一種熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，由并排設(shè)置的第一移動框架和第二移動框架組成，第一移動框架上設(shè)有8組集管，分為第1-8組集管，第二移動框架上設(shè)有10組集管，分為第9-18組集管，每組集管都由上集管和下集管組成，第一移動框架上的8個上集管都與第一升降機構(gòu)相連接，第二移動框架上的10個上集管都與第二升降機構(gòu)相連接，第一移動框架上的8個上集管之間均裝有擋水輥；本實用新型所設(shè)計能夠滿足加速冷卻、超快冷及淬火多種冷速的要求，有利于合金減量化鋼種的生產(chǎn)以及新鋼種的開發(fā)，并使鋼板獲得良好的板形。
【專利說明】一種熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種熱軋冷卻裝置，具體的說是一種熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)層流冷卻設(shè)備采用高位水箱與U型管或直管配置，冷卻水在高位水箱產(chǎn)生的壓力作用下自然流出，除了單相強制對流區(qū)域，過渡沸騰區(qū)、膜沸騰強制對流區(qū)、小液態(tài)聚集區(qū)和輻射對流區(qū)由于冷卻水和鋼板表面之間汽膜的存在，換熱效率較低。鋼板上表面冷卻水在短時間內(nèi)沿落點徑向運動并在鋼板運行方向有序流動，在隨后的冷卻過程中殘留水無序流動，造成鋼板冷卻過程中冷卻不均勻。與常規(guī)層流相比，傾斜噴射流在一定的水壓下以一定的角度和流速向鋼板表面噴射，在擊破鋼板表面汽膜的同時使冷卻水與鋼板表面換熱，極大地提高了換熱效率，并且很大程度上減小了膜沸騰換熱區(qū)域和過渡沸騰換熱區(qū)域，有效地提高了冷卻均勻性。
[0003]國內(nèi)也有熱軋中厚板控冷裝置的報道，如2010年的中國實用新型專利申請(申請?zhí)枮?01020502451.2)公布了 “一種熱軋中厚板的控制冷卻裝置”，此專利的控冷裝置由超快速冷卻裝置和層流冷卻裝置組成。超快速冷卻裝置由9組上下集管組成，上集管和下集管與垂直方向成20°飛0°，向鋼板表面噴射對稱的高壓高密度水流，上集管和下集管噴嘴直徑4mnT6mm,同一集管的相鄰噴嘴間距小于30mm?50mm,各排噴嘴之間交錯分布。該專利所述超快速冷卻裝置的上集管均為正向噴射，后部集管噴射流的沖刷水向鋼板運行方向流動，直接影響前部集管冷卻水與鋼板的換熱，而且殘留水在鋼板上表面的滯留時間較長。層流冷卻裝置的集管噴嘴為直管式，整個控冷裝置是傾斜噴射流和層流的組合，未實現(xiàn)所有冷卻區(qū)的傾斜噴射流冷卻。
[0004]2011年的中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)枮?01110408076.4)公布了“一種超快冷工藝下薄規(guī)格管線鋼冷卻均勻性控制方法”，此發(fā)明的超快冷設(shè)備由9組數(shù)量相等的上下集管組成，上下集管對稱分布，每組集管0.8米，總冷卻長度7.2米，長度方向上第I和第3組是縫隙噴嘴，其他7組是三聯(lián)噴嘴，上下集管與垂直方向的角度成30°向鋼板表面噴射冷卻水。9組集管沿軋件縱向的配置方式為:第1、2、3、5、6、7組集管正向噴射，第4、8、9組集管反向噴射。這種正向噴射集管和反向噴射集管的布置形式使熱軋中厚板冷卻時的流量調(diào)整受到很大的限制，反向噴射流在冷卻鋼板的同時還需封堵正向噴射流沖擊鋼板表面后的沖刷水和殘留水，造成各組集管的開啟模式較為固定。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，解決以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，在滿足多種冷卻工藝要求的同時，可以獲得良好板形的鋼板。
[0006]本實用新型解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:[0007]—種熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，由并排設(shè)置的第一移動框架和第二移動框架組成，第一移動框架上設(shè)有8組集管，分為第1-8組集管，第二移動框架上設(shè)有10組集管，分為第9-18組集管，每組集管都由上集管和下集管組成，第一移動框架上的8個上集管都與第一升降機構(gòu)相連接，第二移動框架上的10個上集管都與第二升降機構(gòu)相連接，第一移動框架上的8個上集管之間均裝有擋水輥；
[0008]前述第1-2組集管布置縫隙噴嘴，其中縫隙噴嘴的縫隙寬度2_3mm ;第3-18組集管布置高密管式噴嘴，其中上集管噴嘴直徑3-4mm，下集管噴嘴直徑4_5mm ;第3_18組集管的各個相鄰上集管的噴嘴間距40-48mm，第3-8組集管的各個相鄰下集管的噴嘴間距35-63mm，第9-18組集管的各個相鄰下集管的噴嘴間距24_48mm ；
[0009]前述第1-18組集管中的各上集管的噴嘴與垂直方向呈10° -30°，并呈正向和反向交替噴射冷卻水；第1-2組集管中的各下集管的噴嘴與垂直方向呈10° -30°，并呈正向噴射冷卻水；第3-18組集管中的各下集管噴嘴與垂直方向呈8° -15°，并呈正向噴射冷卻水；
[0010]當?shù)谝灰苿涌蚣芡队脮r，各擋水輥與鋼板上表面保持20-100mm的距離，當?shù)诙苿涌蚣芡队脮r，其上集管噴射口距離鋼板上表面320-420mm的高度；當鋼板厚度變化時，通過第一升降機構(gòu)和第二升降機構(gòu)分別上下移動第一移動框架和第二移動框架且上集管和下集管的噴嘴分別與鋼板上表面和下表面保持相同的高度，實現(xiàn)鋼板上下表面對稱及同步冷卻。
[0011]這樣，傾斜噴射流多功能冷卻裝置的第f 18組上集管正向、反向交替噴射冷卻水，傾斜噴射流冷卻水在提高與鋼板換熱效率的同時也將沖刷水與殘留水限制在正向噴射流、反向噴射流圍成的區(qū)域內(nèi)，使大部分的沖刷水、殘留水向鋼板寬度方向兩側(cè)排出，正向噴射流、反向噴射流圍成區(qū)域之外小部分的殘留水在自水冷護板附近布置以及輥道兩側(cè)布置的側(cè)噴作用下離開鋼板表面，改變了多組上集管連續(xù)正向噴射時沖刷水、殘留水沿鋼板運行方向流動并在鋼板上表面滯留時間長以及由此引起積水層厚度增加而降低換熱效率的不利條件。
[0012]傾斜噴射流多功能冷卻裝置第f 18組下集管噴嘴的噴射方向均為正向噴射，噴射流與垂直方向的夾角在8° ^30°之間，噴射冷卻水流速的水平分量較小，并且當其小于鋼板運行速度時，鋼板頭部不易過冷而變形瓢曲，下集管傾斜噴射流與垂直方向較小的夾角，大大減弱了下集管噴水對鋼板尾部的過冷影響，使其具有良好的板形。
[0013]傾斜噴射流多功能冷卻裝置的第一移動框架上裝有擋水輥，分布于第廣8組上集管之間。鋼板進入冷卻區(qū)域時，擋水輥和下方的輥道保持同步轉(zhuǎn)動，第一移動框架投用時，每根擋水輥將前后兩側(cè)傾斜噴射流的沖刷水和殘留水擋住，進一步將正向噴射流、反向噴射流圍成的區(qū)域分隔，縮小沖刷水、殘留水的流動空間，使沖刷水和殘留水沿鋼板寬度方向兩側(cè)流出，減弱殘留水對鋼板板形的影響。
[0014]傾斜噴射流多功能冷卻裝置的第一移動框架投用時，擋水輥與鋼板上表面保持20mm左右的距離，使鋼板在高溫段時快速與冷卻水換熱，第二移動框架投用時，其上集管噴射口距離鋼板上表面320mm左右的高度，使鋼板在低溫段時的冷速有所降低。鋼板厚度變化時，上集管可以隨移動框架在豎直方向上下移動，第一段移動框架、第二段移動框架分別與鋼板上表面保持固定的高度，更大程度實現(xiàn)鋼板上下表面對稱、同步冷卻。[0015]本實用新型進一步限定的技術(shù)方案是:
[0016]前述的熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，其中各集管的工作水壓為0.2-0.5MPa，各上集管流量70_330m3/h，各下集管流量70_350m3/h ;這樣，根據(jù)熱軋中厚板冷卻所需的流量選擇合適的水壓，滿足多樣化冷卻工藝的需求；傾斜噴射流多功能冷卻裝置的工作水壓0.2MPa^0.5MPa，單組上集管流量70πι3Α 330πι3Λ，單組下集管流量70m3/1~350πι3Λ;根據(jù)鋼種小流量或大流量的冷卻需求并輔以合適的輥道速度，可實現(xiàn)熱軋中厚板較大冷卻速率范圍的冷卻，滿足加速冷卻、超快冷以及直接淬火工藝的要求。
[0017]前述的熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，其中傾斜噴射流多功能冷卻裝置的入口和出口以及第一移動框架和第二移動框架之間安裝有封水裝置，第3-8組上集管的自水冷護板附近布置側(cè)噴裝置，第9-18組上集管下方的輥道兩側(cè)布置側(cè)噴裝置，所述的傾斜噴射流多功能冷卻裝置的入口和出口安裝吹掃裝置。
[0018]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:突破傳統(tǒng)層流冷卻設(shè)備冷卻能力偏低、冷卻均勻性差的局限性，并兼顧影響鋼板板形的上下冷卻集管布置方式、噴射角度、噴射高度及噴嘴間距，在滿足多種冷卻工藝要求的同時，獲得良好板形的鋼板。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖1是傾斜噴射流多功能冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視圖)；
[0020]附圖2是傾斜噴射流多功能冷卻裝置結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)；
[0021]附圖中:A—第一移動框架，B一第二移動框架，I一分流集水管，2—上集管,3—下集管，4一擋水輥，5—封 水裝置，6—側(cè)噴裝置，7—吹掃裝置，8—固定框架，9一第一升降機構(gòu)，10—鋼板，11一第二升降機構(gòu)。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述:
[0023]實施例1
[0024]如圖1和圖2所示，傾斜噴射流多功能冷卻裝置:由18組上下集管組成，第廣8組上集管2固定在第一移動框架A上，相鄰上集管之間裝設(shè)有擋水輥4，第擴18組上集管2固定在第二移動框架B上， 1·18組下集管3固定在輥道之間，上集管2分別與第一升降機構(gòu)9和第二升降機構(gòu)11連接，第廣2組集管布置縫隙噴嘴，縫隙寬度2_，第3~18組集管布置高密管式噴嘴，上集管2噴嘴直徑3.5mm,下集管3噴嘴直徑4.5mm,第3~18組上集管2同排相鄰噴嘴間距48mm，各排噴嘴交錯排布，相鄰兩排噴嘴的垂直距離為40mm，第3~8組下集管3同排相鄰噴嘴間距50mm，各排噴嘴交錯排布，相鄰兩排噴嘴的垂直距離為45mm，第擴18組下集管3同排相鄰噴嘴間距48mm，各排噴嘴交錯排布，相鄰兩排噴嘴的垂直距離為34mm。
[0025]傾斜噴射流多功能冷卻裝置的第f 18組上集管2噴嘴與垂直方向呈30°正向、反向交替噴射冷卻水，第廣2組下集管3噴嘴與垂直方向呈30°正向噴射冷卻水，第:1~8組下集管3噴嘴與垂直方向呈14°正向噴射冷卻水，第擴18組下集管3噴嘴與垂直方向呈10°正向噴射冷卻水。整個傾斜噴射流冷卻裝置的冷卻區(qū)長度20米，噴水區(qū)寬度2.8米，可冷卻毛邊寬度為2.6米的鋼板；固定在第一移動框架A上的擋水輥4距離鋼板上表面20-100mm，固定在第二移動框架B上的上集管2噴射口距離鋼板上表面320-420mm ;傾斜噴射流多功能冷卻裝置的入口、出口以及兩個框架之間安裝有封水裝置5，水壓為1MPa ;傾斜噴射流多功能冷卻裝置的第31組上集管的自水冷護板附近布置側(cè)噴裝置6，第擴18組上集管下方的輥道兩側(cè)布置側(cè)噴裝置6，水壓為1MPa ;傾斜噴射流多功能冷卻裝置的入口、出口安裝有吹掃裝置7，壓縮空氣壓力為0.6MPa。
[0026]本實施例的工作時:一定厚度的鋼板通過傾斜噴射流多功能冷卻裝置時，根據(jù)熱軋中厚板冷卻所需的流量選擇合適的工作水壓(0.2MPa^0.5MPa)，通過調(diào)整18組上下集管的流量和輥道速度將鋼板冷卻到目標溫度；根據(jù)鋼種、鋼板厚度及溫降，可以投用第一移動框架A的第廣8組集管或第二移動框架B的第擴18組集管，也可以同時投用兩段框架，框架上的集管連續(xù)或間斷開啟，開啟兩個框架之間的封水裝置5將兩個框架下方的殘留水分隔開，改變殘留水的流向，同時封水裝置5將鋼板板面上的殘留水封住，保證鋼板出水后板面上無殘留水，開啟側(cè)噴裝置6清掉鋼板上表面的殘留水，使冷卻水與鋼板進行換熱，在提高冷卻效率的同時防止殘留水引起鋼板的瓢曲；開啟吹掃裝置7中壓縮空氣壓力
0.4MPa^0.6MPa，用于除去鋼板表面的殘留水、水汽、脫落的氧化鐵皮并避免殘留水對鋼板板形的影響，便于鋼板表面的測溫。
[0027]本實施例的熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，可突破傳統(tǒng)層流冷卻設(shè)備冷卻能力偏低、冷卻均勻性差的局限性，并兼顧影響鋼板板形的上下冷卻集管布置方式、噴射角度、噴射高度及噴嘴間距，在滿足多種冷卻工藝要求的同時，獲得良好板形的鋼板。
[0028]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，其特征在于:由并排設(shè)置的第一移動框架和第二移動框架組成，所述第一移動框架上設(shè)有8組集管，分為第1-8組集管，所述第二移動框架上設(shè)有10組集管，分為第9-18組集管，每組集管都由上集管和下集管組成，所述第一移動框架上的8個上集管都與第一升降機構(gòu)相連接，所述第二移動框架上的10個上集管都與第二升降機構(gòu)相連接，所述第一移動框架上的8個上集管之間均裝有擋水輥； 所述第1-2組集管布置縫隙噴嘴，所述縫隙噴嘴的縫隙寬度2-3mm ;所述第3_18組集管布置高密管式噴嘴，其中上集管噴嘴直徑3-4_，下集管噴嘴直徑4-5_ ;所述第3-18組集管的各個相鄰上集管的噴嘴間距40-48mm，所述第3_8組集管的各個相鄰下集管的噴嘴間距35-63mm，所述第9_18組集管的各個相鄰下集管的噴嘴間距24_48mm ； 所述第1-18組集管中的各上集管的噴嘴與垂直方向呈10° -30°，并呈正向和反向交替噴射冷卻水；所述第1-2組集管中的各下集管的噴嘴與垂直方向呈10° -30°，并呈正向噴射冷卻水；所述第3-18組集管中的各下集管噴嘴與垂直方向呈8° -15°，并呈正向噴射冷卻水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，其特征在于:所述各集管的工作水壓為0.2-0.5MPa，各上集管流量70_330m3/h，各下集管流量70_350m3/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋中厚板的傾斜噴射流多功能冷卻裝置，其特征在于:所述的傾斜噴射流多功能冷卻裝置的入口和出口以及第一移動框架和第二移動框架之間安裝有封水裝置，第3-8組上集管的自水冷護板附近布置側(cè)噴裝置，第9-18組上集管下方的輥道兩側(cè)布置側(cè)噴裝置，所述的傾斜噴射流多功能冷卻裝置的入口和出口安裝吹掃裝置。
【文檔編號】B21B45/02GK203565503SQ201320637470
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】朱金寶, 廖仕軍, 鄭東升, 王丙興, 王昭東, 戴祝平, 張宏洋 申請人:南京鋼鐵股份有限公司, 東北大學