CN111394567A - 一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统及控制方法,其特征在于:包括空气水雾冷却装置、鼓风装置、供水装置和排风装置,空气水雾冷却装置包括箱体和多组空气水雾喷射器,每组空气水雾喷射器有二个、在箱体中呈上下分布设置,形成相向式上、下喷射结构;箱体的顶部设有出风口,所述排风装置在出风口处、形成强制排风结构,以将箱体中的热风和水气从出风口处排出;鼓风装置的出风端与所述多组空气水雾喷射器的进风口连接,形成可调式进风结构;供水装置的出水端与所述多组空气水雾喷射器的进水口连接,形成可调式进水结构。具有带材连续退火冷却均匀、消除应力效果好、保持带材(工件)形态不变等突出的实质性特点和显著技术进步。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统及控制方法,适用于金属带材连续退火冷却,是一种涉及带材冷却均匀性及板形良好性控制技术。属于冶金技术领域。
背景技术
随着金属带材轧机技术的发展,带材向更宽更薄发展,使得带材板形的平直度、板凸度要求更高。而带材板形的好坏决定于带材残余应力的分布,为了消除带材的残余内应力,对于轧制后退火的加热均匀性和冷却均匀性的控制有更高要求。在加热保温完全时,冷却速度和冷却均匀性的控制是消除带材内应力的关键因素之一。以不锈钢带退火冷却为例,从1080℃-900℃冷却速度小于20℃/S,从900℃-500℃不小于冷却速度25℃/S,从500℃80℃不小于冷却速度50℃/S;为了保证冷却速度,确保均匀性,减少冷却内应力的产生,以得到良好的带材板形,选择正确的冷却方式是关键。
现有技术中,一般采用空气冷却、水冷却或风冷+水雾冷+水冷、水雾冷+水冷等冷却方式。然而,无论是空气冷却还是水冷却,都存在冷却速度过慢或过快从而造成冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题。虽然风冷+水雾冷+水冷、水雾冷+水冷的效果相对于气体冷却、水冷却效果较好,但其水雾冷和水冷的冷速都大于50℃/S,对于较薄的带材来说,当从900℃一直冷却到500℃时,会使带材形成比较大的内应力、带材产生变形;同样存在造成冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题。
发明内容
本发明的目的之一,是为了解决现有气体冷却或水冷却带材存在冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题,提供一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统。具有带材连续退火冷却均匀、消除应力效果好、保持带材(工件)形态不变等突出的实质性特点和显著技术进步。
本发明的目的之二,是为了解决现有气体冷却或水冷却带材存在冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题,提供一种用于带材连续退火的空气水雾冷却控制方法。
本发明的目的之一可以通过采取如下技术方案达到:
一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其结构特点在于:包括空气水雾冷却装置、鼓风装置、供水装置和排风装置,空气水雾冷却装置包括箱体和内置在箱体中的多组空气水雾喷射器,箱体设置在工件连续退火冷却工位处,每组空气水雾喷射器有二个、在箱体中呈上下分布设置,形成相向式上、下喷射结构,即形成从上往下及从下往上的双面均匀多点面空气水雾喷射结构;箱体的顶部设有出风口,所述排风装置在出风口处、形成强制排风结构,以将箱体中的热风和水气从出风口处排出;鼓风装置的出风端与所述多组空气水雾喷射器的进风口连接,形成可调式进风结构;供水装置的出水端与所述多组空气水雾喷射器的进水口连接,形成可调式进水结构。
本发明的目的之一还可以通过采取如下技术方案达到:
进一步地,在箱体的顶部出风口处设有排气挡板,该排气挡板通过排布挡板支撑板活动连接在箱体的内腔、形成活动连接结构;所述空气水雾喷射器通过弧状支撑板固定在箱体的内腔;多组空气水雾喷射器沿着带材运行的方向依次等距对称交错排布并固定在箱体中,上、下空气水雾喷射器以带材位置对称布置。
进一步地,鼓风装置由鼓风机和风阀连接构成,鼓风机的出风端通过风阀连接所述多组空气水雾喷射器的进风口,形成可调式进风结构;供水装置由水泵和水阀连接构成,水泵的出水端通过水阀连接所述多组空气水雾喷射器的进水口,形成可调式进水结构;排风装置包括罩体、风管和抽风机,罩体罩住箱体的出风口处,罩体的出风口通过风管连接抽风机的进风端,形成可调式抽风结构。
进一步地,空气水雾喷射器,各包括风管和水管,水管套接在风管的内腔,水管的两端设有一进水口,在进水口处连接有水阀,水管的两端封闭,在沿水管的长度方向底部开有等距分布的出水孔;风管的两端各设有一进风口,在进风口处连接有风阀,沿风管的长度方向底部开有等距分布的出风孔;所述出风孔的数量及位置与出水孔的数量及位置一一对应形成喷射孔,由若干个空气水雾喷射孔形成从上往下及从下往上的均匀多点式喷射结构。
进一步地,空气水雾喷射器的进水口位于水管的露出箱体的两端,所述上水管内置箱体的两端各由密封塞封闭;空气水雾喷射器的的进风口位于风管的露出箱体的两端,所述上风管内置箱体的两端各由封板焊接密封。
进一步地,所述上空气水雾喷射结构和下空气水雾喷射结构中的喷射孔位置均布范围大于工件的最大带宽,以使冷却空气水雾可完全覆盖经过的工件(带材)表面;所述上空气水雾喷射结构和下空气水雾喷射结构相对于工件(带材)位于对称布置,以使工件(带材)整体上下的冷却速率一致性。
进一步地,所述空气水雾喷射器有若干组,分上、下层设置,该空气水雾喷射器的风管、水管的露出箱体的两端通过法兰连接固定在箱体上,形成上、下喷射结构,以方便拆卸维修、更换及根据不同的带材设置不同的喷管高度以达到所要求的冷却速率。
进一步地,所述出风孔、出水孔等距设置并且出风孔与出水孔同轴;所述出水孔比出风孔小,出水孔的边缘与出风孔之间的连线为斜线,两斜线之间所形成的夹角α大于15°,以确保水雾完全喷出。
进一步地,在所述风管的内腔设有若干个支架,所述支架焊接在水管的外壁上;在水管的入口端设有水管法兰,在风管入口端设有风管法兰,水管通过所述支架及水管法兰与风管法兰的连接配合固定在风管的内腔;水管外壁与风管内壁的间距为1-5mm,以使水管方便抽出风管维护。
进一步地,在所述风管的内壁与水管外壁之间设二条支撑棒,所述支撑棒设置在出风孔的两侧,形成对水管的架空支承结构,以使水管与风管内腔壁之间悬空,形成间隙。
本发明的目的之二可以通过采取如下技术方案达到:
一种用于带材连续退火的空气水雾冷却控制方法,其特征在于:
1)设置空气水雾冷却系统,该空气水雾冷却系统包括空气水雾冷却装置、鼓风装置、供水装置和排风装置,空气水雾冷却装置包括箱体和内置在箱体中的多组空气水雾喷射器,箱体设置在带材连续退火冷却工位处,每组空气水雾喷射器有二个、在箱体中呈上下分布设置,形成相向式上、下喷射结构,即形成从上往下及从下往上的双面均匀多点面空气水雾喷射结构;箱体的顶部设有出风口,所述排风装置在出风口处、形成强制排风结构,以将箱体中的热风和水气从出风口处排出;鼓风装置的出风端与所述多组喷射器的进风口连接,形成可调式进风结构;供水装置的出水端与所述多组喷射器的进水口连接,形成可调式进水结构;
2)设定供水装置的供水压力,根据不同带材冷却工艺,调整鼓风装置2的风流量,以控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制;或者设定鼓风装置的风流量,根据不同带材冷却工艺,调整供水装置的供水压力,以控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制。
本发明在保证带材冷却速率的同时,通过多组空气水雾冷却装置使空气水雾均匀并充分地喷射到带面上,从而保证带材横截面的冷却均匀性,同时也减少了带材的变形。
本发明的目的之二还可以通过采取如下技术方案达到:
进一步地,每组空气水雾喷射器中,上、下空气水雾喷射器的空气和水同侧输入,在管路上设有水和空气调节阀来控制空气与水的混合比例。
进一步地,通过调节控制空气与水的混合比例,控制冷却速率为25℃/S-50℃/S,以适应不同带材连续退火时所需的冷却速率。
本发明具有以下突出的实质性特点和显著效果:
1、本发明涉及的空气水雾冷却系统,包括空气水雾冷却装置、鼓风装置、供水装置和排风装置,空气水雾冷却装置包括箱体和内置在箱体中的多组空气水雾喷射器,箱体设置在带材连续退火冷却工位处,每组空气水雾喷射器有二个、在箱体中呈上下分布设置,形成相向式上、下喷射结构,即形成从上往下及从下往上的双面均匀多点面空气水雾喷射结构;箱体的顶部设有出风口,所述排风装置在出风口处形成强制排风结构,以将箱体中的热风和水气从出风口处排出;鼓风装置的出风端与所述多组空气水雾喷射器的进风口连接,形成可调式进风结构;供水装置的出水端与所述多组空气水雾喷射器的进水口连接,形成可调式进水结构;因此能够解决现有气体冷却或水冷却带材存在冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题,具有带材连续退火冷却均匀、消除应力效果好、保持带材(工件)形态不变等突出的实质性特点和显著技术进步。
2、本发明涉及的空气水雾冷却控制方法,通过设置空气水雾冷却系统,该空气水雾冷却系统包括空气水雾冷却装置、鼓风装置、供水装置和排风装置,设定供水装置的供水压力,根据不同的带材冷却工艺,调整鼓风装置的风流量,以控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制;或者设定鼓风装置2的风流量,根据不同的带材冷却工艺,调整供水装置的供水压力,以控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制;因此能够解决现有气体冷却或水冷却带材存在冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题,具有带材连续退火冷却均匀、消除应力效果好、保持带材(工件)形态不变等突出的实质性特点和显著技术进步。
附图说明
图1为本发明具体实施例1的空气水雾冷却系统结构示意图。
图2为本发明具体实施例1的空气水雾冷却装置的结构示意图。
图3为本发明具体实施例1的空气水雾冷却系统结构剖视图。
图4为本发明具体实施例1的空气水雾冷却装置的局部结构示意图。
图5为本发明具体实施例2的空气水雾冷却装置的结构示意图。
图6为本发明具体实施例2的空气水雾冷却装置的结构俯视图。
图7为本发明中每组空气水雾喷射器空气离出风口不同距离的速度分布图。
图8为本发明中每组空气水雾喷射器内水与空气离出水孔不同距离的相对速度分布图。
图9为本发明中每组空气水雾喷射器水雾离出水孔不同距离的速度分布图。
图10为本发明中空气水雾冷却系统雾滴直径与空气和水雾的相对速度的关系图。
图11是本发明每组空气水雾喷射器流体在竖直平面上不同高度位置的速度分布。
图12是本发明空气水雾冷却装置下每组空气水雾喷射器流体在竖直平面上不同高度位置的速度分布图。
具体实施方式
具体实施例1:
参照图1-图4,本发明具体实施例1涉及的用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,包括空气水雾冷却装置1、鼓风装置2、供水装置3和排风装置4,空气水雾冷却装置1包括箱体1-1和内置在箱体1-1中的多组空气水雾喷射器1-2,箱体1-1设置在带材连续退火冷却工位处,每组空气水雾喷射器1-2有二个、在箱体1-1中呈上下分布设置,形成相向式上、下空气水雾喷射结构,即形成从上往下及从下往上的双面均匀多点面喷射结构;箱体1-1的顶部设有出风口,所述排风装置4在出风口处、形成强制排风结构,以将箱体1-1中的热风和水气从出风口处排出;鼓风装置2的出风端与所述多组空气水雾喷射器1-2的进风口连接,形成可调式进风结构;供水装置3的出水端与所述多组空气水雾喷射器1-2的进水口连接,形成可调式进水结构。
本实施例中:
参照图1-图2,在箱体1-1的顶部出风口处设有排气挡板9,该排气挡板8通过排报挡板支撑板11活动连接在箱体10的内腔、形成活动连接结构;所述空气水雾喷射器1-2通过弧状支撑板8固定在箱体10的内腔;多组空气水雾喷射器1-2沿着带材运行的方向依次等距横向对称排布并固定在箱体1-1中,上、下空气水雾喷射器1-2以带材位置对称布置。
参照图1-图4,鼓风装置2由鼓风机2-1和风阀2-2连接构成,鼓风机2-1的出风端通过风阀2-2连接所述多组空气水雾喷射器1-2的进风口,形成可调式进风结构;供水装置3由水泵3-1和水阀3-2连接构成,水泵3-1的出水端通过水阀3-2连接所述多组空气水雾喷射器1-2的进水口,形成可调式进水结构;排风装置4包括罩体4-1、风管4-2和抽风机4-3,罩体4-1罩住箱体1-1的出风口处,罩体4-1的出风口通过风管4-2连接抽风机4-3的进风端,形成可调式抽风结构。
空气水雾喷射器1-2,各包括风管1-2-1和水管1-2-2,水管1-2-2套接在风管1-2-1的内腔,水管1-2-2的两端设有一进水口1-2-2-1,在进水口1-2-2-1处连接有水阀3-2,水管1-2-2的两端封闭,在沿水管1-2-2的长度方向底部开有等距分布的出水孔1-2-2-2;风管1-2-1的两端各设有一进风口1-2-1-1,在进风口1-2-1-1处连接有风阀2-2,沿风管1-2-1的长度方向底部开有等距分布的出风孔1-2-1-2;所述出风孔1-2-1-2的数量及位置与出水孔1-2-2-2的数量及位置一一对应形成喷射孔,由若干个喷射孔形成从上往下及从下往上的均匀多点式空气水雾喷射结构。
空气水雾喷射器1-2的进水口1-2-2-1位于水管1-2-2的露出箱体1-1的两端,所述上水管1-2-2内置箱体1-1的两端各由密封塞封闭;空气水雾喷射器1-2的的进风口1-2-1-1位于风管1-2-1的露出箱体1-1的两端,所述上风管1-2-1内置箱体1-1的两端各由封板焊接密封。
所述上喷射水雾结构和下喷射水雾结构中的水雾喷射孔位置均布范围大于工件的最大带宽,以使冷却空气水雾可完全覆盖经过的工件(带材)表面;所述上喷射水雾结构和下喷射水雾结构相对于工件(带材)位于对称布置,以使工件(带材)整体上下的冷却速率一致性。
所述空气水雾喷射器1-2有若干组,分上、下层设置,该空气水雾喷射器1-2的风管1-2-1、水管1-2-2的露出箱体1-1的两端通过法兰连接固定在箱体1-1上,形成上、下喷射结构,以方便拆卸维修、更换及根据不同的带材设置不同的喷管高度以达到所要求的冷却速率。
在所述风管1-2-1的内腔设有若干个支架5,所述支架5焊接在水管1-2-2的外壁上;在水管1-2-2的入口端设有水管法兰1-2-2-3,在风管1-2-1入口端设有风管法兰1-2-1-3,水管1-2-2通过所述支架5及水管法兰1-2-2-3与风管法兰1-2-1-3的连接配合固定在风管1-2-1的内腔;水管1-2-2外壁与风管1-2-1内壁的间距为1-5mm,以使水管1-2-2方便抽出风管1-2-1维护。
在所述风管1-2-1的内壁与水管1-2-2外壁之间设二条支撑棒7,所述支撑棒7设置在出风孔1-2-1-2的两侧,形成对水管的架空支承结构,以使水管1-2-2与风管内腔壁之间悬空,形成间隙6。
具体实施例2:
见图5、图6,本发明具体实施例2涉及的用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其结构特点在于:多组空气水雾喷射器1-2沿着带材运行的方向依次等距横向交错排布并固定在箱体1-1中,上、下空气水雾喷射器1-2以带材位置交错布置。其余同具体实施例1。
本发明涉及的用于带材连续退火的空气水雾冷却控制方法,其特征在于:
1)设置空气水雾冷却系统,该空气水雾冷却系统包括空气水雾冷却装置1、鼓风装置2、供水装置3和排风装置4,空气水雾冷却装置1包括箱体1-1和内置在箱体1-1中的多组空气水雾喷射器1-2,箱体1-1设置在带材连续退火冷却工位处,每组空气水雾喷射器1-2有二个、在箱体1-1中呈上下分布设置,形成相向式上、下喷射结构,即形成从上往下及从下往上的双面均匀多点面空气水雾喷射结构;箱体1-1的顶部设有出风口,所述排风装置4在出风口处、形成强制排风结构,以将箱体1-1中的热风和水气从出风口处排出;鼓风装置2的出风端与所述多组空气水雾喷射器1-2的进风口连接,形成可调式进风结构;供水装置3的出水端与所述多组空气水雾喷射器1-2的进水口连接,形成可调式进水结构;
2)设定供水装置3的供水压力,根据不同的带材冷却工艺,调整鼓风装置2的风流量,以控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制;或者设定鼓风装置2的风流量,根据不同的带材冷却工艺,调整供水装置3的供水压力,以控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制。
本发明在保证带材冷却速率的同时,通过多组空气水雾喷射器1-2使空气水雾均匀并充分地喷射到带面(工件)上,从而保证带材(工件)横截面的冷却均匀性,同时也减少了带材的变形。
每组空气水雾喷射器中,上、下空气水雾喷射器1-2的空气和水同侧输入,在管路上设有水和空气调节阀来控制空气与水的混合比例。通过调节控制空气与水的混合比例,控制冷却速率为25℃/S-50℃/S,以适应不同带材连续退火时所需的冷却速率。
本发明各实施例涉及的空气水雾冷却系统,喷出的空气水雾以一定的速度冲破高温带材(工件)的蒸汽膜,实现对带材表面的冷却。
所述空气水雾冷却系统上方设有11-排气罩通过管路连接到抽风机进行排风。参照图2和图5,空气水雾冷却装置之间设有4-排气挡板,通过5-支撑板固定到箱体中,挡板之间留有20mm的缝隙,同时挡板离箱体两边留有200mm的间距迫使蒸发的水气和压缩空气从箱体两边向上抽出。
所述空气水雾冷却系统,见图1-图2,每组喷管的喷孔范围W1比带材宽度W2广,增加了空气水雾冷却的覆盖范围;上喷管距离带面H1,下喷管距离带面H2。本发明根据不同带材的冷却工艺需求,设定W1、W2、H1、H2的参数。
所述空气水雾冷却系统,见图1,在进气管路和进水管路均有流量调节阀可控制介质流量。供水和供气系统经管路分流后,以均等的水流量和空气流量进入每条喷管。系统的控制方法为,通过在设定供水压力的情况下调整鼓风机流量,设定空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制;
具体地,向每条进水管通入0.3Mpa,4.5m3/h循环冷却水,由于水管端有塞头密封,水将会从每个水管开孔处流出外界;同时,向每条进风管通入12Kpa,700m3/h的空气。
水的雾化原理根据公式(1),当韦伯常数We>14时,水滴完全雾化,且We越大,水滴雾化成的液滴越小。所以在保证供水压力不变的情况下,通过调节空气的流量,即可改变风管开口出的流速,水滴与空气的相对速度也将改变,韦伯常数We的值也可改变,从而根据不同的带型,可通过改变不同的供风流量即可改变需要的冷却效果。
We:韦伯常数
ρ空:空气的密度,1.29kg/m3
V:水与空气的相对速度
d水:水滴的直径
σf水:水的表面张力,0.0728N/m
根据公式(1),当10.7<We<14时,水将开始破碎雾化,当≥14时,水滴完全雾化,相对速度越大,雾滴越细;当水从水管喷孔口喷出,水的速度为20m/s,若要水可以破碎成水雾,即We为10.7时,假设水管开孔直径为2mm,代入公式(1)可得水与空气的相对速度不小于17.4m/s;若以完全雾化,We要≥14,则需要的相对速度V≥20m/s。见图7和图9,当离水管喷口4mm时,相对速度V达到130m/s,水完全雾化成0.05mm细小的雾滴。当到风管出口即离水管喷口6mm处,相对速度V达到了200m/s,水将完全雾化成0.025mm更小的雾滴。所以,当离风管出口越近时,雾滴与空气的相对速度越大,水雾化的效果越好。
见图7-图12,可知,虽然出口处流体的速度不稳定,速度在±10m/s范围内波动,但是到带面上的速度均在±2m/s范围浮动。说明了本发明冷却效果的均匀性。
水雾与空气的混合流体经过出风口后,速度逐渐减少。由于下喷管要克服水的重力影响,所以出风口处的速度比上喷管出风口的速度小。最后上下喷管空气均以10m/s的速度喷射到带材表面;见图9,上下喷管水雾均以23m/s的速度喷射到带面上。由此说明了本发明上下喷管冷却效果的一致性。
另外,见图5、图6,在具体实施例2中,所述空气水雾冷却系统,由于空气水雾冷却装置在带材宽度方向管内的空气压力并不是完全一样的,采用空气水雾冷却装置依次交错排布,可避免多组空气水雾冷却装置对带宽度方向冷却不均匀性,减少带材变形。
本发明包括空气水雾冷却装置1、鼓风装置2、供水装置3和排风装置4组成的空气水雾冷却系统,控制不同带材连续退火时所需的冷却速率(25℃/S-50℃/S),并保证带材的冷却均匀性,以减少带材内应力,得到良好的板形。
在连续带材退火的过程中,空气水雾冷却装置使空气水雾充分覆盖到带材表面,使带材得到的充分冷却。通过空气水雾冷却装置等距横向交错排布,从而保证带材横截面的冷却均匀性,同时也减少了带材的变形,获得良好的板形。
可以通过在保证供水压力不变的情况下,只改变鼓风机供风流量变化来控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制,满足不同带型所需要的冷却速率(25℃/S-50℃/S)。
而空气水雾冷却正好介乎于空气与水雾之间,可调整空气与水雾的混合比例,实现以25℃/S-50℃/S冷速进行冷却,减少冷却变形,以获得良好的板形,减少带材后工序的加工量。
Claims (10)
1.一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其特征在于:包括空气水雾冷却装置(1)、鼓风装置(2)、供水装置(3)和排风装置(4),空气水雾冷却装置(1)包括箱体(1-1)和内置在箱体(1-1)中的多组空气水雾喷射器(1-2),箱体(1-1)设置在工件连续退火冷却工位处,每组空气水雾喷射器(1-2)有二个、在箱体(1-1)中呈上下分布设置,形成相向式上、下喷射水雾结构,即形成从上往下及从下往上的双面均匀多点面喷射水雾结构;箱体(1-1)的顶部设有出风口,所述排风装置(4)在出风口处、形成强制排风结构,以将箱体(1-1)中的热风和水气从出风口处排出;鼓风装置(2)的出风端与所述多组空气水雾喷射器(1-2)的进风口连接,形成可调式进风结构;供水装置(3)的出水端与所述多组空气水雾喷射器(1-2)的进水口连接,形成可调式进水结构。
2.根据权利要求1所述的一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其特征在于:在箱体(1-1)的顶部出风口处设有排气挡板(9),该排气挡板(8)通过排布挡板支撑棒(11)活动连接在箱体(1-1)的内腔、形成活动连接结构;所述空气水雾喷射器(1-2)通过弧状支撑棒(8)固定在箱体(1-1)的内腔;多组空气水雾喷射器(1-2)沿着带材运行的方向依次等距对称交错排布并固定在箱体(1-1)中,上、下空气水雾喷射器(1-2)以带材位置对称布置。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其特征在于:鼓风装置(2)由鼓风机(2-1)和风阀(2-2)连接构成,鼓风机(2-1)的出风端通过风阀(2-2)连接所述多组空气水雾喷射器(1-2)的进风口,通过进风端的调节阀(2-3/2-4)形成可调式进风结构;供水装置(3)由水泵(3-1)和水阀(3-2)连接构成,水泵(3-1)的出水端通过水阀(3-2)连接所述多组空气水雾喷射器(1-2)的进水口,通过进水端的调节阀(3-3/3-4)形成可调式进水结构;排风装置(4)包括罩体(4-1)、风管(4-2)和抽风机(4-3),罩体(4-1)罩住箱体(1-1)的出风口处,罩体(4-1)的出风口通过风管(4-2)连接抽风机(4-3)的进风端,形成可调式抽风结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其特征在于:所述空气水雾喷射器(1-2)有若干组,分上、下层设置,该空气水雾喷射器(1-2)的风管(1-2-1)、水管(1-2-2)的露出箱体(1-1)的两端通过法兰连接固定在箱体(1-1)上,形成上、下喷射结构;各包括风管(1-2-1)和水管(1-2-2),水管(1-2-2)套接在风管(1-2-1)的内腔,水管(1-2-2)的两端设有一进水口(1-2-2-1),在进水口(1-2-2-1)处连接有水阀(3-3/3-4),水管(1-2-2)的两端封闭,在沿水管(1-2-2)的长度方向底部开有等距分布的出水孔1-2-2-2;风管1-2-1的两端各设有一进风口(1-2-1-1),在进风口(1-2-1-1)处连接有风阀(2-3/2-4),沿风管(1-2-1)的长度方向底部开有等距分布的出风孔(1-2-1-2);所述出风孔(1-2-1-2)的数量及位置与出水孔(1-2-2-2)的数量及位置一一对应、形成空气水雾喷射孔,由若干个喷射孔形成从上往下及从下往上的均匀多点式空气水雾喷射结构。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其特征在于:空气水雾喷射器(1-2)的进水口(1-2-2-1)位于水管(1-2-2)的露出箱体(1-1)的两端,所述上水管(1-2-2)内置箱体(1-1)的两端各由密封塞封闭;空气水雾喷射器(1-2)的进风口(1-2-1-1)位于风管(1-2-1)的露出箱体(1-1)的两端,所述上风管(1-2-1)内置箱体(1-1)的两端各由封板焊接密封。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其特征在于:所述出风孔(1-2-1-2)、出水孔(1-2-2-2)等距设置并且出风孔(1-2-1-2)与出水孔(1-2-2-2)同轴;所述出水孔(1-2-2-2)比出风孔(1-2-1-2)小,出水孔(1-2-2-2)的边缘与出风孔(1-2-1-2)之间的连线为斜线,两斜线之间所形成的夹角α大于15°,以确保水雾完全喷出;在所述风管(1-2-1)的内腔设有若干个支架(5),所述支架(5)焊接在水管(1-2-2)的外壁上;在水管(1-2-2)的入口端设有水管法兰(1-2-2-3),在风管(1-2-1)入口端设有风管法兰(1-2-1-3),水管(1-2-2)通过所述支架5及水管法兰(1-2-2-3)与风管法兰(1-2-1-3)的连接配合固定在风管(1-2-1)的内腔;水管(1-2-2)外壁与风管(1-2-1)内壁的间距为1-5mm,以使水管(1-2-2)方便抽出风管(1-2-1)维护;在所述风管(1-2-1)的内壁与水管(1-2-2)外壁之间设二条支撑棒(7),所述支撑棒7设置在出风孔(1-2-1-2)的两侧,形成对水管的架空支承结构,以使水管(1-2-2)与风管内腔壁之间悬空,形成间隙(6)。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于带材连续退火的空气水雾冷却系统,其特征在于:所述上喷射水雾结构和下喷射水雾结构的中水雾喷射孔的位置均布范围大于工件的最大带宽,以使冷却空气水雾可完全覆盖经过的工件表面;所述上喷射水雾结构和下喷射水雾结构相对于工件位于对称布置,以使工件整体上下的冷却速率一致性。
8.一种用于带材连续退火的空气水雾冷却控制方法,其特征在于:
1)设置空气水雾冷却系统,该空气水雾冷却系统包括空气水雾冷却装置(1)、鼓风装置(2)、供水装置(3)和排风装置(4),空气水雾冷却装置(1)包括箱体(1-1)和内置在箱体(1-1)中的多组空气水雾喷射器(1-2),箱体(1-1)设置在带材连续退火冷却工位处,每组空气水雾喷射器(1-2)有二个、在箱体(1-1)中呈上下分布设置,形成相向式上、下喷射水雾结构,即形成从上往下及从下往上的双面均匀多点面喷射水雾结构;箱体(1-1)的顶部设有出风口,所述排风装置(4)在出风口处、形成强制排风结构,以将箱体(1-1)中的热风和水气从出风口处排出;鼓风装置(2)的出风端与所述多组空气水雾喷射器(1-2)的进风口连接,形成可调式进风结构;供水装置(3)的出水端与所述多组空气水雾喷射器(1-2)的进水口连接,形成可调式进水结构;
2)设定供水装置(3)的供水压力,根据不同的待冷却带材,调整鼓风装置2的风流量,以控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制;或者设定鼓风装置(2)的风流量,根据不同的待冷却带材,调整供水装置(3)的供水压力,以控制空气与水雾的混合比例,实现对不同带材的冷却工艺控制。
9.根据权利要求8所的一种用于带材连续退火的空气水雾冷却控制方法,其特征在于:每组空气水雾喷射器中,上、下空气水雾喷射器(1-2)的空气和水同侧输入,在管路上设有水和空气调节阀来控制空气与水的混合比例。
10.根据权利要求8所的一种用于带材连续退火的空气水雾冷却控制方法,其特征在于:通过调节控制空气与水的混合比例,控制冷却速率为25℃/S-50℃/S,以适应不同带材连续退火时所需的冷却速率。
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