CN2042080U

CN2042080U - 新型水压雾化喷嘴

Info

Publication number: CN2042080U
Application number: CN 88220306
Authority: CN
Inventors: 宋岚; 金怀生; 万太全
Original assignee: Research Institute Of Steel Of Anshan Iron And Steel Co; Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Research Institute Of Steel Of Anshan Iron And Steel Co; Angang Steel Co Ltd
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1989-08-02

Abstract

本实用新型水压雾化喷嘴，喷出的冷却水流呈实心圆锥形和四棱锥形两种。该喷嘴是由外壳、芯和接头三个部件组成。接头与供水系统连接构成喷水冷却装置。水经过喷嘴后形成细小水滴，即被雾化，而不需压缩空气。该喷嘴结构简单，易加工，喷射面及形状可控，水量水压可调，冷速可调，冷却均匀，节水，采用工业循环水不易堵塞。该喷嘴适合于热轧钢板、板坯、轧辊冷却，特别适合于14-45mm钢板的控制冷却。

Description

新型水压雾化喷嘴属轧钢热处理领域的冷却装置。在轧钢领域中可用于钢板的在线控制冷却、轧辊冷却、冷床上冷却等；在热处理冷却中，可用于钢板的热处理加速冷却、淬火等。

目前国内外钢板冷却所用喷嘴有虹吸管层流冷却，水幕冷却和空气雾化冷却等方式。前两种冷却方式耗水量大，设备复杂，投资多；后一种方式设备复杂，动力消耗大，喷嘴易堵塞。

国内外也有直接用水而不用压缩空气来雾化水的喷嘴，如日本和美国。但这些喷嘴存在下列问题：如喷嘴芯的侧进水孔旋转行程过长，水头损失大；由于侧进水孔旋转行程过长，所以雾化水滴过细，水滴冲击钢板速度小，不能满足厚板冷却速度的要求；由于侧进水孔行程过长，造成喷嘴芯加工很困难，并且造成在使用中易堵塞；由于结构上的问题，喷出的水雾易形成中空，因而造成冷却不易均匀。这些喷嘴外壳的混合室内表面呈半球状，水阻过大，降低了水雾冲击速度，故冷却速度小；另外这些喷嘴喷出的图案不能根据需要改变形状。

鉴于目前应用的冷却喷嘴有上面缺点，研究一种新的冷却喷嘴，特别是在板厚在14－45mm，冷速在5－15℃／s，不易堵塞，易加工，水雾分布均匀，且能根据需要选择适合的喷水图案就是本实用新型的目的。

图一是本实用新型水压雾化喷嘴外形及实心圆锥喷射图案。图二为水压雾化喷嘴外形及实心矩形喷射图案。图三、图四分别为图一、图二的装配图。其1为喷嘴接头，2为喷嘴外壳，3为喷嘴芯，4为喷嘴外壳2的混合室。图五为喷嘴芯3的另件图，其中5为直进水孔，6为侧进水孔。当喷嘴喷射图案为实心矩形时，其喷嘴外套的零件为图六所示，7为″∨″形缺口，α为相邻两对″∨″形缺口夹角。

本喷嘴的装配顺序如下，将喷嘴芯3装入外壳2中，用接头1旋入将芯3压紧。接头1与供水管路连接构成冷却装置。

为了达到本实用新型设计目的，我们采取了如下方法：

1、将喷嘴芯的侧进水孔的旋转行程缩短为1／4－2／3周，其与水平方向的夹角，即旋转角保持在30°－50°。这样可以降低水阻，增大水雾滴的直径，即可增加水雾滴的冲击功及冷却能力。

2、在喷嘴出口直径尺寸不增加的前题下，增大喷嘴外壳及喷嘴芯的直径，也即增加喷嘴芯的侧进水孔面积，三头矩形孔为5－20mm×5－20mm，增加喷嘴芯的直进水孔直径，使其为6－16mm。这样使喷嘴内部通水的有效面积增大，大大降低喷嘴水阻，并减少了喷嘴内部堵塞。

3、图三、图四中的喷嘴外壳的混合室4，目前国内外大多采用半球形，我们将其改成倒圆锥形，其圆锥角为55°－70°。采用这样形状的混合室可以减小水阻，增大水雾冲击力及冷却能力，同时便于加工。

4、采用本设计如图三、图四或图六的喷嘴外壳，可改变喷出水雾的图案，即可是圆形、方形、矩形，且长宽比是可以调解的。图三是将喷嘴外壳出口设计为圆形，则喷出水雾为实心圆锥形。图四、图六喷嘴外壳2的出口设计成两对对称的90°的″∨″形缺口，″∨″形切口深度为5～10mm，并且可以改变两对″∨″形缺口的交角α使喷射图案或为正方形或为矩形。若出口处两对″∨″形缺口正交，即α角为90°，则喷出水雾图案为正方形；若出口处两对″∨″形呈非正交，则按其角度可有不同长宽比的矩形图案。随着α角变小，则矩形长宽比增加。这是本设计的重要特征之一，喷嘴外壳的出水口可以根据喷出水雾图案需要而改变。

5、根据多次实验，喷嘴芯的三个侧进水孔面积和直进水孔面积，较强烈影响喷出水雾的均匀性，我们将喷嘴芯的侧进水孔和直进水孔面积比设计在5～12范围内，取得较好效果。

新型水压雾化喷嘴的上述特点是根据厚钢板对冷速的要求、水质情况及具体条件研制而成的，因此区别于国内外同类型的喷嘴。

采用本新型水压雾化喷嘴可有如下优点即满足板厚14～45mm，冷速在5～15℃／S的要求。本喷嘴对水质要求并不苛刻，使用工业循环水，加上简易过虑器，就可连续使用两年以上，并能保持良好的喷射图案。使用本喷嘴，可使水雾喷射均匀，同时使运动钢板可保持均匀冷却。由于该喷嘴喷出图案可变，故可适应不同的设备条件，特别是作下喷嘴用，显示出明显优越性。它可适应较复杂的设备环境，提高水的利用率、有效冷却面积及均匀性。由于本喷嘴的水滴冲击速度大，故采用它做为冷却装置的上喷嘴可以比其它类似的喷嘴远离被冷却的热钢板，因此对现场生产工艺的适应性增强，如避免钢板碰撞冷却装置，便于处理事故及检修喷嘴下面的其它设备等。此外本喷嘴还具有另件少、加工简单及不易堵塞等优点。

本实用新型水压雾化喷嘴（两种）已安装在鞍钢半连轧厂2800机组后的输出辊道上，用于冷却14～45mm厚的热轧钢板。实践证实了上述喷嘴的特点。它提高了钢板的综合机械性能。如对A3板，δ₅可提高40～60Mpa；δ_b可提高30～40Mpa；δ₅％在标准要求之上；冲击功Ak室（U型）及Ak－40℃（U）型可提高10～20焦耳。对16MnR厚板；δ₅提高了40～50Mpa；δ_b提高了30～40Mpa；δ₅％也在标准规定以上；冲击功Ak－40℃（V型）提高了10～20焦耳。对20g（Ti处理）经再结晶轧制及轧后采用本喷嘴控冷后，其失效冲击功可提高15～20焦耳，省去常化处理，提高性能合格率40％左右，与常规控制工艺相比可提高产量近一倍，同时增加了连轧板卷产量。

以16MnR及20g厚板来计算，每吨效益在100元以上，若年产2万吨，则效益可达200万元／年。

Claims

1、一种新型水压雾化喷嘴，是由喷嘴接头1、喷嘴外壳2、喷嘴芯3、混合室4组成，其特征是喷嘴芯是由一个直进水孔和三个侧进水孔构成，外壳的混合室呈圆锥形，喷嘴外壳的出水口的形状可以根据喷出水雾图案需要而改变。

2、权利要求1所述的侧进水孔，其特征是旋转行程为1／4－2／3周，其与水平方向的旋转角为30°－50°。

3、权利要求1或2所述的侧进水孔，其特征是面积为5－20mm×5－20mm。

4、权利要求1所述的直进水孔，其特征是其直径应控制在6－16mm之间。

5、权利要求1所述的直进水孔和侧进水孔，其特征是三个侧进水孔和直进水孔的面积比应控制在5－12之间。

6、权利要求1所述的圆锥形混合室，其特征是圆锥角应控制在55°－70°之间。

7、权利要求1所述的喷嘴外壳，其特征是外壳的出水口是圆形的，其喷出水雾为实心圆锥形。

8、权利要求1所述的喷嘴外壳，其特征是喷嘴外壳出水口是两对对称90°的“∨”形缺口，“∨”形切口深度为5－10mm，并且可以改变两对“∨”形缺口的交角α使喷射图案或为正方形或为矩形。

9、权利要求1或8所述的喷嘴外壳，其特征是喷嘴出口两对“∨”形缺口是正交，即α角为90°，其喷水图案为正方形。

10、权利要求1或8所述的喷嘴外壳，其特征喷嘴出口的两对“∨”形缺口非正交时，喷水图案为矩形，且随α角减小，其矩形长宽比加大。