CN2079092U - 新型水幕冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钢材轧制控制冷却装置。它分 为固定流量式和多流道可调流量式两种。固定式主 要由上箱体、下箱体、进水管、进水芯管、内外弯管组 成的引流道、弧面板与立板构成的出水道等构成。多 流道可调流量式主要由上箱体、下箱体、进水管、稳流 隔板、内外弯管组成的引流道，中间隔板与双斜度整 流侧板构成的出水道等构成。其结构简单，易制造安 装维护，对水质要求不严，水量可调七个挡次、能满足 碳钢、低合金钢控冷工艺要求。

Description

本实用新型属于钢材轧制控制冷却装置，它适用于板、带钢，型钢控制冷却，同时也适用于轧辊冷却，轧机机架间冷却，连铸坯冷却，非冶金企业物件冷却。

现代轧钢技术中的控轧控冷正得到越来越广泛的重视和应用，随着控轧控冷基础理论研究的深入和用户对钢材使用性能愈来愈高的要求，生产厂家在改善性能，开发品种的同时，还要考虑到生产成本的降低和生产效率的提高，进一步促进了控冷工艺及装置的开发和应用。

人们改变了传统观念，认识到控轧控冷工艺不仅仅是控制不同钢种的终轧温度和卷取温度，还必须控制不同冷却阶段的冷却速度和温度一时间关系。考虑到性能的均匀性，则要求沉板带钢纵向、横向冷却均匀，装置和工艺还适用于采用控冷数学模型，由计算机实施控制。因此，对控冷装置的要求就更高。它要求装置冷却效率高，灵活多变，建造投资省、结构坚固耐用，易维护，尤其是对水质要求不严，还要求冷却均匀。

因此，轧钢的控制冷却由压力喷射冷却发展到效率更高的层流冷却，冷却装置为虹吸管式层流装置。但这种装置的缺点是冷却能力不够大，装置易损坏，维护量大，对水质要求严，耗水量大且冷却不均匀。为了解决这些难题，继而发展了缝隙式层流冷却装置。这项工作开始于七十年代末，八十年代初期，进展较好的有英国戴维公司，西德迪马克公司。此外，美国、意大利、日本、苏联等国也进行了开发和应用。在应用上，有完全由水幕装置构成冷却系统的，有采用管式层流和水幕装置混合装置构成冷却系统，还有的由一定数量水幕装置构成强冷系统的，有的实现了计算机控制。由于应用效果好，越来越多的厂家开始应用水幕冷却技术。

在水幕冷却装置方面，已经发表了一些制造专利，但仍然存在许多问题。由于控冷装置要确保层流的形成，大多数装置在流水道内采用较为复杂的结构。如中国专利GK87－100594公开的水幕冷却装置在流水道内采用屏栅装置，而英国戴维公司则在流水道内采用格栅装置。

显而易见，这种方式虽然说对解决形成层流问题起到了作用，但是，它对水质要求很严，况且在轧钢生产中的循环水油污很重，很难处理好，极易造成屏栅和格栅的粘挂和堵塞。

还由于这种控冷装置对水系统要求很严格，因而需要稳压稳流设施，显然设备多投资大，尤其是占地面积极大，设备难于维护。

另外，为了解决控冷装置水幕水流宽向收缩的难题，多数装置设计复杂，没法维护，大多是一次性应用。

本实用新型的目的，就是为了解决水幕冷却装置在现有技术中存在的上述不足和缺陷，发明一种构造简单，容易维护，对水质要求不严且又省水，不采用稳流稳压设施，满足生产工艺要求的，能形成整体板状层流水，且宽向不变，水量可调的新型水幕冷却装置。

本实用新型结构分两种。一种是固定流量式装置；一种是多流道可调流量式装置。固定流量式装置结构见附图1，附图2，附图3和附图4。附图1是固定流量式水幕装置主视图，附图2是该装置的侧视图，附图3是该装置的弧形板，附图4是该装置的进水芯管。

固定流量式水幕冷却装置是由上箱体1，下箱体2，进水管联结法兰3，进水管4，进水芯管5，引流内半园弯道6，引流外半园弯道8，引流道7，弧面板10，立板11以及由弧面板和立板构成的出水道9所构成。其中进水芯管5，它的管身开有若干个出水孔，孔的位置、大小及数量由冷却条件要求而定。芯管开孔的目的是对进水实施流量分配和对进水实行稳流和消能。出水道是由弧面板和立板构成，由附图2和附图3可以看出，它上接引流道7，是一个宽度方向上下等宽，厚度是中间厚两边薄，从上到下是逐渐减小的变截面流水道。

该装置被安装在距被冷却钢板1.8～2.0m高度上，由三通球阀联结供水管路，泄流管路和本装置，通过调节泄流管路出水阻力，使之由装置流出的水量与由泄流管路排出水量相平衡。

本实用新型的动作过程如下，冷却水经由三通球阀，由供水管路经由4进入箱体内芯管5，通过芯管对水流消能及平稳分配作用，水流在箱体内平稳上升，经由6和8构成的引流弯道7，再经由10和11构成的出水道9，最后以层流板状水流下落至被冷却钢板上；转换三通球阀，则冷却水由泄流管路泄流。该装置控制灵活，通过金属检测器及其他联锁控制装置，视需要可使连轧带钢头部10米和尾部10米不喷水冷却，灵敏度很高。

本实用新型另一种结构是多流道可调流量式装置。二流道可调流量式装置如附图5和附图6所示。附图5为二流道可调流量式装置的主视图，附图6为该装置的侧视图。

二流道可调流量式装置是由上箱体1，下箱体2，进水管联结法兰3，进水管4，稳流隔板6，引流道内弯板7和8，引流道外弯板10和12，引流道9和11，立板13，双斜度整流侧板5，出水道14等构成。其中出水道14的形状是上窄下宽，上厚下薄变截面。该装置每个流道均有一个进水管，由三通球阀将进水管路、排泄管路、供水管路联结在一起，调节排泄管路泄流阻力，使进入箱体水量与由排泄管路泄流水量相平衡。

本装置动作过程如下：冷却水由供水管路经三通球阀，由进水管4进入箱体，经过隔板6反复整流，使水流平稳，经由引流弯首9和11，从出水道14流出，落在被冷物体上。其两个流水道水流a和b，可根据冷却工艺要求，可调整为a，b，a＋b三个挡水量。

本装置还可以制作成三流道可调流量式冷却装置。同样，每个流道有一个进水管路。其三个流道水流a，b，c，可根据冷却工艺要求调整为a，b，c，a＋b，a＋c，b＋c，a＋b＋c共七挡水量。这些动作均可由三通球阀控制，响应时间约1秒钟。三流道可调流量式冷却装置和双流道可调流量式冷却装置相同。

采用本实用新型的冷却装置的优点如下：由于采用了其他现有技术没有的弯道引流和整流，使冷却水离开出水口之前，有充分形成层流的条件，能满足形成板状层流水的要求，其结构相当简单、不易堵塞，容易维修。本装置的进水芯管和多个稳流隔板，起到了消能和平衡水流的作用，同时也起分配水流的作用。固定流量式冷却装置采用由弧面板、立板构成上大下小、中宽边窄变截面出水道，不但保证了出水为整体板状水流且宽向不收缩，同时还可根据轧制钢板厚度变化范围，确定宽向水流分布，使钢板沿宽向降温效果符合性能均匀的工艺要求。对于多流道可调流量式水幕装置，由于采用双斜度整流侧板，使出水道在宽度方面为上小下大，厚度方面上大下小，流出水流宽向不收缩，尤为突出的特点是构成的冷却系统，其水量变化范围可在1～7个档次，相当于多个冷却系统，适用性非常大。它灵活多变，冷却能力大，是目前任何水幕装置所没有的。本装置对水系统要求也不高，不需要稳流稳压设施，只要操纵电（气）动三通球阀，响应时间快，重现率高。同时，本实用新型对水质要求不严，稍加处理的轧钢循环水就能满足其水质要求，节约了大量水处理设备，减少维护。

由于采用本实用新型发明，冷却速度大，控制灵活，尤其是横向冷却均匀，能显著地改善被控冷钢材的组织和性能。经试样解剖分析，被冷带钢横向硬度差仅为5％。普碳钢和低合金钢经本装置冷却后，性能改善。如10Ti钢进行水幕控冷，不但可以节约合金，而且可由原一种化学成份，由不同控冷工艺生产不同级别的钢，还为生产双相钢创造了条件，是开发新品种钢的强有力手段。

应用本装置构成的水幕冷却系统，可采用计算机控制。试验结果表明，本装置控制灵活，响应快，通过跟踪，使运行中的带钢做到头部10米不冷却，尾部10米不冷却。还可根据工艺需要，改变冷却水量，控制带钢终冷温度，冷却速度，从而改变被控钢材组织与性能。尤其是多流道水幕构成的冷却系统，其冷却能力变化范围非常大，适用性极大，完全满足了控轧控冷技术发展的需要。试验表明，使用循环水，本装置不会堵塞。安装时，还可采用框架式固定方式，做到坚固耐用。

本实用新型装置易制造，易安装，不论对老厂改造还是新厂建设都具有投资节省，技术先进的优点。

Claims (7)

1、一种新型水幕冷却固定流量式装置，它是由上箱体1，下箱体2，进水管联结法兰3，进水管4构成，其特征是该冷却装置还有进水芯管5，引流内半园弯道6，引流外半园弯道8，引流道7，弧面板10，立板11以及由弧面板和立板构成的出水道9所构成。

2、权利要求1所述的新型水幕冷却固定流量式装置，其特征是进水芯管5，它的管身开有若干出水孔，其出水孔的位置，大小和数量由冷却条件要求而定。

3、权利要求1所述的新型水幕冷却固定流量式装置，其特征是由弧面板10和立板11构成的出水道9，是一个宽度方向上下等宽，厚度是中间厚两边薄，从上到下逐渐减小变截面流水道。

4、一种新型水幕冷却双流道可调流量式装置，它是由上箱体1，下箱体2，进水联结法兰3，进水管4构成，其特征是该装置还有稳流隔板6，引流道内弯板7和8，引流道外弯板10和12，引流道9和11，中间隔板13及双斜度整流侧板5、出水道14等构成。

5、权利要求4所述的一种新型水幕冷却双流道可调流量式装置，其特征是出水道14是宽度上窄下宽，厚度是上厚下薄的变截面出水道。

6、权利要求4所述的一种新型水幕冷却双流道可调流量式装置，其特征是每个流道均有一个进水管，其二个水流a和b，可根据冷却工艺要求，调整为a，b，a＋b三档水流。

7、权利要求4所述的一种新型水幕冷却双流道可调流量式装置，其特征是根据需要可变成三流道冷却装置，每个流道均有一个进水管，其三个水流a，b，c，可根据冷却工艺要求调整为a，b，c，a＋b，a＋c，b＋c，a＋b＋c七档水流。

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