CN201357174Y - 一种层流分段冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型介绍了一种层流分段冷却装置，包括若干组上喷层流管，每一组上喷层流管包括：一储水管，沿垂直带钢运行方向通过一对安装板固定在带钢上方；若干集管，均布于各储水管上；一进水管，连通储水管顶部中央，还包括：若干隔板，竖直设置在储水管底部，且与储水管顶部保持距离。本实用新型能够根据带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的缝隙层流，实现层流冷却区域在宽度上的相应变化，从而调节冷却水在通道宽度方向上的区域，减少带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性；另外，本实用新型技术与现有的边部遮挡技术不同，在达到同样效果的同时，能够避免冷却水资源的浪费。

Description

一种层流分段冷却装置

技术领域

本实用新型涉及一种冷却装置，尤其涉及一种适用于冶金轧钢生产线的层流分段冷却装置。

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。

以热轧厂为例，其层流冷却装置共有76组冷却集管(对应上下为一组)。其中前68组为强冷段和主冷段，后8组为精冷段。一般分为若干个冷却区，每个冷却区都有各自的主冷段和精冷段的冷却区串接而成，冷却区的主冷段又由若干组强冷集管组和若干组主冷集管组构成。层冷模型在计算所需打开集管阀组时，按照主冷段从前往后，精冷段从后往前规则进行设定。因此，根据终轧温度到卷取温度的设定温降，主冷段的前4组以及精冷段的后4组在每次设定都是需要打开的，因此基本上处于常开状态；每组集管的位置(距精轧最后机架)在基础自动化控制中都有数据，另外基础自动化对于带钢在层流辊道上的位置都需要进行跟踪。其冷却控制如下：

首先，过程机根据设定的终轧温度和卷取温度，通过层冷模型计算，确定主冷段和精冷段冷却集管的打开组数，并下发指令给精轧基础自动化对水阀进行控制。

其次，当带钢出精轧最后机架由精轧后测温仪测出带钢实际的终轧温度后，再对冷却集管的打开组数进行相应的调节。

最后，当层冷后的卷取测温仪测出带钢的实际卷取温度后，根据设定的卷取目标值动态对层流冷却集管打开组数进行调节，以保证带钢的卷取温度在设定范围内。每个阀组的冷却水量可控制带钢温度为5度。

根据卷取设定的目标温度进行快速冷却，同时也会对带钢的产品性能造成一些负面的影响，例如对带钢板形和带钢边部质量的影响等，从设备维护和调整地角度看，导致负面影响的因素主要有2个：1、无专用的集管冷却水位仪，依靠目测误差较大；2、无专用装置对集管冷却水位进行动态跟踪。

热轧带钢板形一直是用户们特别关注的质量问题，板形质量优劣直接影响产品的使用，尤其是近年来随着钢铁工业的迅猛发展，带钢产品应用领域不断拓展，用户对其板形质量的要求也日益提高。

热轧产线的不断发展，生产品种、规格逐渐扩大，目前的产品结构与以前已经截然不同，以前以普碳钢为主，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。

为此，川崎制铁有限公司在中国申请专利《金属带材的冷却方法和装置》(申请公开日1987.12.16，专利公开号CN87100594)，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，但该方法也存在不足之处，即在生产较窄带钢时，大量冷却水白白浪费，不利于生产资源的节约。

显而易见，这种现有技术的缺点是：

1、对层流冷却集管宽度不可调节，不能适用于多种板材的冷却。

2、生产较窄带钢时，大量冷却水白白浪费，不利于生产资源的节约。

发明内容

本实用新型申请的目的在于针对层流冷却系统对带钢宽度方向存在着冷却分布不均匀的现象，提供一种层流分段冷却装置，能够根据带钢不同宽度的冷却工艺要求，建立对应于带材通道宽度的缝隙层流，实现层流冷却区域在宽度上的相应变化，用调节冷却水在通道宽度方向上的区域，减少带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性。

为了达到上述目的，本实用新型提供的一种层流分段冷却装置，包括若干组上喷层流管，每一组上喷层流管包括：一储水管，沿垂直带钢运行方向通过一对安装板固定在带钢上方；若干集管，均布于各储水管上；一进水管，连通储水管顶部中央，还包括：若干隔板，竖直设置在储水管底部，且与储水管顶部保持距离。

优选地，所述隔板到储水管顶部的距离，自储水管中间到储水管两边递减。

优选地，所述若干隔板的高度根据储水管的中央，依照排列顺序分别对称。

优选地，在储水管至少一侧的每个隔板的上端部设有一感应器。

优选地，所述感应器设置在隔板朝向储水管中心的一侧。

优选地，所述感应器是一个防水的水位感应器。

优选地，所述储水管内的顶部设有若干工艺孔，所述工艺孔的位置分布在所述隔板的对应上方，每个工艺孔上连接一个盖板。

优选地，所述水位感应器设置有一数据线，所述盖板上设有一通孔，所述盖板下部的水位感应器的数据线通过工艺孔以及盖板上的通孔。

优选地，所述储水管的上端面竖直设置若干加强板。

优选地，所述隔板之间的高度差Δh＝D/(n+1)；其中，D为储水管的直径，n为储水管中隔板的总数。

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：

本实用新型能够根据带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的缝隙层流，实现层流冷却区域在宽度上的相应变化，从而调节冷却水在通道宽度方向上的区域，减少带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性；另外，本实用新型技术与现有的边部遮挡技术不同，在达到同样效果的同时，能够避免冷却水资源的浪费。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的侧视图。

附图标号：

[1]集管    [2]储水管   [3]隔板    [4]感应器

[5]工艺孔  [6]盖板     [7]进水管  [8]加强板

[9]安装板  [10]f区域   [11]e区域  [12]d区域

[13]c区域  [14]b区域   [15]a区域

具体实施方式

下面结合附图1-2来具体介绍一种本实用新型的较佳实施例。

如图1、2所示，本实用新型的一种层流分段冷却装置中，依照生产线长度和要求布设的一组组上喷层流管分别通过安装板9沿垂直带钢运行方向固定在带钢上方，上喷层流管之间通过平行带钢运行方向的加强板8焊接，相互定位。

每一组下喷层流管中的储水管2与安装板9固定。若干加强板8竖直置于储水管2的上端面，若干集管1均布于各储水管2上。进水管7连通储水管2顶部中央。10块隔板3竖直设置在储水管2内底部，且与储水管2顶部保持距离；隔板3到储水管2顶部的距离，自储水管2中间到储水管2两边递减；隔板3的高度根据储水管2的中央，依照排列顺序分别对称。10块隔板3将储水管2以及集管1分割成了等距离中心对称部分的f区域10、e区域11、d区域12、c区域13、b区域14、a区域15、b区域14、c区域13、d区域12、e区域11、f区域10共11个部分，同区域的距离间隔相同，同区域与相邻区域之间的隔板3的高度也相同。

隔板3之间的高低落差是根据层流冷却水管内径、冷却水宽度的控制精度(由隔板的设置数量来实现)来决定，各相邻隔板的高度差为一个固定值，可以平均设定高度差Δh＝D/(n+1)(D为储水管2的直径，n为隔板数)；还可以根据带钢边部冷却流量控制的需要来进行差异化设置，通过各相邻隔板的高度差来调节，实现减少带钢边部冷却流量的目的。所述隔板3的数量、间距和高度根据具体的生产线上需要的层冷精度的设定。

在朝向集水管中心的一侧的每个隔板3的上端部设有一防水的水位感应器4。储水管2内的顶部设有若干工艺孔5，所述工艺孔5的位置分布在所述隔板3的对应上方，每个工艺孔5上连接一个盖板6。水位感应器4设置有一数据线，盖板6上设有一通孔，所述盖板6下部的水位感应器4的数据线通过工艺孔5以及盖板6上的通孔。

当冷却水从进水管7流入储水管2顶部中央后，依次填满a区域、以及两边的b区域、c区域、d区域、e区域、f区域，并通过每个区域所属的集管1下喷到带钢生产线，对带钢进行冷却。由于各区域之间的隔板3的高度各不相同，就使冷却水量从中间到两边依次递减，调节冷却水在通道宽度方向上的区域，减少带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性，满足了带钢冷却的要求；另外，本实用新型技术与现有的边部遮挡技术不同，在达到同样效果的同时，能够避免冷却水资源的浪费。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种层流分段冷却装置，包括若干组上喷层流管，每一组上喷层流管包括：一储水管(2)，沿垂直带钢运行方向通过一对安装板(9)固定在带钢上方；若干集管(1)，均布于各储水管(2)上；一进水管(7)，连通储水管(2)顶部中央，其特征在于还包括：

若干隔板(3)，竖直设置在储水管(2)底部，且与储水管(2)顶部保持距离。

2.如权利要求1所述的层流分段冷却装置，其特征在于：所述隔板(3)到储水管(2)顶部的距离，自储水管(2)中间到储水管(2)两边递减。

3.如权利要求2所述的层流分段冷却装置，其特征在于：所述若干隔板(3)的高度根据储水管(2)的中央，依照排列顺序分别对称。

4.如权利要求3所述的层流分段冷却装置，其特征在于：在储水管(2)至少一侧的每个隔板(3)的上端部设有一感应器(4)。

5.如权利要求4所述的层流分段冷却装置，其特征在于：所述感应器(4)设置在隔板(3)朝向储水管中心的一侧。

6.如权利要求5所述的层流分段冷却装置，其特征在于：所述感应器(4)是一个防水的水位感应器(4)。

7.如权利要求6所述的层流分段冷却装置，其特征在于：所述储水管(2)内的顶部设有若干工艺孔(5)，所述工艺孔(5)的位置分布在所述隔板(3)的对应上方，每个工艺孔(5)上连接一个盖板(6)。

8.如权利要求7所述的层流分段冷却装置，其特征在于：所述水位感应器(4)设置有一数据线，所述盖板(6)上设有一通孔，所述盖板(6)下部的水位感应器(4)的数据线通过工艺孔(5)以及盖板(6)上的通孔。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的层流分段冷却装置，其特征在于：所述储水管(2)的上端面竖直设置若干加强板(8)。

10.如权利要求9所述的层流分段冷却装置，其特征在于：所述隔板(3)之间的高度差Δh＝D/(n+1)；其中，D为储水管(2)的直径，n为储水管(2)中隔板(3)的总数。

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