CN109439883A - 能改善带材板形的喷淋冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能改善带材板形的喷淋冷却装置，包括沿带材运行方向依次布置的多个横向喷管，各横向喷管的轴向均垂直于带材运行方向，每一横向喷管上沿自身轴向布置有多个中部喷嘴，还包括两组纵向喷管，两组纵向喷管沿横向喷管轴向分列于横向喷管两侧，纵向喷管轴向平行于带材运行方向，纵向喷管上沿自身轴向布置有多个边部喷嘴。通过设置纵向喷管，与横向喷管配合，可获得不同的喷淋冷却覆盖宽度，从而可以根据生产状况选择相应的喷淋宽度，至少地，在带材出现1/8边浪时开启纵向喷管进行辅助喷淋，带材上各处不同的冷却速率将在大张力的作用下产生不同的变形率，使得带材上的边浪得以最终减小或消除，因而可以改善带材板形。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及金属带材退火技术领域，尤其涉及一种能改善带材板形的喷淋冷却装置。
背景技术
在金属带材的连续退火处理领域，不同的退火工艺对应不同的装备配置。在没有配置空气冷却段的退火处理线上，退火炉出口通常设置有水喷淋冷却器。根据机组速度，水喷淋冷却器设置有不同数量的喷管，加压后的冷却水通过喷管上的喷嘴，产生一定形状的雾化射流，将金属带材冷却至满足工艺要求的温度。
在实际生产过程中，时常出现金属带材在经过退火炉的一系列退火工序后板型变差的情况，而这其中最为常见的是带材产生边浪。边浪的起伏程度通常用急竣度来量化，如0.8％、1.2％等，根据起浪的位置又分为1/4浪、1/8浪等。为解决边浪问题，往往需要调整退火炉的加热方式和保护气体循环喷射冷却段的冷却方式。由于调整退火炉的加热方式和冷却方式过程繁琐，会降低生产效率，在一定程度上还增大了能耗。
发明内容
本发明实施例涉及一种能改善带材板形的喷淋冷却装置，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及一种能改善带材板形的喷淋冷却装置，包括沿带材运行方向依次布置的多个横向喷管，各所述横向喷管的轴向均垂直于带材运行方向，每一所述横向喷管上沿自身轴向布置有多个中部喷嘴，还包括两组纵向喷管，两组所述纵向喷管沿所述横向喷管轴向分列于所述横向喷管两侧，所述纵向喷管轴向平行于带材运行方向，所述纵向喷管上沿自身轴向布置有多个边部喷嘴。
作为实施例之一，各所述横向喷管中，包括多个用于正常喷淋的窄幅喷管以及用于改善带材1/4边浪的多个宽幅喷管，且所述宽幅喷管与所述窄幅喷管交替布置。
作为实施例之一，所述宽幅喷管上的中部喷嘴数量较所述窄幅喷管上的中部喷嘴数量多2个，且所述宽幅喷管上的喷嘴布置间距与所述窄幅喷管上的喷嘴布置间距相同。
作为实施例之一，所述纵向喷管可转动安装且转轴轴向与带材运行方向平行。
作为实施例之一，该能改善带材板形的喷淋冷却装置还包括喷淋槽，所述喷淋槽具有带材入口和带材出口且于所述带材入口和所述带材出口之间形成带材运行通道，各所述横向喷管和各所述纵向喷管均安装于所述喷淋槽内。
作为实施例之一，所述喷淋槽底设有回流口且于所述回流口处设有过滤结构。
作为实施例之一，各所述横向喷管均包括用于安装对应喷嘴的喷管本体以及安装于所述喷淋槽上的喷管套管，所述喷管本体可拆卸地安装于所述喷管套管内，于所述喷管套管上开设有可容对应的喷嘴射流穿过的过流通道。
作为实施例之一，所述喷管本体上设有活动法兰且于所述喷管套管的对应端部设有固定法兰，所述活动法兰位于所述固定法兰的外侧且通过螺栓与所述固定法兰相连接，所述固定法兰与所述喷淋槽固连。
作为实施例之一，所述活动法兰上的螺栓孔为圆弧形孔，且各所述圆弧形孔所在圆与所述喷管本体同轴。
作为实施例之一，各所述喷管套管均可拆卸地安装于所述喷淋槽上。
本发明实施例至少具有如下有益效果：
本发明提供的喷淋冷却装置，通过设置纵向喷管，与横向喷管配合，可获得不同的喷淋冷却覆盖宽度，从而可以根据生产状况选择相应的喷淋宽度，至少地，在带材出现1/8边浪时开启纵向喷管进行辅助喷淋，带材上各处不同的冷却速率将在大张力的作用下产生不同的变形率，使得带材上的边浪得以最终减小或消除，因而可以改善带材板形。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的喷淋冷却装置的一个视角下的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的喷淋冷却装置的另一视角下的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的喷淋冷却装置的窄幅喷淋冷却工作模式的示意图；
图4为本发明实施例一提供的喷淋冷却装置的宽幅喷淋冷却工作模式的示意图；
图5为本发明实施例一提供的喷淋冷却装置的全幅喷淋冷却工作模式的示意图；
图6为本发明实施例二提供的喷射管的布置结构示意图；
图7为本发明实施例二提供的活动法兰的侧向视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1和图2，本发明实施例提供一种能改善带材板形的喷淋冷却装置，包括沿带材运行方向依次布置的多个横向喷管2，各所述横向喷管2的轴向均垂直于带材运行方向，每一所述横向喷管2上沿自身轴向布置有多个中部喷嘴。通常地，横向喷管2轴向为水平向，其垂直于带材运行方向，也即与带材宽度方向平行；一般地，在带材运行通道上方和下方均设置有上述的横向喷管2，用以对带材上表面和下表面分别进行喷淋。优选地，如图1和图2，该喷淋冷却装置还包括两组纵向喷管3，两组所述纵向喷管3沿所述横向喷管2轴向分列于所述横向喷管2两侧，所述纵向喷管3轴向平行于带材运行方向，所述纵向喷管3上沿自身轴向布置有多个边部喷嘴。可以理解地，上述纵向喷管3的轴向为水平向，其平行于带材运行方向，也即与带材长度方向平行。同样地，在带材运行通道上方和下方均设置有纵向喷管3，即每组纵向喷管3包括上部纵向喷管3和下部纵向喷管3，用以对带材边部上下表面分别进行喷淋；一般地，横向喷管2两侧分别为操作侧和传动侧，则在操作侧上下分别设置纵向喷管3，在传动侧上下分别设置纵向喷管3。
本实施例提供的喷淋冷却装置，通过设置纵向喷管3，与横向喷管2配合，可获得不同的喷淋冷却覆盖宽度，从而可以根据生产状况选择相应的喷淋宽度，至少地，在带材出现1/8边浪时开启纵向喷管3进行辅助喷淋，带材上各处不同的冷却速率将在大张力的作用下产生不同的变形率，使得带材上的边浪得以最终减小或消除，因而可以改善带材板形。
一般地，上述能改善带材板形的喷淋冷却装置还包括喷淋槽1，所述喷淋槽1具有带材入口和带材出口且于所述带材入口和所述带材出口之间形成带材运行通道，各所述横向喷管2和各所述纵向喷管3均安装于所述喷淋槽1内。进一步地，所述喷淋槽1底设有回流口11且于所述回流口11处设有过滤结构12，该过滤结构12可以采用过滤网等；该喷淋槽1底部优选为设置成锥斗状，便于喷淋液的收集。
进一步优选地，如图3和图4，各所述横向喷管2中，包括多个用于正常喷淋的窄幅喷管21以及用于改善带材1/4边浪的多个宽幅喷管22，且所述宽幅喷管22与所述窄幅喷管21交替布置，即每相邻两个宽幅喷管22之间有一窄幅喷管21，每相邻两个窄幅喷管21之间有一宽幅喷管22。
则，除了基于上述纵向喷管3与横向喷管2配合可以获得两种不同的喷淋冷却覆盖宽度之外，横向喷管2中又有两种不同的喷淋冷却覆盖宽度，进一步扩展该喷淋冷却装置的工作模式，有效地减小或消除带材上的边浪等缺陷。具体地：
如图3，在退火处理线生产状况良好时，带材没有明显的边浪，只需要开启各窄幅喷管21进行工作，该喷淋冷却装置工作在窄幅喷淋冷却工作模式；
如图4，当带材出现1/4边浪时，开启各宽幅喷管22，关闭各窄幅喷管21，该喷淋冷却装置工作在宽幅喷淋冷却工作模式；
如图5，当带材出现1/8边浪时，开启各宽幅喷管22，关闭各窄幅喷管21，同时开启纵向喷管3，该喷淋冷却装置工作在全幅喷淋冷却工作模式。
带材上各处不同的冷却速率将在大张力的作用下产生不同的变形率，带材上的边浪得以最终减小或消除。
另外，基于上述设置宽幅喷管22和窄幅喷管21的结构，还可以获得不同的带材冷却速度，可以适用于不同冷却速度/退火速度要求的钢种的退火生产。例如，在窄幅喷淋冷却工作模式下，可以根据工艺调整或波动，而相应地开启一定数量的宽幅喷管22，以达到所需的喷淋冷却速度。
易于理解地，上述宽幅喷管22上的中部喷嘴布置和窄幅喷管21上的中部喷嘴布置是本领域技术人员易于确定的，以带材宽度为2D为例，机组中心线每侧的带材宽度为D，以机组中心线为基准线，传动侧的带钢边部处坐标为-D，操作侧的带钢边部处坐标为D，上述宽幅喷管22的喷淋覆盖范围为-3/4D～3/4D，上述窄幅喷管21的喷淋覆盖范围根据实际工况在宽幅喷管22的喷淋覆盖范围内选择，例如-3/5D～3/5D。
本实施例中，如图3和图4，宽幅喷管22上的中部喷嘴布置位置与窄幅喷管21上的中部喷嘴布置位置相同，且宽幅喷管22上的喷嘴布置间距与窄幅喷管21上的喷嘴布置间距相同，但宽幅喷管22上的中部喷嘴数量较窄幅喷管21上的中部喷嘴数量多2个，可以满足现有的生产需求。
在另外的实施例中，上述各横向喷管2上的喷淋覆盖范围均相同，而设置纵向喷管3可转动安装且转轴轴向与带材运行方向平行，通过该纵向喷管3转动而使其喷淋宽度可以同时覆盖带材的1/8边浪出现位置和1/4边浪出现位置，结构简单、易于操作，可以减少设备投资和维护成本。纵向喷管3的可转动可通过电机+减速机等常规的转动驱动设备实现，也可手动驱动。在其中一个实施例中，上述纵向喷管3采用法兰连接的方式固定在喷淋槽1上，而该法兰上的螺丝孔为圆弧形孔，且各圆弧形孔所在圆与纵向喷管3同轴，也即各圆弧形孔相对于纵向喷管3的轴线环形布置，基于该结构，可容许纵向喷管3法兰相对于喷淋槽1转动一定角度，也即允许纵向喷管3相对于喷淋槽1转动一定角度，实现纵向喷管3喷淋位置的改变。
各喷管伸出喷淋槽1外而与进液管5连接(可通过快换接头4连接)，各进液管5均设有控制阀6且均与集液总管7连接。该控制阀6可以为手动阀，也可以为电磁阀等自动控制阀。
实施例二
本实施例提供一种可在线更换的喷射管，可用于上述实施例一中作为其中的横向喷管使用，当然，也可作为其中的纵向喷管使用。
具体地，如图6，该喷射管包括喷管本体201，所述喷管本体201上设有多个喷嘴，一般地，各喷嘴沿该喷管本体201的轴向依次间隔排列布置，各喷嘴的喷射方向相同，如都向上或都向下喷射。上述喷管本体201一端为进液端，用于与进液管5连接，另一端为非进液端且一般为封闭状态，进入管内的液体从各喷嘴喷射而出。该喷射管进一步还包括用于安装至上述喷淋槽上的喷管套管202，所述喷管本体201可拆卸地安装于所述喷管套管202内，于所述喷管套管202上开设有可容各喷嘴射流穿过的过流通道。
本实施例提供的喷射管，由于设置了喷管套管202，当喷射管需要清理维护时，暂停供液后，将喷管本体201从喷管套管202内拆下抽出即可，清理完成后，将喷管本体201安装至喷管套管202内即可，喷管套管202可以防止在维护过程中喷管本体201与带材接触，整个维护过程不影响正常生产，因而可以实现不停机在线对喷射管进行维护，有效地提高生产效率，可避免喷嘴与带材发生刮擦，从而提高成材率，延长喷射管的使用寿命。
对于上述的喷管本体201与喷管套管202的可拆卸连接结构，可以采用螺纹连接、楔连接、卡扣连接等连接方式，具体结构此处不表。在本实施例中，作为优选地实施方式，如图6，所述喷管本体201上设有活动法兰203且于所述喷管套管202的对应端部设有固定法兰204，所述活动法兰203位于所述固定法兰204的外侧且通过螺栓与所述固定法兰204相连接；通过活动法兰203与固定法兰204之间的可拆卸连接结构实现喷管本体201与喷管套管202之间的可拆卸连接结构，该结构简单、连接结构稳定可靠，易于制作实现，可用于对现有的喷管的改造等。
上述活动法兰203可以设置在喷管本体201的进液端，或者，设置于喷管本体201的进液端与喷嘴之间，进液端位于活动法兰203外侧以便于与进液管5连接；易于理解地，上述固定法兰204的外侧是其远离喷管套管202管腔的一侧，喷管本体201穿过固定法兰204的中心通孔且进入喷管套管202内，喷管本体201上的活动法兰203则被固定法兰204挡住而与该固定法兰204贴合，二者通过螺栓连接即可。
为便于喷管本体201穿过且不与喷管本体201上的喷嘴发生碰撞，可以设置固定法兰204的中心通孔的直径大于喷管本体201的外径与喷嘴外露长度之和。本实施例中，作为优选，该固定法兰204的中心通孔的直径与喷管本体201的外径大致相同，可以提高喷管本体201在喷射过程中的结构稳定性，管体震动/晃动较小，而为便于喷嘴通过，在该固定法兰204上对应开设与中心通孔连通的避让槽，该避让槽沿固定法兰204径向延伸且延伸长度以及槽宽能够充分容许喷嘴通过即可。
进一步优选地，如图7，所述活动法兰203上的螺栓孔为圆弧形孔，且各所述圆弧形孔所在圆与所述喷管本体201同轴，也即各圆弧形孔相对于喷管本体201的轴线环形布置，基于该结构，可容许活动法兰203相对于固定法兰204转动一定角度，也即允许喷管本体201相对于喷管套管202转动一定角度，从而可以根据喷淋需要调整喷嘴的喷射角度，拓宽工艺适用范围。该圆弧形孔优选为是腰圆形孔。
继续优化上述喷射管的结构，可以理解地，上述过流通道可以是连续的较大的开口，该开口面积应能够覆盖各喷嘴在喷管套管202处的喷射范围；也可以采用多个过流孔的形式，即在喷管套管202上开设多个过流孔，过流孔与喷嘴数量相同且一一相对设置，过流孔的面积保证喷嘴射流完全通过即可。对于上述喷嘴喷射角度可调的结构，上述过流通道应能够相应地覆盖，而不影响喷嘴射流的流量或流速，例如，对于过流孔的结构，可以采用弧形槽孔的结构，长度对应覆盖喷管本体201的转动角度即可。
继续优化上述喷射管的结构，喷管本体201的非进液端优选为与喷管套管202连接为一体，使得喷管本体201上产生的振动可以较稳定地传递给喷管套管202，提高喷射管射流的工作稳定性；例如，二者可以为螺接、卡接等可拆卸结构。优选地，如图6，所述喷管套管202的远离所述喷管本体201入口端(即上述的进液端)的一端设有定位丝堵206，所述喷管本体201插装在所述定位丝堵206上；其中，喷管本体201的非进液端可以为自封闭结构，即设有喷管丝堵208，也可以为贯通端而通过上述定位丝堵206封堵。
进一步优选地，如图6，所述喷管本体201上设有定位塞207，所述定位塞207与所述定位丝堵206可插拔连接，该定位塞207套装固定在喷管本体201的非进液端，并与定位丝堵206连接，可提高密封性能。其中，作为优选，所述定位塞207为锥形塞，所述定位丝堵206的内壁对应为异径孔且与所述定位塞207外壁紧密贴合，该异径孔也即为自定位丝堵206的开口端向其内侧方向，定位丝堵206的环形内壁直径依次减小，呈自外而内渐缩的锥台状，能够与锥形塞式的定位塞207紧密接触，有效地提高密封性能。对于上述设置有喷管丝堵208的结构，上述异径孔包括渐缩段和等径段，等径段用于与喷管丝堵208配合，渐缩段用于与定位塞207配合。
进一步优选地，如图6，所述定位塞207为可压缩变形的塞体，于所述喷管本体201上设有限位卡环205，所述限位卡环205位于所述定位塞207的靠近所述喷管本体201入口端的一侧且与定位塞207相抵，在定位塞207与定位丝堵206插接过程中，定位塞207可被压缩变形，更紧密地与定位丝堵206接触，从而提高密封性能，限位卡环205可对定位塞207进行限位，其优选是焊接在喷管本体201上，而定位塞207则优选为套设在喷管本体201上且与限位卡环205固连，如粘接等。
各喷管本体201优选为伸出喷管套管202外而与进液管5连接(可通过快换接头4连接)，各进液管5均设有控制阀6且均与集液总管7连接。
优选地，各所述喷管套管202均可拆卸地安装于所述喷淋槽1上，在机组停产期间，当需要对喷淋槽1内部进行检修维护时，为安全起见关闭各控制阀6，将喷管套管202连同喷管本体201整体从喷淋槽1内抽出，这样能获得足够的检修维护空间。喷管套管202可拆卸地穿设固定在喷淋槽1的一侧槽壁上，例如同样可以采用螺纹连接、榫接等可拆卸安装方式；对于上述在喷管套管202上设有固定法兰204的结构，优选为进一步通过该固定法兰204可拆卸安装至喷淋槽1槽壁上，即，固定法兰204上除设有与活动法兰203连接的第一螺栓孔圈外，还设有与喷淋槽1槽壁连接的第二螺栓孔圈。
进一步地，喷管套管202的位于喷淋槽1内的套管端部承托于喷淋槽1另一侧内壁上的支承构件13上，保证整体安装结构的稳定性，而且，可以更好地将喷管本体201的振动传递给喷淋槽1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种能改善带材板形的喷淋冷却装置，包括沿带材运行方向依次布置的多个横向喷管，各所述横向喷管的轴向均垂直于带材运行方向，每一所述横向喷管上沿自身轴向布置有多个中部喷嘴，其特征在于：还包括两组纵向喷管，两组所述纵向喷管沿所述横向喷管轴向分列于所述横向喷管两侧，所述纵向喷管轴向平行于带材运行方向，所述纵向喷管上沿自身轴向布置有多个边部喷嘴。
2.如权利要求1所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：各所述横向喷管中，包括多个用于正常喷淋的窄幅喷管以及用于改善带材1/4边浪的多个宽幅喷管，且所述宽幅喷管与所述窄幅喷管交替布置。
3.如权利要求2所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：所述宽幅喷管上的中部喷嘴数量较所述窄幅喷管上的中部喷嘴数量多2个，且所述宽幅喷管上的喷嘴布置间距与所述窄幅喷管上的喷嘴布置间距相同。
4.如权利要求1所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：所述纵向喷管可转动安装且转轴轴向与带材运行方向平行。
5.如权利要求1所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：还包括喷淋槽，所述喷淋槽具有带材入口和带材出口且于所述带材入口和所述带材出口之间形成带材运行通道，各所述横向喷管和各所述纵向喷管均安装于所述喷淋槽内。
6.如权利要求5所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：所述喷淋槽底设有回流口且于所述回流口处设有过滤结构。
7.如权利要求5所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：各所述横向喷管均包括用于安装对应喷嘴的喷管本体以及安装于所述喷淋槽上的喷管套管，所述喷管本体可拆卸地安装于所述喷管套管内，于所述喷管套管上开设有可容对应的喷嘴射流穿过的过流通道。
8.如权利要求7所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：所述喷管本体上设有活动法兰且于所述喷管套管的对应端部设有固定法兰，所述活动法兰位于所述固定法兰的外侧且通过螺栓与所述固定法兰相连接，所述固定法兰与所述喷淋槽固连。
9.如权利要求8所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：所述活动法兰上的螺栓孔为圆弧形孔，且各所述圆弧形孔所在圆与所述喷管本体同轴。
10.如权利要求7所述的能改善带材板形的喷淋冷却装置，其特征在于：各所述喷管套管均可拆卸地安装于所述喷淋槽上。
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