CN100443600C - 具有冷却头的热轧钢带冷却设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于热轧钢带冷却设备的冷却头，冷却精轧机提供的热轧钢带。所述冷却头包括：具有多个排放口的主体，所述排放口贯穿主体的下部表面，沿着热轧钢带的宽度方向排列，且至少三排排放口沿着热轧钢带的长度方向排列；设置在所述冷却头内的冷却剂供给管，所述冷却剂供给管的一侧面设置有用于释放冷却剂的出口；安装在冷却剂供给管的出口前面的倾斜板，所述倾斜板向下倾斜，将自所述出口释放的冷却剂均匀分布到冷却头的整个表面；安装在所述排放口上方的多孔板，使冷却剂均匀地流动；安装在所述排放口和所述多孔板之间的稳定流过滤器，使冷却剂以稳定的层流方式流动。本发明将大量的稳定冷却剂流释放到热轧钢带上面，最大化冷却效率。

Description

具有冷却头的热轧钢带冷却设备
技术领域
本发明总的涉及释放冷却剂的冷却头，更具体地说，涉及一种用于热轧钢带冷却设备的冷却头，所述冷却头能够最大化热轧钢带的冷却效率。
背景技术
连续地从热轧机出来的热轧钢带在通过热轧机的输出辊道之时，要进行冷却。在这种情况之下，通常通过冷却头的喷嘴将冷却剂喷到热轧钢带上，来对热轧钢带进行冷却。根据冷却喷射的方式，这种传统的从喷嘴将冷却剂喷到热轧钢带上的冷却头分为这几类：湍流型冷却头、喷淋式冷却头和层流型冷却头。
湍流型冷却头是这样配置的：将高压应用到冷却头的内部，从而将冷却剂喷到热轧钢带上。因此，湍流型冷却头需要附加设备来产生高压，从而具有复杂的构造，以及增加了安装成本。此外，冷却剂从湍流型冷却头喷出的速度非常高，这种从喷嘴喷出来的用于冷却热轧钢带的冷却流是不稳定的。因此，在使用湍流型冷却头来冷却热轧钢带之时，会导致每一钢带的宽度方向上温度偏差很大。
相反，通过喷嘴喷淋冷却剂的喷淋式冷却头具有非常小的直径，能够将冷却剂均匀地喷淋到每一热轧钢带的整个表面。但是，喷淋式冷却头的问题是，在正常压强条件下，单位时间内从冷却头喷淋出的冷却剂的流量不够，所以冷却头不能够快速地冷却热轧钢带。此外，也降低了热轧钢带的冷却效率。因此，在冷却热轧钢带之时，喷淋式冷却头不容易控制热轧钢带的温度。
层流型冷却头通过相对稳定地释放冷却剂以及沿着每一热轧钢带的宽度方向均匀地冷却热轧钢带，解决了上面提到的两种冷却头的问题。
图1是具有上述特性的传统层流型冷却头的截面图。
如图1所示，传统的层流型冷却头包括外缸(tub)10、两个内缸20、冷却剂供给管30，其中，外缸10用于存储冷却剂，两个内缸20用于将自冷却头释放的冷却剂流引导到热轧钢带的表面，冷却剂供给管30为外缸10供应冷却剂。在冷却头中，内缸20和冷却剂供给管30均沿着热轧钢带的宽度方向设置。
冷却剂供给管30安装在双线排列的两个内缸20之间。冷却剂供给管30的末端具有两个冷却剂出口31，用于给相应的内缸20供应冷却剂。但是，从出口31释放的冷却剂直接进入内缸20之时，冷却剂流速过快而变得不稳定。因此，为了让流出的冷却剂稳定地流动，出口31安装在低于内缸20的入口的位置。此外，为了使冷却剂可靠地以层流的方式流动，在冷却剂通往每个内缸20的路径上安装多孔板40和稳定流过滤器50。因此，通过排放口21从内缸20中释放的冷却剂以非常稳定流动方式流动。
但是，具有上述结构的传统的层流型冷却头的问题在于：因为冷却头在单个外缸10上仅仅具有两排排放口21，冷却头不能够一次释放大量的冷却剂到热轧钢带上，从而不能够提供高的冷却速率。因此，为了使用传统的层流型冷却头来快速地冷却高温的热轧钢带，必须将大量的冷却头连续地连接在一起，这增大了热轧钢带冷却设备的体积，增加了设备的安装成本。
发明内容
技术问题
因此，本发明谨记上述现有技术中存在的问题，并且本发明要解决的技术问题是提供一种用于热轧钢带冷却设备的冷却头，所述冷却头在单个主体上具有多排排放口，从而以相对稳定的层流方式释放冷却剂并快速地冷却热轧钢带。
技术方案
根据一个实施例，本发明提供一种用于热轧钢带冷却设备的冷却头，对精轧机送来的热轧钢带进行冷却，包括：具有多个排放口的主体，所述排放口贯穿所述主体的下部表面，并且所述排放口沿着热轧钢带的宽度方向排列，且至少三排排放口沿着热轧钢带的长度方向排列；设置在所述冷却头内的冷却剂供给管，所述冷却剂供给管的一侧面设置有用于释放冷却剂的出口；安装在所述冷却剂供给管的出口前面的倾斜板，所述倾斜板向下倾斜，将自所述出口释放的冷却剂均匀地分布到所述冷却头的整个表面；安装在所述排放口上方的多孔板，使冷却剂均匀地流动；以及安装在所述排放口和所述多孔板之间的稳定流过滤器，使冷却剂以稳定的层流方式流动。
有益技术效果
本发明以多排的方式排放层流式冷却剂，从而快速地冷却高温的热轧钢带，并在控制热轧钢带时更有效地控制热轧钢带的温度。
附图说明
图1是传统的层流型冷却头的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例用于热轧钢带冷却设备的冷却头的结构示意图；
图3是图2中的稳定流过滤器的截面放大图；
图4是图2中的排放口的截面放大图。
具体实施方式
在下文中，将结合附图对本发明的优选实施例进行阐述。
图2示出根据本发明的一个实施例的用于热轧钢带冷却设备的冷却头的结构。图3的放大图中示出了图2中的稳定流过滤器的截面示意图。图4的放大图中示出了图2中的排放口的截面示意图。
如图2所示，根据本发明的冷却头包括主体100、两个冷却剂供给管120、两块倾斜板130、多孔板140和稳定流过滤器150。
主体100沿着热轧钢带的宽度方向设置(垂直于图面的方向)，具有纵向的缸结构，具有四边形的横截面。主体100的下部表面具有多个用于释放冷却剂的排放口110。在本发明中，排放口110沿着热轧钢带的宽度方向和长度方向排列，排放口110之间以规则的间隔隔开，从而能够将大量的冷却剂从冷却头均匀释放到热轧钢带上。特别地，有几排排放口110沿着热轧钢带的长度方向排列，从而能够将大量的冷却剂从冷却头释放到热轧钢带上。排放口110之间的间隔最好是20mm到30mm。所述间隔防止从排放口110释放的冷却剂流彼此干扰。此外，如果排放口110的直径小于3mm，从排放口110释放的冷却剂很容易不稳定。因此，优选排放口110的直径为5mm到10mm。
冷却剂供给管120安装在主体100的上部，从冷却剂罐将冷却剂供应给主体100。每个冷却剂供给管120的侧面具有出口121。为了向上释放冷却剂，所以将出口121设置在冷却剂供给管120的侧面的上部。优选地，每根冷却剂供给管120的出口121的位置与经过冷却剂供给管120的中心的水平轴线上方的夹角是0度到30度。
倾斜板130安装在冷却剂供给管的每个出口121的前面。每块倾斜板130都向下倾斜，从而将从出口121释放的冷却剂引导到主体的下部表面。因此，从出口121释放的冷却剂与倾斜板130碰撞，并分散成多个分流，从而非常均匀地分布到多孔板140的整个表面。在上述的情况之下，为了最大化冷却剂的分布效率，倾斜板130的表面最好是不平坦的。在优选的实施例中，沿着热轧钢带的宽度方向排列冷却剂供给管120。但是，应当意识到，在必要的时候，可以沿着热轧钢带的长度方向排列冷却剂供给管。
多孔板140安装在冷却剂供给管120和倾斜板130两者的下面，具有大量的孔。多孔板140平行于主体100的下部表面放置，这样，多孔板140对从倾斜板130流出的冷却剂进行第二次分布，主要降低了流动的冷却剂的速度。
稳定流过滤器150安装在排放口110和多孔板140之间。
如图3所示，稳定流过滤器150具有管道结构，包括大量的具有多边形横截面的管道彼此平行，并包括有多孔垫155，设置在管道结构的上端。所述多个管道的横截面可以是四边形的、五边形的或者六边形的。该管道结构的管道151可以纵向地或者横向地排列在冷却头100的整个表面上，从而具有预定的格子结构。每根管道151的上端是完全开口的，而下端是部分开口的，因此，上端开口的截面积要比下端开口的截面积大。这样的话，由于管道151的上端和下端之间的管道截面的不同，通过四边形管道151的冷却剂的流速被降低，形成了层流。如果每根管道151都很长，那么冷却剂沿着长管151流动之时，冷却剂的流动会形成涡流。因此，在每根管道151中安装涡流预防板152，如图3所示。
每根管道151的上端具有多孔垫155。多孔垫155中能容纳预定量的冷却剂，可将其想象成海绵，使得冷却剂被引导入管道151。此外，因为多孔垫155具有细纤维组织，由于毛细管作用使得冷却剂以水平方向流动。换言之，多孔垫155起缓冲器的作用，降低了从倾斜板140上落下来的冷却剂的速率，促进了冷却剂均衡地水平分布。
所以，连续地通过倾斜板130、多孔垫155和管道151的冷却剂在主体100的水平表面是基本均匀的。因此，充分地降低了冷却剂的速度。这样，当冷却剂从主体100的排放口110释放之时，冷却剂流是稳定的和层流状的。
主体100的下部表面由具有预定厚度的板构成。贯穿排列在所述主体的下表面的每个排放口形成为喷嘴，这种喷嘴呈向下的锥形，如图4所示。锥形排放口110可将之前经过多个稳定步骤降低到低水平的冷却剂流速增加到期望的水平。
通常，层流型冷却头释放的冷却剂以非常低的速度流动，因为冷却剂的支流被冷却头分隔得更远，所以冷却剂的支流变得更细。这样，减小了实际用于对热轧钢带的表面降温的冷却剂流的截面。为了解决这个问题，本发明将排放口100的设置改为上述结构。这样，本发明的优点在于：本发明维持释放到热轧钢带表面上的冷却剂流恒定，从而在实践中增加与热轧钢带碰撞的冷却剂流的截面积。此外，根据主体100和将要冷却的热轧钢带之间的距离，可以改变本发明的每个锥形排放口110的角度。所述锥形排放口110的角度优选设为90到120度。
虽然本发明用于热轧钢带冷却设备的冷却头是根据本发明的一些优选实施例以及结合用作举例目的的附图进行描述的，但是，本领域的技术人员将意识到，可以对本发明进行各种变化、补充和替代而未脱离由所附的权利要求公开的本发明的实质和范围。

Claims (11)

1、一种用于热轧钢带冷却设备的冷却头，对精轧机提供的热轧钢带进行冷却，其特征在于，包括：
具有多个排放口的主体，所述排放口沿着热轧钢带的长度和宽度方向排列；
设置在所述冷却头内的冷却剂供给管，其侧面具有用于释放冷却剂的出口；
设置在所述冷却剂供给管的出口前面的倾斜板，所述倾斜板向下倾斜，从而将自所述出口释放的冷却剂均匀地分布到所述冷却头的整个表面；
设置在所述排放口上方的多孔板，使冷却剂均匀地流动；
设置在所述排放口和所述多孔板之间的稳定流过滤器，使冷却剂以稳定的层流方式流动。
2、根据权利要求1所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，所述冷却剂供给管和所述倾斜板均沿着所述主体的宽度方向排列。
3、根据权利要求1所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，所述稳定流过滤器包括：
包括多个管道的管道结构，所述管道互相平行，具有多边形的横截面；
安装在所述管道结构上端的多孔垫，用于稳定冷却剂的流动。
4、根据权利要求3所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，所述多个管道的横截面从下面选择：四边形横截面、五边形横截面和六边形横截面。
5、根据权利要求3所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，所述多个管道中，每根管道设置为上端开口的截面积大于下端开口的截面积，并还包括有与所述上端开口和下端开口均连接的涡流预防板，引导冷却剂以层流形式流动。
6、根据权利要求1所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，所述倾斜板具有不平坦的表面，以将释放自所述出口的冷却剂均匀地分布到所述多孔板上面。
7、根据权利要求1所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，所述出口的安装位置与经过所述冷却剂管道的中心的水平轴线上方的夹角是0度到30度，以使冷却剂通过所述出口向上释放。
8、根据权利要求1所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，所述排放口的直径为5mm到10mm。
9、根据权利要求1所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，所述排放口互相之间间隔20mm到30mm。
10、根据权利要求1至9中任意一项所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，每个所述排放口为锥形，沿朝向热轧钢带的方向所述排放口的直径逐渐减小。
11、根据权利要求10所述的用于热轧钢带冷却设备的冷却头，其特征在于，每个所述排放口的锥形表面的角度是90度到120度。
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