CN101837377B - 一种层流冷却上喷遮挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种层流冷却上喷遮挡装置，包括若干组下喷装置，每一组下喷装置包括：一集管；若干喷管，均布于各集管上；每一组下喷装置还包括：至少一丝杆，沿集管的长度方向架设在集管上部；两滑块，其上均设有内螺纹，分别与所述丝杆螺纹连接；两遮挡板，分别与所述滑块固定，延伸到所述集管的出口处，且通过一滑动机构对所述集管活动遮蔽。本发明通过一种层流冷却上喷遮挡装置，能够根据带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的下喷缝隙层流，通过层流冷却区域在宽度上的相应变化减少带钢边部的温降，该装置采用自动润滑，其结构便于维护，确保了带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性。

Description

一种层流冷却上喷遮挡装置

技术领域

本发明涉及一种遮挡装置，尤其涉及一种在热轧冷却流程中使用的层流冷却上喷遮挡装置。

背景技术

钢铁企业的热轧连轧机生产线都要使用到层流冷却装置，其主要功能就是将精轧出口的带钢，根据卷取设定的目标温度进行快速冷却，以保证带钢的产品性能。

以热轧厂为例，其层流冷却装置共有76组冷却集管(对应上下为一组)。其中前68组为主冷段，后8组为精冷段。一般分为若干个冷却区，每个冷却区都有各自的主冷段和精冷段的冷却区串接而成，冷却区的主冷段又由若干组强冷集管组和若干组主冷集管组构成。层冷模型在计算所需打开集管阀组时，按照主冷段从前往后，精冷段从后往前规则进行设定。因此，根据终轧温度到卷取温度的设定温降，主冷段的前4组以及精冷段的后4组在每次设定都是需要打开的，因此基本上处于常开状态；每组集管的位置(距精轧最后机架)在基础自动化控制中都有数据，另外基础自动化对于带钢在层流辊道上的位置都需要进行跟踪。其冷却控制如下：

首先，过程机根据设定的终轧温度和卷取温度，通过层冷模型计算，确定主冷段和精冷段冷却集管的打开组数，并下发指令给精轧基础自动化对水阀进行控制。

其次，当带钢出精轧最后机架由精轧后测温仪测出带钢实际的终轧温度后，再对冷却集管的打开组数进行相应的调节。

最后，当层冷后的卷取测温仪测出带钢的实际卷取温度后，根据设定的卷取目标值动态对层流冷却集管打开组数进行调节，以保证带钢的卷取温度在设定范围内。每个阀组的冷却水量可控制带钢温度为5度。

热轧带钢板形一直是用户们特别关注的质量问题，板形质量优劣直接影响产品的使用，尤其是近年来随着钢铁工业的迅猛发展，带钢产品应用领域不断拓展，用户对其板形质量的要求也日益提高。

热轧生产线不断发展，生产品种、规格逐渐扩大，目前的产品结构与以前已经截然不同，以前以普碳钢为主，目前主要生产微合金钢和碳锰钢。现有的层流冷却系统，随着轧线轧制规格的不断拓展和用户对产品质量要求的不断提高，已经不能满足部分钢种生产的需要，尤其是一些含有合金元素的强度钢(如：BS600、BS700、B510L、S45C、SS400等)。这些强度钢在经过层流冷却区域以后，由于现有的层流冷却系统存在着水压不稳、水流分布不均匀等问题造成带钢的冷却不均，从而导致带钢出现一系列板形质量问题，在轧线生产过程中容易发现带钢由于冷却不均造成的C翘，和宽度方向冷却不均造成的板形变化，尤其边部温度降低较大会在后续冷却过程中产生带来双边浪趋势的内应力，给带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性都会带来很大影响。

为此，川崎制铁有限公司在中国申请专利《金属带材的冷却方法和装置》(申请公开日1987.12.16，专利公开号CN87100594)，其层流冷却装置采用由一对限定狭缝的平板部件组成的层流喷管，冷却水流过此狭缝形成一冷却水屏栅，为调节该喷管内的通道区域，该层流喷管的平板部件至少有一个在垂直于冷却水流动的方向上可以变形，至少有一个平板较好地响应冷却水压力，引起通道区域变化，从而调节冷却水通道区域。此方法采用对层流冷却集管边部遮挡的方法，对带钢边部温度降低较大问题提供了一个解决办法，但该方法也存在不足之处，显而易见，这种现有技术的缺点是：在生产较窄带钢时，大量冷却水白白浪费，不利于生产资源的节约。

发明人设想研制一种层流冷却上喷遮挡装置，能够根据带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的缝隙层流，实现层流冷却区域在宽度上的相应变化，从而调节冷却水在通道宽度方向上的区域，减少带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性；与现有的边部遮挡技术不同，在达到同样效果的同时，还能够避免冷却水资源的浪费，经联机检索，至今为止未见有相同或相似的专利技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种层流冷却上喷遮挡装置，能够根据带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的缝隙层流，实现层流冷却区域在宽度上的相应变化，从而调节冷却水在通道宽度方向上的区域，克服现有层流冷却系统存在着带钢宽度方向冷却分布不均匀的现象，减少带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性。

为了达到上述目的，本发明的一种层流冷却上喷遮挡装置，包括若干组下喷装置，每一组下喷装置包括：一集管；若干喷管，均布于各集管上；每一组下喷装置还包括：至少一丝杆，沿集管的长度方向架设在集管上部；两滑块，其上均设有内螺纹，分别与所述丝杆螺纹连接；两遮挡板，分别与所述滑块固定，延伸到所述集管的出口处，且通过一滑动机构对所述集管活动遮蔽。

优选地，所述丝杆为一双头反向丝杆，与一电机连接，所述滑块分别设置在双头反向丝杆的两端螺纹上。

优选地，所述丝杆为一双头反向丝杆，与一电机连接，所述滑块分别设置在丝杆的两段螺纹上，所述滑块的两端到丝杆的两端之间的丝杆上分别包覆一可伸缩的保护套。

优选地，所述丝杆为两根丝杆，同轴排列，分别与两电机连接，所述滑块分别设置在两丝杆上。

优选地，所述丝杆为两根丝杆，同轴排列，分别与两电机连接，所述滑块分别设置在两丝杆上，所述滑块的两端到丝杆的两端之间的丝杆上分别包覆一可伸缩的保护套。

优选地，所述滑动机构包括：

至少一导向槽，连接所述集管，且与集管的长度方向平行；

至少一导向滑块，沿所述导向槽滑动，所述导向滑块通过一螺钉与所述遮挡板固定。

优选地，所述喷管是鹅颈管，与集管的上部连接，分别沿集管的两侧交错向下延伸。

优选地，所述导向槽为两条导向槽，分别与集管两侧的喷管连接；

所述导向滑块为两个导向滑块，分别沿所述导向槽滑动；

所述遮挡板的两端部，分别与所述集管两侧的喷管活动遮蔽。

优选地，所述遮挡板是U型遮挡板，其端部各设置一导流槽，所述导流槽位于所述喷管的出口的正下方。

优选地，所述导流槽分别向所述集管的两侧向下倾斜。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：

本发明通过一种层流冷却上喷遮挡装置，能够根据带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的下喷缝隙层流，通过层流冷却区域在宽度上的相应变化减少带钢边部的温降，该装置采用自动润滑，其结构便于维护，确保了带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明的层流冷却上喷遮挡装置的结构示意图。

图2为本发明的实施例1的结构示意图。

图3为本发明的实施例2的结构示意图。

图4为本发明的实施例3的结构示意图。

图5为本发明的实施例4的结构示意图。

附图标号：

[1]下喷装置    [2]集管    [3]集管定位座 [4]喷管

[5]丝杆        [6]滑块    [7]遮挡板     [8]导向滑块

[9]电机        [10]保护套 [11]导向槽    [12]导流槽

具体实施方式

下面结合附图1-5来具体介绍几种本发明的较佳实施例。

实施例1

如图1、2所示，本发明的一种带有一根双头反向丝杆的层流冷却上喷遮挡装置，包括若干组下喷装置1，每一组下喷装置1包括：一根集管2沿垂直带钢运行方向通过集管定位座3固定设置。若干根鹅颈管4均布于各集管2上与集管2的上部连接，分别沿集管2的两侧交错向下延伸。一根双头反向丝杆5沿集管2的长度方向架设在集管2上部，与一台电机9连接，通过电机9带动双头反向丝杆5旋转。两滑块6上均设有内螺纹，分别与所述丝杆5的连接，所述滑块6分别设置在双头反向丝杆5的两端螺纹上，跟随双头反向丝杆5的旋转做反向运动，起到控制冷却水流宽度的作用。两U型遮挡板7分别与所述滑块6固定，延伸到所述集管2两侧的喷管4的出口处，且通过导向槽11、导向滑块8与所述集管2活动遮蔽。两导向槽11连接所述集管2，分别与集管2两侧的喷管4连接且与集管2的长度方向平行。两导向滑块8沿所述导向槽11滑动，所述导向滑块8通过一螺钉与所述U型遮挡板7固定。所述U型遮挡板7的端部设置一导流槽12，所述导流槽12位于所述喷管4的出口的正下方，且导流槽12分别向所述集管2的两侧向下倾斜，以此将喷管4喷出的多余的冷却水导流，节约了大量冷却水。

实施例2

如图1、3所示，本发明的一种带有一根双头反向丝杆以及保护套的层流冷却上喷遮挡装置，包括若干组下喷装置1，每一组下喷装置1包括：一根集管2沿垂直带钢运行方向通过集管定位座3固定设置。若干根鹅颈管4均布于各集管2上与集管2的上部连接，分别沿集管2的两侧交错向下延伸。一根双头反向丝杆5沿集管2的长度方向架设在集管2上部，与一台电机9连接，通过电机9带动双头反向丝杆5旋转。两滑块6上均设有内螺纹，分别与所述丝杆5的连接，所述滑块6分别设置在双头反向丝杆5的两端螺纹上，跟随双头反向丝杆5的旋转做反向运动，起到控制冷却水流宽度的作用。所述滑块6的两端到丝杆5的两端之间的丝杆5上分别包覆一可伸缩的保护套10，避免丝杆锈蚀卡死，提高移动装置传动的可靠性。两U型遮挡板7分别与所述滑块6固定，延伸到所述集管2两侧的喷管4的出口处，且通过导向槽11、导向滑块8与所述集管2活动遮蔽。两导向槽11连接所述集管2，分别与集管2两侧的喷管4连接且与集管2的长度方向平行。两导向滑块8沿所述导向槽11滑动，所述导向滑块8通过一螺钉与所述U型遮挡板7固定。所述U型遮挡板7的端部设置一导流槽12，所述导流槽12位于所述喷管4的出口的正下方，且导流槽12分别向所述集管2的两侧向下倾斜，以此将喷管4喷出的多余的冷却水导流，节约了大量冷却水。

实施例3

如图1、4所示，本发明的一种带有两根双头反向丝杆的层流冷却上喷遮挡装置，包括若干组下喷装置1，每一组下喷装置1包括：一根集管2沿垂直带钢运行方向通过集管定位座3固定设置。若干根鹅颈管4均布于各集管2上与集管2的上部连接，分别沿集管2的两侧交错向下延伸。两根双头反向丝杆5沿集管2的长度方向同轴架设在集管2上部，与两台电机9连接，通过电机9带动双头反向丝杆5旋转。两滑块6上均设有内螺纹，分别与所述丝杆5的连接，所述滑块6分别设置在两根双头反向丝杆5上，跟随双头反向丝杆5的旋转做反向运动，起到控制冷却水流宽度的作用。两U型遮挡板7分别与所述滑块6固定，延伸到所述集管2两侧的喷管4的出口处，且通过导向槽11、导向滑块8与所述集管2活动遮蔽。两导向槽11连接所述集管2，分别与集管2两侧的喷管4连接且与集管2的长度方向平行。两导向滑块8沿所述导向槽11滑动，所述导向滑块8通过一螺钉与所述U型遮挡板7固定。所述U型遮挡板7的端部设置一导流槽12，所述导流槽12位于所述喷管4的出口的正下方，且导流槽12分别向所述集管2的两侧向下倾斜，以此将喷管4喷出的多余的冷却水导流，节约了大量冷却水。

实施例4

如图1、5所示，本发明的一种带有两根双头反向丝杆以及保护套的层流冷却上喷遮挡装置，包括若干组下喷装置1，每一组下喷装置1包括：一根集管2沿垂直带钢运行方向通过集管定位座3固定设置。若干根鹅颈管4均布于各集管2上与集管2的上部连接，分别沿集管2的两侧交错向下延伸。两根双头反向丝杆5沿集管2的长度方向同轴架设在集管2上部，与两台电机9连接，通过电机9带动双头反向丝杆5旋转。两滑块6上均设有内螺纹，分别与所述丝杆5的连接，所述滑块6分别设置在两根双头反向丝杆5上，跟随双头反向丝杆5的旋转做反向运动，起到控制冷却水流宽度的作用。所述滑块6的两端到丝杆5的两端之间的丝杆5上分别包覆一可伸缩的保护套10，避免丝杆锈蚀卡死，提高移动装置传动的可靠性。两U型遮挡板7分别与所述滑块6固定，延伸到所述集管2两侧的喷管4的出口处，且通过导向槽11、导向滑块8与所述集管2活动遮蔽。两导向槽11连接所述集管2，分别与集管2两侧的喷管4连接且与集管2的长度方向平行。两导向滑块8沿所述导向槽11滑动，所述导向滑块8通过一螺钉与所述U型遮挡板7固定。所述U型遮挡板7的端部设置一导流槽12，所述导流槽12位于所述喷管4的出口的正下方，且导流槽12分别向所述集管2的两侧向下倾斜，以此将喷管4喷出的多余的冷却水导流，节约了大量冷却水。

在上述四种实施例的结构中，电机9带动反向丝杆5旋转后，导向滑块与导向槽的切合运动有效地防止了滑块6的转动，保证了U型遮挡板7沿丝杆方向平动。按照冷却工艺的具体要求，将喷管4喷出的冷却水分流到导流槽12中，向集管2的两侧流下，确保了带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性。

另外在鹅颈管与上喷集管之间可以各增加一个固定板，确保该导向滑块沿导向槽在宽度方向上随丝杆移动时的强度，进一步提高遮挡装置移动时的稳定性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种层流冷却上喷遮挡装置，包括若干组下喷装置(1)，每一组下喷装置(1)包括：一集管(2)；若干喷管(4)，均布于各集管(2)上；其特征在于每一组下喷装置(1)还包括：

至少一丝杆(5)，沿集管(2)的长度方向架设在集管(2)上部；

两滑块(6)，其上均设有内螺纹，分别与所述丝杆(5)螺纹连接；

两遮挡板(7)，分别与所述滑块(6)固定，延伸到所述集管(2)的出口处，且通过一滑动机构对所述集管(2)活动遮蔽；所述滑动机构包括：至少一导向槽(11)，连接所述集管(2)，且与集管(2)的长度方向平行；至少一导向滑块(8)，沿所述导向槽(11)滑动，所述导向滑块(8)通过一螺钉与所述遮挡板(7)固定；所述遮挡板(7)是U型遮挡板，其端部各设置一导流槽(12)，所述导流槽(12)位于所述喷管(4)的出口的正下方。

2.如权利要求1所述的层流冷却上喷遮挡装置，其特征在于：所述丝杆(5)为一双头反向丝杆(5)，与一电机(9)连接，所述滑块(6)分别设置在双头反向丝杆(5)的两端螺纹上。

3.如权利要求1所述的层流冷却上喷遮挡装置，其特征在于：所述丝杆(5)为一双头反向丝杆(5)，与一电机(9)连接，所述滑块(6)分别设置在丝杆(5)的两段螺纹上，所述滑块(6)的两端到丝杆(5)的两端之间的丝杆(5)上分别包覆一可伸缩的保护套(10)。

4.如权利要求1所述的层流冷却上喷遮挡装置，其特征在于：所述丝杆(5)为两根丝杆(5)，同轴排列，分别与两电机(9)连接，所述滑块(6)分别设置在两丝杆(5)上。

5.如权利要求1所述的层流冷却上喷遮挡装置，其特征在于：所述丝杆(5)为两根丝杆(5)，同轴排列，分别与两电机(9)连接，所述滑块(6)分别设置在两丝杆(5)上，所述滑块(6)的两端到丝杆(5)的两端之间的丝杆(5)上分别包覆一可伸缩的保护套(10)。

6.如权利要求1-5所述的层流冷却上喷遮挡装置，其特征在于：所述喷管(4)是鹅颈管，与集管(2)的上部连接，分别沿集管(2)的两侧交错向下延伸。

7.如权利要求1所述的层流冷却上喷遮挡装置，其特征在于：

所述导向槽(11)为两条导向槽(11)，分别与集管(2)两侧的喷管(4)连接；

所述导向滑块(8)为两个导向滑块(8)，分别沿所述导向槽(11)滑动；

所述遮挡板(7)的两端部，分别与所述集管(2)两侧的喷管(4)活动遮蔽。

8.如权利要求1所述的层流冷却上喷遮挡装置，其特征在于：所述导流槽(12)分别向所述集管(2)的两侧向下倾斜。

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