CN212247140U - 一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，其特征在于：包括风管和水管，水管套接在风管的内腔，水管的一端设有进水口、水管的另一端封闭，在沿水管的长度方向底部开有等距分布的出水孔；风管的一端设有进风口、风管、的另一端封闭，沿风管的长度方向底部开有等距分布的出风孔；所述出风孔的数量及位置与出水孔的数量及位置一一对应，水管中带出水孔的侧壁与风管带出风孔的内壁之间留有间隙以形成水气混合空间从而形成喷射孔，由若干个喷射孔形成从上往下或从下往上的均匀多点式空气水雾喷射结构。具有带材连续退火冷却均匀、消除应力效果好、获得良好板形等特点。

Description

一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构

技术领域

本实用新型涉及一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，适用于金属带材退火冷却。属于冶金技术领域。

背景技术

随着金属带材轧机技术的发展，带材向更宽更薄发展，使得带材板形的平直度、板凸度要求更高。而带材板形的好坏决定于带材残余应力的分布，为了消除带材的残余内应力，对于轧制后退火的加热均匀性和冷却均匀性的控制有更高要求。在加热保温完全时，冷却均匀性的控制是消除带材内应力的关键因素之一。以不锈钢带退火冷却为例，从1080℃-900℃的冷却速度应小于20℃/S，从900℃-500℃的冷却速度应小于25℃/S，从500℃-80℃的冷却速度应小于50℃/S；为了保证冷却速度的前提下，确保均匀性，减少冷却内应力的产生，以得到良好的带材板形，选择正确的冷却方式是关键。现有技术中，一般采用气体冷却或水冷却二种方式。然而，无论是气体冷却还是水冷却，都存在冷却速度过快或过慢从而造成冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了解决现有气体冷却或水冷却带材存在冷速过快过慢和冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题，提供一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构。具有带材连续退火冷却均匀、消除应力效果好、保持带材(工件)形态不变等突出的实质性特点和显著技术进步。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到:

一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，其结构特点在于：包括风管和水管，水管套接在风管的内腔，水管的一端设有进水口、水管的另一端封闭，在沿水管的长度方向底部开有等距分布的出水孔；风管的一端设有进风口、风管、的另一端封闭，沿风管的长度方向底部开有等距分布的出风孔；所述出风孔的数量及位置与出水孔的数量及位置一一对应，水管中带出水孔的侧壁与风管带出风孔的内壁之间留有间隙以形成水气混合空间从而形成喷射孔，由若干个喷射孔形成从上往下或从下往上的均匀多点式空气水雾喷射结构。

本实用新型的目的还可以通过采取如下技术方案达到:

进一步地，所述出风孔、出水孔等距设置并且出风孔与出水孔同轴；所述出水孔比出风孔小，出水孔的边缘与出风孔之间的连线为斜线，两斜线之间所形成的夹角α大于15°，以确保水雾完全喷出。

进一步地，在所述风管的内腔设有若干个支架，所述支架焊接在水管的外壁上；在水管的入口端设有水管法兰，在风管入口端设有风管法兰，水管通过所述支架及水管法兰与风管法兰的连接配合固定在风管的内腔；水管外壁与风管内壁的间距为1-5mm，以使水管方便抽出风管维护。

进一步地，水管的进水口和风管的进风口设置为同一侧，使空气水雾喷射结构为同一方向进水、进风，以使空气水雾喷射结构背压方向一致性。

进一步地，所述水管的封闭端由塞头进行密封，所述风管的封闭端由封板焊接密封。

进一步地，在所述风管的内壁与水管外壁之间设有支承棒，所述支承棒设置在出风孔的两侧，形成对水管的架空支承结构，以使水管与风管内腔壁之间悬空，形成间隙。

本实用新型具有如下突出的实质性特点和有益效果：

1、本实用新型涉及的带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，包括风管和水管，水管套接在风管的内腔，水管的一端设有进水口、水管的另一端封闭，在沿水管的长度方向底部开有等距分布的出水孔；风管的一端设有进风口、风管、的另一端封闭，沿风管的长度方向底部开有等距分布的出风孔；所述出风孔的数量及位置与出水孔的数量及位置一一对应，水管中带出水孔的侧壁与风管带出风孔的内壁之间留有间隙、以形成水气混合空间从而形成喷射孔，由若干个喷射孔形成从上往下或从下往上的均匀多点式空气水雾喷射结构；因此能够解决现有空气冷却或水冷却带材存在冷速过快过慢和冷却不均匀、消除应力效果差、容易产生形变等问题，具有带材连续退火冷却均匀、消除应力效果好、获得良好板形等实质性特点和进步。

2、本实用新型是利用在出口处具有一定速度的水流和具有一定相对速度的低压大流量的空气相混合后形成完全雾化的空气水雾，并以一定的速度喷射到高温带面上冲刷带面表面的水蒸气膜后换热汽化带走带材表面的热量从而冷却带材，具有空气水雾喷射范围广，空气水雾可完全覆盖钢带使之得到充分冷却等特点。

附图说明

图1是本实用新型带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构的结构示意图。

图2是本实用新型带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构的结构剖视图。

图3是图2中A-A向截面结构剖视图。

图4是图3的结构放大示意图。

图5是本实用新型风管中心到出风口距离的速度分布示意图。

具体实施方式

具体实施例1：

参见图1-图4，本实用新型具体实施例1涉及的带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，包括风管1和水管2，水管2套接在风管1的内腔，水管2的一端设有进水口2-1、水管2的另一端封闭，在沿水管2的长度方向底部开有等距分布的出水孔2-2；风管1的一端设有进风口1-1、风管1、的另一端封闭，沿风管1的长度方向底部开有等距分布的出风孔1-2；所述出风孔1-2的数量及位置与出水孔2-2的数量及位置一一对应，水管2中带出水孔2-2的侧壁与风管1带出风孔1-2的内壁之间留有间隙6、以形成水气混合空间从而形成雾喷射孔，由若干个水雾喷射孔形成从上往下或从下往上的均匀多点式空气水雾喷射结构。

本实施例中:

所述出风孔1-2、出水孔2-2等距设置并且出风孔1-2与出水孔2-2同轴；所述出水孔2-2比出风孔1-2小，出水孔2-2的边缘与出风孔1-2之间的连线为斜线，两斜线之间所形成的夹角α大于15°，以确保水雾完全喷出。

在所述风管1的内腔设有若干个支架3，所述支架3焊接在水管2的外壁上；在水管2的入口端设有水管法兰2-3，在风管1入口端设有风管法兰1-3，水管2通过所述支架3及水管法兰2-3与风管法兰1-3的连接配合固定在风管1的内腔；水管2外壁与风管1内壁的间距为1-5mm，以使水管2方便抽出风管1维护。

水管2的进水口2-1和风管1的进风口1-1设置为箱体同一侧，使空气水雾喷射结构为同一方向进水、进风，以使空气水雾喷射结构背压方向一致性。

所述水管2的封闭端由塞头2-4进行密封，所述风管1的封闭端由封板1-4焊接密封。

在所述风管1的内壁与水管2外壁之间设二条支承棒4，所述支承棒4设置在出风孔1-2的两侧，形成对水管的架空支承结构，以使水管2与风管内腔壁之间悬空，形成间隙6。

本实施例将水管2的开孔(出水孔2-2)设计为D1＝2mm，风管开孔(出风孔1-2)D2＝10mm，且两管壁间隙h约为4mm，两孔所形成的角度ɑ为70°大于所要求的最小15°夹角，确保从水管喷出来的水形成的水雾不会喷到空气管内部。

本实施例采用了水管2的管径D3为DN40，空气管1的管径D4为150mm，且两管壁间隙h为4mm。由于两管位置的配合使空气管中有一个截面面积减少的变化的趋势，使空气管中的气体流动的速度从管中心位置处到出风口位置逐渐加快，并且使管内气体有一个相对于带材位置的一个流动趋势，使气体可从管内有序地向一个方向流动，减少湍流的发生，保证出风孔处流体的均匀性。

本实施例水管2上的出水孔2-2小、风管1的出风孔1-12较大，其目的是使空气与水滴充分混合；并得到较好的雾化效果，确保水雾完全喷出，无残留；使空气水雾以一定的速度冲刷带面表面的水蒸气膜，提高冷却速度。

本实施例在水管2和风管1上按一定的间距开孔形成喷孔，喷孔的横向均匀分布实现空气水雾可均匀喷射到经过喷孔处的带材(工件)。

本实施例原理根据公式(1)，当韦伯常数We>14时，水滴完全雾化，且We越大，水滴雾化成的液滴越小。所以在保证供水压力不变的情况下，通过调节空气的流量，即可改变风管开口出的流速，水滴与空气的相对速度也将改变，韦伯常数We的值也可改变，从而根据不同的带型，可通过改变不同的供风流量即可改变需要的冷却效果。

W_e：韦伯常数

ρ_空：空气的密度，1.29kg/m³

V：水与空气的相对速度

d_水：水滴的直径

σ_f水：水的表面张力,0.0728N/m

经申请人使用证明，空气水雾冷却正好介乎于空气与水雾之间，可调整空气与水雾的流量比例，实现以25℃/S-50℃/S冷速进行冷却，减少冷却变形。具有均匀性及板形良好性。

Claims (6)

1.一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，其特征在于：包括风管(1)和水管(2)，水管(2)套接在风管(1)的内腔，水管(2)的一端设有进水口(2-1)、水管(2)的另一端封闭，在沿水管(2)的长度方向底部开有等距分布的出水孔(2-2)；风管(1)的一端设有进风口(1-1)、风管(1)的另一端封闭，沿风管(1)的长度方向底部开有等距分布的出风孔(1-2)；所述出风孔(1-2)的数量及位置与出水孔(2-2)的数量及位置一一对应，水管(2)中带出水孔(2-2)的一侧壁与风管(1)带出风孔(1-2)的内壁之间留有间隙(6)以形成水气混合空间从而形成空气水雾喷射孔，由若干个喷射孔形成从上往下或从下往上的均匀多点式空气水雾喷射结构。

2.根据权利要求1所述的一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，其特征在于：所述出风孔(1-2)、出水孔(2-2)等距设置并且出风孔(1-2)与出水孔(2-2)同轴；所述出水孔(2-2)比出风孔(1-2)小，出水孔(2-2)的边缘与出风孔(1-2)之间的连线为斜线，两斜线之间所形成的夹角α大于15°，以确保水雾完全喷出。

3.根据权利要求1或2所述的一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，其特征在于：在所述风管(1)的内腔设有若干个支架(3)，所述支架(3)焊接在水管(2)的外壁上；在水管(2)的入口端设有水管法兰(2-3)，在风管(1)入口端设有风管法兰(1-3)，水管(2)通过所述支架(3)及水管法兰(2-3)与风管法兰(1-3)的连接配合固定在风管(1)的内腔；水管(2)外壁与风管(1)内壁的间距为1-5mm，以使水管(2)方便抽出风管(1)维护。

4.根据权利要求1或2所述的一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，其特征在于：水管(2)的进水口(2-1)和风管(1)的进风口(1-1)设置为箱体同一侧，使空气水雾喷射结构为同一方向进水、进风，以使空气水雾喷射结构背压方向一致性。

5.根据权利要求1或2所述的一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，其特征在于：所述水管(2)的封闭端由塞头进行密封，所述风管(1)的封闭端由封板焊接密封。

6.根据权利要求1或2所述的一种带材连续退火冷却用空气水雾喷射结构，其特征在于：在所述风管(1)的内壁与水管(2)外壁之间设二条支承棒(4)，所述支承棒(4)设置在出风孔(1-2)的两侧，形成对水管的架空支承结构，以使水管2与风管内腔壁之间悬空，形成间隙(6)。

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