CN201644524U - 一种下喷层流冷却调宽装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种下喷层流冷却调宽装置，其包括若干组下喷装置，每一组下喷装置包括：一集管；若干均布于集管上的喷管；一平行设于所述集管上方的反向螺纹丝杆；两丝杆螺母，分别与丝杆两端的螺纹连接；两L型遮挡板，均包括一水平板和一与水平板固定连接的竖直板，所述两竖直板分别与两丝杆螺母对应固定连接，所述水平板位于喷管上端口的上方，活动遮挡各喷管上端口。此外，该下喷层流冷却调宽装置还包括：若干同步装置，对应设于各集管同侧，分别与各组下喷装置中的丝杆对应连接；一驱动电机，与所述各同步装置连接，实现对所有同步装置的驱动。

Description

一种下喷层流冷却调宽装置

技术领域

本实用新型涉及一种层流冷却装置，尤其涉及一种在热轧层流冷却中使用的宽度可调的下喷层流冷却装置。

背景技术

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。

以宝钢2050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。

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。

热轧生产线不断发展，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，在轧线生产过程中容易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。

层流冷却对板形影响的主要是通过相变、应力和导热性。在国内外比较有效的措施就是边部遮挡装置，而且效果比较明显。目前，国内主要是德国SMS-DMG的EDGER MASKING边部遮挡技术的应用，通过油缸控制连杆机构来调整层流冷却上喷冷却水宽度的遮挡板。例如邯钢热轧CSP生产线2003年二线建设工程中引进的SMS公司边部遮挡技术的应用，邯宝热轧2250mm产线也得到成功应用。

日本三菱重工业株式会社2002年12月17日公开的专利《带材冷却装置》专利号JP2002361316A，其方案是在层流冷却时将带钢边部的冷却水通过储水槽收集来提高带钢边部的温度，储水槽收集的冷却水则通过专用排水管排出。显而易见，这种技术存在一个的缺点：在生产较窄带钢时，大量冷却水白白浪费。

日本川崎水岛厂早在20世纪80年代就开展了关于层流边部遮挡对改善板形的研究，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，显而易见，这种现有技术的缺点是：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。

另外，现有技术提高带钢边部温度的方法，其原理都是采用对层流冷却集管边部进行一定宽度的遮挡，对带钢边部温度降低较大问题提供了一个解决办法，但该方法也存在共同的不足之处：

1.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。

2.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。

3.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。

4.机构卡死：层流冷却环境恶劣，经常发生连杆机构卡死故障。

5.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。

6.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。

7.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。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种下喷层流冷却调宽装置，该装置能够使得层流冷却水的冷却宽度能够根据带钢宽度调节，并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，克服现有技术中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，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。

根据上述目的，本实用新型提出了一种下喷层流冷却调宽装置，包括若干组下喷装置，每一组下喷装置包括：一集管，沿垂直带钢运行方向通过一对下喷集管定位座固定设置；若干喷管，沿所述集管轴向方向均布于集管上，并通过其下端口与所述集管导通；一平行设于所述集管上方的反向螺纹丝杆；两丝杆螺母，分别与丝杆两端的螺纹连接；两L型遮挡板，均包括一水平板和一与水平板固定连接的竖直板，所述两竖直板分别与两丝杆螺母对应固定连接，所述水平板位于喷管上端口的上方，活动遮挡各喷管上端口。此外，该下喷层流冷却调宽装置还包括：若干同步装置，对应设于各集管同侧，分别与各组下喷装置中的丝杆对应连接；一驱动电机，与所述各同步装置连接，实现对所有同步装置的驱动。

优选地，所述若干同步装置均为双排从动链轮，其对应固定套于各丝杆外端，所述各双排从动链轮通过若干连接两相邻双排从动链轮的从动链条实现同步转动，所述驱动电机的输出轴上设有一主动链轮，所述主动链轮通过一主动链条与某一从动链轮连接。

优选地，所述若干同步装置均为双排从动链轮，其对应固定套于各丝杆外端，所述双排从动链轮分为两组，每一组均通过若干连接两相邻双排从动链轮的从动链条实现同步转动，所述驱动电机的输出轴上设有一双排主动链轮，所述双排主动链轮通过两条主动链条与两组中的某一从动链轮分别连接。

优选地，所述下喷层流冷却调宽装置还包括若干张紧装置，与各从动链条对应连接。

优选地，所述每一组下喷装置还包括：

两导向槽，分别平行设置于所述集管两端上方，与喷管固定连接；

两导向块，分别对应设于两导向槽内，沿导向槽轴向方向滑动，所述两导向块与两竖直板对应固定连接。

优选地，所述各张紧装置均包括：

一张紧轮，设于一固定支架上，与各从动链条对应连接；

一张紧轮调节机构，包括：一套筒，套于所述张紧轮的轮轴上；一设于固定支架上的定位块，其上设有一垂直对穿孔；一调节螺杆，贯穿所述对穿孔，垂直设于所述套筒下方；两调节螺母，分别设于所述定位块的上方和下方，与调节螺杆啮合。该调节机构通过调节螺杆上下移动，从而通过调节套筒的位置高低来调节张紧轮的位置。

优选地，所述水平板的末端斜向下延伸出一倾斜部，有助于对冲到L型遮挡板上的冷却水进行导流。

优选地，所述丝杆中部还套有至少一个支撑套，所述支撑套的外壁与喷管固定连接。

优选地，所述支撑套与喷管之间还设有一调整垫片，用于调整支撑套的位置。

优选地，所述电机两侧还设有一对止挡，用于对设于电机支架上的电机进行定位。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使之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，克服现有技术中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，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。此外由于该装置中的若干下喷装置均由一台电机提供驱动，故大大节约了设备配置，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型一种下喷层流冷却调宽装置的设备配置示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本实用新型一种下喷层流冷却调宽装置中张紧装置的结构示意图。

图4为本实用新型一种下喷层流冷却调宽装置中一组下喷装置的结构示意图。

图5为图4中A-A处的剖视图。

图6为图4中B-B处的剖视图。

具体实施方式

本实施例中将结合图1-图6介绍本实用新型一种较佳的实施方式。

如图1和图2所示，下喷层流冷却调宽装置包括若干组下喷装置，每一组下喷装置中的集管1彼此平行设置。若干双排从动链轮14均设于集管1的同侧，分成两组，其中每一组中两相邻的双排从动链轮14之间均通过从动链条15连接。驱动电机4的输出轴上设有一双排主动链轮18，该双排主动链轮18分别通过两条主动链条16与两组中的一个从动链轮15连接。当驱动电机转动时，驱动套于其输出轴上的主动链轮18转动，主动链轮18通过主动链条16带动与其连接的从动链轮14转动，从动链轮14再通过从动链条15实现所有从动链轮14同步转动，进而带同下喷装置中的各丝杆同步转动，实现一台电机对所有下喷装置的驱动。每一条从动链条15还通过一套张紧装置17进行张紧。

如图3所示，张紧装置包括：设于固定支架178上的张紧轮171，套筒173套于张紧轮轮轴172上，定位块175设于固定支架178上，其上设有一垂直对穿孔，调节螺杆174贯穿对穿孔，垂直设于套筒173的下方，调节螺母176和177分别设于定位块175的上方和下方，与调节螺杆174啮合，该机构通过调节螺杆174上下移动，用调节螺母176和177定位螺杆174的上下位置，从而通过调节套筒173的位置高低来调节张紧轮171的位置。

如图4和图5所示，下喷层流冷却装置中的集管1通过集管定位座设于层流冷却辊道P之间，反向螺纹丝杆2通过轴承座21固定设于集管1的上方，丝杆螺纹为T型螺纹。若干喷管5沿集管1的轴向方向均布设置，并通过其下端口与集管1导通。从动链轮14套于丝杆2的端部，二者之间设有限制扭矩装置19，从而实现从动链轮14与丝杆2的同步转动。两个丝杆螺母6分别与丝杆2两端螺纹连接，当丝杆2在电机4的驱动下转动时，两个丝杆螺母6便沿丝杆2轴向方向做相向或反向的直线运动。L型遮挡板3的竖直板通过定位板12固定在各丝杆螺母6上，其水平板遮盖在喷管5的上端口上方，在丝杆螺母6的带动下，活动遮挡喷管5的上端口。圆柱形导向槽71沿集管轴向方向设置于集管1的上方，并通过角铁9与喷管5固定连接。圆柱形导向块72通过螺钉与L型遮挡板3的竖直板固定连接，圆柱形导向块72设于圆柱形导向槽71内，沿其轴向方向滑动，对L型遮挡板3的直线往复运动起导向作用。L型遮挡板3的水平板前端斜向延伸成倾斜部，有助于对冲到L型遮挡板3上的冷却水进行导流。圆柱形导向块72和定位板12之间还设有隔圈8。由于丝杆负载较大，为了防止丝杆因中间部位支撑力不足而发生缺陷故障，在丝杆2中部附近套有两个支撑套22。

如图6所示，支撑套22套于丝杆2上，设于集管1的上方，其外壁通过底板13与对应位置的喷管5固定连接，为了便于调整支撑套22的位置，在支撑套22和底板13之间还设有调整垫片10，所述支撑套22内圈嵌有铜套以减少阻力。

本实用新型所述的下喷层流冷却装置，在一台电机的驱动作用下，由丝杆带动丝杆螺母做直线往复运动，进而带动与丝杆螺母固定连接的L型遮挡板做直线往复运动，从而对喷管上端口进行活动遮挡，用以实现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，克服现有技术中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，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。

要注意的是，以上列举的仅为本实用新型的具体实施例，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 (10)

1.一种下喷层流冷却调宽装置，包括若干组下喷装置，每一组下喷装置包括：一集管，沿垂直带钢运行方向设置；若干喷管，沿所述集管轴向方向均布于集管上，并通过其下端口与所述集管导通；其特征在于，所述每一组下喷装置还包括：

一平行设于所述集管上方的反向螺纹丝杆；

两丝杆螺母，分别与丝杆两端的螺纹连接；

两L型遮挡板，均包括一水平板和一与水平板固定连接的竖直板，所述两竖直板分别与两丝杆螺母对应固定连接，所述水平板位于喷管上端口的上方，活动遮挡各喷管上端口；

所述下喷层流冷却调宽装置还包括：若干同步装置，对应设于各集管同侧，分别与各组下喷装置中的丝杆对应连接；一驱动电机，与所述各同步装置连接，实现对所有同步装置的驱动。

2.如权利要求1所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，所述若干同步装置均为双排从动链轮，其对应固定套于各丝杆外端，所述各双排从动链轮通过若干从动链条依次两两连接，实现同步转动，所述驱动电机的输出轴上设有一主动链轮，所述主动链轮通过一主动链条与邻近的一从动链轮连接。

3.如权利要求1所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，所述若干同步装置均为双排从动链轮，其对应固定套于各丝杆外端，所述双排从动链轮分为两组，每一组均通过若干连接两相邻双排从动链轮的从动链条实现同步转动，所述驱动电机设于两组从动链轮之间，驱动电机的输出轴上设有一双排主动链轮，该双排主动链轮通过两条主动链条与两组中邻近的从动链轮分别连接。

4.如权利要求2或3所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，还包括若干张紧装置，与各从动链条对应连接。

5.如权利要求4所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，所述每一组下喷装置还包括：

两导向槽，分别平行设置于所述集管两端上方，与喷管固定连接；

两导向块，分别对应设于两导向槽内，沿导向槽轴向方向滑动，所述两导向块与两竖直板对应固定连接。

6.如权利要求5所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，所述各张紧装置均包括：

一张紧轮，设于一固定支架上，与各从动链条对应连接；

一张紧轮调节机构，包括：一套筒，套于所述张紧轮的轮轴上；一设于固定支架上的定位块，其上设有一垂直对穿孔；一调节螺杆，贯穿所述对穿孔，垂直设于所述套筒下方；两调节螺母，分别设于所述定位块的上方和下方，与调节螺杆啮合。

7.如权利要求6所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，所述水平板的末端斜向下延伸出一倾斜部。

8.如权利要求7所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，所述丝杆中部还套有至少一个支撑套，所述支撑套的外壁与喷管固定连接。

9.如权利要求8所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，所述支撑套与喷管之间还设有一调整垫片。

10.如权利要求9所述的下喷层流冷却调宽装置，其特征在于，所述电机两侧还设有一对止挡。

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