專利名稱：新型水幕冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于鋼材軋制控制冷卻裝置，它適用于板、帶鋼，型鋼控制冷卻，同時也適用于軋輥冷卻，軋機機架間冷卻，連鑄坯冷卻，非冶金企業(yè)物件冷卻。
現(xiàn)代軋鋼技術中的控軋控冷正得到越來越廣泛的重視和應用，隨著控軋控冷基礎理論研究的深入和用戶對鋼材使用性能愈來愈高的要求，生產廠家在改善性能，開發(fā)品種的同時，還要考慮到生產成本的降低和生產效率的提高，進一步促進了控冷工藝及裝置的開發(fā)和應用。
人們改變了傳統(tǒng)觀念，認識到控軋控冷工藝不僅僅是控制不同鋼種的終軋溫度和卷取溫度，還必須控制不同冷卻階段的冷卻速度和溫度一時間關系?？紤]到性能的均勻性，則要求沉板帶鋼縱向、橫向冷卻均勻，裝置和工藝還適用于采用控冷數(shù)學模型，由計算機實施控制。因此，對控冷裝置的要求就更高。它要求裝置冷卻效率高，靈活多變，建造投資省、結構堅固耐用，易維護，尤其是對水質要求不嚴，還要求冷卻均勻。
因此，軋鋼的控制冷卻由壓力噴射冷卻發(fā)展到效率更高的層流冷卻，冷卻裝置為虹吸管式層流裝置。但這種裝置的缺點是冷卻能力不夠大，裝置易損壞，維護量大，對水質要求嚴，耗水量大且冷卻不均勻。為了解決這些難題，繼而發(fā)展了縫隙式層流冷卻裝置。這項工作開始于七十年代末，八十年代初期，進展較好的有英國戴維公司，西德迪馬克公司。此外，美國、意大利、日本、蘇聯(lián)等國也進行了開發(fā)和應用。在應用上，有完全由水幕裝置構成冷卻系統(tǒng)的，有采用管式層流和水幕裝置混合裝置構成冷卻系統(tǒng)，還有的由一定數(shù)量水幕裝置構成強冷系統(tǒng)的，有的實現(xiàn)了計算機控制。由于應用效果好，越來越多的廠家開始應用水幕冷卻技術。
在水幕冷卻裝置方面，已經(jīng)發(fā)表了一些制造專利，但仍然存在許多問題。由于控冷裝置要確保層流的形成，大多數(shù)裝置在流水道內采用較為復雜的結構。如中國專利GK87－100594公開的水幕冷卻裝置在流水道內采用屏柵裝置，而英國戴維公司則在流水道內采用格柵裝置。
顯而易見，這種方式雖然說對解決形成層流問題起到了作用，但是，它對水質要求很嚴，況且在軋鋼生產中的循環(huán)水油污很重，很難處理好，極易造成屏柵和格柵的粘掛和堵塞。
還由于這種控冷裝置對水系統(tǒng)要求很嚴格，因而需要穩(wěn)壓穩(wěn)流設施，顯然設備多投資大，尤其是占地面積極大，設備難于維護。
另外，為了解決控冷裝置水幕水流寬向收縮的難題，多數(shù)裝置設計復雜，沒法維護，大多是一次性應用。
本實用新型的目的，就是為了解決水幕冷卻裝置在現(xiàn)有技術中存在的上述不足和缺陷，發(fā)明一種構造簡單，容易維護，對水質要求不嚴且又省水，不采用穩(wěn)流穩(wěn)壓設施，滿足生產工藝要求的，能形成整體板狀層流水，且寬向不變，水量可調的新型水幕冷卻裝置。
本實用新型結構分兩種。一種是固定流量式裝置；一種是多流道可調流量式裝置。固定流量式裝置結構見附


圖1，附圖2，附圖3和附圖4。附
圖1是固定流量式水幕裝置主視圖，附圖2是該裝置的側視圖，附圖3是該裝置的弧形板，附圖4是該裝置的進水芯管。
固定流量式水幕冷卻裝置是由上箱體1，下箱體2，進水管聯(lián)結法蘭3，進水管4，進水芯管5，引流內半園彎道6，引流外半園彎道8，引流道7，弧面板10，立板11以及由弧面板和立板構成的出水道9所構成。其中進水芯管5，它的管身開有若干個出水孔，孔的位置、大小及數(shù)量由冷卻條件要求而定。芯管開孔的目的是對進水實施流量分配和對進水實行穩(wěn)流和消能。出水道是由弧面板和立板構成，由附圖2和附圖3可以看出，它上接引流道7，是一個寬度方向上下等寬，厚度是中間厚兩邊薄，從上到下是逐漸減小的變截面流水道。
該裝置被安裝在距被冷卻鋼板1.8～2.0m高度上，由三通球閥聯(lián)結供水管路，泄流管路和本裝置，通過調節(jié)泄流管路出水阻力，使之由裝置流出的水量與由泄流管路排出水量相平衡。
本實用新型的動作過程如下，冷卻水經(jīng)由三通球閥，由供水管路經(jīng)由4進入箱體內芯管5，通過芯管對水流消能及平穩(wěn)分配作用，水流在箱體內平穩(wěn)上升，經(jīng)由6和8構成的引流彎道7，再經(jīng)由10和11構成的出水道9，最后以層流板狀水流下落至被冷卻鋼板上；轉換三通球閥，則冷卻水由泄流管路泄流。該裝置控制靈活，通過金屬檢測器及其他聯(lián)鎖控制裝置，視需要可使連軋帶鋼頭部10米和尾部10米不噴水冷卻，靈敏度很高。
本實用新型另一種結構是多流道可調流量式裝置。二流道可調流量式裝置如附圖5和附圖6所示。附圖5為二流道可調流量式裝置的主視圖，附圖6為該裝置的側視圖。
二流道可調流量式裝置是由上箱體1，下箱體2，進水管聯(lián)結法蘭3，進水管4，穩(wěn)流隔板6，引流道內彎板7和8，引流道外彎板10和12，引流道9和11，立板13，雙斜度整流側板5，出水道14等構成。其中出水道14的形狀是上窄下寬，上厚下薄變截面。該裝置每個流道均有一個進水管，由三通球閥將進水管路、排泄管路、供水管路聯(lián)結在一起，調節(jié)排泄管路泄流阻力，使進入箱體水量與由排泄管路泄流水量相平衡。
本裝置動作過程如下冷卻水由供水管路經(jīng)三通球閥，由進水管4進入箱體，經(jīng)過隔板6反復整流，使水流平穩(wěn)，經(jīng)由引流彎首9和11，從出水道14流出，落在被冷物體上。其兩個流水道水流a和b，可根據(jù)冷卻工藝要求，可調整為a，b，a＋b三個擋水量。
本裝置還可以制作成三流道可調流量式冷卻裝置。同樣，每個流道有一個進水管路。其三個流道水流a，b，c，可根據(jù)冷卻工藝要求調整為a，b，c，a＋b，a＋c，b＋c，a＋b＋c共七擋水量。這些動作均可由三通球閥控制，響應時間約1秒鐘。三流道可調流量式冷卻裝置和雙流道可調流量式冷卻裝置相同。
采用本實用新型的冷卻裝置的優(yōu)點如下由于采用了其他現(xiàn)有技術沒有的彎道引流和整流，使冷卻水離開出水口之前，有充分形成層流的條件，能滿足形成板狀層流水的要求，其結構相當簡單、不易堵塞，容易維修。本裝置的進水芯管和多個穩(wěn)流隔板，起到了消能和平衡水流的作用，同時也起分配水流的作用。固定流量式冷卻裝置采用由弧面板、立板構成上大下小、中寬邊窄變截面出水道，不但保證了出水為整體板狀水流且寬向不收縮，同時還可根據(jù)軋制鋼板厚度變化范圍，確定寬向水流分布，使鋼板沿寬向降溫效果符合性能均勻的工藝要求。對于多流道可調流量式水幕裝置，由于采用雙斜度整流側板，使出水道在寬度方面為上小下大，厚度方面上大下小，流出水流寬向不收縮，尤為突出的特點是構成的冷卻系統(tǒng)，其水量變化范圍可在1～7個檔次，相當于多個冷卻系統(tǒng)，適用性非常大。它靈活多變，冷卻能力大，是目前任何水幕裝置所沒有的。本裝置對水系統(tǒng)要求也不高，不需要穩(wěn)流穩(wěn)壓設施，只要操縱電(氣)動三通球閥，響應時間快，重現(xiàn)率高。同時，本實用新型對水質要求不嚴，稍加處理的軋鋼循環(huán)水就能滿足其水質要求，節(jié)約了大量水處理設備，減少維護。
由于采用本實用新型發(fā)明，冷卻速度大，控制靈活，尤其是橫向冷卻均勻，能顯著地改善被控冷鋼材的組織和性能。經(jīng)試樣解剖分析，被冷帶鋼橫向硬度差僅為5％。普碳鋼和低合金鋼經(jīng)本裝置冷卻后，性能改善。如10Ti鋼進行水幕控冷，不但可以節(jié)約合金，而且可由原一種化學成份，由不同控冷工藝生產不同級別的鋼，還為生產雙相鋼創(chuàng)造了條件，是開發(fā)新品種鋼的強有力手段。
應用本裝置構成的水幕冷卻系統(tǒng)，可采用計算機控制。試驗結果表明，本裝置控制靈活，響應快，通過跟蹤，使運行中的帶鋼做到頭部10米不冷卻，尾部10米不冷卻。還可根據(jù)工藝需要，改變冷卻水量，控制帶鋼終冷溫度，冷卻速度，從而改變被控鋼材組織與性能。尤其是多流道水幕構成的冷卻系統(tǒng)，其冷卻能力變化范圍非常大，適用性極大，完全滿足了控軋控冷技術發(fā)展的需要。試驗表明，使用循環(huán)水，本裝置不會堵塞。安裝時，還可采用框架式固定方式，做到堅固耐用。
本實用新型裝置易制造，易安裝，不論對老廠改造還是新廠建設都具有投資節(jié)省，技術先進的優(yōu)點。
權利要求1.一種新型水幕冷卻固定流量式裝置，它是由上箱體1，下箱體2，進水管聯(lián)結法蘭3，進水管4構成，其特征是該冷卻裝置還有進水芯管5，引流內半園彎道6，引流外半園彎道8，引流道7，弧面板10，立板11以及由弧面板和立板構成的出水道9所構成。
2.權利要求1所述的新型水幕冷卻固定流量式裝置，其特征是進水芯管5，它的管身開有若干出水孔，其出水孔的位置，大小和數(shù)量由冷卻條件要求而定。
3.權利要求1所述的新型水幕冷卻固定流量式裝置，其特征是由弧面板10和立板11構成的出水道9，是一個寬度方向上下等寬，厚度是中間厚兩邊薄，從上到下逐漸減小變截面流水道。
4.一種新型水幕冷卻雙流道可調流量式裝置，它是由上箱體1，下箱體2，進水聯(lián)結法蘭3，進水管4構成，其特征是該裝置還有穩(wěn)流隔板6，引流道內彎板7和8，引流道外彎板10和12，引流道9和11，中間隔板13及雙斜度整流側板5、出水道14等構成。
5.權利要求4所述的一種新型水幕冷卻雙流道可調流量式裝置，其特征是出水道14是寬度上窄下寬，厚度是上厚下薄的變截面出水道。
6.權利要求4所述的一種新型水幕冷卻雙流道可調流量式裝置，其特征是每個流道均有一個進水管，其二個水流a和b，可根據(jù)冷卻工藝要求，調整為a，b，a＋b三檔水流。
7.權利要求4所述的一種新型水幕冷卻雙流道可調流量式裝置，其特征是根據(jù)需要可變成三流道冷卻裝置，每個流道均有一個進水管，其三個水流a，b，c，可根據(jù)冷卻工藝要求調整為a，b，c，a＋b，a＋c，b＋c，a＋b＋c七檔水流。
專利摘要本實用新型屬于鋼材軋制控制冷卻裝置。它分為固定流量式和多流道可調流量式兩種。固定式主要由上箱體、下箱體、進水管、進水芯管、內外彎管組成的引流道、弧面板與立板構成的出水道等構成。多流道可調流量式主要由上箱體、下箱體、進水管、穩(wěn)流隔板、內外彎管組成的引流道，中間隔板與雙斜度整流側板構成的出水道等構成。其結構簡單，易制造安裝維護，對水質要求不嚴，水量可調七個擋次、能滿足碳鋼、低合金鋼控冷工藝要求。
文檔編號B21B45/02GK2079092SQ9022547
公開日1991年6月19日 申請日期1990年11月29日 優(yōu)先權日1990年11月29日
發(fā)明者王學廣, 魏明遠, 金懷生, 崔峰 申請人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所