CN217058075U - 一种以低温氮气为介质的钢材控温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了钢材生产技术领域一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，包括沿氮气输送方向依次连接的液氮、降压蒸发装置、存储罐和密封箱，密封箱与氮气回收罐连接，密封箱用于钢材穿过，密封箱的进出口分别设置有前测温装置和后测温装置，密封箱内通过隔板分割成若干相互独立的冷却空间，隔板上开设有供钢材穿过的输送槽，存储罐和密封箱之间输送氮气的管路上安装有压力表和流量表，本实用新型用低温氮气取代常用介质水，使对钢材成品的冷却效果显著提高；节省了原废水回收与处理系统。起到防止污染、减少资金投入、提高效率的作用；降低了原介质对钢材控温系统设备的侵蚀与损坏，延长了控温系统设备使用寿命。

Description

一种以低温氮气为介质的钢材控温系统

技术领域

本实用新型涉及钢材生产技术领域，具体为一种以低温氮气为介质的钢材控温系统。

背景技术

目前国内通行的做法是用水对轧件冷却，让轧件通过穿水装置，达到冷却轧件表面温度的效果。

大量消耗水资源，有10％的水化为水蒸气消耗掉；

水污染，轧件通过水，表面的氧化铁皮和油污被水带走，需要修建专门的净水装置和冷却系统，高能耗；

水遇热变成水蒸气在穿水装置之中形成气泡，造成轧件表面温度不均匀，阴阳面，机械性能不稳定；

水冷轧件表面静置之后会产生铁锈，影响外观和机械性能。

基于此，本实用新型设计了一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，以解决上述背景技术中提出的现有的轧件采用水冷存在水污染、大量消耗水资源等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，包括沿氮气输送方向依次连接的液氮、降压蒸发装置、存储罐和密封箱，所述密封箱与氮气回收罐连接，所述密封箱用于钢材穿过，所述密封箱的进出口分别设置有前测温装置和后测温装置，所述密封箱内通过隔板分割成若干相互独立的冷却空间，所述隔板上开设有供钢材穿过的输送槽，所述存储罐和密封箱之间输送氮气的管路上安装有压力表和流量表。

进一步的，设置有与所述冷却空间一一对应的中间测温装置。

进一步的，所述密封箱进出口以及隔板的输送槽上均安装有隔离喷气嘴。

进一步的，所述密封箱和氮气回收罐之间连接有过滤箱，所述过滤箱内安装有呈锥形结构的过滤网。

进一步的，所述过滤箱和密封箱之间输送氮气的管路上安装有负压泵，所述过滤箱和氮气回收罐之间输送氮气的管路上安装有氮气浓度检测仪。

进一步的，所述密封箱内设置有环形结构的转环，所述转环上均匀安装有朝中心喷射的第一喷嘴。

进一步的，所述转环与旋转驱动装置连接用于驱动转环旋转，所述转环上安装有伸缩装置，所述伸缩装置输出端安装有第二喷嘴。

现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型用低温氮气取代常用介质水，使对钢材成品的冷却效果显著提高；节省了原废水回收与处理系统。起到防止污染、减少资金投入、提高效率的作用；降低了原介质对钢材控温系统设备的侵蚀与损坏，延长了控温系统设备使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型密封箱内部结构示意图；

图3为本实用新型氮气回收罐和过滤箱结构示意图；

图4为本实用新型喷气装置结构示意图。

图5为本实用新型一种钢材沿其输送方向截面示意图。

1、密封箱；11、前测温装置；12、后测温装置；13、隔板；131、输送槽；132、隔离喷气嘴；14、中间测温装置；15、喷气装置；151、转环；152、旋转驱动装置；153、第一喷嘴；154、伸缩装置；155、第二喷嘴；2、液氮；3、降压蒸发装置；4、存储罐；6、压力表；7、流量表；8、氮气回收罐；9、过滤箱；91、过滤网；92、氮气浓度检测仪；93、负压泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，包括沿氮气输送方向依次连接的液氮2、降压蒸发装置3、存储罐4和密封箱1，密封箱1与氮气回收罐8连接，密封箱1用于钢材穿过，密封箱1的进出口分别设置有前测温装置11和后测温装置12，密封箱1内通过隔板13分割成若干相互独立的冷却空间，隔板13上开设有供钢材穿过的输送槽131，存储罐4和密封箱1之间输送氮气的管路上安装有压力表6和流量表7。

进一步的，设置有与冷却空间一一对应的中间测温装置14。

进一步的，密封箱1进出口以及隔板13的输送槽131上均安装有隔离喷气嘴132。

进一步的，密封箱1和氮气回收罐8之间连接有过滤箱9，过滤箱9内安装有呈锥形结构的过滤网91。

进一步的，过滤箱9和密封箱1之间输送氮气的管路上安装有负压泵93，过滤箱9和氮气回收罐8之间输送氮气的管路上安装有氮气浓度检测仪92。

进一步的，密封箱1内设置有环形结构的转环151，转环151上均匀安装有朝中心喷射的第一喷嘴153。

进一步的，转环151与旋转驱动装置152连接用于驱动转环151旋转，转环151上安装有伸缩装置154，伸缩装置154输出端安装有第二喷嘴155。

本实用新型的一个实施例：

经过成品机架轧制后，钢材已达到成品材尺寸，此时的终轧温度为1100℃左右，钢在不同的冷却条件下会得到不同的组织结构和性能，因此，轧后冷却制度对钢材组织性能有很大的影响。实际上，轧后冷却过程就是一种利用轧后余热的热处理过程。

钢材冷却时不仅要求控制冷却速度，而且要力求冷却均匀，否则容易引起钢材扭曲变形和组织性能不均等缺陷。

液氮2装在液氮罐中，液氮2经过降压蒸发装置3降压、气化，得到所需温度的低温氮气，并暂时储存在存储罐4中，存储罐4中的低温氮气经过氮气输送管路喷向密封箱1内部；

前测温装置11和后测温装置12可采用红外测仪器，前测温装置11用于测量钢材进入密封箱1内部前的初始温度，后测温装置12用于测量钢材从密封箱1内部经过冷却后的温度；根据前测温装置11和后测温装置12测量的温度调节压力表6和流量表7，从而控制低温氮气喷射钢材时的流速和力度，直观的帮助工艺人员控温控轧。

密封箱1还与氮气回收罐8连接，若氮气直接排放至空气中，造成了氮气的浪费而且使得密封箱1周围氧气浓度较低不利于呼吸，通过氮气回收罐8将氮气回收再利用；

钢材在传送辊的带动下直线前进，密封箱1左右两侧分别开设有进口和出口，钢材通过进口、出口相对直线穿过密封箱1，密封箱1内的若干隔板13沿钢材输送方向排列将密封箱1内部分割成若干相互独立的冷却空间，隔板13上开设有供钢材穿过的输送槽131，密封箱1进出口、隔板13的输送槽131远远大于钢材外形；存储罐4内的低温氮气均匀输送给若干相互独立的冷却空间对其内部的钢材进行冷却，密封箱1进出口、隔板13的输送槽131位置安装的第一喷嘴132喷射低温氮气形成气帘阻挡不同冷却空间内的温度传递、大大降低密封箱1内的氮气外溢；

中间测温装置14可采用红外测仪器与冷却空间一一对应，中间测温装置14用于测量对应冷却空间内钢材的温度，根据中间测温装置14测量的钢材温度调节压力表6和流量表7从而控制低温氮气喷射钢材时的流速和力度，直观的帮助工艺人员控温控轧。

为了提高冷却效果，冷却空间内的第一喷嘴153环形阵列安装在转环151上，钢材相对从环形阵列的第一喷嘴153中心穿过，使得若干第一喷嘴153全方位喷射低温氮气对钢材进行冷却，提高冷却效果。

由于钢材的结构有多种，有一些比如附图5所示结构的钢材，第一喷嘴153无法对钢材内侧壁喷射低温氮气，伸缩装置154可采用伸缩气缸或电动伸缩杆安装在转环151上，伸缩装置154伸长将其输出端的第二喷嘴155插入钢材内部，此时，第二喷嘴155直接对钢材内侧壁喷射低温氮气提高冷却效果。

一种结构的第二喷嘴155无法适应不同内型的钢材，因此，不同组的伸缩装置154输出端的第二喷嘴155结构不相同；且钢材的开口侧朝向不同，转环151旋转使得对应的伸缩装置154、第二喷嘴155旋转对准钢材的开口；转环151相对旋转在支架上，转环151外壁呈齿轮结构，旋转驱动装置152可采用减速电机，减速电机输出端安装有驱动齿，减速电机通过驱动齿带动啮合的转环151减速旋转。

为了提高密封箱1氮气趋向流动至氮气回收罐8，负压泵93可采用负压抽气泵安装在过滤箱9和密封箱1之间的输送管路，负压泵93将各个冷却空间内的氮气输送至过滤箱9内，由于高温钢材冷却过程中会产生一些废渣，通过过滤网91将氮气中的废渣过滤出来，过滤网91呈圆锥形结构过滤面积较大，过滤后的氮气输送至氮气回收罐8内进行存储。

氮气回收罐8和过滤箱9输出端的输送管路可拆卸连接用于更换氮气回收罐8，过滤箱9输出端的输送管路上安装有氮气浓度检测仪92用于检测输送至氮气回收罐8内的氮气浓度。

还包括有安装在各个输送管路上的阀门。

本实用新型中电气设备通过外部控制开关与外部电源连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，包括沿氮气输送方向依次连接的液氮(2)、降压蒸发装置(3)、存储罐(4)和密封箱(1)，其特征在于：所述密封箱(1)与氮气回收罐(8)连接，所述密封箱(1)用于钢材穿过，所述密封箱(1)的进出口分别设置有前测温装置(11)和后测温装置(12)，所述密封箱(1)内通过隔板(13)分割成若干相互独立的冷却空间，所述隔板(13)上开设有供钢材穿过的输送槽(131)，所述存储罐(4)和密封箱(1)之间输送氮气的管路上安装有压力表(6)和流量表(7)。

2.根据权利要求1所述的一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，其特征在于：设置有与所述冷却空间一一对应的中间测温装置(14)。

3.根据权利要求1所述的一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，其特征在于：所述密封箱(1)进出口以及隔板(13)的输送槽(131)上均安装有隔离喷气嘴(132)。

4.根据权利要求1所述的一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，其特征在于：所述密封箱(1)和氮气回收罐(8)之间连接有过滤箱(9)，所述过滤箱(9)内安装有呈锥形结构的过滤网(91)。

5.根据权利要求4所述的一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，其特征在于：所述过滤箱(9)和密封箱(1)之间输送氮气的管路上安装有负压泵(93)，所述过滤箱(9)和氮气回收罐(8)之间输送氮气的管路上安装有氮气浓度检测仪(92)。

6.根据权利要求1所述的一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，其特征在于：所述密封箱(1)内设置有环形结构的转环(151)，所述转环(151)上均匀安装有朝中心喷射的第一喷嘴(153)。

7.根据权利要求6所述的一种以低温氮气为介质的钢材控温系统，其特征在于：所述转环(151)与旋转驱动装置(152)连接用于驱动转环(151)旋转，所述转环(151)上安装有伸缩装置(154)，所述伸缩装置(154)输出端安装有第二喷嘴(155)。

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