NL7909283A

NL7909283A - Werkwijze en inrichting voor het afkoelen voor de behandeling van metalen.

Info

Publication number: NL7909283A
Application number: NL7909283A
Authority: NL
Original assignee: Heurtey Metallurgie
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1980-06-24
Also published as: FR2444514A1; IT1165726B; DE2951818A1; BE880835A; LU82022A1; FR2444514B1; IT7969475A0

Description

% * ' . VO 8904

Werkwijze en inrichting voor het afkoelen voor de behandeling van metalen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het continu behandelen van metalen, •met name metalen werkstukken of behandelde banden, met name platen.

5 Bij de vele werkwijzen voor het behandelen van metalen past men na een geschikte verhittingscyclus een afkoeling toe waarvan de snelheid bepalend is voor de metallurgische eindstructuur van het product. Deze afkoeliig dient regelbaar te zijn afhankelijk van de afmetingen van 10 de werkstukken of behandelde banden alsmede van de uurpro-ductie van de inrichting om een constante afkoelsnelheid te verkrijgen.

Men heeft verschillende technieken voorgesteld om aan deze eisen te beantwoorden. Onder deze bekende tech- 15 nieken kunnen worden genoemd: het blazen met lucht, het blazen van een in lucht verstoven vloeibare suspensie, en het besprenkelen door een vloeistofstraal enz.

Sik dezer technieken heeft zijn nadelen: - het blazen met alleen lucht zelfs in grote 20 hoeveelheid is ongeschikt om de hoge uitwisselcoëfficiënten te verzekeren? - werkwijzen waarbij men blaast met een in lucht verstoven vloeistofsuspensie ofschoon soepel en doelmatig, vereisen uit een oogpunt van gerealiseerde thermische uit- 25 wisselingen in het algemeen belangrijke dragergasdrukken en zijn derhalve niet economisch; - de stelsels van besprenkeling door een straal vloeistof zijn zeer doelmatig met betrekking tot de afkoeling maar zij kunnen niet werken in een groot gebied van 30 uitwisselcoëfficiënten.

In de onderhavige uitvinding wordt voorgesteld de beoogde afkoelkarakteristieken te verzekeren te weten hoge uitwisselcoëfficiënten en een regeling in een belangrijk gebied van deze coëfficiënten.

7909283 ï -2-

De werkwijze volgens de uitvinding is hierdoor gekenmerkt dat een conische vloeistofstraal volgens een nauwkeurig uitgekozen plaats wordt ingebracht in een gasstraal van lage druk, die met grote snelheid tegen de 5 af te koelen producten wordt geworpen, waarbij de injec-tering zodanig geschiedt dat de vloeistofdeeltjes in het gehele volume van de gasstraal worden verspreid onder vorming van een nevel daarin die op de af te koelen produk-ten wordt geworpen.

10 Volgens een kenmerk van de uitvinding is de gasdruk, met name van de lucht kleiner dan 0,15 bar, wat het voordeel biedt dat men de gasstraal kan verkrijgen door toepassing van een centrifugaal ventilator.

In de werkwijze volgens de uitvinding wordt de 15 eolische vloeistofstraal gevormd door druppeltjes met een diameter van de orde van 0,8 tot 2 mm en geïnjecteerd in ’ de gasstraal door laatstgenoemde opgenomen en onder invloed van het wrijvingseffect tot veel fijnere druppeltjes van de orde van 0,05 tot 0,2 mm diameter verbrijzeld. Als bovenwordt 20 vermeld/de geometrie van de injectie zodanig gekozen dat de in de gasstraal verspreide vloeistofdeeltjes binnen in laatstgenoemde een nevel vormen. Deze op de af te koelen producten geworpen nevel brengt de fijne vloeistofdeeltjes in aanraking met de zeer hete wanden van het af te koelen 25 product, waarvan de temperatuur 1100°C kan bereiken. De hiervan het gevolg zijnde verdamping absorbeert de warmte en blij.kt uit zeer intensieve thermische uitwisselingen.

Volgens de uitvinding past men grote gas-debieten toe en betrekkelijk kleine vloeistofdebieten.

30 Bij voorkeur wordt het gas met vloeistof beladen in een hoeveelheid algemeen-gelijk of kleiner dan 0,25 kg vloeistof per 1 Nm^ gas. Binnen deze grenzen en door het vloeistofdebiet te modificeren verkrijgt men thermische uitwisselcoëfficiënten variërend in de verhouding van 1 35 tot 10. Daiteij de geringe vloeistofgehalten door een goede keuze van de gasdebieten is het mogelijk een totale ver- 7909283 * -3- damping van de druppeltjes te verkrijgen.

Volgens de uitvinding wordt een wijziging in de intensiteit van de afkoeling verkregen door wijzigingen in het vloeistofdebiet of in het gasdebiet of van beide 5 tegelijkertijd.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor uitvoering van de bovenbeschreven werkwijze. Deze inrichting die kan worden opgenomen in een afkoelingszone van een inrichting voor het continu behande-10 len van metallurgische producten omvat aan weerszijden van het af te koelen product dat continu circuleert reeksen van hetzij buizen, hetzij van blaaskasten voor het gas, die instelorganen bevatten die het gas in de vorm van conische stralen afgeven, waarbij elk instelorgaan voorzien is van 15 een' vloeistofinjector, waarbij de injectie van de vloeistof in de gasstraal zodanig is gekozen dat men een optimale verbreking van de uit genoemde vloeistofstraal komende druppeltjes verkrijgt.

Volgens de uitvinding is de hoogte van een 20 injector ten opzichte van het instelorgaan waarboven zij is geplaatst gelijk aan de door dit instelorgaan verkregen diameter.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding de in zijn/instelorganen voor het blazen/loodrechte rijen geplaatst 25 in de zin van de verplaatsing van het 'af te koelen product en zijn de instellingen van de verschillende rijen ten opzichte van elkaar versprongen.

Volgens de uitvinding is het genoemde gas lucht en de vloeistof water.

30 Andere kenmerken en voordelen van de uitvin ding volgen uit onderstaande beschrijving onder verwijzing naar de tekening die een niet beperkend uitvoeringsvoorbeeld illustreert. Op de tekening stelt fig. 1 schematisch in perspectief een inrichting voor volgens de uitvinding»voor 35 het afkoelen van continu elkaar opvolgende platen en fig. 2 schematisch een voorbeeld van de

790923J

Λ _ ....

-4— plaatsing van een injector betrokken op zijn instelling.

Onder verwijzing naar figuur 1 ziet men er dat de plaat 1, bewegend in de richting aangegeven door de pijl de afkoelsectie doorloopt gevormd door een bepaald 5 aantal stellen buizen, zoals 2a, of kasten zoals 2b, waarin een gassmet name lucht>bij lage druk wordt geblazen onder toepassing van bijvoorbeeld een centrifugaal ventilator (niet getekend). Uiteraard stelt het afkoel-stelsel bestaande uit de buizen of de kasten 2 varianten 10 voor die niet tegelijkertijd op een enkele inrichting kunnen bestaan. Deze kasten of buizen zijn aangebracht aan weerszijden van de plaat 1. De buizen 2a en de kasten 2b zijn voorzien van een aantal instelorganen 3 waardoor het gas wordt afgegeven in de vorm van conische stralen.

15 Zoals op de tekening is te zien is elke instelling 3 voorzien van een injector 4 voor mechanische verstuiving van vloeistof waarbij de voeding van deze injectors geschiedt door de collectors 5 heen.

m. de

De instelorganen 3 zijn aangebracht/evenwijdig 20 aan de band aanwezige vlakken in rijen loodrecht op de verplaatsingsrichting van de af te koelen plaat.

De instelorganen van deze rijen zijn ten opzichte van elkaar versprongen zoals duidelijk in fig. 1 is te zien om een betere afkoelingshomogeniteit over de 25 breedte van het te behandelen product hier bestaande uit plaat 1 te verzekeren.

De nevel verkregen als boven aangegeven door het werpen van de vloeistofdeeltjes in het gehele volume van de gasstraal wordt op de af te koelen plaat gericht.

30 Men bepaalt de geometrie van de injectie van de vloeistof in de gasstraal zodanig dat een optimale verbreking van de uit de vloeistofstraal komende druppeltjes wordt verkregen. Onder verwijzing naar fig. 2 ziet men dat de positie van de injector 4 wordt bepaald door 35 de afstand h die haar.scheidt van de instelling 3 waarboven zij is geplaatst. Deze afstand h is volgens de uit- 7909233 • -5- \ vinding ongeveer gelijk aan de diameter d veroorzaakt door de instelling 3, waarbij de verhouding g· tussen deze veroorzaakte diameter en de werkelijke diameter D van de instelling 3 afhankelijk is van het profiel van deze 5 instelling.

De veroorzaakte diameter d is een functie van de verstuivingshoek α van de injector 4, welke hoek in het algemeen in de buurt van 30° ligt.

Bij wijze van niet beperkend voorbeeld zijn 10 de andere kenmerkende parameters van deze inrichting de volgende:

Diameter D van de instelorganen : 30-100 mm

Druk van geblazen gas (lucht) : 200-1200 da Pa (2000-12000 N/m2) 5 2 15 Druk van de vloeistof (water) : 1-7.10 N/m

Vloeistof(water) debiet per injector : 15-200 1/h

Onder de bovengenoemde omstandigheden is het met een inrichting volgens de uitvinding mogelijk gemiddelde thermische uitwisselcoëfficiënten te verkrijgen tussen 100 20 en 2000 W/m2. °C, welke coëfficiënten regelbaar zijn in een verhouding van 1 op 10 voor een gegeven inrichting.

Als toepassingsvoorbeelden van de uitvinding kunnen worden genoemd de afkoeling van banden of sterke platen of van voegen of knuppels.

7909283

Claims

1. Werkwijze voor het afkoelen voor het continu behandelen van metalen met het 'kenmerk, dat een conische vloeistofstraal volgens nauwkeurig gekozen plaats wordt ingespoten in een gasstraal van lage druk, die met grote 5 snelheid op de af te koelen producten wordt geworpen, waarbij de inspuiting zodanig wordt uitgevoerd dat de vloeistofdeeltjes in het gehele volume van de gasstraal worden verspreid onder vorming van een nevel daarin, die. op de af te koelen producten wordt geworpen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het ken merk, dat de druk van het gas waarin de vloeistofstraal 2 wordt geïnjecteerd kleiner is dan 15000 Newton/m en bij 2 voorkeur 2000-12000 Newton/m bedraagt.

3. Werkwijze volgens conclusies 1-2, met het 15 kenmerk, dat het gas met vloeistof wordt beladen in een 3 hoeveelheid die ten hoogste 0,25 kg vloeistof per 1 Nm gas bedraagt.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het gas lucht is en de geïnjecteerde vloei- 20 stof water.

5. Inrichting voor uitvoeren van de werkwijze volgens conclusies 1-4, opgenomen in een afkoelingszone van een continue behandelingsinrichting van metallurgische producten met het kenmerk dat zij aan weerszijden van de 25 vlakken van het continu circulerend af te koelen product rijen buizen of kasten voor het blazen van gas omvat dié instelorganen bezitten die het gas in de vorm van conische stralen afgeven, waarbij elke instelling voorzien is van een vloeiStofinjector terwijl de injectie van de vloeistof 30 in de gasstraal zodanig is gekozen dat een optimale verbreking van de uit-de vloeistofstraal afkomstige deeltjes wordt verkregen.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de hoogte h van een injector betrokken op 35 de instelling waarboven zij is geplaatst gelijk is aan de 3 3 2 8-3 V -7- diameter d die door genoemde instelling wordt veroorzaakt.

7. Inrichting volgens conclusies 5-6 met het in een kenmerk, dat de blaasinstelorganen/vlak evenwijdig aan de band zijn geplaatst in rijen loodrecht op de verplaatsings-5 richting van het af te koelen product.

3. Inrichting volgens conclusie 7, met het ken merk dat de instelorganen van de verschillende rijen ten opzichte van elkaar zijn versprongen.

9. Inrichting volgens conclusies 5-8, met het 10 kenmerk, dat de injectors van het mechanische type zijn. 7909233