專利名稱：一種產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬加工軋后冷卻技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種產(chǎn)生扁平射流對(duì)冷卻材料冷卻的裝置，用于熱軋帶鋼、中厚板的軋后處理。
背景技術(shù)：
目前，隨著先進(jìn)鋼鐵材料的開(kāi)發(fā)研究，為獲得高附加值、可循環(huán)的鋼鐵產(chǎn)品，軋后超快速冷卻作為提高鋼鐵材料性能和實(shí)現(xiàn)鋼種開(kāi)發(fā)的重要工藝手段，在熱軋帶鋼生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。近年來(lái)國(guó)際上發(fā)展的一項(xiàng)用于控制軋后超快速冷卻的新技術(shù)-超快速冷卻 (UFC,ultra fast cooling)技術(shù)已成為軋鋼技術(shù)領(lǐng)域里發(fā)展的新趨勢(shì)。超快速冷卻設(shè)備是一種快速冷卻能力極強(qiáng)的冷卻裝備，普通的層流冷卻最大冷卻速度一般不會(huì)超過(guò)100°c /S，而超快冷的平均冷卻速度至少應(yīng)大于150°C /S。根據(jù)特殊帶鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，要求軋后鋼板從軋后的800-1000°C快速冷卻至650-720°C。冷卻裝置的冷卻能力、冷卻速度、冷卻均勻性都對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能有著非常重要的影響。隨著對(duì)冷卻能力要求的提高，原有的層流冷卻設(shè)備已不能滿足其要求，勢(shì)必帶來(lái)冷卻設(shè)備的革新。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置，冷卻能力強(qiáng)、寬度方向上較均勻，能夠滿足鋼板從軋后的800-1000°C快速冷卻至650-720°C的工藝要求，實(shí)現(xiàn)超快速冷卻。一種產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置，其特征在于內(nèi)管與C形管通過(guò)定位條偏心固定形成內(nèi)管與外管間空腔，并在軸向形成一狹縫，狹縫寬度可通過(guò)拉緊螺栓和壓緊螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，在外管外徑向焊接有多道加固筋防止變形；內(nèi)管入口端部法蘭與冷卻介質(zhì)管路相連，內(nèi)管出口端設(shè)置內(nèi)腔排污口 ；內(nèi)管開(kāi)有2排通流孔，冷卻介質(zhì)從入口端部法蘭進(jìn)入內(nèi)管后經(jīng)通流孔流入到偏心空腔，冷卻介質(zhì)通過(guò)多道阻尼設(shè)置后在軋線寬度方向上形成均勻水流， 再經(jīng)狹縫形成扁平噴射流對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明通過(guò)內(nèi)管與外管的偏心固定即可實(shí)現(xiàn)多道阻尼設(shè)置，使本裝置體積小， 有利于安裝在軋機(jī)后輥道間距狹小的空間。介質(zhì)入口截面積即內(nèi)管腔橫截面面積e大于等于內(nèi)管上的通流孔b的截面積之和，冷卻介質(zhì)通過(guò)通流孔至腔體一 a內(nèi)，實(shí)現(xiàn)第一次水介質(zhì)的寬度方向上均衡。內(nèi)管的通流孔面積之和大于等于內(nèi)管與外管之間腔體最小距離處c的面積，通過(guò)內(nèi)管與外管之間腔體最小距離處c冷卻介質(zhì)由腔體一 a至腔體二 d，實(shí)現(xiàn)第二次水介質(zhì)的寬度方向上的均衡。因此，在整個(gè)扁平射流的寬度方向上冷卻介質(zhì)是均勻的。2.在調(diào)整板與外管上的機(jī)加工板條間，通過(guò)多組調(diào)整螺栓和緊固螺栓，實(shí)現(xiàn)有效控制扁平射流狹縫的縫隙。由于調(diào)整板是一個(gè)狹長(zhǎng)的板條，在加工過(guò)程和使用過(guò)程中極易變形。本裝置通過(guò)調(diào)整螺栓和緊固螺栓相互作用，可有效控制調(diào)整板的變形。調(diào)整螺栓份為兩種一種為壓緊螺栓，一種為拉緊螺栓。通過(guò)調(diào)整螺栓的調(diào)整，控制形成所要縫隙厚度，最佳厚度為l_4mm。然后通過(guò)緊固螺栓緊固調(diào)整板，完全可以保證縫隙的厚度一致，保證實(shí)現(xiàn)噴嘴厚度方向上的均勻扁平射流。3.本裝置工作環(huán)境為處在熱待冷板材的上方或下方，暴露在很強(qiáng)熱輻射下?？紤]無(wú)縫管在各個(gè)方向上受力較均勻，不易變形的特性，因此，本裝置優(yōu)選無(wú)縫管為主要結(jié)構(gòu)材料。在外管的管壁上焊有多組加強(qiáng)筋，增加裝置的剛度，有效的防止裝置熱變形。4.本裝置設(shè)有兩個(gè)排污孔，分別排出裝置內(nèi)部不同位置的雜質(zhì)。在長(zhǎng)期使用或冷卻介質(zhì)含有雜質(zhì)時(shí)，雜質(zhì)可通過(guò)端部排污孔排出本裝置。有效的預(yù)防噴嘴縫隙的堵塞，進(jìn)一步的保證噴嘴扁平射流寬度及厚度方向上的均勻性。實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期使用，節(jié)省維護(hù)成本。5.本裝置采用傾斜式射流，即噴嘴出口帶有一定壓力的水射流與被冷卻板材成一定的角度，實(shí)現(xiàn)射流沖擊換熱及核態(tài)沸騰換熱，以此實(shí)現(xiàn)快速均勻冷卻。

圖1本發(fā)明產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置的主視圖；圖2為圖1的剖面圖。
具體實(shí)施方式
一種產(chǎn)生扁平噴射流的裝置，見(jiàn)圖1、2 其特征在于內(nèi)管4與C形管5 —側(cè)的板條一 3之間偏心固定定位條14，形成內(nèi)管與外管間空腔，C形管5另一側(cè)焊接的板條二 6與板條一 3附加的調(diào)整板條1軸向形成一狹縫h，通過(guò)定位條14的偏心固定形成內(nèi)外管間空腔 分為腔體一 a、腔體最小距離C、腔體二 d。狹縫h寬度可通過(guò)拉緊螺栓10和壓緊螺栓9進(jìn)行調(diào)節(jié)，在外管外徑向焊接有多道加強(qiáng)筋8防止變形；內(nèi)管4入口端部法蘭15與冷卻介質(zhì)管路相連，內(nèi)管4出口端設(shè)置內(nèi)腔排污口 f ；內(nèi)管4開(kāi)有2排通流孔b，冷卻介質(zhì)從入口端部法蘭15進(jìn)入內(nèi)管4后經(jīng)通流孔b流入到偏心空腔，通過(guò)多道阻尼設(shè)置后的冷卻介質(zhì)在軋線寬度方向上形成均勻水流，再經(jīng)狹縫形成扁平噴射流對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻。制造方法調(diào)整板條1通過(guò)緊固螺栓2連接在板條一 3上，通過(guò)焊接技術(shù)將板條一 3、板條二 6分別焊接在C形管5的軸向各側(cè)邊，焊合成一帶有狹縫h的外管。將一個(gè)軸向開(kāi)有2排整齊通流孔b的內(nèi)管4同心置于C形管5內(nèi)，并在內(nèi)管與外管間加入定位條14偏心固定焊接，形成內(nèi)、外管間腔體一 a、腔體最小距離處C、另一側(cè)腔體二 d，這三個(gè)空腔。內(nèi)管4入口端法蘭15與冷卻介質(zhì)管路相連，內(nèi)外管間腔體入口端通過(guò)端板一 7焊接密封；內(nèi)管4出口端用鋼板16焊接密封，在鋼板16上設(shè)置可拆卸的螺塞12，在內(nèi)外管空腔出口端通過(guò)端板二 17設(shè)置可拆卸排污的異形法蘭11，并在鋼板16上設(shè)置排污口 f，并用螺塞12封堵，打開(kāi)螺塞12對(duì)內(nèi)腔e進(jìn)行排污。出口端通過(guò)端板二 17上安裝法蘭11形成密封，并可通過(guò)打開(kāi)法蘭11對(duì)內(nèi)外管間腔體進(jìn)行排污。本裝置設(shè)計(jì)為內(nèi)管4的流通截面積大于等于2排通流孔b的面積之和，2排流孔b 的面積之和大于等于最小距離處c的冷卻介質(zhì)通過(guò)面積，冷卻介質(zhì)進(jìn)入內(nèi)腔e后，經(jīng)通流孔 b流入腔體a，再由腔體一 a通過(guò)最小距離處c流入腔體二 d。冷卻介質(zhì)依次流經(jīng)內(nèi)腔e、腔體一 a、腔體二 d經(jīng)過(guò)三次充滿穩(wěn)流，最后由腔體二 d通過(guò)狹縫h形成均勻的噴射流。最小距離處c距噴嘴出口有一定距離設(shè)置，最小距離處c的位置距噴嘴出口的距離是該最小距離c的數(shù)倍，使得冷卻介質(zhì)在腔體二 d有較大的介質(zhì)穩(wěn)定空間，因此，在噴嘴寬度的厚度方向上得到非常均勻的噴射流。板條二 6加工要求平滑光潔，光滑內(nèi)表面起著平穩(wěn)的導(dǎo)流作用。板條二 6設(shè)計(jì)為截面漸寬呈一定角度，與調(diào)整板條1形成一種扁平射流且對(duì)冷卻材料成一定角度。調(diào)整板條1通過(guò)緊固螺栓2安裝在機(jī)加工板條一 3外側(cè)，在調(diào)整板條1與板條一 3連接處設(shè)有耐高溫的密封13，防止噴嘴內(nèi)部冷卻介質(zhì)泄露。通過(guò)多個(gè)緊固螺栓2的緊固， 防止調(diào)整板條1在寬度和厚度方向上的變形。在機(jī)加工板條一 3上設(shè)有拉緊螺栓10和壓緊螺栓9，拉緊螺栓10與調(diào)整板條1連接，調(diào)節(jié)拉緊螺栓10可增加狹縫寬度；壓緊螺栓9的端部頂在調(diào)整板條1，調(diào)整壓緊螺栓9 可減少狹縫寬度。拉緊螺栓10和壓緊螺栓9相互作用增加了狹縫的調(diào)整精度，保證狹縫寬度的均勻性。本裝置在C形管5外面焊有多道加強(qiáng)筋8，加強(qiáng)筋8為圓鋼，可以有效防止外管變形。在本發(fā)明范圍內(nèi)完全可以進(jìn)行改變，在本裝置長(zhǎng)度方向上的縮短或延長(zhǎng)、改變狹縫的射流角度、改變內(nèi)管及C形管的管徑適應(yīng)不同流量的噴嘴設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求1.一種產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置，其特征在于內(nèi)管與C形管通過(guò)定位條偏心固定形成內(nèi)管與外管間空腔，并在軸向形成一狹縫，狹縫寬度可通過(guò)拉緊螺栓和壓緊螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，在外管外徑向焊接有多道加固筋防止變形；內(nèi)管入口端部法蘭與冷卻介質(zhì)管路相連，內(nèi)管出口端設(shè)置內(nèi)腔排污口 ；內(nèi)管開(kāi)有2排通流孔，冷卻介質(zhì)從入口端部法蘭進(jìn)入內(nèi)管后經(jīng)通流孔流入到偏心空腔，冷卻介質(zhì)通過(guò)多道阻尼設(shè)置后在軋線寬度方向上形成均勻水流， 再經(jīng)狹縫形成扁平噴射流對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置，其特征為內(nèi)管(4)和C形管(5)— 側(cè)的板條一(3)之間固定定位條(14)，C形管(5)另一側(cè)焊接的板條二(6)與板條一(3)附加的調(diào)整板條(1)形成狹縫h，通過(guò)定位條(14)的偏心固定形成內(nèi)外管間空腔分為腔體一 (a)、最小距離(C)、腔體二(d)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置，其特征為在內(nèi)管(4)出口端焊接的鋼板(16)上設(shè)置可拆卸的螺塞(12)；在內(nèi)外管空腔出口端通過(guò)端板二(17)設(shè)置可拆卸排污的異型法蘭(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置，其特征為調(diào)整板條(1)通過(guò)緊固螺栓(2)連接在板條一(3)上，將板條一(3)、板條二(6)分別焊接在C形管(5)的軸向各側(cè)邊， 焊合成一帶有狹縫(h)的外管；機(jī)加工的板條一(3)上設(shè)有拉緊螺栓(10)和壓緊螺栓(9)， 調(diào)節(jié)狹縫寬度的拉緊螺栓(10)與調(diào)整板條(1)連接，可減少狹縫寬度的壓緊螺栓(9)端部頂在調(diào)整板條(1)上。
專利摘要一種產(chǎn)生扁平射流的冷卻裝置，其特征在于內(nèi)管與C形管通過(guò)定位條偏心固定形成內(nèi)、外管間空腔，并在C形管兩側(cè)焊接板條后軸向形成一狹縫；狹縫寬度可在調(diào)整板條和其固定的板條一上通過(guò)拉緊螺栓和壓緊螺栓調(diào)節(jié)，在外管外徑向焊接加固筋防止變形；內(nèi)管出口端焊接鋼板，并在其上設(shè)置排污口；內(nèi)外管間腔體入口端焊接密封，出口端由法蘭密封，為內(nèi)外管間的排污口。內(nèi)管開(kāi)有2排通流孔，冷卻介質(zhì)從入口端部法蘭進(jìn)入內(nèi)管后經(jīng)通流孔流入到偏心空腔，冷卻介質(zhì)通過(guò)多道阻尼設(shè)置后在軋線寬度上形成均勻水流，再經(jīng)狹縫形成扁平噴射流對(duì)鋼板進(jìn)行冷卻。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是冷卻能力強(qiáng)、寬度方向上較均勻，能夠滿足鋼板從軋后的800-1000℃快速冷卻至650-720℃的工藝要求，實(shí)現(xiàn)超快速冷卻。
文檔編號(hào)B21B45/02GK202224452SQ20112024076
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者徐義波, 王國(guó)棟, 王昭東, 王黎筠, 袁國(guó), 韓毅 申請(qǐng)人:東北大學(xué)