IT9047894A1

IT9047894A1 - Elemento di estremita di un dispositivo di raffreddamento per material e laminato esteso in lunghezza per la rimozione del fluido di raffredd amento utilizzato.

Info

Publication number: IT9047894A1
Application number: IT047894A
Authority: IT
Inventors: Hans Juergen Grunwald; Wilfried Lampe; Niels Meusel
Original assignee: Schwermaschb Kom Ernst Thalmann Mag Veb
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1991-10-27
Also published as: RU1831505C; SE9001853D0; DD287667A5; IT9047894A0; IT1240095B; DE4009770C2; DE4009770A1; SE505986C2; UA13465A1; SE9001853L

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione dell'invenzione L'invenzione si riferisce ad un elemento di estremità' di un dispositivo di raffreddamento per materiale laminato esteso in lunghezza per la rimozione del fluido di raffreddamento usato. Dispositivi di raffreddamento di tal tipo vengono utilizzati in laminatoi di profilati di acciaio di piccole dimensioni e di fili.

Caratteristica dello stato della tecnica noto Nei laminatoi di profilati di acciaio di piccole dimensioni e di fili. al termine del processo di laminatura e sempre piu' anche tra le singole fasi di laminatura la superficie del materiale laminato viene raffreddata in modo forzato in modo da ottenere caratteristiche ottimali nel materiale laminato per l'ulteriore deformazione rispettivamente per lo scopo di utilizzazione successivo, mediante un andamento di temperatura mirato sfruttando il calore della laminatura. Inoltre un raffreddamento corrispondente consente la riduzione della percentuale di ossido secondaria nonché di proteggere gli equipaggiamenti successivi. Sostanzialmente in tal modo vengono risparmiate fasi di trattamento termiche nella lavorazione successiva. Il raffreddamento del materiale laminato avviene in tratti di raffreddamento composti generalmente da una pluralità' di tubi o canali di raffreddamento. Per poter adattare il raffreddamento in modo riproducibile a seconda di un determinato scopo di utilizzazione e necessario impedire il raffreddamento indefinito all'esterno dei tubi o canali di raffreddamento speciali a causa di fluido di raffreddamento uscente da questi e giungenti in altre parti dell'impianto, per cui verrebbe anche impedito l’attraversamento senza problemi del materiale laminato, in particolare dell'inizio delle barre. A tale scopo vengono utilizzati ad esempio tubi di raffreddamento nei quali due correnti parziali del fluido di raffreddamento sono dirette dalle due estremità' verso il centro e rimosse da qui insieme. Tali tubi di raffreddamento sono noti dal brevetto tedesco orientale DD-WP 92 216. In questo principio e' svantaggioso l'elevato effetto di frenatura della corrente del fluido di raffreddamento fluente sul materiale laminato in direzione opposta a quella di laminazione, che spesso sarebbe causa di avarie in particolare nel caso di materiale laminato di piccole dimensioni in caso di superficie nervata del materiale laminato e con le velocita' di laminazione finale solitamente elevate nei moderni laminatoi, in parte superanti i 100 m/s.

Diffusori previsti sul lato di uscita dei tubi o canali di raffreddamento per allargare il getto del fluido di raffreddamento non possono essere progettati in modo ottimale per il loro compito a causa della necessaria lunghezza costruttiva e della necessita' di guidare il materiale laminato. In particolare ugelli di spogliatura disposti a valle dei tubi o canali di raffreddamento o integrati in questi sul lato di uscita hanno il compito di mantenere, distribuire e separare dal materiale laminato il getto di fluido di raffreddamento che accompagna il materiale laminato mediante correnti di fluidi diretti in direzione oppostelo piu' o meno trasversalmente (in particolare vengono utilizzati sia acqua sia aria). Tali soluzioni sono contenute ad esempio nel brevetto sovieticoSU-UR 205860. Questi ugelli di spogliatura da un lato hanno una struttura veramente complicata e richiedono una quantità' relativamente grande di fluidi di spogliatura alimentati ad alta pressione. Tali ugelli sono descritti nel brevetto sovietico SU-UR 269183 e nel brevetto tedesco orientale DD-WP 253 581.

Nel caso di piccole quantità di fluido di spogliatura, sono sufficienti ugelli di spogliatura che hanno il compito di mantenere lontano dal fluido di raffreddamento la corrente rimanente ancora attaccata al materiale di laminazione dopo l'attraversamento di scanalature di spogliatura secondo il brevetto tedesco orientale DD-WP 253581, e tali ugelli possono anche essere sostituiti da ugelli di aspirazione operanti secondo il principio di iniezione che tuttavia richiedono pure un mezzo di funzionamento alimentato ad elevata pressione. Lo svantaggio dei citati canali di spogliatura, che sono costituiti da una sequenza variabile di cilindri di alimentazione relativamente stretti, dotati di imbuti o tramoggie di introduzione e di diffusori di uscita, e di camere di deflusso allargate a gradini per la separazione e lo scarico della corrente di fluido di raffreddamento consiste nella configurazione dispendiosa dal punto di vista della fabbricazione, nella lunghezza costruttiva relativamente elevata e nel fatto che il fluido di raffreddamento non viene trattenuto completamente in modo tale che inoltre sono necessari gli ugelli di spogliatura. rispettivamente di aspirazione citati.

Una soluzione descritta nel brevetto sovietico SU-UR 205860 secondo la quale la corrente del fluido di raffreddamento viene deviata dall'asse longitudinale tramite un elemento di estremità’ del tubo di raffreddamento piegato a gomito e possedente una apertura di passaggio del materiale -laminato disposta lungo la linea di laminatura permette di ottenere una separazione insufficiente del fluido di raffreddamento dal materiale da laminare o laminato.

Un tentativo di risolvere il problema senza ulteriore alimentazione di fluido e' noto dal brevetto tedesco DE-AS 2315 482. In questo una parte del fluido di raffreddamento viene deviato in obliquo verso la corrente del fluido di raffreddamento uscente dal tubo di raffreddamento per allontanare tale corrente dal materiale laminato. I rapporti di pressione delle due correnti tuttavia limitano notevolmente l'efficacia di questa variante. Anche la disposizione nota di piu' bussole di alimentazione del materiale laminato una dopo l'altra con intercapedini separa il getto di fluido di raffreddamento in modo solo insoddisfacente.

Scopo dell'invenzione

Scopo dell'invenzione consiste nel ridurre il dispendio per le apparecchiature e il consumo energetico nel funzionamento di tratti di raffreddamento in impianti di laminazione di profilati di acciaio di piccole dimensioni e di fili. Il tratto di raffreddamento deve operare senza guasti .

Descrizione del concetto dell'invenzione

Il compito alla base dell'invenzione consiste nel fornire un elemento di estremità di un dispositivo di raffreddamento per materiale laminato esteso in lunghezza per la rimozione del fluido di raffreddamento usato, che elimini gli svantaggi di funzionamento dei dispositivi di raffreddamento noti, causati dall'insufficiente separazione spogliatura del fluido di raffreddamento usato. La corrente del mezzo di raffreddamento uscente dall'elemento di estremità' deve essere cosi influenzata in modo tale che solo una parte estremamente ridotta del fluido di raffreddamento giunga insieme con il materiale laminato nella apparecchiatura successiva e nella maggior parte venga separata dal materiale laminato. La separazione avviene senza alimentazione energeticamente dispendiosa di un fluido di spogliatura o separazione.

Secondo l'invenzione viene fornito un elemento di estremità’ che si caratterizza per il fatto che il canale di alimentazione del materiale laminato, prima dell’allargamento a forma di imbuto, sia collegato con lo spazio d'aria circondante il tubo di raffreddamento tramite almeno un canale dell'aria e il passaggio del canale di alimentazione del materiale laminato nel 'allargamento a forma di imbuto nella zona dello sbocco dei canali dell'aria nel canale di alimentazione del materiale laminato sia realizzata come allargamento a gradini, in cui i canali dell'aria sono disposti su una linea mante Ilare comune del tubo di raffreddamento.

Si e' visto che, quando gli assi mediani dei canali dell'aria intersecano l'asse mediano del canale di alimentazione del materiale laminato, si ottengono i migliori risultati di separazione.

Secondo l'invenzione la superficie in sezione trasversale di ogni canale dell'aria e' compresa fra il 5 e il 30% della superficie a sezione trasversale del canale di alimentazione del materiale laminato. L'asse dell'allargamento ad imbuto e' disposto centralmente in modo da intersecare l'asse del canale di alimentazione del materiale laminato con un angolo acuto vantaggiosamente parti alla meta' dell'angolo del 'argamento a forma di imbuto.

Esempio di realizzazione

L' invenzione viene chiarita sulla base di un esempio di realizzazione e di due figure, nelle quali:

la figura 1 mostra l'elemento di estremità<1 >in sezione trasversale pesa lungo l'asse longitudinale del tubo di raffreddamento, e

la figura 2 mostra una vista presa nella direzione A sul lato di uscita dell'elemento di estremità'.

Nell’esempio di realizzazione mostrato, un tubo di raffreddamento 1 circonda un canale di alimentazione 2 del materiale laminato che sul lato di uscita, termina in un allargamento ad imbusto 3 in modo tale che l'asse del cono formato dall'allargamento ad imbuto 3 interseca l'asse del canale di alimentazione 2 del materiale laminato con un angolo acuto che e' esattamente la meta' dell'angolo di allargamento dell'allargamento ad imbuto 3 scelto secondo il criterio del diffusore e pari a 12“. La lunghezza a dell'allargamento ad imbusto 3 e' pari a 2,5 volte della larghezza b del canale di alimentazione 2 del materiale laminato.

Direttamente prima dell'inizio dell'allargamento di imbuto 3, un canale dell'aria 4 sbocca nel canale di alimentazione 2 del materiale laminato che a sua volta e' collegato da questo canale dell'aria 4 con il vano riempito d’aria circondante il tubo di raffreddamento 1. Il canale dell'aria 4 ha la forma di un cilindro il cui asse interseca l'asse del canale di alimentazione 2 del materiale laminato con un angolo di 90°. La superficie di sezione trasversale del canale dell'aria 4 e' pari al 16% della superficie a sezione trasversale del canale di alimentazione 2 del materiale laminato. La sezione trasversale di ingresso dell'allargamento ad imbuto 3 e maggiore della sezione trasversale del canale di alimentazione 2 del materiale laminato e in corrispondenza della parete del canale di alimentazione 2 del materiale laminato contrapposta allo sbocco del canale dell'aria nel canale di alimentazione 2 del materiale laminato, e' disposta a filo con questa parete. Sui due lati di questo punto di raccordo a filo dell'allargamento ad imbuto 3. partendo dal canale di alimentazione 2 del materiale laminato, il passaggio del canale di alimentazione 2 del materiale laminato nell'allargamento ad imbuto 3 e’ realizzato lungo la periferia a gradini di dimensioni crescenti, presentanti il loro massimo nel piano dello sbocco del canale dell'aria 4 nel canale di alimentazione 2 del materiale laminato.

La corrente del fluido di raffreddamento W attraversante il canale di alimentazione 2 del materiale laminato del tubo di raffreddamento 1, parallelamente nella stessa direzione del materiale laminato 5, aspira aria ferma L attraverso il canale dell'aria 4 dall'ambiente circostante al tubo di raffreddamento 1 a pressione atmosferica verso il canale di alimentazione 2 del materiale laminato; tale aria, prima di potersi mescolare con il fluido di raffreddamento W, giunge nella zona del passaggio a gradini del canale di alimentazione 2 del materiale laminato nell'allargamento di imbuto 3 e, a causa del distacco della corrente sul raccordo a gradini del canale di alimentazione 2 del materiale laminato con l'allargamento dell'imbuto 3, forma una resistenza di flusso locale elevata nell'allargamento 3 ad imbuto. Questa resistenza di flusso locale elevata provoca una deviazione della corrente del fluido di raffreddamento W passante per l'allargamento ad imbuto 3 in una direzione contrapposta allo sbocco del canale dell'aria 4 nel canale di alimentazione 2 del materiale laminato. Il getto di fluido di raffreddamento W deviato, uscente dall’allargamento ad imbuto 3. si allarga a ventaglio e presenta una sezione trasversale approssimativamente a forma di segmento circolare. La sua direzione risultante differisce cosi' fortemente dalla direzione del materiale laminato che tra la superficie mantellare del getto, sul lato del materiale laminato, e il materiale laminato stesso, si forma un angolo acuto maggiore dell'angolo di allargamento dello allargamento ad imbuto 3. Perciò' la corrente e il fluido di raffreddamento W viene separata in modo praticamente completo dal materiale laminato 5 già' a pochi cm a valle dell'estremità' del tubo di raffreddamento .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Elemento di estremità' di un dispositivo di raffreddamento per materiale laminato esteso in lunghezza per la rimozione di fluido di raffreddamento usato, in cui il fluido di raffreddamento viene alimentato sotto pressione e attraversa il dispositivo di raffreddamento nella stessa direzione del materiale laminato e il canale di alimentazione del materiale laminato dell'elemento di estremità’ e' dotato sul lato di uscita di un allargamento ad imbuto, caratterizzato dal fatto che il canale di alimentazione (2) del materiale laminato, prima dell'allargamento ad imbuto (3), e' collegato con la camera d'aria circondante il tubo di raffreddamento (1) mediante un canale dell'aria 14) e il raccordo del canale di alimentazione del materiale laminato con l'allargamento ad imbuto (3) e' realizzata nella zona degli sbocchi dei canali dell'aria (4) nel canale di alimentazione del materiale laminato (2) come allargamento a gradini, i canali dell'aria (4) essendo disposti su una linea mantellare comune del tubo di raffreddamento.
2. Elemento di estremità' secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che gli assi mediani dei canali dell'aria (4) intersecano l'asse mediano del canale di alimentazione (2) del materiale laminato.
3. Elemento di estremità' secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che la superficie della sezione trasversale di ogni canale dell'aria (4) e' compresa fra il 5 e il 30% della superficie della sezione trasversale del canale di alimentazione (2) del materiale laminato.
4. Elemento di estremità' secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'asse dell'allargamento ad imbuto (3) interseca l’asse del canale di alimentazione del materiale laminato con un angolo acuto (a ).
5. Elemento di estremità’ secondo le rivendicazioni 1 e 4, caratterizzato dal fatto che l’angolo acuto α formato dagli assi dell'allargamento ad imbuto (3) e del canale di alimentazione (2) del materiale laminato e’ pari alla meta' dell'angolo β dell'allargamento ad imbuto (3) .