RU2143009C1

RU2143009C1 - Aggregate for heat treatment of rolling rolls, water header and sprayer for such aggregate

Info

Publication number: RU2143009C1
Application number: RU98104517A
Authority: RU
Inventors: В.В. Ветер; Г.В. Лихачев; И.С. Сарычев; В.Н. Скороходов; В.П. Настич; А.А. Угаров; В.Н. Лазарев
Original assignee: Ветер Владимир Владимирович
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-12-20

Abstract

FIELD: machine engineering, namely equipment for heat treatment of rolls of rolling mills, constructional members of that equipment. SUBSTANCE: aggregate includes housing in bottom of which gas burners are arranged. In housing there are: mechanism for rotating roll with drive unit and spindle, carriage with drive unit and tailstock with center. Annular inductor to which power is supplied from generator and sprayer having at least two mutually insulated working chambers are mounted in carriage. Working chamber placed nearer to inductor is provided with inlet for circulating water joined by means of pump with water header. Working chamber of sprayer spaced from inductor has inlet joined to pipeline for supplying process water through pump and cock. Water header has basin for collecting water and pressurized water basin joined with first basin by means of water duct provided with magnetic filter. Level of walls of second basin is higher than overflow level by 5-10 cm. Sprayer includes hollow casing in the form of body of revolution having inner cavity divided by means of radial partitions at least by two mutually insulated working chambers. Inner wall of casing is stepped one and it has diametrical section in the form of rectangular zigzag. Outlet openings are inclined relative to lengthwise axis of casing, gravity centers of those openings are spaced by equal distance from lengthwise axis of casing. EFFECT: reduced time and energy consumption for heat treatment process, enhanced quality, high stability of heat treated rolls due to stabilizing cooling modes. 12 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к термической обработке, в частности к агрегатам, предназначенным для термической обработки валков прокатных станов, и элементам конструкции таких агрегатов и может использоваться в машиностроении. The invention relates to heat treatment, in particular to units intended for heat treatment of rolls of rolling mills, and structural elements of such units and can be used in mechanical engineering.

Известен агрегат для термической обработки крупных прокатных валков, содержащий футерованную камеру со сводом и системой нагрева, торцевые уплотнительные вставки, механизм вращения валков и систему охлаждения, в котором с целью повышения эффективности процессов термической обработки установлена дополнительная сводовая секция с расположенными на ней спрейерами, при этом свод футерованной камеры и сводовая секция шарнирно закреплены на противоположных сторонах футерованной камеры (см. авторское свидетельство СССР N 1157096, МПК4 C 21 D 9/36, 1/02, опубл. 1985 г.). Недостаток такого агрегата - невозможность осуществления термоциклической обработки, которая в последнее время получила широкое распространение. A known unit for heat treatment of large rolling rolls containing a lined chamber with a roof and heating system, end sealing inserts, a rotation mechanism of the rolls and a cooling system, in which, in order to increase the efficiency of heat treatment processes, an additional roof section with sprayers located on it is installed, while the vault of the lined chamber and the vault section are pivotally mounted on opposite sides of the lined chamber (see USSR author's certificate N 1157096, IPC 4 C 21 D 9/36, 1/0 2, publ. 1985). The disadvantage of this unit is the impossibility of thermocyclic processing, which has recently become widespread.

Агрегат для термической обработки, описанный в авторском свидетельстве СССР N 1740457, МПК5 C 21 D 9/36, опубл. 1992 г., содержит секционную футерованную нагревательную камеру со стационарной частью и съемным сводом и с газовыми горелками, расположенными в нижней части камеры, механизм вращения валка, торцевые уплотнители, систему охлаждения в виде спрейеров и водозаборников, установленных под спрейерами по обе стороны стационарной части камеры. На этом агрегате также невозможно осуществлять термоциклическую обработку. The unit for heat treatment described in the author's certificate of the USSR N 1740457, IPC5 C 21 D 9/36, publ. 1992 contains a sectional lined heating chamber with a stationary part and a removable roof and with gas burners located in the lower part of the chamber, a roll rotation mechanism, mechanical seals, a cooling system in the form of sprayers and water intakes installed under the sprayers on both sides of the stationary part of the chamber . It is also impossible to carry out thermocyclic processing on this unit.

Такого недостатка лишен агрегат для термической обработки крупных прокатных валков, защищенный патентом Российской Федерации N 2048666, МПК6 F 27 B 19/02, C 21 D 9/28, содержащий нагревательную камеру в виде съемного свода и стационарной нижней части, в которой размещены газовые горелки, дополнительную сводовую секцию, секторный индуктор, катушки которого закреплены на внутренней поверхности сводовой секции с возможностью фронтального перемещения в радиальном направлении к валку, механизм перемещения сводовой секции вдоль оси вращения валка. Этот агрегат по технической сущности является наиболее близким к заявляемому и выбран в качестве прототипа. A unit for heat treatment of large rolls, protected by the patent of the Russian Federation N 2048666, IPC6 F 27 B 19/02, C 21 D 9/28, containing a heating chamber in the form of a removable roof and a stationary lower part in which gas burners are located, is deprived of this drawback , an additional vault section, a sector inductor, the coils of which are fixed on the inner surface of the vault section with the possibility of frontal movement in the radial direction to the roll, a mechanism for moving the vault section along the axis of rotation of the roll. This unit in technical essence is the closest to the claimed and selected as a prototype.

Недостаток прототипа - сравнительно большие временные и энергетические затраты на термообработку и неравномерность скорости охлаждения. The disadvantage of the prototype is the relatively large time and energy costs for heat treatment and uneven cooling rate.

Цель изобретения - сокращение временных и энергетических затрат на термическую обработку и улучшение качества и стабильности термической обработки за счет стабилизации режимов охлаждения. The purpose of the invention is to reduce the time and energy costs of heat treatment and improve the quality and stability of heat treatment by stabilizing cooling modes.

Указанная цель достигается тем, что агрегат для термической обработки прокатных валков, содержащий станину, в поде которой размещены газовые горелки, установленные на станине механизм вращения валка, включающий привод и шпиндель, каретка с механизмом перемещения ее вдоль продольной оси валка и установленных на ней индуктором и спрейером, и генератор переменного тока, соединенный шиной питания с индуктором, дополнительно содержит водосборник с насосом подачи оборотной воды, индуктор в агрегате выполнен кольцевым, спрейер также выполнен кольцевым, содержит как минимум две рабочие камеры, изолированные друг от друга, закреплен на каретке рядом с индуктором параллельно ему и имеет угол наклона сопел от индуктора, ввод ближней к индуктору рабочей камеры спрейера подключен к насосу подачи оборотной воды, ввод дальней от индуктора рабочей камеры подключен к магистрали технической воды, водосборник имеет перелив в сливную канализацию. Спрейер выполнен из двух половинок, верхняя из которых закреплена на каретке шарнирно, а нижняя жестко. Газовые горелки выполнены съемными в виде труб с отверстиями. This goal is achieved by the fact that the unit for heat treatment of rolling rolls containing a bed, in the hearth of which there are gas burners, a roll rotation mechanism mounted on the bed, including a drive and a spindle, a carriage with a mechanism for moving it along the longitudinal axis of the roll and an inductor mounted on it and a sprayer, and an alternator connected to the inductor by a power bus, further comprises a water collector with a circulating water supply pump, the inductor in the unit is made circular, the sprayer is also made annular, contains at least two working chambers, isolated from each other, mounted on a carriage next to the inductor parallel to it and has an angle of inclination of the nozzles from the inductor, the input of the sprayer nearest to the working chamber inductor is connected to the circulating water supply pump, the input of the working chamber farthest from the inductor connected to the line of industrial water, the catchment has an overflow into the drain sewer. The sprayer is made of two halves, the upper of which is pivotally mounted on the carriage, and the bottom is rigidly. Gas burners are made removable in the form of pipes with holes.

Объектом изобретения является водосборник заявленного агрегата для термической обработки прокатных валков. The object of the invention is a water collector of the claimed unit for heat treatment of rolling rolls.

Известна горизонтальная установка для охлаждения цилиндрических изделий (см. авторское свидетельство СССР N 1509413, МПК4 C 21 D) 1/667, опубл. 1989 г. ), в которой водозаборник представляет собой емкость, соединенную сливом со сливной канализацией. Недостаток этого водосборника - отсутствие возможности повторного использования охлаждающей жидкости. Known horizontal installation for cooling cylindrical products (see USSR author's certificate N 1509413, IPC4 C 21 D) 1/667, publ. 1989), in which the water intake is a container connected by a drain to a drain sewer. The disadvantage of this sump is the inability to reuse the coolant.

В установке для охлаждения, защищенной авторским свидетельством СССР N 789603, МПК3 C 21 D 9/667, опубл. 1980 г., водозаборник содержит емкость, соединенную через подвод с вентилем с магистралью технической воды, заборник с фильтром, подключенный к насосу подачи оборотной воды к спрейерам, и слив в сливную канализацию. Недостаток такого водосборника - неравномерность подачи оборотной воды из-за нестабильности давления и загрязненности воды перед заборником. In the installation for cooling, protected by copyright certificate of the USSR N 789603, IPC3 C 21 D 9/667, publ. 1980, the water intake contains a container connected through an inlet with a valve to the process water line, a water intake with a filter connected to a pump for supplying circulating water to the sprayers, and a drain into a drain. The disadvantage of such a catchment is the uneven supply of circulating water due to pressure instability and water pollution in front of the intake.

Устранение этого недостатка является целью изобретения. The elimination of this disadvantage is the aim of the invention.

Указанная цель достигается тем, что водосборник агрегата для термической обработки прокатных валков содержит емкость для сбора воды со сливом в сливную канализацию, дополнительно имеет водонапорную емкость, соединенную с емкостью для сбора воды водосливом с ферромагнитным фильтром, а емкость для сбора воды дополнительно содержит перелив в сливную канализацию, при этом стенки водонапорной емкости превышают уровень перелива не менее чем на 50 мм, а вывод оборотной воды выполнен в водонапорной емкости на уровне ее днища. Ферромагнитный фильтр выполнен в виде съемного набора пластин из феррита бария, установленных в водосливе с зазором параллельно друг другу. This goal is achieved by the fact that the collector of the heat treatment unit for the rolling rolls contains a container for collecting water with a drain into the drain sewer, additionally has a water tank connected to a tank for collecting water with a spillway with a ferromagnetic filter, and the tank for collecting water additionally contains a overflow into the drain sewage, while the walls of the water tank exceed the level of overflow by at least 50 mm, and the withdrawal of recycled water is made in the water tank at the level of its bottom. The ferromagnetic filter is made in the form of a removable set of plates of barium ferrite installed in the spillway with a gap parallel to each other.

Также объектом изобретения является спрейер агрегата для термической обработки прокатных валков. Известен спрейер, защищенный авторским свидетельством СССР N 520408, МПК2 C 21 D 9/62, опубл. 1976 г., содержащий цилиндрический корпус, перфорированную вставку с отверстиями, симметрично расположенными по всей поверхности, кольцевую полость, образованную между корпусом и вставкой, направляющий конус, расположенный над вставкой по одной оси, канал для прохождения деталей, образованной внутренней поверхностью вставки, экраны, перекрывающие часть отверстий вставки и расположенные в кольцевой полости, устройство для подачи жидкости и сливной коллектор. Also an object of the invention is a sprayer unit for heat treatment of rolling rolls. Known sprayer, protected by copyright certificate of the USSR N 520408, IPC2 C 21 D 9/62, publ. 1976, containing a cylindrical body, a perforated insert with holes symmetrically located over the entire surface, an annular cavity formed between the body and the insert, a guide cone located on the axis along the insert, a channel for passing parts formed by the inner surface of the insert, screens, overlapping part of the insertion holes and located in the annular cavity, a fluid supply device and a drain manifold.

Этот спрейер не может обеспечить равномерность охлаждения поверхности прокатного валка из-за неравномерности распределения выходных отверстий по внутренней поверхности, т.к. часть отверстий перекрыта экранами. This sprayer cannot ensure uniform cooling of the surface of the rolling roll due to the uneven distribution of the outlet openings on the inner surface, because part of the holes is blocked by screens.

Устройство для водовоздушного охлаждения изделий, описанное в авторском свидетельстве СССР N 1296604, МПК4 C 21 D 1/667, 1/62, опубл. 1987 г., содержит кольцевой спрейер, соединенный патрубком, тангенциально установленным в спрейере, со смесительной камерой, которая снабжена патрубками подвода воды и воздуха, между входным и выходными отверстиями спрейера установлена перегородка с отверстиями, делящая его на напорную и выходную полости. Этот спрейер не может обеспечить постоянную скорость охлаждения поверхности прокатного валка. A device for water-air cooling of products described in USSR author's certificate N 1296604, IPC4 C 21 D 1/667, 1/62, publ. 1987, contains an annular sprayer connected by a nozzle tangentially installed in the sprayer with a mixing chamber, which is equipped with water and air inlets, a partition with openings is installed between the inlet and outlet openings of the sprayer, dividing it into pressure and outlet cavities. This sprayer cannot provide a constant cooling rate on the surface of the roll.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому спрейеру является устройство для охлаждения изделий, которое состоит из корпуса в виде тела вращения с щелевым отверстием по внутреннему периметру и подводом охлаждающей жидкости (см. авторское свидетельство СССР N 424889, М. Кл. C 21 D 1/62, опубл. 1974 г.). В корпусе установлен тороидальный коллектор с отверстиями по его длине. Щелевое отверстие направлено под углом к продольной оси (оси вращения) корпуса. The closest in technical essence to the claimed sprayer is a device for cooling products, which consists of a body in the form of a body of revolution with a slit hole along the inner perimeter and a coolant supply (see USSR author's certificate N 424889, M. C. C 21 D 1 / 62, publ. 1974). A toroidal collector with holes along its length is installed in the housing. The slotted hole is directed at an angle to the longitudinal axis (axis of rotation) of the housing.

Такое охлаждающее устройство также не обеспечивает постоянства скорости охлаждения поверхности прокатного валка. Such a cooling device also does not provide a constant cooling rate of the surface of the rolling roll.

Цель изобретения - повышение стабильности скорости охлаждения поверхности прокатного валка. The purpose of the invention is to increase the stability of the cooling rate of the surface of the rolling roll.

Указанная цель достигается тем, что в спрейере агрегата для термической обработки прокатных валков, содержащем полый корпус в виде тела вращения, на внутренней поверхности которого равномерно по всей поверхности выполнены под углом к продольной оси корпуса выходные отверстия (сопла), и подвод охлаждающей жидкости, полость корпуса разделена как минимум на две, изолированные друг от друга, рабочие камеры, каждая из которых имеет индивидуальный подвод охлаждающей жидкости. Угол наклона сопел к продольной оси корпуса в каждой рабочей камере отличается от угла наклона сопел в остальных рабочих камерах и увеличивается по мере удаления рабочей камеры от передней стенки корпуса. Внутренняя поверхность корпуса выполнена ступенчатой и в продольном сечении имеет форму прямоугольного зигзага. Центры тяжести выходных отверстий (сопел) равноудалены от продольной оси корпуса, а центральная ось каждого выходного отверстия (сопла) перпендикулярна одной и параллельна другой плоскости внутренней поверхности корпуса. В спрейере с двумя рабочими камерами угол наклона сопел к продольной оси корпуса равен 45^o в одной рабочей камере и 60^o - в другой камере. В спрейере с тремя рабочими камерами угол наклона сопел к продольной оси корпуса равен 45^o в срединной рабочей камере и 30^o и 60^o в крайних рабочих камерах.This goal is achieved by the fact that in the sprayer of the unit for heat treatment of rolling rolls containing a hollow body in the form of a body of revolution, on the inner surface of which outlet openings (nozzles) are uniformly made over the entire surface of the body at an angle to the longitudinal axis of the body, and the coolant supply, the cavity the housing is divided into at least two working chambers isolated from each other, each of which has an individual coolant supply. The angle of inclination of the nozzles to the longitudinal axis of the housing in each working chamber differs from the angle of inclination of the nozzles in the remaining working chambers and increases as the working chamber moves away from the front wall of the housing. The inner surface of the housing is stepped and in longitudinal section has the shape of a rectangular zigzag. The centers of gravity of the outlet openings (nozzles) are equidistant from the longitudinal axis of the housing, and the central axis of each outlet (nozzle) is perpendicular to one and parallel to another plane of the inner surface of the housing. In a sprayer with two working chambers, the angle of inclination of the nozzles to the longitudinal axis of the housing is 45 ^o in one working chamber and 60 ^o in the other chamber. In a sprayer with three working chambers, the angle of inclination of the nozzles to the longitudinal axis of the housing is 45 ^o in the middle working chamber and 30 ^o and 60 ^o in the outer working chambers.

Изобретения поясняются чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена структурная схема агрегата для термической обработки прокатных валков. In FIG. 1 shows a block diagram of a unit for heat treatment of rolling rolls.

На фиг. 2 показана схема крепления индуктора. In FIG. 2 shows an inductor mounting diagram.

На фиг. 3 приведены примеры закрепления спрейера. In FIG. 3 shows examples of fixing the sprayer.

На фиг. 4 изображен заявляемый водосборник агрегата для термической обработки прокатных валков. In FIG. 4 shows the inventive catchment unit for heat treatment of rolls.

На фиг. 5 показана конструкция спрейера. In FIG. 5 shows the design of a sprayer.

На фиг. 6 изображена конструкция трехкамерного спрейера. In FIG. 6 shows the design of a three-chamber sprayer.

На фиг. 1-6 цифрами обозначены:
1 - станина,
2 - под станины,
3 - газовые горелки,
4 - механизм вращения валка,
5 - привод механизма вращения валка,
6 - шпиндель механизма вращения валка,
7 - каретка,
8 - механизм перемещения каретки,
9 - задняя бабка с центром,
10 - индуктор,
11 - генератор переменного тока,
12 - спрейер,
13 - ввод оборотной воды спрейера,
14 - ввод технической воды спрейера,
15 - водосборник,
16 - насос подачи оборотной воды в спрейер,
17 - насос подачи технической воды в спрейер,
18 - ввод охлаждения индуктора,
19 - слив из водосборника в сливную канализацию,
20 - перелив из водосборника в сливную канализацию,
21, 22, 23 - вентили,
24 - магистраль технической воды,
25 - вентиль подвода газа,
26 - прокатный валок,
27 - сливная канализация,
28 - полозья,
29 - изоляторы,
30 - держатель индуктора,
31 - держатель спрейера,
32 - гидроцилиндр,
33 - шарнир,
34 - кронштейн,
35 - емкость для сбора воды,
36 - водонапорная емкость,
37 - стенки водонапорной емкости,
38 - водовод с ферромагнитным фильтром,
39 - пластины из феррита бария,
40 - передняя стенка спрейера,
41 - задняя стенка спрейера,
42 - радиальные перегородки между рабочими камерами спрейера,
43 - внутренняя поверхность корпуса спрейера,
44 - выходные отверстия (сопла) спрейера,
45 - корпус спрейера.In FIG. 1-6 numbers indicate:
1 - bed
2 - under the bed,
3 - gas burners,
4 - the mechanism of rotation of the roll,
5 - drive rotation mechanism of the roll,
6 - spindle of the rotation mechanism of the roll,
7 - carriage,
8 - mechanism for moving the carriage,
9 - the tailstock with the center,
10 - inductor
11 - alternator
12 - sprayer
13 - input circulating water sprayer,
14 - input technical water sprayer,
15 - water collector,
16 - pump for supplying circulating water to the sprayer,
17 - pump for supplying technical water to the sprayer,
18 - input cooling of the inductor,
19 - drain from the drain into the drain,
20 - overflow from the reservoir to the drain;
21, 22, 23 - valves
24 - line technical water,
25 - gas supply valve,
26 - rolling roll,
27 - drain sewer,
28 - runners,
29 - insulators,
30 - inductor holder,
31 - holder sprayer
32 - hydraulic cylinder
33 - hinge,
34 - bracket
35 - capacity for collecting water,
36 - water tank
37 - walls of the water tank,
38 - conduit with a ferromagnetic filter,
39 - plates of barium ferrite,
40 - front wall of the sprayer,
41 - the rear wall of the sprayer,
42 - radial partitions between the working chambers of the sprayer,
43 - the inner surface of the body of the sprayer,
44 - outlet (nozzle) of the sprayer,
45 - sprayer housing.

Агрегат для термической обработки прокатных валков (фиг. 1) содержит станину 1, в поде 2 которой установлены газовые горелки 3. На станине 1 установлены механизм 4 вращения валка 26 с приводом 5 и шпинделем 6, каретка 7 с приводом 8 перемещения каретки вдоль продольной оси валка 25 и задняя бабка 9 с центром. На каретке 7 закреплены кольцевой индуктор 10, запитываемый от генератора 11 переменного тока и спрейер 12, имеющий как минимум две, изолированные друг от друга, рабочие камеры, ближняя из которых к индуктору имеет ввод 13 оборотной воды, соединенный через насос 16 подачи оборотной воды с водосборником 15. Дальняя от индуктора 10 рабочая камера вводом 14 через насос 17 и вентиль 23 запитывается от магистрали 24 технической воды. Индуктор 10 охлаждается дистиллированной оборотной водой, поступающей в индуктор через ввод 18. Газовые горелки 3 выполнены в виде труб с отверстиями и подключены через вентиль 25 к газопроводу. Водосборник 15 через слив 19 и вентиль 21 соединен со сливной канализацией 27. За счет наличия перелива 20, также соединенного с сливной канализацией 27, в водосборнике 15 во время работы поддерживается постоянный уровень оборотной воды. Индуктор 10 и спрейер 12 на каретке 7 закреплены с помощью специальных держателей 30 и 31 (фиг. 2 и 3). Кольцевой индуктор 10 в держателе 30 закреплен через изоляторы 29 (фиг. 2). Кольцевой спрейер 12 может быть выполнен из двух половин (фиг. 3). В этом случае верхняя половина спрейера 12 закреплена на каретке с возможностью поворота. Реализуется это тем, что держатель верхней половины спрейера 12 крепится на кронштейне 34, который соединен с кареткой через шарнир 33. Поворот кронштейна 34 осуществляется с помощью гидроцилиндра 32. Каретка 7 установлена на полозьях 28 и имеет возможность перемещения вдоль оси валка 26 от задней бабки 9 до шпинделя 6 с помощью механизма 8. The unit for heat treatment of rolling rolls (Fig. 1) contains a frame 1, in the hearth 2 of which gas burners are installed 3. On the frame 1 there is a mechanism 4 for rotating the roll 26 with drive 5 and spindle 6, carriage 7 with drive 8 for moving the carriage along the longitudinal axis roll 25 and tailstock 9 with the center. An annular inductor 10, powered from an alternator 11 and a sprayer 12, having at least two working chambers isolated from each other, the closest of which to the inductor has a circulating water inlet 13 connected through a circulating water pump 16 by a water collector 15. A working chamber distant from the inductor 10 by an inlet 14 through a pump 17 and a valve 23 is supplied from the main water 24. The inductor 10 is cooled by distilled circulating water entering the inductor through the input 18. Gas burners 3 are made in the form of pipes with holes and connected through a valve 25 to the gas pipeline. The water collector 15 through the drain 19 and the valve 21 is connected to the drain sewer 27. Due to the overflow 20, also connected to the drain sewer 27, a constant level of circulating water is maintained in the water collector 15 during operation. The inductor 10 and the sprayer 12 on the carriage 7 are fixed using special holders 30 and 31 (Fig. 2 and 3). The ring inductor 10 in the holder 30 is fixed through insulators 29 (Fig. 2). The ring sprayer 12 may be made of two halves (Fig. 3). In this case, the upper half of the sprayer 12 is mounted on the carriage with the possibility of rotation. This is realized by the fact that the holder of the upper half of the sprayer 12 is mounted on the bracket 34, which is connected to the carriage through the hinge 33. The rotation of the bracket 34 is carried out using the hydraulic cylinder 32. The carriage 7 is mounted on the runners 28 and has the ability to move along the axis of the roll 26 from the tailstock 9 to spindle 6 using mechanism 8.

Водосборник 15 агрегата для термической обработки прокатных валков (фиг. 4) содержит емкость 35 сбора оборотной воды, которая водосливом соединена с подом 2 станины 1, и водонапорную емкость 36, из которой через насос 16 оборотная вода подается в ввод 13 спрейера 12. Верхняя граница стенок 37 емкости 36 на 5-10 см выше уровня перелива 20 в емкости 35. Емкости 35 и 36 соединены между собой водотоком 38, в котором с возможностью съема установлены пластины 39 из феррита бария, образующие ферромагнитный фильтр. The water collector 15 of the unit for heat treatment of rolling rolls (Fig. 4) contains a container 35 for collecting recycled water, which is connected by a spillway to the hearth 2 of the bed 1, and a water tank 36, from which through the pump 16 the recycled water is supplied to the input 13 of the sprayer 12. The upper boundary the walls 37 of the tank 36 by 5-10 cm above the overflow level 20 in the tank 35. The tanks 35 and 36 are interconnected by a water stream 38, in which barium ferrite plates 39 forming a ferromagnetic filter are removably mounted.

Спрейер 12 агрегата для термической обработки прокатных валков (фиг. 5) содержит корпус 45 в виде тела вращения, внутренняя полость которого радиальными перегородками 42 разделена на изолированные друг от друга рабочие камеры 46, 47. Рабочая камера 46 вводом 13 через насос 16 подключена к выводу водонапорной емкости 36. Рабочая камера 47 водоводом 14 через насос 17 и вентиль 23 подключена к магистрали 24 технической воды. Внутренняя стенка 43 корпуса 45 спрейера 12 выполнена ступенчатой и имеет в диаметральном сечении форму прямоугольного зигзага. Выходные отверстия (сопла) 44 выведены на поверхностях, ориентированных с положительным углом наклона к передней стенке 40 корпуса 45, и выполнены так, что их центры тяжести равноудалены от центральной оси тела вращения корпуса 45. Угол наклона выходных отверстий 44 к центральной оси тела вращения корпуса 45 в рабочей камере 47 больше угла наклона выходных отверстий 44 в рабочей камере 46. В трехкамерном спрейере 12 (фиг. 6) угол наклона выходных отверстий 44 к центральной оси корпуса 45 в камере 46 равен 30^o, в камере 48 - 45^o и в камере 47 - 60^o, т.е. увеличивается по мере удаления рабочей камеры от передней стенки 40.The sprayer 12 of the unit for heat treatment of rolling rolls (Fig. 5) contains a housing 45 in the form of a body of revolution, the inner cavity of which is separated by radial partitions 42 into working chambers 46, 47 isolated from each other. The working chamber 46 is connected to the output by an input 13 through a pump 16 water tank 36. The working chamber 47 with a water line 14 through a pump 17 and a valve 23 is connected to the line 24 of technical water. The inner wall 43 of the housing 45 of the sprayer 12 is stepped and has a diametrical cross section in the form of a rectangular zigzag. The outlet openings (nozzles) 44 are brought out on surfaces oriented with a positive angle of inclination to the front wall 40 of the housing 45 and are made so that their centers of gravity are equidistant from the central axis of the body of rotation of the housing 45. The angle of inclination of the outlet openings 44 to the central axis of the body of rotation of the housing 45 in the working chamber 47 is greater than the angle of inclination of the outlet openings 44 in the working chamber 46. In the three-chamber sprayer 12 (Fig. 6), the angle of inclination of the outlet openings 44 to the central axis of the housing 45 in the chamber 46 is 30 ^o , in the chamber 48 - 45 ^o and camera 47 - 60 ^o , i.e. increases with the removal of the working chamber from the front wall 40.

Заявляемые устройства работают следующим образом. The inventive device operates as follows.

Рабочий валок 26 прокатного стана, подлежащий термической обработке, с помощью крана подается к агрегату. Одна шейка валка 26 закрепляется в шпинделе 6 механизма 4, с другой стороны валок 26 закрепляется в центре задней бабки 9. Перед закреплением валка 26 на его шейку со стороны задней бабки 9 (перемещением каретки 7) заводятся индуктор 10 и спрейер 12. На штуцер подачи газа в поде 2 станины 1 надеваются газовые горелки 3, выполненные в виде труб с отверстиями. В зависимости от массы валка 26 количество горелок может быть от одной до трех. Так, для валков с диаметром бочки до 400 мм достаточно одной горелки, для валков с диаметром бочки 600 мм необходимо две горелки, для валков с большим диаметром - три. Для равномерного нагрева валка по всей длине газовая горелка должна быть длиннее бочки валка, а диаметр равномерно расположенных отверстий должен увеличиваться от начала к концу трубы горелки 3. После установки валка 26 и горелок 3 включается привод 5 механизма 6 с тем, чтобы валок вращался со скоростью 10-15 об/мин. Открывается вентиль подачи газа, поджигаются горелки 3 и устанавливается такой уровень газового пламени, чтобы валок нагревался со скоростью не более 50^oC/час. По достижении температуры нагрева валка 300±20^oC пламя горелок снижается до такого уровня, чтобы температура валка 26 оставалась постоянной в течение 1-1,5 часа. После этого подача газа прекращается, а газовые горелки 3 снимаются и извлекаются из пода 2 станины 1.The work roll 26 of the rolling mill to be heat treated is supplied to the unit using a crane. One neck of the roll 26 is fixed in the spindle 6 of the mechanism 4, on the other hand, the roll 26 is fixed in the center of the tailstock 9. Before fixing the roll 26 on its neck from the back of the headstock 9 (moving the carriage 7), the inductor 10 and the sprayer 12 are put on. gas in the hearth 2 of the bed 1 put on a gas burner 3, made in the form of pipes with holes. Depending on the mass of the roll 26, the number of burners can be from one to three. So, for rolls with a barrel diameter of up to 400 mm, one burner is enough, for rolls with a barrel diameter of 600 mm two burners are needed, for rolls with a large diameter - three. For uniform heating of the roll along the entire length, the gas burner should be longer than the roll barrel, and the diameter of the evenly spaced holes should increase from the beginning to the end of the burner tube 3. After installing the roll 26 and burners 3, drive 5 of mechanism 6 is turned on so that the roll rotates at a speed 10-15 rpm The gas supply valve opens, burners 3 are ignited and a gas flame level is set so that the roll is heated at a speed of not more than 50 ^o C / hour. Upon reaching the heating temperature of the roll 300 ± 20 ^o C the flame of the burner is reduced to such a level that the temperature of the roll 26 remains constant for 1-1.5 hours. After that, the gas supply is stopped, and gas burners 3 are removed and removed from the hearth 2 of the bed 1.

Далее производится следующая стадия термической обработки - поверхностная закалка. Каретка 7 с помощью механизма 8 перемещается от задней бабки 9 к бочке валка 26 так, чтобы передний край индуктора 10 состыковался с краем бочки валка 26. Скорость вращения валка увеличивается до 40 об/мин, включается охлаждение индуктора 10 и заполняется водой водозаборник 15 (если в нем отсутствует вода). Включается генератор 11 и каретка 7 со скоростью 0,8-1,2 мм/сек начинает перемещаться вдоль продольной оси валка 26. После того как индуктор 10 минует край бочки включаются насосы 16 и 17, открывается вентиль 23 и разогретая индуктором 10 поверхность бочки валка 26 с равномерной скоростью охлаждается до заданной температуры. Температура нагрева поверхности валка 26 индуктором 10 контролируется с помощью оптического пирометра (не показан). Когда индуктор 10 достигнет противоположного края бочки валка 26, его питание отключается, механизм 8 перемещения каретки 7 включается на реверс и каретка 7 с включенным спрейером 12 возвращается в исходное положение, после чего подача воды в спрейер 12 прекращается. Next, the next stage of heat treatment is performed - surface hardening. The carriage 7 by means of the mechanism 8 is moved from the tailstock 9 to the roll barrel 26 so that the front edge of the inductor 10 is aligned with the edge of the roll barrel 26. The rotation speed of the roll increases to 40 rpm, the cooling of the inductor 10 is turned on and the water intake 15 is filled (if there is no water in it). The generator 11 is turned on and the carriage 7 starts to move along the longitudinal axis of the roll 26 at a speed of 0.8-1.2 mm / s. After the inductor 10 passes the edge of the barrel, the pumps 16 and 17 turn on, valve 23 opens and the surface of the roll barrel warmed up by the inductor 10 26 is cooled at a uniform rate to a predetermined temperature. The heating temperature of the surface of the roll 26 by the inductor 10 is controlled using an optical pyrometer (not shown). When the inductor 10 reaches the opposite edge of the barrel roll 26, its power is turned off, the mechanism 8 for moving the carriage 7 is turned on and the carriage 7 with the sprayer 12 on is returned to its original position, after which the water supply to the sprayer 12 is stopped.

Далее можно произвести еще одну стадию термической обработки - отпуск. Для этого снова в поде 2 станины 1 устанавливаются газовые горелки 3, скорость вращения валка снижается до 10-15 об/мин, валок нагревается до 120-130^oC и эта температура поддерживается в течение 1-1,5 часа.Next, you can perform another stage of heat treatment - vacation. To do this, gas burners 3 are again installed in the hearth 2 of the bed 1, the rotation speed of the roll decreases to 10-15 rpm, the roll heats up to 120-130 ^o C and this temperature is maintained for 1-1.5 hours.

Водосборник 15 (фиг. 4) для заявляемого агрегата функционирует так. Охлаждающая жидкость (оборотная и техническая вода), омывающая валок 26, собирается в поде 2 станины 1, который может быть выполнен и в виде специального короба, закрепленного на станине 1 с охватом бочки валка 26. Из пода 2 по сливу отработанная вода сливается в емкость 35 сбора воды водосборника 15. Вследствие того, что рабочая камера 47 спрейера 12 запитывается от магистрали 24 технической воды, объем воды, поступающий в емкость 35, будет превышать объем оборотной воды. Избыток воды через перелив 20 из емкости 35 сливается в канализацию. Отработанная вода из емкости 35 через водоток 38 с ферромагнитным фильтром поступает в водонапорную емкость 36. Пропускная способность водотока 38 должна быть такой, чтобы уровень воды в емкости 36 был равен уровню воды в емкости 35, т.е. равен уровню перелива 20. Это может быть обеспечено тем, если пропускная способность водотока 38 будет на 20-30% выше максимальной пропускной способности насоса 16. The sump 15 (Fig. 4) for the inventive unit operates as follows. Coolant (circulating and industrial water) washing the roll 26 is collected in the hearth 2 of the bed 1, which can also be made in the form of a special box mounted on the bed 1 with the roll barrel 26 covered. From the hearth 2, the waste water is discharged into the tank 35 collecting water of the water basin 15. Due to the fact that the working chamber 47 of the sprayer 12 is powered from the line 24 of technical water, the volume of water entering the tank 35 will exceed the volume of recycled water. Excess water through overflow 20 from tank 35 is discharged into the sewer. The waste water from the tank 35 through the water stream 38 with a ferromagnetic filter enters the water tank 36. The capacity of the water stream 38 must be such that the water level in the tank 36 is equal to the water level in the tank 35, i.e. equal to the overflow level 20. This can be achieved if the throughput of the watercourse 38 is 20-30% higher than the maximum throughput of the pump 16.

Заборное отверстие водотока 38 с ферромагнитным фильтром геометрически должно быть расположено ниже уровня перелива 20 и на достаточно высоком уровне от днища емкости 35, чтобы в водоток не попадал донный осадок. Так как уровень воды в емкости 36 будет постоянный при работе агрегата, а следовательно, будет постоянным давление воды на входе насоса 16, не представляет труда обеспечить стабильность потока оборотной воды в рабочую камеру 46 спрейера 12, а следовательно, и стабильность режима охлаждения валка 26. The intake opening of the watercourse 38 with a ferromagnetic filter should be geometrically located below the overflow level 20 and at a sufficiently high level from the bottom of the tank 35 so that the bottom sediment does not enter the watercourse. Since the water level in the tank 36 will be constant during operation of the unit, and therefore, the water pressure at the inlet of the pump 16 will be constant, it is not difficult to ensure the stability of the flow of recycled water into the working chamber 46 of the sprayer 12, and therefore the stability of the cooling mode of the roll 26.

Спрейер 12 (фиг. 5 и 6) как минимум имеет две изолированные друг от друга рабочие камеры 46 и 47. Ввод 13 рабочей камеры 46 соединен с насосом 16 оборотной воды, ввод рабочей камеры 47 соединен с насосом 17 технической воды. Так как внутренняя стенка 43 корпуса 45 выполнена ступенчатой, то обеспечивается возможность выполнения выходных отверстий 44, равноудаленными от поверхности валка, что способствует повышению стабильности охлаждения. Выходные отверстия 44 рабочей камеры 46 имеют угол наклона к поверхности валка на 15-20^o меньше угла наклона рабочей камеры 47. Температура технической воды, которой запитывается камера 47, на 5-10^oC ниже температуры оборотной воды, которой запитывается рабочая камера 47. Все это в совокупности позволяет достигнуть практически постоянства скорости охлаждения каждого участка поверхности валка 26 при передвижении спрейера 12.The sprayer 12 (Fig. 5 and 6) at least has two working chambers 46 and 47 isolated from each other. The inlet 13 of the working chamber 46 is connected to the circulating water pump 16, the inlet of the working chamber 47 is connected to the process water pump 17. Since the inner wall 43 of the housing 45 is made stepped, it is possible to make the outlet openings 44 equidistant from the surface of the roll, which helps to increase the stability of cooling. The outlet openings 44 of the working chamber 46 have an angle of inclination to the roll surface of 15-20 ^° less than the angle of inclination of the working chamber 47. The temperature of the process water, which is fed to the chamber 47, is 5-10 ^° C lower than the temperature of the recycled water, which is fed to the working chamber 47. All this together allows you to achieve almost constant cooling rate of each section of the surface of the roll 26 when moving the sprayer 12.

В сравнении с прототипом заявленный агрегат для термической обработки прокатных валков позволяет в 2-3 раза сократить время термической обработки. Например для закалки рабочего валка стана 2030 диаметром 600 мм на агрегате-прототипе потребуется 9-10 часов на предварительный подогрев (температура нагрева 450-500^oC), 4,5-5 часов на поверхностную закалку и 1-1,5 часа на отпуск. Для закалки того же валка на заявляемом агрегате предварительный подогрев займет около 6 часов, поверхностная закалка 40 минут и отпуск 1...1,5 часа, т.е. потребуется в два раза меньше времени. Соответственно уменьшаются и энергетические затраты.Compared with the prototype, the claimed unit for heat treatment of rolling rolls can reduce the time of heat treatment by 2-3 times. For example, for hardening the work roll of a 2030 mill with a diameter of 600 mm on the prototype unit, it will take 9-10 hours for preheating (heating temperature 450-500 ^o C), 4.5-5 hours for surface hardening and 1-1.5 hours for tempering . For hardening the same roll on the inventive unit, preheating will take about 6 hours, surface hardening 40 minutes and vacation 1 ... 1.5 hours, i.e. it will take half the time. Accordingly, energy costs are also reduced.

Качество и стабильность термообработки повышаются как за счет повышения стабильности режима нагрева поверхности валка, так и за счет повышения стабильности режима охлаждения, что обусловлено сочетанием совместного использования кольцевого индуктора, многокамерного спрейера с раздельной запиткой камер, водосборника с водонапорной емкостью и ферромагнитным фильтром, механизма вращения валка и каретки с закрепленными на ней индуктором и спрейером. The quality and stability of heat treatment are improved both by increasing the stability of the heating mode of the roll surface and by increasing the stability of the cooling mode, which is due to the combination of the use of a ring inductor, a multi-chamber sprayer with separate chamber power, a water collector with a water tank and a ferromagnetic filter, and a rotation mechanism of the roll and carriages with an inductor and a sprayer attached to it.

Claims

1. The unit for heat treatment of rolling rolls, containing a bed, in the hearth of which there are gas burners, a roll rotation mechanism mounted on the bed, including a drive and a spindle, a carriage with a mechanism for moving it along the longitudinal axis of the roll and an inductor and sprayer mounted on it, and a generator alternating current connected by a power bus with an inductor, characterized in that it further comprises a water collector with a circulating water supply pump, an inductor and a sprayer are made circular, the sprayer contains at least All working chambers, isolated from each other, are mounted on the carriage parallel to the inductor and have a nozzle tilt angle that ensures the flow of coolant jets from the inductor, the input of the sprayer working near to the inductor is connected to the circulating water supply pump, the input of the sprayer working farthest from the inductor to the line of industrial water, the catchment is equipped with overflow in the drain sewer.

2. The unit according to claim 1, characterized in that the sprayer is made of two halves, the upper of which is pivotally mounted on the carriage, and the bottom is rigidly.

3. The unit according to claim 1 or 2, characterized in that the gas burner is made removable in the form of pipes with holes.

4. The catchment of the unit for heat treatment of rolling rolls, containing a tank for collecting water with a drain into a drainage system, characterized in that it further has a water tank connected to a tank for collecting water with a spillway with a ferromagnetic filter, the tank for collecting water is additionally equipped with an overflow in drain sewer, while the walls of the water tank exceed the level of overflow by at least 50 mm, and the withdrawal of recycled water is made in the water tank at the level of its bottom.

5. The collector according to claim 4, characterized in that the ferromagnetic filter is made in the form of a removable set of plates of barium ferrite installed in the spillway with a gap parallel to each other.

6. The collector according to claim 4, characterized in that the ferromagnetic filter is made in the form of a perforated plate of barium ferrite installed in the spillway.

7. The sprayer of the unit for heat treatment of rolling rolls, containing a hollow body in the form of a body of revolution, on the inner surface of which uniformly made at the angle to the longitudinal axis of the body outlet openings - nozzles and coolant supply, characterized in that the body cavity is divided as at least two working chambers isolated from each other, each of which has an individual coolant supply.

8. The sprayer according to claim 7, characterized in that the angle of inclination of the outlet nozzles to the longitudinal axis of the housing in each working chamber is different from the angle of inclination in the other working chambers.

9. The sprayer according to claim 7 or 8, characterized in that the inner surface of the housing is stepped and has a rectangular zigzag shape in longitudinal section.

10. The sprayer according to any one of paragraphs.7 to 9, characterized in that the centers of gravity of the outlet nozzles are equidistant from the longitudinal axis of the housing, and the central axis of each outlet nozzle is perpendicular to one and parallel to another plane of the inner surface of the housing.

11. The sprayer according to any one of claims 7 to 10, characterized in that in it the cavity of the housing is divided by a radial partition into two working chambers, in one of which the angle of inclination of the outlet openings to the longitudinal axis of the housing is 45 ^o , and in the other working chamber 60 ^o .

12. The sprayer according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the cavity of the housing is divided by radial partitions into three working chambers, the angle of inclination of the nozzles to the longitudinal axis of the housing in the middle working chamber is 45 ^o , in one of the extreme 30 ^o and in the other 60 ^o .