CN201228276Y - 加热炉炉辊的端部冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加热炉炉辊的端部冷却装置，包括若干个冷却器，分别对应安装在加热炉炉辊下方，冷却器上设有若干气体喷吹口和一吸风口，气体喷吹口对应炉辊辊面的两端；一冷气体通道和一热气体通道，分隔设在冷却器箱体内，冷气体通道与喷吹口连通，热气体通道与吸风口连通。本实用新型由于采用了以上技术方案，有效提高了炉辊端部的冷却效果，确保了炉辊稳定运行时的热凸度，避免了原先窄带刚容易跑偏的问题，由于采用了气体循环系统，减少了氮气消耗，避免了炉体的热量损失，其结构简单，改装方便。

Description

加热炉炉辊的端部冷却装置

技术领域

本实用新型涉及冶金领域，尤其涉及一种加热炉炉辊冷却装置。

背景技术

连续处理带钢的生产线，如连续加热炉，将不同规格的钢卷通过加热到工艺要求的目标温度，完成退火处理，以满足产品的机械特性，如图1所示，其中1是带钢，2是炉辊。为防止带钢氧化，炉内充入氮气保护。

为适应薄板高速稳定运行的要求，炉辊一般设计成中央正凸度，带钢产生自动对中的摩擦力。但凸度太大，带钢易产生热瓢曲，凸度太小，带钢易跑偏。因而，炉辊的凸度应保持在适当的范围内。

在加热炉入口，钢卷处于加热状态，炉温高于带温，尤其是顶部炉辊，炉温更高。对宽带钢而言，由于接触面积较大，不易跑偏，而对窄带钢而言，只接触炉辊凸起的中央平坦部位，由于热胀冷缩原理，容易造成炉辊中央温度低，两端温度高，导致炉辊的凸度降低，带钢发生跑偏，影响稳定运行，如图2所示，其中1是带钢，2是炉辊，Lmin是最小板宽，Lmax是最大板宽，3是隔热层，虚线A所示为炉辊端部受热膨胀，因此，有必要对加热炉入口的炉辊进行热凸度控制。

现有技术如图3，4所示，1是带钢，2是炉辊，Lmin是最小板宽，3是隔热层，4是炉辊室，5是放散阀，6是冷却喷嘴。在加热炉的入口顶部炉辊2的下面接入1～2根氮气管道，对炉辊的端部进行冷却。氮气管道是常规的直径约50mm碳钢管，在钢管的两头对应炉辊的端部处开若干喷嘴6，用于喷吹氮气N₂。管道炉内部分为盲端，另一端接炉外能介中心的氮气管道，通过能介中心的高压氮气(约5～7bar)直接吹入炉内，冷却炉辊2。为平衡炉内的氮气压力，通过设置在炉顶盖的放散阀5放散来实现气体的流动和压力平衡。

其缺点是由于冷却炉辊2端部的氮气只是通过管道压力吹入炉内，由于管接头多，压力损耗大，导致流速低，对炉辊端部的冷却效果差。在窄带钢的加热过程中，炉辊中央接触带钢部分温度低，端部受周围炉气温度高的影响大，凸度变大，整个炉辊凸度减小，甚至负凸度，窄带钢运行易发生跑偏。另外炉内气体如进行放散来平衡压力，实现循环，氮气耗量大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种加热炉炉辊的端部冷却装置，能对炉辊端部起到良好的冷却效果，确保了炉辊稳定运行时的热凸度，避免了原先窄带钢容易跑偏的问题。实现了气体循环，减少了氮气消耗，避免了炉体的热量损失。

本实用新型的技术构思：本装置是将冷却喷嘴和回收口设置在同一个箱体内，安装在需要冷却的每一个炉辊下方，它不同于原来的直接喷吹氮气的小孔冷却喷管，也不同于常规的循环冷却喷嘴。既达到了冷却炉辊端部的效果，又迅速将局部的保护气体抽出，减少了对整个炉辊室的热损失。气体喷吹口由特殊设计的突出喷嘴组成，喷吹压力大，损耗小，冷却效果好。箱体设计成内、外隔离的两层，内部有隔热板隔离传热，冷、热气体互不混合，节约了能耗。

为了提高喷吹气体的压力，提高冷却效果，并减少常规冷却方式下气体的耗量，还包含了一台交流变频风机，能根据设定的炉辊室温度和冷却负荷情况进行调节喷吹的风量，同时还配置了一台热交换器，可以及时将热的保护气体冷却，通过管道构成了一套完整的保护气体循环系统，确保了炉辊端部的冷却效果，较好地保持了炉辊的整体凸度。

本实用新型的技术方案：一种加热炉炉辊的端部冷却装置，包括：若干个冷却器，分别对应安装在加热炉炉辊下方，冷却器上设有若干气体喷吹口和一吸风口，气体喷吹口对应炉辊辊面的两端；

一冷气体通道和一热气体通道，分隔设在冷却器箱体内，冷气体通道与喷吹口连通，热气体通道与吸风口连通。

优选地，还包括一热交换机，与热气体通道通过一出气侧管道相连通；一风机，与冷气体通道通过一进气侧管道相连通；热交换机与风机之间通过管道连通，与冷却器形成一回路。

优选地，所述冷却器设置在加热炉的隔热层内。

优选地，所述吸风口对应炉辊辊面的中部。

优选地，所述冷却器箱体内的冷气体通道和热气体通道之间设有一隔热板。

优选地，所述风机为交流变频风机。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：有效提高了炉辊端部的冷却效果，确保了炉辊稳定运行时的热凸度，避免了原先窄带刚容易跑偏的问题。由于采用了气体循环系统，减少了氮气消耗，避免了炉体的热量损失。其结构简单，改装方便。

附图说明

图1为现有技术的加热炉炉内带钢分布示意图。

图2为现有技术的的炉辊变形示意图。

图3为现有技术的的炉辊及冷却装置示意图。

图4为图3虚线部分的侧视图。

图5为本实用新型的的炉辊及冷却装置示意图。

图6为图5虚线部分的侧视图。

图7为本实用新型的的冷却装置气体流向示意图。

图8为本实用新型的的冷却器进气侧截面示意图。

图9为本实用新型的的冷却器中央截面示意图。

图10为本实用新型的的冷却器出气侧截面示意图。

图5-图10中，1 带钢、2 炉辊、4 热交换器、5 交流变频风机、6 喷吹口、61 突出喷嘴、62 冷气体通道、63 进气侧管道、7 吸风口、72 热气体通道、73 出气侧管道、8 隔热板。

具体实施方式

如图5，6所示，本实施例采用循环冷却方式，在加热炉入口顶部的炉辊2安装控制炉辊热凸度的装置。

该装置包括四个炉辊冷却器、一热交换器4和一交流变频风机5，其通过管道相互连通，形成一个循环系统。

如图5，6所示，炉辊冷却器设在对应炉辊2的下方，同时位于加热炉的隔热层内，用于喷吹氮气。该炉辊冷却器成箱体结构，其上设有若干气体喷吹口6和一吸风口7。气体喷吹口6对应炉辊2发生凸度变化的两端，即带钢1的最小宽度Lmin以外的位置，其上包括一特殊设计的突出喷嘴61(图8，9，10)，与现有技术的小孔喷嘴相比，喷吹位置更精确，距离炉辊更近，喷吹压力大，损耗小，冷却效果好。吸风口7对应炉辊2辊面的中部，即带钢1的最小宽度Lmin的位置。

如图8，9，10所示，箱体内部设有一隔热板8，将箱体内部分隔成隔离传热的两层，分别是喷吹的冷气体通道62和收集的热气体通道72，使得冷、热气体互不混合。其中冷气体通道62与喷吹口6连通，热气体通道72与吸风口7连通。冷气体通道62和热气体通道72分别与箱体的进气侧管道63和出气侧管道73相连接(图7)。进气侧管道63和出气侧管道73均为钢管，与同为钢结构的冷却器箱体焊接而成(从图8、10截面中的圆圈可见)。其中进气侧管道63深入箱体一段，从而与冷气体通道62连接(图7)。出气侧管道73则直接与热气体通道72连接。

交流变频风机5，能根据设定的炉辊室温度和冷却负荷情况进行调节喷吹的风量。

热交换器4，可以及时将热的保护气体冷却。

上述装置通过管道构成了一套完整的保护气体循环系统，确保了炉辊端部的冷却效果，较好地保持了炉辊的整体凸度。

本实施例的工作过程如下：

冷氮气通过交流变频风机5由系统管道吹入后，通过突出喷嘴61喷吹到炉辊2表面后，经过与炉辊2的充分热交换，变为热氮气，被位于冷却器箱体中间的负压吸风口7吸出，经热交换器4冷却，冷气体再由交流变频风机5正压侧鼓入冷却器，实现对带钢1的循环喷吹冷却。

本实施例与现有技术的对比

要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的一个具体实施例，显然本实用新型不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种加热炉炉辊的端部冷却装置，其特征在于包括：

若干个冷却器，分别对应安装在加热炉炉辊(2)下方，冷却器上设有若干气体喷吹口(6)和一吸风口(7)，气体喷吹口(6)对应炉辊辊面的两端；

一冷气体通道(62)和一热气体通道(72)，分隔设在冷却器箱体内，冷气体通道(62)与喷吹口(6)连通，热气体通道(72)与吸风口(7)连通。

2.如权利要求1所述的加热炉炉辊的端部冷却装置，其特征在于还包括：

一热交换机(4)，与热气体通道(72)通过一出气侧管道(73)相连通；

一风机(5)，与冷气体通道(62)通过一进气侧管道(63)相连通；

热交换机(4)与风机(5)之间通过管道连通，与冷却器形成一回路。

3.如权利要求2所述的加热炉炉辊的端部冷却装置，其特征在于：所述冷却器设置在加热炉的隔热层内。

4.如权利要求3所述的加热炉炉辊的端部冷却装置，其特征在于：所述吸风口(7)对应炉辊辊面的中部。

5.如权利要求4所述的加热炉炉辊的端部冷却装置，其特征在于：所述冷却器箱体内的冷气体通道(62)和热气体通道(72)之间设有一隔热板(8)。

6.如权利要求5所述的加热炉炉辊的端部冷却装置，其特征在于：所述风机(5)为交流变频风机。

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