CN101020196A - 可形成扁平喷射流的冷却装置 - Google Patents

Abstract

可形成扁平喷射流的冷却装置，由钢板焊接而成，其特征在于在钢板焊接成的壳体内垂直焊接隔板，隔板中间间隔地焊接有多个均流筒；后壳体下部直角焊接壳体下板，内有连接两直角边的弧形板，弧形与角形成沿装置宽度延伸的空间为外冷却介质循环腔，前壳体下端连接引水结构：引水板与前壳体下端呈夹角焊接，滑块、引水挡分别通过连接件与引水板结合，引水挡与后壳体横边端形成可调的扁平喷射流缝隙；焊接过程采用点焊后再间断焊接的方法，焊接完成后去应力退火和校直工艺反复交替处理，贯穿整个焊接过程。本发明解决了以前焊合在使用中受热变形问题，并回避铸造加工难题，不仅制造成本降低、还使使用效果和使用寿命都得到显著提高。

Description

可形成扁平喷射流的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种对板形材料进行冷却的可形成扁平喷射流的装置。

背景技术

现有技术中有类似专利申请，洛伊热处理有限公司的“通过产生一种扁平喷射流对材料进行冷却的装置”(CN1263550C)，用于对板状或带状热轧钢材料进行冷却，由铸钢制成的壳体两壁形成5米宽的扁平喷射流喷嘴，并将板条以金属密封形式贴靠在喷嘴的第一壁外侧面，用以调整扁平喷射流厚度至1-4mm。在改变喷嘴时，需更换垫片条。该技术是将在先技术中这种设备的焊合制造技术改为铸件，5米宽的狭长结构不仅铸造本身难度大，且铸造过程中克服铸件结构变形所需采取的校直措施，难度也很大；只靠铸件金属厚度应付热辐射、高湿度及汽雾环境，也难保证喷嘴处厚重金属板条的精确调整，至于贴靠板条的连接件结合形式，应是机械行业通用手段。当然在此前技术中这种装置是由焊合结构制成，暴露在轧制钢板的很强热辐射下，热应力使很宽的喷嘴平面拱起，翘曲变形会引起扁平喷射流在其整个横跨宽度上发生厚度改变，导致对板形材料冷却效果不一致，产生次品。

发明内容

本发明的目的是提供一种可形成扁平喷射流的冷却装置，在辐射面的喷嘴旁设外冷却介质循环腔，以焊合结构完善该装置的技术性能和经济性能。

可形成扁平喷射流的冷却装置，由钢板焊接制成，其特征在于在钢板焊接成一体的壳体内垂直焊接隔板，隔板中间间隔地焊接有多个均流筒状结构；后壳体下端与壳体下板直角焊接，内有连接两直角边的弧形板，弧形与角形成沿装置宽度延伸的空间为外冷却介质循环腔，壳体前侧下端连接引水结构：引水板与壳体前侧下端呈夹角焊接，滑块、引水档分别通过连接件与引水板结合，引水档与壳体下板斜面平行，滑块与引水档通过斜面配合，形成可调的扁平喷射流缝隙；焊接采用点焊再间断焊接的方法，焊接完成后采用200～500℃范围内去应力退火和校直处理工艺，二者交替进行，多次反复，保证制造完成后的喷嘴平直。

本发明的扁平喷射流冷却装置，采用钢板焊接加工方法，与铸造工艺相比降低了制造难度，节约成本，并减轻了装置重量。为克服焊接结构在冷却高温板材过程中因使用环境受热烘烤引起的热应力变形，该冷却装置上设计有两个自冷却系统：(1)喷嘴内部的自冷却结构：壳体中间由隔板固定多个均流筒状结构(简称均流筒)，冷却介质由接口进入隔板形成的上腔并充溢均流筒，再由筒底部的孔流入隔板下腔，因此均流筒使冷却介质在隔板上腔的液位抬高并滞留，使喷嘴上部结构得到自冷却，在喷嘴内部宽向方向上多个布置的均流筒同时可使壳体上腔的冷却介质均匀流下，进而使喷嘴在扁平喷射流的宽度方向上可均匀的流出冷却介质；该结构能有效降低在受热辐射时的壳体的温度，从而防止因高温引起焊接结构变形；(2)喷嘴是离高温待冷却板材距离很近的部位，受到强烈的热辐射烘烤，本发明在后壳体下部直角空腔结构引入外部循环冷却介质，使距离待冷却高温板材很近的喷嘴下板得到有效的冷却，从而避免因高温引起的热应力变形。再者，喷嘴结构中滑块与斜块配合，能够从两个方向定位喷嘴缝隙，防止位移，确保喷嘴工作结构稳定。本装置所设计的冷却结构解决了以前焊合在使用中受热变形问题，并回避铸造加工难题，不仅制造成本降低、还使使用效果和使用寿命都得到显著提高。为使该冷却装置能实现对板材的均匀冷却，在制造过程中采用反复进行退火和校直的工艺进行处理，从而保证制造后的喷嘴平直。

附图说明

附图1是本发明可形成扁平喷射流的冷却装置剖面示意图；

附图2是本冷却装置壳体内均流筒在宽度延伸方向设置示意图；

具体实施方式

可形成扁平喷射流的冷却装置，其宽度大于待冷却材料的宽度，由钢板焊接而成，见图1：包括后壳体1和前壳体2、以及加强筋板6组成本冷却装置，上部间隔一定距离接有输入冷却介质接口7，接口7对着均流筒5(均流筒是均流筒状结构简称)之间的空隙，见图2，其特征在于后壳体1和前壳体2内垂直焊接隔板3，将一体的壳体内分隔成上、下两个腔，隔板3中间间隔地焊接多个平行于两侧壳体的均流筒5，均流筒5只是筒的底板17有孔，底板17与隔板3在同一平面内，均流筒5与壳体1和2之间形成可使冷却介质滞留的上冷却腔4；后壳体1下部与壳体下板15焊成直角，内有连接两直角边的弧形板13，弧形与直角形成沿装置宽度延伸的空间，作为下冷却腔14，另用管路引入外部冷却介质。前壳体2下端连接引水结构：引水板8立边与前壳体2下端夹角焊接，滑块9通过连接件11、引水档10通过连接件12与引水板8结合，引水档10的直边与后壳体1的壳体下板15的斜面平行，滑块9与引水档10通过斜面配合，形成可调的扁平喷射流缝隙。

引水结构中的滑块9和引水档10为不规则矩形块，均有一斜面，且相互配合，引水档10斜面的对应端为直边曲面导角，其直边与后壳体1下端的壳体下板15斜面平行并保持1-4mm间隙。滑块9由连接件11调整进出、并使斜面相邻的引水档10产生横向位移。引水档10的配合孔与连接件12的配合间隙大于普通连接件配合间隙，可使引水档10横向移动数毫米。壳体下板15边缘加工出斜面与水平面呈20-50°度夹角，能够使产生的喷射流与待冷却板16呈现相同夹角。

本发明冷却装置的制造工艺：制造装置的材料采用不锈钢板材，焊接工艺采用氩弧焊，焊接过程中采用点焊后再间断焊接的方法，尽可能减小因焊接过程引起钢板局部变形；在焊接过程完成后，在200～500℃范围内进行去应力退火处理，并对该焊接结构件进行校直处理，在整个焊接制造过程中，退火及校直，交替进行，反复多次。以保证制造装置的板材在焊接过程及较高温度下保持平直不变形。

本冷却装置的使用状态：冷却介质由上部冷却介质接口7进入壳体1的上冷却腔4，液位达到并充溢均流筒5后通过筒底板17的孔流入壳体下腔，均流筒5使壳体中部充满冷却介质，而通过筒底板17的孔均匀地将冷却介质送入壳体下腔；参见图1，后壳体1与壳体下板15的直角及弧形板13形成的空腔为下冷却腔14，引入外循环冷却介质，使距离待冷却材料最近的喷嘴得到降温保护。

Claims (5)

1、可形成扁平喷射流的冷却装置，由钢板焊接而成，壳体上部间隔一定距离焊有输入冷却介质接口，其特征在于由钢板焊接成的一体的壳体内垂直焊接隔板，隔板中间间隔地焊接有多个均流筒；后壳体下端直角焊接壳体下板，内有连接两直角边的弧形板，弧形与直角形成的空间沿装置宽度延伸为冷却介质外循环腔，前壳体下端连接引水结构：引水板立边与前壳体下端呈夹角焊接，滑块、引水档分别通过连接件与引水板结合，引水档的直边与壳体下板边缘斜面形成可调的扁平喷射流缝隙。

2、根据权利要求1所述的可形成扁平喷射流的冷却装置，其特征在于采用不锈钢板材和亚弧焊焊接工艺，焊接过程中采用点焊后再间断焊接的方法，焊接后在200～500℃范围内对该焊接结构件进行去应力退火处理，并对该焊接结构件进行校直处理，在整个焊接制造过程中退火和校直工艺交替进行，反复多次。

3、根据权利要求1所述的可形成扁平喷射流的冷却装置，其特征在于引水结构中的滑块(9)和引水档(10)为不规则矩形块，均有一斜面，且相互配合，并分别有各自的连接件，滑块(9)中有连接件(11)调整进出、并使斜面相邻的引水档(10)产生横向位移；引水档(10)斜面的对应端为直边导角，引水档(10)中的配合孔与其中的连接件(12)的配合间隙大于普通配合间隙。

4、根据权利要求1所述的可形成扁平喷射流的冷却装置，其特征在于壳体下板(15)边缘斜面与水平面呈20-50°夹角。

5、根据权利要求1所述的可形成扁平喷射流的冷却装置，其特征在于均流筒(5)只是筒底板(17)有孔。