CN104607473A - 轧件冷却装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轧件冷却装置及方法，该装置包括：承载件，用于承载冷却空气的冰块；水容器，用于容纳融冰水，位于所述承载件下方，开口向上，并且开口与所述承载件下泄融冰水的位置对应；导流件，环绕所述水容器的侧面、下方设置，用于将冰块冷却的冷空气引导至轧件上方。本发明在冷却轧件时表面锈蚀程度轻、冷却速度快，可提高生产能力或缩短冷床长度，冷却过程可控。

Description

轧件冷却装置及方法

技术领域

本发明涉及热轧钢工艺装备技术领域，特别涉及一种用于轧制生产线的轧件冷却装置及方法。

背景技术

在冶金行业，生产棒材、型钢等钢铁产品时，经过轧制工序之后要进入冷却工序。具体为，将轧制后的半成品通过辊道等传输装置送至冷床上进行自然冷却或喷水冷却，使轧件由冷却前的800～950℃降低到下冷床时的80～100℃以下。自然冷却的优点是利用空气进行冷却，不额外增加能量和水分，表面锈蚀程度轻；缺点是冷却速度慢，冷床的设计长度长，生产效率低。喷射冷却的优点是冷却速度快，生产效率高；缺点是表面锈蚀加重。目前，自然冷却和喷水冷却是在轧钢生产中广泛采用两种冷却方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轧件冷却装置及方法，以解决现有技术存在的生产效率高和表面锈蚀程度轻不能兼顾的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种轧件冷却装置，其技术方案如下：

一种轧件冷却装置，其包括：承载件，用于承载冷却空气的冰块；水容器，用于容纳融冰水，位于所述承载件下方，开口向上，并且开口与所述承载件下泄融冰水的位置对应；导流件，环绕所述水容器的侧面、下方设置，用于将冰块冷却的冷空气引导至轧件上方。

在上述轧件冷却装置的一种优选实施方式中，所述承载件呈板状结构。

在上述轧件冷却装置的一种优选实施方式中，所述水容器呈槽状，开口大于上方的所述承载件，使得从所述承载件下泄的融冰水能够全部落入所述水容器的开口中。

在上述轧件冷却装置的一种优选实施方式中，所述水容器呈长方体状。

在上述轧件冷却装置的一种优选实施方式中，所述导流件具有一深槽，所述水容器位于所述深槽中，且所述水容器的外壁距离所述深槽的内壁一间隙，以便于冰块冷却后的冷空气从所述间隙中通过；所述深槽的底面设有通孔，所述通孔用于设置在轧件上方，从而将所述间隙中的冷空气输送至轧件。

在上述轧件冷却装置的一种优选实施方式中，所述深槽的下部收缩，以集中冷空气。

在上述轧件冷却装置的一种优选实施方式中，所述承载件、水容器、导流件由钢板制成。

在上述轧件冷却装置的一种优选实施方式中，所述导流件中包括一腔体，所述水容器与所述腔体通过融冰水管道连通。

在上述轧件冷却装置的一种优选实施方式中，所述导流件的下表面设有多个向下延伸的肋板，以冷却周围空气。

为了解决上述问题，本发明提供一种轧件冷却方法，其技术方案如下：

一种轧件冷却方法，其包括以下步骤：在待冷却轧件上方设置冰块；冰块冷却周围的空气，引导冰块冷却后的冷空气吹至轧件上。

分析可知，本发明可以设置冰块，冰块冷却周围的空气，冷空气在自生动力和密度差的作用下下行，从而喷向高温轧件，快速降低轧件的温度。可见，本发明在冷却轧件时表面锈蚀程度轻、冷却速度快，可提高生产能力或缩短冷床长度，冷却过程可控。

附图说明

图1为本发明装置实施例一的主视结构示意图(透视)；

图2为本发明装置实施例一的侧视结构示意图(局部)；

图3为本发明装置实施例二的主视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1、图2从不同角度、以不同方式示出了本发明装置实施例一的结构，如二者所示，本发明装置实施例一包括承载件1、水容器3和导流件4。

具体而言，承载件1用于承载冷却空气的冰块10。承载件1可以为便于其上的冰块10冷却周围空气、利于冷空气向下流动的任何形状。最简单而有效的方案就是承载件1呈板状结构，也即，承载件1仅仅为一平板，无其他辅助结构，例如一矩形钢板。

水容器3用于容纳融冰水，因为承载件1上的冰块10在吸热、融化之后，将产生大量的液态水，需要容器收纳。也因此，水容器3位于承载件1下方，开口(图中未标记)向上，并且开口与承载件1下泄融冰水的位置对应，防止融冰水流动至水容器3之外。承载件1的形状不一而足，相应地，水容器3的形状也未有局限，其首先需要能够收集、容纳冰块10的融化水。其次，如下文所述，其最好能够与导流件4配合，起到引导冷空气的作用。

导流件4环绕水容器3的侧面、下方设置，用于将冰块10冷却的冷空气(气流)21、冷空气22收集、引导至轧件上方，并从其底面的通孔411喷出。

优选地，水容器3呈整体槽状，简单，易于制造。例如水容器3为上表面开放的长方体形状，上表面即为一开口。在其他实施例中，水容器的横截面也可以呈半圆形或半椭圆形等。水容器3上表面的开口大于上方的承载件1，使得水容器3的内壁与承载件1的边缘之间存在间隔以利于引导冷空气的流向，承载件1与水容器3的开口中心区域上下对应，这样可以使承载件1下泄的融冰水能够全部落入水容器3中。在应用时，由于水容器3的内壁与承载件1的边缘之间存有间隔，则经承载件1上的冰块10冷却的周围空气向下流动后，通过水容器3的底部的阻挡转而向上，然后从水容器的侧壁溢出。

再如图1所示，导流件4具有基本呈长方体形的深槽400，水容器3位于深槽400中，且水容器3的外壁和深槽400的内壁之间有一段明显距离，形成间隙410，此间隙410便于冰块10冷却后的冷空气21、22通过。深槽400的底面设有通孔411，通孔411设置在轧件上方，从而将深槽400收集的来自于间隙410的冷空气21、22通过其输送至轧件。

为了形成较强的气流，如图1所示，深槽400的下部41收缩变窄，以集中冷空气从位于下部41底面的通孔411喷出。具体地，深槽400的下部包括左斜段、左竖直段、右竖直段和右斜段，左斜段的一端与深槽的左槽壁的下端连接，左斜段的另一端与左竖直段的一端连接，右竖直段的一端与右斜段的一端连接，右斜段的另一端与深槽400的右槽壁的下端连接，在左斜段的一端指向左斜段的另一端方向上，左斜段以倾斜向下的方式设置；在右斜段的另一端指向右斜段的一端方向上，右斜段以倾斜向下的方式设置。左竖直段和右竖直段之间间隔一顶距离，以形成通孔411。上述各段连接形成的连接处优选为弧形过渡。左斜段和左竖直段，与右竖直段和右斜段呈对称结构。

本实施例一的承载件1、水容器3、导流件4可以由钢板通过焊接，或者通过锻压的方式制成。

为了能够更充分的利用冰块10，使其冷却更多的周围的气流，图3示出了本发明的装置实施例二。在该实施例二中，导流件4中包括一腔体40，具体而言，导流件4的侧面包括两层钢板，两层钢板之间为空腔结构。水容器3与腔体40通过融冰水管道5连通，冰块10融化之后，融冰水落入水容器3中，然后再经管道5流入腔体40中，这样导流件4也由风冷方式改变为水冷，如此，对周围空气的降温效果、对下方轧件的冷却效果都得以进一步提升。当然，腔体40具有和外界连通的结构，用于将其中的水排出。

为了进一步降低导流件4下方的空气温度，充分利用冰块10的融冰水，导流件4的下表面设有多个向下延伸的肋板42，以增加热交换面积，更快的冷却周围空气。

在应用时，将上述实施例一或实施例二安装于轧钢生产线的冷床或传送辊道的上方，承载件1上放置冰块10，使周围的空气温度降低。在冰块10的周围，一部分的冷空气22下降到内侧的水容器3中，受到水容器3底部的反弹，沿水容器3的侧壁上行、溢出，再进入水容器3和导流件4之间的间隙410中。另一部分的冷空气21是冰块10周围的冷空气，其直接流动到间隙410中的冷空气，两部分冷空气21、22和原有的较低温的空气混合，然后在动力和重力的作用下以更好的流动性下行，经导流件4的深槽400收集之后，被引导至导流件4底面的通孔411，然后喷向导流件4下方的轧件上，其中原有的较低温的空气为一部分冷空气22和另一部分冷空气21在流动到间隙410之前存在于间隙410中的冷空气。

对于实施例二而言，融冰水进入水容器3之后，通过管道5进入导流件4的腔体40中，融冰水在腔体40中距离轧件更近，虽然温度已经高于0°，但是仍然可以进一步降低轧件上方的空气温度，起到冷却轧件的效果。

综上所述，本发明用于设置在轧钢生产线的冷床或传送辊道的上方，利用冰块等蓄冷物料冷却高温轧件上方的空气，冷空气在自生动力和密度差的作用下下行至高温轧件上，借此，本发明可以取得多项优点，例如：冷却时表面锈蚀程度轻；冷却速度快，可提高生产能力或缩短冷床长度；冷却是可控制的。这些优点充分发挥了目前冷却方法的长处，又克服了它们的短处，对于轧钢生产意义重大。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种轧件冷却装置，其特征在于，包括：

承载件，用于承载冷却空气的冰块；

水容器，用于容纳融冰水，位于所述承载件下方，开口向上，并且开口与所述承载件下泄融冰水的位置对应；

导流件，环绕所述水容器的侧面、下方设置，用于将冰块冷却的冷空气引导至轧件上方。

2.根据权利要求1所述的轧件冷却装置，其特征在于，所述承载件呈板状结构。

3.根据权利要求1所述的轧件冷却装置，其特征在于，所述水容器呈槽状，开口大于上方的所述承载件，使得从所述承载件下泄的融冰水能够全部落入所述水容器的开口中。

4.根据权利要求3所述的轧件冷却装置，其特征在于，所述水容器呈长方体状。

5.根据权利要求1所述的轧件冷却装置，其特征在于，所述导流件具有一深槽，所述水容器位于所述深槽中，且所述水容器的外壁距离所述深槽的内壁一间隙，以便于冰块冷却后的冷空气从所述间隙中通过；

所述深槽的底面设有通孔，所述通孔用于设置在轧件上方，从而将所述间隙中的冷空气输送至轧件。

6.根据权利要求5所述的轧件冷却装置，其特征在于，所述深槽的下部收缩，以集中冷空气。

7.根据权利要求1-6任一所述的轧件冷却装置，其特征在于，所述承载件、水容器、导流件由钢板制成。

8.根据权利要求1所述的轧件冷却装置，其特征在于，所述导流件中包括一腔体，所述水容器与所述腔体通过融冰水管道连通。

9.根据权利要求8所述的轧件冷却装置，其特征在于，所述导流件的下表面设有多个向下延伸的肋板，以冷却周围空气。

10.一种轧件冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：

在待冷却轧件上方设置冰块；

冰块冷却周围的空气，引导冰块冷却后的冷空气吹至轧件上。