CN103691747B - 一种用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头 - Google Patents

Abstract

一种用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，属于轧钢钢材冷却控制设备技术领域，用以实现大面积的均匀喷雾冷却，并可灵活调节冷却能力。其技术方案是：它的水管的一端封闭，另一端通过水嘴与输水管道相连接，气管的一端封闭，另一端通过气嘴与输气管道相连接，混合管套装在气管外周，水管和混合管之间由连接管相连通，混合管的内壁与气管的外壁之间为两端封闭的腔室，在气管壁上有喷气孔与混合管腔室相连通，混合管的管壁上有向外的喷雾孔。本发明可以用于高速线材、带钢或钢板热轧后的超强快速冷却，冷却能力可根据气水混合比进行灵活调节、射流冲击力强、破膜能力强、可实现大面积的均匀喷雾冷却，其结构简单、制造成本低、重量轻、方便拆装和检修。

Description

一种用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头

技术领域

本发明涉及一种将冷却介质喷射到钢材表面的冷却喷头，属于轧钢钢材冷却控制设备技术领域。

背景技术

在钢材控制轧制和控制冷却过程中，需要采用各种控制冷却设备将冷却介质喷射到钢材表面，以控制钢材的温度，提高其各项性能指标，喷头是这些冷却设备的核心部件。在对钢材实施大面积的控制冷却时，通常都是将单个喷头成组地安装在一起对钢材实施冷却控温，这种做法增加了设备的复杂程度，也容易造成钢材冷却不均。为提高冷却效果，中国专利号CN2510185Y公开了一种热轧钢材偏心套筒式气雾冷却器，该冷却器由混合管、喷水管、分散管和喷头三层套管组成，它的缺点是结构复杂、气流阻力损失大、射流冲击力小、射流射程短、喷射出来的气雾噪声较大。此外，中国专利号CN101879484A及CN101199961都公开了一种狭缝喷嘴，但该类喷嘴均由多个部件组成，仍然存在结构复杂、检修更换费时、高压密封性能差等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，这种冷却喷头可以实现大面积的均匀喷雾冷却，并可灵活调节气雾冷却喷头的冷却能力。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，它由水嘴、水管、连接管、混合管、气管、气嘴组成，水管的一端封闭，另一端通过水嘴与输水管道相连接，气管的一端封闭，另一端通过气嘴与输气管道相连接，混合管套装在气管外周，水管和混合管之间由连接管相连通，混合管的内壁与气管的外壁之间为两端封闭的腔室，在气管壁上有喷气孔与混合管腔室相连通，混合管的管壁上有向外的喷雾孔。

上述用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，所述水嘴通过输水金属软管与输水管道相连接，气嘴通过输气金属软管与输气管道相连接，在输水管道上安装输水气动阀门，在输气管道上安装输气气动阀门。

上述用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，所述水管腔室和混合管腔室之间焊接有1~20个连接管，连接管沿着水管和混合管的轴向均匀顺序排列。

上述用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，所述混合管和气管的两端加工有密封螺纹，丝堵和气嘴上加工有匹配的螺纹，混合管和气管的一端由丝堵密封，混合管和气管的另一端与气嘴密封连接，混合管内壁与气管外壁之间有定位套环。

上述用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，所述气管的管壁上沿气管轴线方向上加工有2~6排喷气孔，每排喷气孔间隔5~60°，气管的长度为0.2~7m，外径为10~200mm，壁厚为0.2~12mm，气管上的喷气孔为2~500个，相邻喷气孔间隔5~50mm，喷气孔的直径为0.2~10mm。

上述用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，所述混合管的管壁上沿混合管轴线方向上加工有1~12排喷雾孔，每排喷雾孔间隔5~30°，混合管的长度为0.2~7m、外径10~200mm、壁厚0.2~12mm，混合管上有2~500个喷雾孔，相邻喷雾孔间隔5~50mm，喷雾孔为圆形，或为椭圆形，或为矩形，或为一连续的长缝。

本发明的有益效果是：

（1）本发明提供的套管式气雾冷却喷头可以用于高速线材的喷雾控制冷却，也可以用于带钢或钢板热轧后的超强快速冷却。

（2）本发明提供的套管式气雾冷却喷头的冷却能力可根据气水混合比进行灵活调节、射流冲击力强、破膜能力强、可实现大面积的均匀喷雾冷却。

（3）本发明提供的套管式气雾冷却喷头结构简单、制造成本低、重量轻、方便拆装和检修。

（4）本发明提供的套管式气雾冷却喷头在实现同等冷却能力的情况下可节约水气消耗量，降低冷却成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是气管的剖视图；

图4是混合管的剖视图。

图中标记如下：水嘴1、水管2、连接管3、混合管4、丝堵5、套环6、气管7、喷气孔8、喷雾孔9、气嘴10、输气金属软管11、输气气动阀门12、输水金属软管13、输水气动阀门14、气源15、水源16。

具体实施方式

本发明由水嘴1、水管2、连接管3、混合管4、气管7、气嘴10组成。

图中显示，水管2的一端封闭，另一端通过水嘴1与输水管道相连接。水嘴1连接输水金属软管13，在输水金属软管13与水源16之间的输水管道上安装输水气动阀门14，用以调节水管2的进水量。水管2将水沿管轴方向分散开来，并经由连接管3均匀分配进入混合管4。

图中显示，气管7的一端封闭，另一端通过气嘴10与输气管道相连接。气嘴10连接输气金属软管11，在输气金属软管11与气源15之间的输气管道上安装输气气动阀门12，用以调节气管7的进气量。

气嘴10和水嘴1可以安装在同一端，或分别安装在两端，气嘴10和水嘴1与气源15和水源16之间采用输气金属软管11和输水金属软管13连接，可进行快速更换。通过调节输气管道上的输气气动阀门12与输水管道上的输水气动阀门14的开度可灵活调节气水的输出比例，灵活调节气水混合比，控制喷出雾滴的尺寸和喷雾量，从而达到灵活改变和控制冷却速度的目的。

图中显示，混合管4套装在气管7外周，混合管4的内壁与气管7的外壁之间为两端封闭的腔室，水管腔室和混合管腔室之间焊接有1~20个连接管3，连接管3沿着水管2和混合管4的轴向均匀顺序排列，水管2内的水通过连接管3流入到混合管4与气管7之间的腔室中。

图中显示，混合管4和气管7的连接方式是，在混合管4和气管7的两端加工有密封螺纹，丝堵5和气嘴10上加工有匹配的螺纹，混合管4和气管7的一端由丝堵5密封，混合管4和气管7的另一端与气嘴10密封连接，在混合管内壁与气管外壁之间有定位套环6，套环6的作用是将气管7固定在混合管4内，不让气管7在混合管4内晃动。

图中显示，在气管7的管壁上沿气管轴线方向上加工有2~6排喷气孔8，每排喷气孔8间隔5~60°，气管7的长度为0.2~7m，外径为10~200mm，壁厚为0.2~12mm，气管7上的喷气孔8为2~500个，相邻喷气孔8间隔5~50mm，喷气孔8的直径为0.2~10mm。

图中显示，在混合管4的管壁上沿混合管轴线方向上加工有1~12排喷雾孔9，每排喷雾孔9间隔5~30°，混合管4的长度为0.2~7m、外径10~200mm、壁厚0.2~12mm，混合管4上有2~500个喷雾孔9，相邻喷雾孔9间隔5~50mm，喷雾孔9为圆形，或为椭圆形，或为矩形，或为一连续的长缝。

本发明的喷气孔8与喷雾孔9相互错开对称布置。水管2、气管7和混合管4采用不锈钢、铜或耐蚀合金材料制成。

本发明的一个实施例如下：

气管7长度为1.85m、外径为φ32mm、壁厚2mm，两端头加工有密封管螺纹，沿管轴线方向上加工有2排喷气孔8，两排喷气孔间隔90°，相邻喷气孔8间隔10~30mm，共加工有150个喷气孔，喷气孔8的直径为2mm。

混合管4长度为1.9m、外径为57mm、壁厚3mm，两端头加工有锥形密封管螺纹，沿管轴线方向上加工有3排喷雾孔9，每排喷气孔间隔15°，相邻喷雾孔9间隔12~30mm，喷雾孔9为直径2mm的圆孔。

在喷雾孔9相对应的混合管4的另一侧管壁上加工有5~8个直径为20mm进水孔，在进水孔上焊接5~8个直径25mm连接管3，在连接管3上焊接有直径32mm水管2。

本发明的工作过程如下：

工作时，压缩气体由气源15送出，通过输气气动阀门12进行调节，经过输气金属软管11进入气嘴10，再进入气管7，由喷气孔8流出；喷雾用水由水源16送出，通过输水气动阀门14进行调节，经过输水金属软管13进入水嘴1，再进入水管2。水流经过连接管3平均分配后进入混合管4，与由喷气孔8流出的压缩气体混合形成气水混合物，气水混合物再由喷雾孔9喷出，直接喷射在待冷却的高速线材上，完成对线材的控制冷却。在喷雾冷却过程中，通过调整输气气动阀门12和输水气动阀门14的开度，可灵活调节气水混合比，控制喷出雾滴的尺寸和喷雾量，从而达到灵活改变和控制冷却速度的目的。

Claims (5)

1.一种用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，其特征在于：它由水嘴（1）、水管（2）、连接管（3）、混合管（4）、气管（7）、气嘴（10）组成，水管（2）的一端封闭，另一端通过水嘴（1）与输水管道相连接，气管（7）的一端封闭，另一端通过气嘴（10）与输气管道相连接，混合管（4）套装在气管（7）外周，水管（2）和混合管（4）之间由连接管（3）相连通，混合管（4）的内壁与气管（7）的外壁之间为两端封闭的腔室，在气管（7）壁上有喷气孔（8）与混合管（4）的腔室相连通，混合管（4）的管壁上有向外的喷雾孔（9）；所述水管（2）腔室和混合管（4）腔室之间焊接有1-20个连接管（3），连接管（3）沿着水管（2）和混合管（4）的轴向均匀顺序排列。

2.根据权利要求1所述的用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，其特征在于：所述水嘴（1）通过输水金属软管（13）与输水管道相连接，气嘴（7）通过输气金属软管（11）与输气管道相连接，在输水管道上安装输水气动阀门（14），在输气管道上安装输气气动阀门（12）。

3.根据权利要求2所述的用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，其特征在于：所述混合管（4）和气管（7）的两端加工有密封螺纹，丝堵（5）和气嘴（10）上加工有匹配的螺纹，混合管（4）和气管（7）的一端由丝堵（5）密封，混合管（4）和气管（7）的另一端与气嘴（10）密封连接，混合管（4）内壁与气管（7）外壁之间有定位套环（6）。

4.根据权利要求3所述的用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，其特征在于：所述气管（7）的管壁上沿气管轴线方向上加工有2~6排喷气孔（8），每排喷气孔（8）间隔5~60°，气管（7）的长度为0.2~7m，外径为10~200mm，壁厚为0.2~12mm，气管（7）上的喷气孔（8）为2~500个，相邻喷气孔（8）间隔5~50mm，喷气孔（8）的直径为0.2~10mm。

5.根据权利要求4所述的用于钢材冷却控制的气雾冷却喷头，其特征在于：所述混合管（4）的管壁上沿混合管轴线方向上加工有1~12排喷雾孔（9），每排喷雾孔（9）间隔5~30°，混合管（4）的长度为0.2~7m、外径10~200mm、壁厚0.2~12mm，混合管（4）上有2~500个喷雾孔（9），相邻喷雾孔（9）间隔5~50mm，喷雾孔（9）为圆形，或为椭圆形，或为矩形，或为一连续的长缝。