CN110125192A - 一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置及其内驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置及其内驱动方法，包括腔体外壳和活塞杆，活塞杆的一端为固定端，另一端为活塞端，固定端的外壁开有活塞杆进油孔，活塞端配合设于腔体外壳的腔内中，将腔内分隔呈前、后两腔，活塞杆内设有活塞杆油腔，活塞杆油腔一端与活塞杆进油孔相连通，另一端通至活塞端并与后腔连通，腔体外壳后端设有封底，前端内设有组合密封圈，前端外壁设有与前腔连通的腔体进油孔。本发明还公开了一种内驱动方法。本发明利用液压内驱动的方式来驱动腔体外壳移动进而控制层流冷却的宽度，从而有效消除了传统的外设驱动机构所带来的诸如浪费资源、影响环境、故障率高、机构卡死、精度不高等缺陷。

Description

一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置及其内驱动方法

技术领域

本发明涉及层流冷却设备，更具体地是指一种热轧层流冷却装置用内驱动柱塞及其内驱动方法。

背景技术

国内外钢铁企业的热轧连轧机生产线都要使用到层流冷却装置，其主要功能就是将精轧出口的带钢，根据卷取设定的目标温度进行快速冷却，以保证带钢的产品性能。

以国内某2050热轧厂为例，随着不断发展，生产品种、规格逐渐扩大，目前的产品结构与开工时已经截然不同，开工初期以普碳钢为主，目前主要生产微合金钢和碳锰钢。现有的层流冷却系统，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)。这些强度钢在经过层流冷却区域以后，由于现有的层流冷却系统存在着水压不稳、水流分布不均匀等问题造成带钢的冷却不均，从而导致带钢出现一系列板形质量问题，在轧线生产过程中多次发现带钢由于冷却不均造成的C翘，和宽度方向冷却不均造成的板形变化,尤其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，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会带来很大影响。

公开号为CN87100594的金属带材的冷却方法和装置，其层流冷却装置采用由一对限定狭缝的平板部件组成的层流喷管，冷却水流过此狭缝形成一冷却水屏栅.为调节该喷管内的通道区域,该层流喷管的平板部件至少有一个在垂直于冷却水流动的方向上可以变形，至少有一个平板较好地响应冷却水压力，引起通道区域变化，从而调节冷却水通道区域。此方法采用对层流冷却集管边部遮挡的方法，对带钢边部温度降低较大问题提供了一个解决办法，但使用该方法也可能会存在以下一些问题：

浪费资源：在生产较窄带钢时，被遮挡的大量冷却水白白浪费，不利于生产资源的节约，消耗电费、增加水处理成本；

影响环境：层流冷却遮挡板向两侧分流的冷却水，对电机和层流辊道轴承座带来不利影响，虽然采取了导流板，但仍然在一定程度上劣化了该处的环境。

故障率高：带钢跑偏时，两侧边部遮挡不能够同步调整，当带钢跑偏较大时，一侧的边部遮挡就无法发挥遮挡作用，导致带钢跑偏时不能正常使用；

机构卡死：层流冷却环境恶劣，经常发生连杆机构卡死故障；

精度不高：该连杆机构的遮挡板易变形，往往造成两侧遮挡精度不符合要求；

堆钢易损：层流冷却段发生堆钢故障时，连杆机构及遮挡板易造成变形或损坏；

无下喷遮挡：该连杆机构无法应用于下喷层流冷却，无下喷层流遮挡装置，带钢上下表面冷却不均匀，也会导致一定的带钢边部浪形。

为解决上述问题，钢铁企业又发明了相关的活塞式和柱塞式层流冷却装置，其中柱塞式层流冷却装置相对于活塞式层流冷却装置有一定的优点，但在先申请的柱塞式层流冷却装置相关专利技术中，采用油缸驱动来控制层流冷却宽度时，该油缸推动两侧柱塞，有一推二或一推四两个技术方案，其制造、装配和维护的技术要求非常高，主要有以下几点：

1、柱塞横梁的制造难度大：柱塞横梁与柱塞之间是间隙配合，因用于水的硬密封，故要求阻力较小的情况下该间隙还要求尽量小，避免层流冷却水在柱塞横梁孔与柱塞之间的间隙流出，因此其配合的柱塞孔加工直线度和圆度的要求精度就非常高，该柱塞横梁采用的是不锈钢锻件，其奥氏体组织在加工过程中热量略高就极易变形报废。

2、油缸推动柱塞时对两侧柱塞的平行度要求高：油缸驱动两侧柱塞移动的过程中，油缸驱动两侧柱塞的一推二或一推四方案，都对两侧柱塞的平行度有极高要求，否则油缸就方法推动。在油缸驱动两侧柱塞的方案使用中，因柱塞受热变形或螺栓松动等原因导致柱塞卡阻故障，因此我们需要经常调整柱塞直线度以确保其平行度。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置及其内驱动方法，用内驱动方式替代原有的外驱动机构，能够减少柱塞卡阻故障率、避免柱塞卡死。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一方面，一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置，包括层流集管、并排设于层流集管上方的鹅颈管，部分鹅颈管直接与层流集管相连通，部分鹅颈管通过不锈钢横梁与层流集管相连通，还包括设于不锈钢横梁内的，内驱动柱塞包括腔体外壳和活塞杆，活塞杆的一端为固定端，另一端为活塞端，固定端的外壁开有活塞杆进油孔，活塞端配合设于腔体外壳的腔内中，将腔内分隔呈前、后两腔，活塞杆内设有活塞杆油腔，活塞杆油腔一端与活塞杆进油孔相连通，另一端通至活塞端并与后腔连通，腔体外壳后端设有封底，前端内设有组合密封圈，前端外壁设有与前腔连通的腔体进油孔，当活塞杆进油孔进油时，推动腔体外壳向后移动，当腔体进油孔进油时，推动腔体外壳向前缩回。

还包括设于侧端的支架，所述的内驱动柱塞的活塞杆的固定端与支架相固定，内驱动柱塞的腔体外壳设于热轧层流冷却装置侧部的不锈钢横梁内，通过腔体外壳在不锈钢横梁内伸缩来控制相应位置的鹅颈管与层流集管之间的导通，进而控制层流冷却的宽度。

所述的不锈钢横梁为一对，分别设于鹅颈管的两侧部分相连通，所述的内驱动柱塞、支架均为相应的一对。

另一方面，一种采用所述的一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置的内驱动控制方法，包括以下步骤：

A.在热轧层流冷却装置的两侧分别设置一内驱动柱塞，将内驱动柱塞的活塞杆的固定端与热轧层流冷却装置侧端的支架相固定，内驱动柱塞的腔体外壳设于热轧层流冷却装置侧部的不锈钢横梁内；

B.当向活塞杆进油孔注油时，油通过活塞杆油腔进入后腔，使得腔体外壳向热轧层流冷却装置的中间移动，进而阻断相应位置的鹅颈管与层流集管之间的导通，从而缩小层流冷却的宽度；

C.当向腔体进油孔注油时，油进入前腔并推动活塞端压缩后腔，使得腔体外壳向热轧层流冷却装置的侧端移动，进而使得之前被隔断的鹅颈管与层流集管之间相导通，从而增大层流冷却的宽度。

在本发明的上述技术方案中，本发明的一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置，能够利用液压内驱动的方式来驱动腔体外壳移动进而控制层流冷却的宽度，从而有效消除了传统的外设驱动机构所带来的诸如浪费资源、影响环境、故障率高、机构卡死、精度不高等缺陷。

附图说明

图1是本发明的内驱动柱塞的结构剖视示意图；

图2是本发明的内驱动柱塞的使用状态示意图(最小层流冷却宽度)；

图3是本发明的内驱动柱塞的使用状态示意图(最大层流冷却宽度)；

图4是沿图1中的A-A线剖视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

本发明的带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置的内驱动柱塞如图3所示，其主要包括腔体外壳1和活塞杆2，活塞杆2的一端为固定端，另一端为活塞端，固定端的外壁开有活塞杆进油孔3，活塞端配合设于腔体外壳1的腔内中，将腔内分隔呈前、后两腔4、5，活塞杆2内设有活塞杆油腔6，活塞杆油腔6一端与活塞杆进油孔3相连通，另一端通至活塞端并与后腔5连通，腔体外壳1后端设有封底7，前端内设有组合密封圈8，前端外壁设有与前腔连通的腔体进油孔9，当活塞杆进油孔3进油时，油通过活塞杆油腔6进入至后腔5，由于活塞杆2固定，从而推动腔体外壳1 向后移动，而前腔4缩小，前腔4内的油从腔体进油孔9出去；反之，当腔体进油孔9进油时，前腔4扩大，后腔5压缩，腔体外壳1向前缩回，后腔5内的油从活塞杆进油孔3出去。

请结合图1～2所示，本发明的带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置20，具体结构如下：

将内驱动柱塞10分别设于热轧层流冷却装置20的两侧，每侧的内驱动柱塞10的活塞杆2的固定端与热轧层流冷却装置20同侧端的支架21 相固定，内驱动柱塞10的腔体外壳1设于热轧层流冷却装置20侧部的不锈钢横梁22内，侧部的不锈钢横梁22连接该位置的鹅颈管23与层流集管24(见图4)，通过腔体外壳1在不锈钢横梁22内伸缩来控制相应位置的鹅颈管23与层流集管24之间的导通，进而控制层流冷却的宽度。

采用上述内驱动柱塞10的内驱动控制方法，包括以下步骤：

A.在热轧层流冷却装置20的两侧分别设置一内驱动柱塞10，将内驱动柱塞10的活塞杆2的固定端与热轧层流冷却装置20侧端的支架21相固定，内驱动柱塞10的腔体外壳1设于热轧层流冷却装置20侧部的不锈钢横梁22内；

B.当向活塞杆进油孔3注油时，油通过活塞杆油腔6进入后腔5，使得腔体外壳1向热轧层流冷却装置20的中间移动，进而阻断相应位置的鹅颈管23与层流集管24之间的导通，从而缩小层流冷却的宽度；

C.当向腔体进油孔9注油时，油进入前腔4并推动活塞端压缩后腔5，使得腔体外壳1向热轧层流冷却装置20的侧端移动，进而使得之前被隔断的鹅颈管23与层流集管24之间相导通，从而增大层流冷却的宽度。

综上所述，采用本发明的带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置，能够利用液压内驱动的方式来驱动腔体外壳1移动进而控制层流冷却的宽度，解决油缸推动柱塞时对两侧柱塞平行度精度要求高的难题，减少日常柱塞维护工作量，从而有效消除了传统的外设驱动机构所带来的诸如浪费资源、影响环境、柱塞卡阻故障率高、柱塞卡死、精度不高等缺陷。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (4)

1.一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置，包括层流集管、并排设于层流集管上方的鹅颈管，部分鹅颈管直接与层流集管相连通，部分鹅颈管通过不锈钢横梁与层流集管相连通，其特征在于：还包括设于不锈钢横梁内的，内驱动柱塞包括腔体外壳和活塞杆，活塞杆的一端为固定端，另一端为活塞端，固定端的外壁开有活塞杆进油孔，活塞端配合设于腔体外壳的腔内中，将腔内分隔呈前、后两腔，活塞杆内设有活塞杆油腔，活塞杆油腔一端与活塞杆进油孔相连通，另一端通至活塞端并与后腔连通，腔体外壳后端设有封底，前端内设有组合密封圈，前端外壁设有与前腔连通的腔体进油孔，当活塞杆进油孔进油时，推动腔体外壳向后移动，当腔体进油孔进油时，推动腔体外壳向前缩回。

2.如权利要求1所述的一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置，其特征在于：还包括设于侧端的支架，所述的内驱动柱塞的活塞杆的固定端与支架相固定，内驱动柱塞的腔体外壳设于热轧层流冷却装置侧部的不锈钢横梁内，通过腔体外壳在不锈钢横梁内伸缩来控制相应位置的鹅颈管与层流集管之间的导通，进而控制层流冷却的宽度。

3.如权利要求2所述的一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置，其特征在于：所述的不锈钢横梁为一对，分别设于鹅颈管的两侧部分相连通，所述的内驱动柱塞、支架均为相应的一对。

4.一种采用如权利要求1～3中仍一项所述的一种带内驱动柱塞的热轧层流冷却装置的内驱动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.在热轧层流冷却装置的两侧分别设置一内驱动柱塞，将内驱动柱塞的活塞杆的固定端与热轧层流冷却装置侧端的支架相固定，内驱动柱塞的腔体外壳设于热轧层流冷却装置侧部的不锈钢横梁内；

B.当向活塞杆进油孔注油时，油通过活塞杆油腔进入后腔，使得腔体外壳向热轧层流冷却装置的中间移动，进而阻断相应位置的鹅颈管与层流集管之间的导通，从而缩小层流冷却的宽度；

C.当向腔体进油孔注油时，油进入前腔并推动活塞端压缩后腔，使得腔体外壳向热轧层流冷却装置的侧端移动，进而使得之前被隔断的鹅颈管与层流集管之间相导通，从而增大层流冷却的宽度。