CN202638905U - 一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，属于冶金生产设备制造技术领域。提供一种不会影响超快冷系统的输入、输出端上的检测仪表正常工作，提高超快冷系统冷却温度精度控制的布置结构。所述布置结构包括热输送辊道、边板、上集管翻转机构和至少两段上集管，各段上集管沿热输送辊道的输送方向，安装在热输送辊道上方的边板上，位于热输送辊道起始端的第一组上集管，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴中，至少前三排冷却水喷嘴的喷出轴心线，与被输送钢板的输送方向呈锐角布置；位于热输送辊道末尾端的最后一组上集管，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴中，至少后三排冷却水喷嘴的喷出轴心线与被输送钢板的输送方向呈钝角布置。

Description

一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构

技术领域

本实用新型涉及一种超快冷系统喷嘴的布置结构，尤其是涉及一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，属于冶金生产设备制造技术领域。 

背景技术

超快冷系统（UFC—Ultra Fast Cooling）是一种在热连轧带钢、中厚板等生产线上在线布置的对所述轧制产品进行短时、快速冷却和温度准确控制的高效冷却装置，最大冷却速度可达400℃/s。超快冷技术通过轧制后的控制冷却有效改善轧件的性能、控制轧件的微观相变组织形态，降低合金成本、实现高强、高附加值钢铁新产品的开发与生产。通过超快冷的控制冷却可达到“让水变黄金”的功效。采用超快冷技术生产的产品具有成本低廉、环境负荷小、易于“生态环境材料”再生等特点，符合钢铁工业的可持续发展战略要求。因此，超快冷技术正受到国内外钢铁生产行业的广泛、高度关注，并逐步在中厚板、热轧薄板等生产线上得到工业实践与应用，并发挥着重要的作用、创造了巨大的经济效益和社会效益。 

超快冷系统通常包括供水系统、上集管、下集管、集管安装支架即热输送辊道安装边板、上集管倾翻机构、冷却水管路、控制阀组以及相应的检测仪表和电控设备等。其中上集管和下集管是超快冷系统的关键组成部分，其上按设置的规律布置有若干冷却水喷嘴，直接向被输送钢板喷水实现对带钢、板进行快速、高效冷却的目的。冷却水由供水系统通过冷却水管路进行远程供应。上集管和下集管均为由薄钢板加工成的水箱状，其与被输送钢板相对的表面布置冷却水喷嘴，其中上集管的冷却水喷嘴的喷出端距被输送钢板上表面距离小于700mm，下集管安装于输送辊道间隙内，且其冷却水喷嘴的输出端距被输送钢板下表面距离小于50mm。 

通常，用于热轧带钢或钢板生产线的超快冷装置的上、下集管均设计为水箱状的钢结构，上集管位于输送辊道的上方，具备倾翻翻转功能；下集管安装布置于下输送辊道的相邻两根输送辊道间的隙间中。 

较常规的层流冷却而言，超快冷系统的特点是：冷却水压力大，达到0.30～1.0MPa；冷却水流量大：达到2500～5000m3/h；冷却速度快：达到10～400℃/s，实现对热轧带钢或钢板的高效率快速冷却。其快速冷却关键是靠强制对流进行高效换热，即让冷却钢板后的“热水”尽快流走、让新的“冷水”直接与被输送钢板接触的方式加快换热冷却。而当被输送钢板或钢带通过超快冷装置时，上下集管喷射到钢板或钢带上下表面上的冷却水主要从钢板或钢带边部与输送辊道导板间的辊道空隙及特殊的边板缝隙排出，冷却水是不能从超快冷系统的入口和出口流动排放的，因为其出入口处均有温度计及其它检测点。实际生产中，由于超 快冷系统的冷却水流量非常大，靠冷却水自然状态从带钢两侧外排，其排泄效果差，致使钢板或钢带在超快冷装置大水量冷却过程中排水不畅，“冷水”与“热水”对流大幅减弱、大量的“热水”形成“水箱”浸泡着钢板或钢带，新输入的冷却水无法直接与钢板或钢带直接接触进行冷却和实现对流换热，这不仅直接导致超快冷装置的冷却效率大大降低，而且最终影响到钢板或钢带组织性能的控制、表面及板形质量，产生废次产品。比如：不均匀冷却导致钢板或钢带宽度、厚度方向组织、性能不稳定、差异大；且会在产品表面产生“黑斑”和产生瓢曲板形缺陷等。 

目前，超快冷系统集管的冷却水喷嘴，尤其是上集管的冷却水喷嘴的布置方式有两种：一种是垂直于带钢或钢板方向布置，此布置方式的缺点是：垂直喷射到带钢或钢板表面的大量冷却短时间内在钢板表面的流动性差，容易滞留在带钢/板表面，滞留在带钢或钢板表面的冷却水在表面形成汽膜，产生水过度沸腾换热，造成冷却不均，其换热效率低；另一种是所有冷却水喷嘴沿带钢或钢板运行方向呈锐角布置，该布置方式的不足是：超快冷系统的冷却水流量很大达到2500～5000m³/h，压力较高达到0.3MPa以上，大量较大压力的水高速流向超快冷装置的出口，带钢或钢板表面滞留大量残水，很难通过侧喷水或气吹清扫干净，影响到出口检测仪表的正常工作、冷却温度精度的控制及带钢或钢板的不均匀冷却等。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种喷到被输送钢板或带钢上表面的冷却水，不会影响超快冷系统的输入、输出端上的检测仪表正常工作，从而提高超快冷系统冷却效率、温度精度控制及产品质量的热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构。 

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，包括热输送辊道、安装热输送辊道的边板、上集管翻转机构和至少两段上集管，各段上集管通过上集管翻转机构，沿热输送辊道的输送方向，安装在热输送辊道上方的边板上，每段上集管由至少两组上集管构成，每组上集管的下侧面上布置有至少三排冷却水喷嘴，位于热输送辊道起始端的第一组上集管，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴中，至少前三排冷却水喷嘴的喷出轴心线，与被输送钢板的输送方向呈锐角布置；位于热输送辊道末尾端的最后一组上集管，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴中，至少后三排冷却水喷嘴的喷出轴心线与被输送钢板的输送方向呈钝角布置。 

进一步的是，各段上集管下侧面上剩余各排冷却水喷嘴的喷出轴心线，沿被输送钢板的宽度方向倾斜的布置。 

进一步的是，沿热输送辊道的输送方向，安装在热输送辊道上方边板上的上集管为两段，每段含有四组上集管，依次为第一组至第八组；第一组上集管和第八组上集管上，剩余的各 排冷却水喷嘴的喷出轴心线的倾斜方向，与第二组、第四组、第五组和第七组上集管上的冷却水喷嘴的喷出轴心线的倾斜方向相同；第三组和第六组上集管上的冷却水喷嘴的喷出轴心线的倾斜方向，与相邻各组上集管上的冷却水喷嘴的喷出轴心线的倾斜方向相反。 

进一步的是，沿被输送钢板的宽度方向倾斜布置的冷却水喷嘴的喷出轴心线的倾斜角为10°~15°。 

进一步的是，各组冷却水喷嘴喷出的冷却水的压力为0.30~1.0MPa。 

进一步的是，布置在上集管下侧面上的冷却水喷嘴为扁平扇形喷嘴。 

进一步的是，布置在上集管下侧面上的冷却水喷嘴为扁平球铰喷嘴。 

进一步的是，在相邻两根热输送辊道之间，还布置有含有下冷却水喷嘴的下集管，下冷却水喷嘴沿热输送辊轴向安装在下集管上，其冷却水喷出口朝向被输送钢板下表面，并与所述被输送钢板的输送方向呈锐角布置。 

进一步的是，沿热输送辊道轴向，布置在相邻两根热输送辊道之间的下冷却水喷嘴为两排，两排下冷却水喷嘴的喷出端与被输送钢板下表面的距离为30～50㎜。 

本实用新型的有益效果是：通过将位于热输送辊道起始端的第一组上集管，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴中，至少前三排冷却水喷嘴的喷出轴心线，与被输送钢板的输送方向呈锐角布置；将位于热输送辊道末尾端的最后一组上集管，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴中，至少后三排冷却水喷嘴的喷出轴心线与被输送钢板的输送方向呈钝角布置，这样，在使用超快冷系统通过冷却水喷嘴向被输送的钢板表面喷出大量、高压的冷却水进行快速冷却时，在输入端的第一组上集管下侧面上的冷却水喷嘴，由于与输送方向呈锐角布置，从而使所有冷却水喷嘴，喷出的冷却水只能沿被输道钢板的输送方向流动，而不会倒流到输入端的检测仪表上，影响输入端检测仪表的正常工作；在末尾端的最后一组上集管下侧面上的冷却水喷嘴，由于与输送方向呈钝角布置，从而使这部分冷却水喷嘴5喷出的冷却水能有效的阻止，随被输送钢板上表面移动而带到输出端末尾的冷却水流到末端检测仪表上，影响输出端检测仪表的正常工作，进而有效的提高超快冷系统冷却温度精度的控制，达到提高被输送钢板或钢带的冷却质量的目的。 

进一步的，为了提高超快冷系统的超快冷的冷却速度和冷却质量，也就是提高强制对流进行高效换热的对流的有效性和换热的高效性，本实用新型将各段上集管下侧面上剩余的各排冷却水喷嘴的喷出轴心线，沿被输送钢板的宽度方向倾斜的布置，这样，便可以加快冷却水流出钢板或钢带上表面的速度，既避免了出现冷热水混流的现象，又能提高冷却水流出钢板或钢带上表面的速度，尽快的将热量带走，这样便能更加有效的提高强制对流进行高效换热的对流的有效性和换热的高效性，进而提超快冷的冷却速度和冷却质量。 

附图说明

图1为本实用新型一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构的俯视图； 

图2为图1的E-E剖视图； 

图3为图1的A-A剖视图即第一组上集管前三排冷却水喷嘴的倾斜布置图； 

图4为图1的B-B剖视图即最后一组上集管后三排冷却水喷嘴的倾斜布置图； 

图5为图1的C-C剖视图即冷却水喷嘴沿被输送钢板宽度方向向左倾斜布置图； 

图6为图1的D-D剖视图即冷却水喷嘴沿被输送钢板宽度方向向右倾斜布置图。 

图中标记为：热输送辊道1、边板2、上集管翻转机构3、上集管4、冷却水喷嘴5、被输送钢板6、下冷却水喷嘴7、下集管8。 

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5以及图6所示是本实用新型提供的一种喷到被输送钢板或带钢上表面的冷却水，不会影响超快冷系统的输入、输出端上的检测仪表正常工作，从而提高超快冷系统冷却温度精度控制的热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构。所述布置结构包括热输送辊道1、安装热输送辊道1的边板2、上集管翻转机构3和至少两段上集管，各段上集管通过上集管翻转机构3，沿热输送辊道1的输送方向，安装在热输送辊道1上方的边板2上，每段上集管由至少两组上集管4构成，每组上集管4的下侧面上布置有至少三排冷却水喷嘴5，位于热输送辊道1起始端的第一组上集管4，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴5中，至少前三排冷却水喷嘴5的喷出轴心线，与被输送钢板6的输送方向呈锐角布置；位于热输送辊道1末尾端的最后一组上集管4，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴5中，至少后三排冷却水喷嘴5的喷出轴心线与被输送钢板6的输送方向呈钝角布置。这样，通过将位于热输送辊道1起始端的第一组上集管4，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴5中，至少前三排冷却水喷嘴5的喷出轴心线，与被输送钢板6的输送方向呈锐角布置；将位于热输送辊道1末尾端的最后一组上集管4，其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴5中，至少后三排冷却水喷嘴5的喷出轴心线与被输送钢板6的输送方向呈钝角布置，这样，在使用超快冷系统通过冷却水喷嘴5向被输送钢板6表面喷出大量、高压的冷却水进行快速冷却时，在输入端的第一组上集管4下侧面上的冷却水喷嘴5，由于与输送方向呈锐角布置，从而使所有冷却水喷嘴5，喷出的冷却水只能沿被输送钢板6的输送方向流动，而不会倒流到输入端的检测仪表上，影响输入端检测仪表的正常工作；在末尾端的最后一组上集管4下侧面上的冷却水喷嘴5，由于与输送方向呈钝角布置，从而使这部分冷却水喷嘴5喷出的冷却水能有效的阻止，随被输送钢板6上表面移动而带到输出端末尾的冷却水流到末端检测仪表上，影响输出端检测仪表的正常工作，如此便可以有效的提高超快冷系统冷却温度精度的控制，达到提高 被输送钢板或钢带的冷却质量的目的。 

上述实施方式中，为了提高超快冷系统的超快冷的冷却速度和冷却质量，也就是提高强制对流进行高效换热的对流的有效性和换热的高效性，各段上集管下侧面上剩余各排冷却水喷嘴5的喷出轴心线，沿被输送钢板6的宽度方向倾斜的布置。这样可以使冷却水尽快的从被输送钢板的表面排出，加快新喷入的冷却水与被输送钢板表面的接触。进一步的，为了使冷却水在排出被输送钢表面时不发明混流现象，影响排出效果，结合现有超快冷系沿热输送辊道1的输送方向，安装在热输送辊道1上方边板2上的上集管4为两段，每段含有四组上集管4的结构特点，依次定义为第一组至第八组。然后将第一组上集管4和第八组上集管4上，剩余的各排冷却水喷嘴5的喷出轴心线的倾斜方向，与第二组、第四组、第五组和第七组上集管4上的冷却水喷嘴5的喷出轴心线的倾斜方向相同；将第三组和第六组上集管4上的冷却水喷嘴5的喷出轴心线的倾斜方向，与相邻各组上集管4上的冷却水喷嘴5的喷出轴心线的倾斜方向相反的布置；同时，使沿被输送钢板6的宽度方向倾斜布置的冷却水喷嘴5的喷出轴心线的倾斜角为10°~15°。这样便可以使冷却水在排出被输送钢表面时不发明混流现象，加快冷却水的排出，提高冷却效果；并且提高冷却水的输入压力，使各组冷却水喷嘴5喷出的冷却水的压力为0.30~1.0MPa。 

为了便于冷却水喷嘴5安装到上集管4的下侧面，并提高冷却水的喷射效果，布置在上集管4下侧面上的冷却水喷嘴5可以为扁平扇形喷嘴，也可以为扁平球铰喷嘴。 

进一步的，为了提高超快冷的冷却效果，结合现有超快冷系统在相邻两根热输送辊道1之间，也布置有含有下冷却水喷嘴7的下集管8的特点，将下冷却水喷嘴7沿热输送辊道1轴向安装在下集管上8，其冷却水喷出口朝向被输送钢板6下表面，并与所述被输送钢板6的输送方向呈锐角布置。同时，使沿热输送辊道1轴向，布置在相邻两根热输送辊道1之间的下冷却水喷嘴7布置为两排，并且使两排下冷却水喷嘴7的喷出端与被输送钢板6下表面的距离为30～50㎜。既保证了两排下冷却水喷嘴7的安全，又可以进一步的提高超快冷却系统的的冷却效果。 

Claims (9)

1.一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，包括热输送辊道（1）、安装热输送辊道（1）的边板（2）、上集管翻转机构（3）和至少两段上集管，各段上集管通过上集管翻转机构（3），沿热输送辊道（1）的输送方向，安装在热输送辊道（1）上方的边板（2）上，每段上集管由至少两组上集管（4）构成，每组上集管（4）的下侧面上布置有至少三排冷却水喷嘴（5），其特征在于：位于热输送辊道（1）起始端的第一组上集管（4），其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴（5）中，至少前三排冷却水喷嘴（5）的喷出轴心线，与被输送钢板（6）的输送方向呈锐角布置；位于热输送辊道（1）末尾端的最后一组上集管（4），其下侧面上布置的多排冷却水喷嘴（5）中，至少后三排冷却水喷嘴（5）的喷出轴心线与被输送钢板（6）的输送方向呈钝角布置。

2.根据权利要求1所述的一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，其特征在于：各段上集管下侧面上剩余各排冷却水喷嘴（5）的喷出轴心线，沿被输送钢板（6）的宽度方向倾斜的布置。

3.根据权利要求2所述的一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，其特征在于：沿热输送辊道（1）的输送方向，安装在热输送辊道（1）上方边板（2）上的上集管（4）为两段，每段含有四组上集管（4），依次为第一组至第八组；第一组上集管（4）和第八组上集管（4）上，剩余的各排冷却水喷嘴（5）的喷出轴心线的倾斜方向，与第二组、第四组、第五组和第七组上集管（4）上的冷却水喷嘴（5）的喷出轴心线的倾斜方向相同；第三组和第六组上集管（4）上的冷却水喷嘴（5）的喷出轴心线的倾斜方向，与相邻各组上集管（4）上的冷却水喷嘴（5）的喷出轴心线的倾斜方向相反。

4.根据权利要求2所述的一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，其特征在于：沿被输送钢板（6）的宽度方向倾斜布置的冷却水喷嘴（5）的喷出轴心线的倾斜角为10°~15°。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，其特征在于：各组冷却水喷嘴（5）喷出的冷却水的压力为0.30~1.0MPa。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，其特征在于：布置在上集管（4）下侧面上的冷却水喷嘴（5）为扁平扇形喷嘴。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，其特征在于：布置在上集管（4）下侧面上的冷却水喷嘴（5）为扁平球铰喷嘴。

8.根据权利要求1所述的一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，其特征在于：在相邻两根热输送辊道（1）之间，还布置有含有下冷却水喷嘴（7）的下集管（8），下冷却水喷嘴（7）沿热输送辊（1）轴向安装在下集管（8）上，其冷却水喷出口朝向被输送钢板（6） 下表面，并与所述被输送钢板（6）的输送方向呈锐角布置。

9.根据权利要求8所述的一种热连轧钢板用超快冷系统喷嘴的布置结构，其特征在于：沿热输送辊道（1）轴向，布置在相邻两根热输送辊道（1）之间的下冷却水喷嘴（7）为两排，两排下冷却水喷嘴（7）的喷出端与被输送钢板（6）下表面的距离为30～50㎜。 

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