщиною стінки 1,4мм. Тоді внутрішній діаметр патрубка становить 281,4.2=25,2мм. Відстань між патрубками становить 25,2.1,3=32,8мм, принято 30мм. Кількість патрубків у ряді - (1500/30)+1=51 патрубок. Колектор у запропонованому виконанні забезпечує інтенсивне й рівномірне по ширині охолодження листового металу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601