CN202343597U - 一种厚板轧后冷却边部遮蔽装置 - Google Patents

一种厚板轧后冷却边部遮蔽装置 Download PDF

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Abstract

一种厚板轧后冷却边部遮蔽装置，包括安装于层流冷却机构上部集水箱的若干组冷却喷管或喷嘴下方的遮挡板、驱动遮挡板向带钢行进中心线移动的伸缩控制机构；其中，所述的遮挡板前端面与带钢行进中心线即轧线之间成一斜角α，斜角α小于90°。集水箱上的每组喷管或喷嘴出口沿集水箱轴向中心线倾斜排布，每组各喷管或喷嘴出口的中心连线与集水箱轴向中心线即带钢行进中心线之间成一斜角β，以β角为基准，所述的遮挡板前端部α角大于、或小于、或等于β角，对应不同的冷却遮蔽效果。本实用新型通过对遮蔽板形状的改进，实现钢板控制冷却过程中宽度方向水量的凸度控制，以尽可能保证钢板宽度方向上的均匀冷却。

Description

一种厚板轧后冷却边部遮蔽装置
技术领域
本实用新型涉及轧钢技术，特别涉及一种厚板轧后冷却边部遮蔽装置。 
背景技术
在厚板控制冷却钢板的生产中，钢板出精轧机后进入加速冷却区域进行快速冷却，根据性能要求冷至目标终冷温度后出冷却区，进入下道工序。钢板在冷却过程中，由于滞留水，及边部二次冷却的影响，宽度方向常产生温度不均，中间温度高于两边温度。宽度方向的温度不均直接影响到产品板形和性能，因此实现宽度方向的均匀冷却就显得尤为重要。 
厚板宽度方向的均匀冷却主要通过宽度方向水量的凸度控制实现，即喷射到钢板边部的水量低于钢板中部的水量，参见图1。 
目前实现宽度方向水量的凸度控制有以下几种方式： 
1、安装边部遮蔽装置：宽度方向各喷管出水量相同，通过在两边安装遮挡板减少喷射到钢板边部的水量(如中国专利CN201046471Y)，但该专利只能保证边部水量被遮挡，无水，并不能形成从中部向两边的连续水量凸度控制。 
2、设计合理的冷却集管结构：中国专利CN201375992Y和CN201357174Y通过改变集管内部结构来改变流场，从而使中间喷管出水量高于两边。 
3、设计合理的喷管布置形式：中国专利CN1194669A通过使冷却喷嘴在带钢宽度方向向两边倾斜，并将冷却集管中间与边部分段控制的方法实现宽度方向水量的凸度控制。 
还有的厚板层流冷却系统通过安装边部遮蔽装置来实现宽度方向的均匀冷却，工作示意图如图2所示。 
层流冷却装置由集水箱10、喷管20、遮挡板30和连杆40组成，喷管每6根为一组，出水口连线与集水箱成一定角度。冷却前控制模型根据 待冷钢板的钢种、尺寸规格及来料温度确定边部遮蔽宽度，并将指令下发给1控制机构，控制机构驱动电机带动连杆运行，使遮挡板30向钢板50中间移动，完成边部遮蔽的任务。 
但如图3～图5所示，现有高密度层流冷却集管的布置形式如图5中喷管3所示，每6个喷管为一组，6个喷管出水口连线与集水箱2成一定角度。遮挡板30为长方形，边部与集水箱10垂直，当遮蔽板30向钢板中部移动时逐一遮蔽喷管头，即遮蔽板每次只能遮蔽一组喷管水量，前一组喷管完全遮蔽后才能调节下一组喷管水量，若没有完全遮蔽当前的喷头，即可对边部水流的稳态造成极大的影响，因而只能形成边部无水的遮蔽效果，而不能形成中间向两边依次递减的水量分布效果，冷却策略单一。所形成的水量分布如图6所示，a、b、c分别对应遮蔽一组～三组喷管的水量分布。 
发明内容
本实用新型的目的是设计一种层流冷却边部遮蔽装置，通过对遮蔽板形状的合理改进，实现钢板控制冷却过程中宽度方向水量的凸度控制，以尽可能保证钢板宽度方向上的均匀冷却。 
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是： 
一种层流冷却边部遮蔽装置，包括安装于层流冷却机构上部集水箱的若干组冷却喷管或喷嘴下方的遮挡板、驱动遮挡板向带钢行进中心线移动的伸缩控制机构；其特征在于，所述的遮挡板前端面与带钢行进中心线即轧线之间成一斜角α，斜角α小于90°。 
进一步，所述的集水箱上的每组喷管或喷嘴出口沿集水箱轴向中心线倾斜排布，每组各喷管或喷嘴出口的中心连线与集水箱轴向中心线即带钢行进中心线之间成一斜角β，以β角为基准，所述的遮挡板前端部α角大于、或小于、或等于β角，对应不同的冷却遮蔽效果。 
又，所述的遮挡板在集水箱两端各平行对称设置两块，位于集水箱两端的遮挡板的前端部斜边角度相等。 
斜向设置所述的集水箱上的每一组喷管出口的中心连线与所述的集水箱轴线成β角，所述的遮挡板的端部斜边倾角α大于、或小于、或等于 该β角。 
所述的遮挡板还设有可使遮挡板前端部与各喷管或喷嘴出口的中心连线之间发生偏转的调节机构，该调节机构包括与遮挡板连接的转轴及相应的电机。 
所述的电机为步进电机。 
本实用新型遮蔽装置将原遮挡板的直边改为斜边，且斜边角度α有多种选择，可以大于、小于或等于β角，它可以根据希望得到的宽度方向水量分布状态确定，边部水量的大小可以通过控制遮挡板对喷管的遮蔽量大小实现。与原遮蔽装置若移动距离不是恰好在各个喷头缝隙之间将导致边部水流影响其它垂直集管的水态不同，本实用新型的遮蔽装置每移动单位喷管间距可以同时获得可调的角度和较大的连续可调的空间。 
冷却时控制模型根据待冷钢板的钢种、尺寸规格、实际集管的分布，遮挡板角度的设计及不影响边部水流分布的步进调节优化设定边部遮蔽长度，并将指令下发给控制机构，驱动电机带动连杆运行，使遮挡板1向钢板中间移动，完成边部遮蔽的任务。 
本实用新型的有益效果 
本实用新型可实现宽度方向水量近似连续凸度分布的遮蔽装置，该装置结构简单，维护方便，造价低，可稳定工作；可通过调整遮蔽装置α角和遮蔽量实现不同的冷却策略；该装置的使用除边部遮蔽装置外，不需新增其它辅助设备，通过修改控制模型即可完成新装置的应用。 
附图说明
图1为钢板宽度方向理想的水量凸度分布示意图。 
图2为层流冷却边部遮蔽装置工作示意图。 
图3为原层流冷却边部遮蔽装置的立体图。 
图4为原层流冷却边部遮蔽装置的仰视图。 
图5为图4的A部放大示意图。 
图6为原边部遮蔽装置达到的宽度方向水量分布示意图。 
图7为本实用新型边部遮蔽装置的立体图 
图8为本实用新型边部遮蔽装置的仰视图。 
图9为图8的B部放大示意图。 
图10为本实用新型边部遮蔽一实施例的示意图。 
图11为本实用新型边部遮蔽装置的宽度方向水量分布示意图。 
具体实施方式
参见图7～图9，本实用新型的一种层流冷却边部遮蔽装置，包括安装于层流冷却机构上部集水箱1的若干组冷却喷管2或喷嘴下方的遮挡板、驱动遮挡板向带钢行进中心线移动的伸缩控制机构(图中未示)；所述的遮挡板3、3’前端面31、31’与带钢行进中心线即轧线之间成一斜角α，斜角α小于90°。 
进一步，所述的集水箱1上的每组喷管或喷嘴出口沿集水箱轴向中心线倾斜排布，每组各喷管21、22、23或喷嘴出口的中心连线与集水箱1轴向中心线即带钢行进中心线之间成一斜角β，以β角为基准，所述的遮挡板前端部α角大于、或小于、或等于β角，对应不同的冷却遮蔽效果。 
又，所述的遮挡板在集水箱两端各平行对称设置两块，位于集水箱两端的遮挡板的前端部斜边角度相等。 
在本实施例中，所述的集水箱1上的喷管2出口以每三个喷管21、22、23出口为一组，沿集水箱1长度方向平行设置若干组；所述的遮挡板3、3’的端部斜边倾角α的最大值为遮挡板端部31、31’斜边可完全遮蔽成斜向设置的每组三个喷管21、22、23出口。 
本实施例中遮蔽板3、3’端部31、31’斜边倾角α＞β，遮蔽板3、3’与连杆相连，由电机控制运行速度和行程。 
冷却前控制模型根据来料钢板5的钢种、尺寸规格、实际集管的分布，遮挡板角度的设计及不影响边部水流分布的步进调节优化设定边部遮蔽长度，并将指令下发给控制机构，基础自动化控制电机运转，驱动连杆使遮蔽板3、3’向钢板中间移动，完成规定的遮蔽量。 
当遮挡板3、3’完成规定的遮蔽量后，如图10所示。 
本实用新型中遮蔽板斜边倾角有多种选择，当α＝β时，遮蔽板对喷管21、22、23同时产生遮蔽作用，该情况下钢板宽度方向上的有效水量分布如图11中b所示。 
当α＞β时，遮蔽板对喷管21、22、23同时产生遮蔽作用，但遮蔽的大小不同，喷管21被遮蔽量最大，喷管22遮蔽量次之，喷管23遮蔽量最小，该情况下形成了图11中a所示的水量分布效果。边部水量最小，并向中部逐渐增大，形成近似连续的水量凸度控制，避免了图6所示的边部无水现象出现。 
不同的冷却策略可根据α角的大小实现，当α＝90°时即是现有边部遮蔽装置。 
冷却过程如果检测到钢板边部温度过低时，增大遮蔽量，减小钢板边部冷却水量；如钢板边部温度过高，则减小遮蔽量，增加边部供水，从而保证钢板在宽度方向均匀冷却。 
原边部遮蔽装置能实现的冷却策略过于单一，不利于对边部水量的渐变控制。本实用新型结构简单，对原有设备改动不大，但冷却策略有了多种选择，且设备稳定可靠，成本低，易于维护，非常适合用于热轧板带控制冷却线上，对于实现热轧板宽度方向冷却均匀性非常有利，应用前景广阔。 
综上所述，本实用新型通过改变遮蔽装置的边部形状来实现冷却过程宽度方向水量的合理分配，达到宽度方向水量的凸度控制，以期改善厚板在水冷区域宽度温度分布的均匀控制。 

Claims (5)

1.一种厚板轧后冷却边部遮蔽装置，包括安装于层流冷却机构上部集水箱的若干组冷却喷管或喷嘴下方的遮挡板、驱动遮挡板向带钢行进中心线移动的伸缩控制机构；其特征在于，所述的遮挡板前端面与带钢行进中心线即轧线之间成一斜角α，斜角α小于90°。
2.如权利要求1所述的厚板轧后冷却边部遮蔽装置，其特征在于，所述的集水箱上的每组喷管或喷嘴出口沿集水箱轴向中心线倾斜排布，每组各喷管或喷嘴出口的中心连线与集水箱轴向中心线即带钢行进中心线之间成一斜角β，以β角为基准，所述的遮挡板前端部α角大于、或小于、或等于β角，对应不同的冷却遮蔽效果。
3.如权利要求1或2所述的厚板轧后冷却边部遮蔽装置，其特征在于，所述的遮挡板在集水箱两端各平行对称设置两块，位于集水箱两端的遮挡板的前端部斜边角度相等。
4.如权利要求1或2所述的厚板轧后冷却边部遮蔽装置，其特征在于，所述的遮挡板还设有可使遮挡板前端部与各喷管或喷嘴出口的中心连线之间发生偏转的调节机构，该调节机构包括与遮挡板连接的转轴及相应的电机。
5.如权利要求4所述的厚板轧后冷却边部遮蔽装置，其特征在于，所述的电机为步进电机。
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