CN102189127B - 设于精轧机架间的上喷冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设于精轧机架间的上喷冷却装置，其包括一集管，若干排沿集管轴向方向均布的喷管，每一排喷管均包括若干个沿集管径向方向排布的喷管，若干套柱塞装置，对应设于所述若干排喷管上方，其中每一套柱塞装置均包括：若干彼此平行设置的定位套，分别对应垂直设于若干个喷管的上方；若干柱塞套，分别对应固定设于若干定位套内，若干柱塞套与喷管导通，柱塞套通过设于其上的进水口实现与集管的导通；若干柱塞，分别对应设于若干柱塞套内，沿柱塞套轴向方向滑动阻断进水口；该装置还包括与每一套柱塞装置连接的驱动装置，每一套驱动装置由一导向机构进行导向。

Description

设于精轧机架间的上喷冷却装置

技术领域

本发明涉及一种设于精轧机架间的冷却装置，尤其涉及一种在热轧冷却流程中冷却水宽度可调的上喷冷却装置。 

背景技术

钢铁企业的精轧生产线都要使用到带钢冷却装置，其主要功能就是根据设定的精轧目标温度将精轧带钢进行快速冷却，以保证带钢的产品组织和性能。 

随着冶金生产技术的不断发展，带钢品种、规格逐渐扩大，微合金钢和碳锰钢替代普通钢成为主要产品。现有的带钢冷却装置，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)。这些强度钢在轧线生产过程中，多次出现带钢产品由于冷却不均造成的C翘，以及带钢宽度方向冷却不均造成的板形变化，尤其是带钢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，从而给带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性都带来很大影响。 

研究发现，带钢边浪和边部组织不均匀的根本原因在于带钢宽度方向温度的不均匀，因此要改善带钢边部质量就迫切需要解决热轧带钢冷却温度均匀性问题。 

为了解决上述问题，国外针对如何改善带钢边部质量研发了安装在精轧机入口的边部加热器(简称EH)和层流冷却边部遮挡装置，对带钢质量进行综合控制，国内多家冶金企业的热轧生产线都引进了德国SMS公司的层流冷却边部遮挡装置，期待该装置能够改善带钢边部的质量。然而，在实际生产过程中，采用该设备还存在以下缺点： 

1.边部加热器需要较大设备配置空间，而已有热轧产线的精轧机架区域，往往没有充足的空间设置如此一套庞大的设备，例如宝钢股份热轧 2250mm产线就无法设置该边部加热器装置； 

2.边部加热器初期投入成本高。以宝钢1580产线为例，其边部加热器(简称EH)初期投入就需8000万元； 

3.边部加热器使用能耗高。钢铁行业面临着实施低碳经济的艰巨使命，而热轧产线设置的为提高带钢边部温度的边部加热器(EH)技术为电感应加热，在生产使用时消耗电量大，宝钢热轧1580mm产线边部加热器的电热转换效率仅40％多，目前宝钢热轧1880mm产线边部加热器的电热转换效率虽然已达80％，但造成带钢边部加热处理成本居高不下是无法避免的，不利于生产资源的节约和控制； 

4.边部加热器(EH)的电感应加热头故障率和维护成本高。以宝钢1580产线为例，加热头寿命只有6个至12个月，多个成本要80万，装机量8个加热头，仅加热头备件消耗一年就要超过600万元，进口的隔热布费用也非常高。 

因此，申请人希望发明另外一种用于精轧生产线的带钢冷却装置，该装置在不影响精轧带钢稳定性的前提下，以较少的设备制造量和设备配置成本，达到能够根据精轧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精轧机架缝隙冷却水，从而实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化。 

发明内容

本发明的目的是提供一种设于精轧机架间的上喷冷却装置，该装置在不影响精轧带钢冷却稳定性的前提下，以较少的设备制造量和设备配置成本，达到能够根据精轧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精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，以克服现有技术中的冷却装置对带钢宽度方向冷却分布不均匀的问题无法解决的现象，实现减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均匀性的目的。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种设于精轧机架间的上喷冷却装置，该装置设于精轧机架入口侧的带钢上方，包括一集管，沿垂直带钢运行 方向设置，若干排喷管，沿所述集管轴向方向均布于集管上方，每一排喷管均包括若干个喷管，沿所述集管径向方向排布，所述喷管均与集管导通；若干套柱塞装置，对应设于所述若干排喷管上方，其中每一套柱塞装置均包括： 

若干彼此平行设置的柱塞套，分别对应垂直固定设于每一排的各喷管上方，所述各柱塞套的上端贯穿集管管壁并与其密封固定连接，所述各柱塞套的下端与各喷管的上端对应固定连接用以实现与喷管的导通，所述每一柱塞套上均设有一进水口，柱塞套通过进水口与集管导通； 

若干柱塞，分别对应设于若干柱塞套内，沿柱塞套轴向方向滑动阻断进水口，所述柱塞的外径与柱塞套的内径相匹配； 

若干驱动装置，分别对应设于所述若干套柱塞装置上方； 

若干导向架，沿所述集管轴向方向设于相邻两排喷管之间，所述导向架的左、右外侧壁上均开有一垂直设置的导向槽； 

若干导向块，其左、右两端分别设于两相邻设置的导向槽中，沿所述导向槽上下滑动，所述若干导向块的上端面与若干驱动装置对应连接，其下端面与若干套柱塞装置对应连接。 

优选地，所述驱动装置为气缸，其气缸杆下端与所述导向块对应固定连接。上述导向架与导向块构成的导向装置对驱动装置起导向作用。 

优选地，所述每一个导向块的下端面与对应位置的柱塞装置之间设有一连接机构，所述连接机构包括： 

一水平连接板，其上端面与所述导向块的下端面固定连接； 

两侧板，分别设于所述水平连接板下端面的左、右两端，与水平连接板垂直固定连接，所述与每一排喷管对应连接的若干柱塞，其上端均设于两侧板之间，所述每一个柱塞上端均开有一销孔，所述两侧板在对应销孔的位置开有若干对穿孔； 

若干柱销，分别对应插入所述对穿孔和销孔中，用以实现若干柱塞上端与两侧板的连接。该连接方式使得柱塞与侧板实现了铰链连接，从而保证了一台气缸驱动若干个柱塞时，柱塞运动的平行度。 

优选地，所述每一个柱塞套上端均设有外螺纹，一设有内螺纹的密封盖套于所述柱塞套上端，与其螺纹连接。该密封盖的设置为柱塞套提供了更好的密封性，从而防止冷却水从柱塞套中溢出。 

优选地，所述柱塞套与集管管壁之间还设有一定位套，所述定位套的内壁和外壁分别与柱塞套和集管管壁密封固定连接。 

本发明由于采用了以上技术方案所述的冷却装置，使其能够根据精轧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精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，实现减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均匀性的目的。因此，本发明在达到同样带钢边部温降效果的同时，能够避免资源浪费，特别是电源的消耗，从而在提高带钢产品质量的同时，大大降低了生产成本。 

附图说明

图1为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置在精轧机组中的设置示意图。 

图2为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置的结构示意图。 

图3为图2中A-A处的剖视图。 

图4为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置中柱塞的结构示意图。 

图5为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置中导向装置和连接机构的结构示意图。 

图6为图5中B-B处的剖视图。 

图7为图2中J处放大图。 

图8为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置中密封套的结构示意图。 

图9为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置中柱塞套的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图1-9具体介绍本发明的一种较佳实施例。 

如图1，所示精轧机架间上喷冷却装置L设于精轧机架H入口侧的带钢上方，经过冷却的带钢在轧辊P的轧制下成形。 

如图2和图3所示，精轧机架间上喷冷却装置包括一根集管1，集管1沿垂直带钢运行方向设置，若干排喷管沿集管1轴向方向均布于其上，每一排喷管均包括三个喷管4，这三个喷管4沿集管1径向方向排布，所有喷管4 均与集管1导通，若干套柱塞装置，对应设于所述若干排喷管上方。其中，每一套柱塞装置均包括：三个彼此平行设置的定位套5，定位套5分别对应垂直设于三个喷管4的上方，定位套5穿过集管1的管壁与其固定连接；三个柱塞套6，其上开有进水口，三个柱塞套6分别对应固定设于三个定位套5内，其上端分别套有三个密封套12，其下端与若干个喷管4的上端对应固定连接.从而实现与喷管4的导通；三根柱塞7，分别对应设于三个柱塞套6内，沿柱塞套6的轴向方向滑动阻断进水口；一台气缸3通过固定设于集管1上的支撑架2固定架设在集管1的上方，气缸3在支撑架2上的定位通过法兰9实现，气缸杆31下端与导向装置固定连接，导向装置通过连接机构与三根柱塞7连接，从而实现一台气缸同步驱动三根柱塞。 

该装置中的导向装置如图3、图5、图6和图7所示，若干导向架10通过导向架底座固定架设于集管1上，导向架10沿集管轴向方向设于相邻两排喷管之间，导向架10的左、右外侧壁上均开有一垂直设置的导向槽101；导向块11的左、右两端分别设于两相邻设置的导向槽101中，沿导向槽101上下滑动，导向块11的上端面与气缸杆31固定连接，下端面与连接机构连接。 

该装置中的连接机构如图3、图5和图7所示，包括：水平连接板81，其上端面与导向块11的下端面贴合并通过螺钉固定连接；两块侧板82，分别设于水平连接板81下端面的左、右两端，与水平连接板81垂直固定连接。如图4所示的柱塞，包括柱塞杆73，与柱塞杆73固定连接的轴颈72以及与轴颈72固定连接的柱塞上端部71，柱塞上端部上设有销孔74。三根柱塞的上端部71均设于两块侧板82之间，两块侧板82在对应销孔74的位置开有若干对穿孔；柱销83插入对穿孔和销孔74中，用以实现三根柱塞7与侧板82的连接。该连接方式使得柱塞与侧板实现了铰链连接，从而保证了一台气缸驱动若干个柱塞时，柱塞运动的平行度。 

此外，该装置中的柱塞套结构如图9所示，其设于定位套5中，其上端设有外螺纹。密封盖的结构如图8所示，密封盖的下端通过内螺纹123与柱塞套连接，其上端设有两重密封121和122，因此该密封盖能够为柱塞套提供更好的密封性，从而防止冷却水从柱塞套中溢出。 

本发明所述的装置在使用过程中，由一台气缸驱动与一排喷管对应设置 的一排柱塞，柱塞沿柱塞管内壁滑动，从而实现对进水口的打开和闭合，进而实现对沿带钢宽度方向冷却水量的调节，而导向装置能够对气缸杆的直线往复运动起导向作用，从而保证整个装置工作的稳定性。该装置不同于现有的边部加热器技术，在达到同样带钢边部温度效果的同时，能够避免较大资源，特别是电源的消耗，从而在提高带钢产品质量的同时，还大大降低了生产成本。此外该装置能够根据精轧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精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，克服现有技术中精轧机架冷却系统对带钢宽度方向存在着冷却分布不均匀而无法调节的现象，减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均匀性。 

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 (5)

1.一种设于精轧机架间的上喷冷却装置，设于精轧机架入口侧的带钢上方，包括一集管，沿垂直带钢运行方向设置，若干排喷管，沿所述集管轴向方向均布于集管上方，每一排喷管均包括若干个喷管，沿所述集管径向方向排布；其特征在于，所述精轧机架上喷冷却装置还包括：

若干套柱塞装置，对应设于所述若干排喷管上方，其中每一套柱塞装置均包括：

若干彼此平行设置的柱塞套，分别对应垂直固定设于每一排的各喷管上方，所述各柱塞套的上端贯穿集管管壁并与其密封固定连接，所述各柱塞套的下端与各喷管的上端对应固定连接用以实现与喷管的导通，所述每一柱塞套上均设有一进水口，柱塞套通过进水口与集管导通；

若干柱塞，分别对应设于若干柱塞套内，沿柱塞套轴向方向滑动阻断进水口，所述柱塞的外径与柱塞套的内径相匹配；

若干驱动装置，分别对应设于各套柱塞装置上方；

若干导向架，沿所述集管轴向方向设于相邻两排喷管之间，所述导向架的左、右外侧壁上均开有一垂直设置的导向槽；

若干导向块，其左、右两端分别设于两相邻设置的导向槽中，沿导向槽上下滑动，各导向块的上端面与各驱动装置对应连接，其下端面与各套柱塞装置对应连接。

2.如权利要求1所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述驱动装置为气缸，其气缸杆下端与所述导向块对应固定连接。

3.如权利要求2所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述每一个导向块下端面与对应位置的柱塞装置之间设有一连接机构，所述连接机构包括：

一水平连接板，其上端面与所述导向块的下端面固定连接；

两侧板，分别设于所述水平连接板下端面的左、右两端，与水平连接板垂直固定连接，所述与每一排喷管对应连接的若干柱塞，其上端均设于两侧板之间，所述每一个柱塞上端均开有一销孔，所述两侧板在对应销孔的位置开有若干对穿孔；

若干柱销，分别对应插入所述对穿孔和销孔中，用以实现若干柱塞上端与两侧板的连接。

4.如权利要求3所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述每一个柱塞套上端均设有外螺纹，一设有内螺纹的密封盖与柱塞套的外螺纹连接。

5.如权利要求4所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述柱塞套与集管管壁之间还设有一定位套，所述定位套的内壁和外壁分别与柱塞套和集管管壁密封固定连接。

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