CN109092912A - 上置箱式密集冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种上置箱式密集冷却装置，涉及金属加工领域中的轧钢生产线控制冷却技术。该装置布置在板带钢运输辊道的上部，包括密集冷却部分、冷却装置主体部分和进水集管部分。冷却水由连接法兰进入进水集管，进水集管上开有阻尼孔对冷却水进行稳流，随后冷却水进入冷却装置主体内部，进而到达上部的密集冷却部分，冷却水由喷管喷出，喷向装置下方的热态钢板，对板带上表面进行高强度的均匀冷却。本发明具有喷管间距小、喷管数量多、冷却均匀性好、冷却能力大、启动急停特性好和加工简单等优点，能够完全满足热轧板带在线或离线控制冷却的工艺需求。

Description

上置箱式密集冷却装置

技术领域

本发明涉及金属加工领域中的轧钢生产线控制冷却技术，特别涉及一种上置箱式密集冷却装置。

背景技术

控制冷却指对热轧后的钢板进行的在线控制冷却，旨在控制钢板的相变组织和提高钢板的力学性能。钢板热轧后的控制冷却可大幅度提高钢板的强度和改善钢板的韧性，并对节约能源有直接贡献。

目前，对于中厚板、热轧带钢生产线控制冷却装置主要采用U型管及下置箱式密集冷却喷管冷却器。U型管具有启停时迅速响应的优点，被广泛应用于层流冷却中，但U型管在带钢宽度方向上布置不宜太密，并且U型管管径通常较大，外径一般为18～24mm，导致U型管的数量不宜过多，从而造成极限冷却速度低、带钢宽度方向冷却均匀性较差。

中国专利申请CN201610547328.4公开了一种冷却器，该冷却器由连接法兰、进水管、U型集管、U型安装板、钢板、喷管安装板、喷管、进水端侧板、防护罩板、箱体末端侧板、连接板、连接法兰、立板、筋板、排污管、排气管组成。进水管上安装有若干排U型集管，不同的U型集管采用不同的间距或不同的内径以保证冷却器长度方向的水流均匀性。U型集管一端焊接在进水管另一端插入喷管安装板和钢板组成的箱体中。根据冷却工艺的需求喷管安装板上装有若干喷管。喷管安装板和钢板组成的箱体由排气管进行排气由排污管进行排污。该申请冷却器为密集冷却下置箱式喷管冷却器，其喷管管径较小，能够密集布置，相比U型管带钢宽度方向冷却均匀性更好，极限冷却速度更大。但是，密集冷却下置箱式喷管冷却器箱体内存水较多，并且喷管位于冷却器的下方，喷管位于冷却启停时需将箱体内部高于喷管进水口的多余水量排出，因此存在一定的响应延迟并会造成水资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上置箱式密集冷却装置，该冷却装置能够降低开关水的响应时间，冷却速度大，冷却均匀性好，加工难度低，满足热轧板带钢在生产过程中控冷工艺的需求。

本发明采取了如下技术解决方案：

一种上置箱式密集冷却装置，其包括连接法兰、进水集管、进水侧侧板、排水侧侧板、集管端板、喷水装置主体、喷管安装板、密集腔侧板、顶板和喷管；进水集管的第一端与集管端板固定连接，进水集管的第二端与连接法兰固定连接；进水集管的下部设有周向均匀分布的阻尼孔，以使所述进水集管沿长度方向上水流均匀，进水集管与连接法兰、集管端板组成进水集管部分；进水集管的中部套有喷水装置主体，喷水装置主体通过进水侧侧板与排水侧侧板进行密封并固联在进水集管上，喷水装置主体与进水侧侧板、排水侧侧板组成冷却装置主体部分；喷管安装板设置在喷水装置主体上，喷管安装板上均匀设置有多排密集喷管；喷管的顶部高度高于进水集管的顶部高度；喷管安装板与进水侧侧板、排水侧侧板、密集腔侧板和顶板围成密集冷却部分。

优选的，所述进水集管的下部周向均匀分布2～8排阻尼孔，相邻两排阻尼孔的夹角为15°～75°，沿进水集管竖直对称面对称分布，所述阻尼孔直径为8～18mm。

优选的，所述喷水装置主体包括2个侧板和1个底板，所述进水集管与喷水装置主体的2个侧板、1个底板之间均留有20～50mm的缝隙。

优选的，每块所述喷管安装板上设有4～8排喷管，喷管的内径为6～12mm，喷管的外径为8～14mm，单排内喷管间距为30～55mm，相邻两排喷管间距为30～55mm，每个喷管与钢板运动方向呈10～20°夹角。

优选的，所述喷管安装板、密集腔侧板和顶板焊接而成的密集冷却部分的水平位置高于进水集管，所述进水集管的两侧分别布置一组密集冷却腔，密集冷却腔内的喷管进水口的水平位置高于进水集管顶部20～50mm。

优选的，所述排水侧侧板与集管端板上安装有排污口，排污口直径为30～80mm。

优选的，所述喷水装置的主体侧板与喷管安装板之间安装有2个筋板。

优选的，所述顶板上安装有排气口，排气口上安装有1.2～1.5m高的玻璃管。

优选的，所述冷却装置主体部分与密集冷却部分之间采用开孔的喷管安装板使冷却水进入密集冷却部分，所述喷管安装板的开孔上方20～40mm处设有缓冲板，所述缓冲板与缓冲固定板固定连接，缓冲固定板分别与上方顶板及下方喷管安装板固定连接。

优选的，喷管安装板上开孔为长120～200mm、宽20～40mm的方孔。

本发明的有益效果为：

(1)与传统U型管冷却器相比，相同水量下，本发明的喷管数量更多并且成一定角度排布，极限冷却速率更高，带钢宽度方向冷却均匀性更好，此外本发明零部件均为常规板材和管材，避免了使用U型管造成的加工难度，可显著降低加工成本；

(2)与现有下置箱式密集冷却装置相比，本发明喷管位于冷却装置上方，启停内部冷却水变化体积更小，启停时响应速度更快，降低响应延迟对冷却工艺控制的影响，避免水资源浪费。

附图说明

图1为本发明上置箱式密集冷却装置的第一种实施方式的主视图；

图2为图1中本发明上置箱式密集冷却装置的下视图；

图3为图1中本发明上置箱式密集冷却装置的对称面剖视图；

图4为图1中本发明上置箱式密集冷却装置的内部结构示意图；

图5为图1中本发明上置箱式密集冷却装置与国内某快冷装置水流速度对比曲线；

图6为本发明另一种实施形式的上置箱式密集冷却装置的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好的理解本方案，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本发明的带钢控制冷却的上置箱式密集冷却装置包括进水集管2和套设在进水集管2上的喷水装置主体9。进水集管2的第二端21与连接法兰1同轴心连接，进水集管2的第一端22与集管端板7固定连接，共同组成进水集管部分；进水集管2下部设置周向均匀分布的阻尼孔16，以保证冷却装置长度方向上水流的均匀性；进水集管2中部套有喷水装置主体9，喷水装置主体9第一端及第二端分别与进水侧侧板3及排水侧侧板6进行固定连接，共同组成冷却装置主体部分；喷管安装板10固定连接在喷水装置主体9上，喷管安装板10上开有均匀分布的喷管安装孔17用于安装密集喷管13；喷管13顶部高度高于进水集管2；喷管安装板10与进水侧侧板3、排水侧侧板6、密集腔侧板11和顶板12围成密闭密集部分。

如图2所示，两侧喷管安装板10上分别焊接4排喷管13，喷管内径为6mm，单排内喷管间距为35mm，相邻两排喷管间距为40mm，每列喷管与钢板运动方向呈15°夹角。

如图3所示，在进水集管2下部开有5排阻尼孔16，各排阻尼孔16均开口向下，且相互之间夹角为30°，用以降低阻尼孔16水流对集管上方水流的影响。进水集管2与喷水装置主体底板91之间的距离为20mm，与喷水装置主体侧板92之间距离为20mm，用以保证在进水集管2与喷水装置主体9之间的冷却装置主体部分内的水流均匀。在进水集管2两侧，喷水装置主体9上焊接有两个喷管安装板10，每个喷管安装板10上焊接密集喷管13。

如图4所示，冷却水通过连接法兰1进入进水集管2，进水集管2上开有阻尼孔16对冷却水进行稳流，冷却水通过阻尼孔16进入冷却装置主体部分，随喷水装置主体9内部水位增高，冷却水进入位于上部的密集冷却部分，当冷却水位高于密集冷却部分内喷管13的高度，冷却水由喷管13喷出，喷向位于该装置下方的热态钢板，进行冷却。

本实施例的有益效果：如图5所示，为实施例1与国内某快冷装置出口水流速度及均匀性对比，表1为具体数值对比。可以看出实施例1具有更高的水流速度、波动值更小，水流更加均匀，并且启停变化体积极大地减少，能够有效减少启停响应时间，降低响应延迟对冷却工艺控制的影响，避免水资源浪费；此外本发明零部件均为常规板材和管材，与U型管冷却装置相比，避免了使用U型管造成的加工和焊接难度，可显著降低加工成本，且设备质量更加轻量化。

表1实施例1与国内某快冷装置对比

实施例2：

如图6所示，为具体实施方式的另外一种实施方案。

本发明的第二种实施方式与第一种实施方式不同之处在于，喷水装置主体9上两侧连接的喷管安装板10为一个整体，喷管安装板上开有方孔18，使冷却水通过，喷管安装板10与顶板之间连接两个缓冲固定板15，两个缓冲固定板15与喷管安装板10、顶板12围成空腔，用以减少冷却装置启停时冷却水的变化体积；缓冲固定板15上固定连接缓冲板14，使冷却水由冷却装置主体部分进入上方密集冷却部分时，水流方向由竖直向上改为水平，避免冷却水冲击对喷管13稳定出流状态的影响，保证冷却水出流的均匀与稳定。

该上置箱式密集冷却装置的水流路径为：冷却水通过连接法兰1进入进水集管2，进水集管2上开有阻尼孔16对冷却水进行稳流，冷却水通过阻尼孔16进入冷却装置主体部分，随喷水装置主体9内部水位增高，冷却水通过方孔18，受到缓冲板阻挡，水流方向由竖直向上改为水平，进入位于上部的密集冷却部分，当冷却水位高于密集冷却部分内喷管13的高度，冷却水由喷管13喷出，喷向位于该装置下方的热态钢板，进行冷却。

本实施例与前述实施例的区别在于，本实施例在密集冷却部分具有空腔，能够减少冷却装置启停时冷却水的变化体积，从而提高启停时的响应速度，降低响应延迟对冷却工艺控制的影响；但本实施例内部增加缓冲板与缓冲固定板的安装，在一定程度上增加了加工成本。

以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种上置箱式密集冷却装置，其特征在于：其包括连接法兰、进水集管、进水侧侧板、排水侧侧板、集管端板、喷水装置主体、喷管安装板、密集腔侧板、顶板和喷管；进水集管的第一端与集管端板固定连接，进水集管的第二端与连接法兰固定连接；进水集管的下部设有周向均匀分布的阻尼孔，以使所述进水集管沿长度方向上水流均匀，进水集管与连接法兰、集管端板组成进水集管部分；进水集管的中部套有喷水装置主体，喷水装置主体通过进水侧侧板与排水侧侧板进行密封并固联在进水集管上，喷水装置主体与进水侧侧板、排水侧侧板组成冷却装置主体部分；喷管安装板设置在喷水装置主体上，喷管安装板上均匀设置有多排密集喷管；喷管的顶部高度高于进水集管的顶部高度；喷管安装板与进水侧侧板、排水侧侧板、密集腔侧板和顶板围成密集冷却部分。

2.如权利要求1所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：所述进水集管的下部周向均匀分布2～8排阻尼孔，相邻两排阻尼孔的夹角为15°～75°，沿进水集管竖直对称面对称分布，所述阻尼孔直径为8～18mm。

3.如权利要求1所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：所述喷水装置主体包括2个侧板和1个底板，所述进水集管与喷水装置主体的2个侧板、1个底板之间均留有20～50mm的缝隙。

4.如权利要求1所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：每块所述喷管安装板上设有4～8排喷管，喷管的内径为6～12mm，喷管的外径为8～14mm，单排内喷管间距为30～55mm，相邻两排喷管间距为30～55mm，每个喷管与钢板运动方向呈10～20°夹角。

5.如权利要求1所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：所述喷管安装板、密集腔侧板和顶板焊接而成的密集冷却部分的水平位置高于进水集管，所述进水集管的两侧分别布置一组密集冷却腔，密集冷却腔内的喷管进水口的水平位置高于进水集管顶部20～50mm。

6.如权利要求1所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：所述排水侧侧板与集管端板上安装有排污口，排污口直径为30～80mm。

7.如权利要求1所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：所述喷水装置的主体侧板与喷管安装板之间安装有2个筋板。

8.如权利要求1所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：所述顶板上安装有排气口，排气口上安装有1.2～1.5m高的玻璃管。

9.如权利要求1所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：所述冷却装置主体部分与密集冷却部分之间采用开孔的喷管安装板使冷却水进入密集冷却部分，所述喷管安装板的开孔上方20～40mm处设有缓冲板，所述缓冲板与缓冲固定板固定连接，缓冲固定板分别与上方顶板及下方喷管安装板固定连接。

10.如权利要求9所述的上置箱式密集冷却装置，其特征在于：喷管安装板上开孔为长120～200mm、宽20～40mm的方孔。