CN219342229U - 一种用于退火炉出口板带材的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于退火炉出口板带材的冷却装置，包括设置在退火炉出口下游的若干个冷却区，冷却区设置有鼓风机、若干个第一进风管、与第一进风管连接的若干个冷却风嘴，冷却风嘴沿板带材宽度方向设置，冷却风嘴分别对应于板带材的中部和两个边部，每个冷却风嘴分别连接一个独立的第一进风管，若干个第一进风管连接于同一组鼓风机，第一进风管与冷却风嘴之间设置有第一阀门，第一阀门用于调节冷却风嘴的进风流量。本实用新型通过在沿板带材宽度方向设置若干个冷却风嘴，分别对应于板带材的中部和两个边部，利用阀门调节冷却风嘴的进风流量，可对板带材边部和中部提供不同的冷却风量，进而降低板带材边部与中部的温度差。
Description
技术领域
本实用新型属于冷轧板带材产品生产制造领域，具体涉及一种用于退火炉出口板带材的冷却装置。
背景技术
不锈钢冷轧板带材是钢铁材料中使用最为广泛的一类，其主要制造流程为：冶炼-连铸-热轧-冷轧。冷轧后材料已加工硬化，为获得良好的加工性能，还需要对材料进行退火处理。常用的退火处理装置为连续卧式退火炉，其主要结构分为加热段和冷却段。冷轧后的板带材在加热段被加热到一定温度，一般要到900～1200℃，并保温一定时间，组织回复，再以一定冷却速度冷却到常温。为控制最终产品的微观组织、析出相，必须满足一定的冷却速度。同时，由于钢铁材料的热胀冷缩，冷却速度不宜过大，否则会引起钢板的严重翘曲变形，尤其是当板带材厚度较薄时。当冷却速度较大时，整个板面极易发生冷却速度不均匀问题，最为突出的就是带钢边部和中部的冷却差异。冷却速度不均匀会产生温度差，由于热膨胀性会产生内应力造成板型恶化，带钢不平度一般会达到15mm/m，甚至超过20mm/m，可能会与设备产生划伤，影响产品质量，甚至发生断带风险。碳钢和铁素体不锈钢在常温下膨胀系数在10μm×(m×K)-1左右，而奥氏体不锈钢在17μm×(m×K)-1左右，随着温度的升高，钢铁材料的膨胀系数也会进一步上升。
在实际生产过程中，需要保证一定的冷却速度和生产效率。当退火后的板型不平度较大时，需要后续较大的平整压力(或者拉矫张力)进行板型矫正，将导致最终产品的屈服强度升高、延伸率降低，影响最终产品的使用。因此，改善卧式连续退火炉出口板型的冷却方法对于冷轧板带材的生产极为重要。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种用于退火炉出口板带材的冷却装置，可以对板带材边部和中部提供不同的冷却风量，进而降低板带材边部与中部的温度差。
本实用新型提供了一种用于退火炉出口板带材的冷却装置，包括设置在退火炉出口下游的若干个冷却区，冷却区设置有鼓风机、若干个第一进风管、与第一进风管连接的若干个冷却风嘴，冷却风嘴沿板带材宽度方向设置，冷却风嘴分别对应于板带材的中部和两个边部，每个冷却风嘴分别连接一个独立的第一进风管，若干个第一进风管连接于同一组鼓风机，第一进风管与冷却风嘴之间设置有第一阀门，第一阀门用于调节冷却风嘴的进风流量。
可选地，冷却区还设置有第二进风管，第二进风管的进风口连接鼓风机，出风口连接分流装置，分流装置再连接若干个第一进风管，第二进风管与鼓风机之间设置有第二阀门，第二阀门用于调节第二进风管的进风流量。
可选地，板带材的上下两侧分别设置有若干个冷却风嘴。
可选地，退火炉的出口下游设置有冷却通道，冷却风嘴设置在冷却通道内，第一进风管穿过冷却通道的侧壁与冷却风嘴连接。
可选地，第一进风管、第二进风管上均设置有膨胀节。
可选地，板带材的上侧设置有悬挂架，悬挂架用于安装固定若干个冷却风嘴；板带材的下侧设置有支撑架，支撑架用于安装固定若干个冷却风嘴。
可选地，第一阀门设置为不同开度，用于调整对应于板带材中部的冷却风嘴的出风量占鼓风机总出风量的30％～50％，对应于板带材两边的冷却风嘴的出风量占鼓风机总出风量的25％～35％。
可选地，冷却区设置于距离退火炉出口较近的位置，冷却区的数量为2～4个。
可选地，冷却区的第一进风管设置有引入废热气体装置，用于提高冷却气体的温度。
可选地，冷却风嘴的出风口呈狭缝状，垂直于板带材的运行方向，与板带材的表面平行，并保持预定距离。
由上述技术方案可知，本实用新型提供的用于退火炉出口板带材的冷却装置，具有以下优点：
本实用新型通过在沿板带材宽度方向设置若干个冷却风嘴，分别对应于板带材的中部和两个边部，利用阀门调节冷却风嘴的进风流量，可对板带材边部和中部提供不同的冷却风量，进而降低板带材边部与中部的温度差，改善冷却后板带材的板型。后续仅需较小的的平整压力(或者拉矫张力)进行板型矫正，进而使得最终产品的屈服强度升高较小、延伸率无明显下降，最终产品的加工性能得到有效保障。
附图说明
图1为本实用新型实施例的退火炉和冷却装置的主视图；
图2为本实用新型实施例的冷却装置的主视图；
图3为本实用新型实施例的退火炉和冷却装置的俯视图；
图4为本实用新型实施例的退火炉和冷却装置的主视图。
附图标记：1、退火炉；11、悬挂架；12、支撑架；13、冷却通道；2、输送辊道；3、板带材；4、冷却区；41、鼓风机；42、第二进风管；43、第二阀门；44、第一进风管；45、冷却风嘴；46、第一阀门；47、膨胀节；48、分流装置。
具体实施方式
为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的用于退火炉出口板带材的冷却装置作进一步详细的描述。
本实用新型为提高冷轧板带材产品性能、板型质量和加工性能，改进了冷却风嘴和供风系统。为更好的理解本实用新型的实施例，首先阐述本实用新型的整体技术方案与相关冷却方法。
冷轧后的钢带在加热段将加热到一定温度，一般要到900～1200℃，并保温一定时间，组织恢复，再以一定冷却速度冷却到常温。在冷却段一般前半部分为空冷段，后半部分为水冷段。在空冷段，采用空气作为冷却介质，虽然空气的热容较小，但是由于较大的温度差，仍然有较大的冷却速度。冷却空气从狭缝状的风嘴中喷射到带钢表面，狭缝状的风嘴垂直于带钢运行的方向，与带钢表面平行，并保持一定距离，避免风嘴划伤带钢表面。带钢上部和下部均布置有风嘴。
在进入水冷段时，钢带一般都已经冷却到300℃以下，水介质具有较大的热容可以在较短的时间内将其冷却至常温。冷却水从喷嘴中喷射到带钢表面，喷嘴布置在一根直的喷水杆上，喷水杆垂直于带钢运行的方向，与带钢表面平行，并保持一定距离，避免风嘴划伤带钢表面。带钢上部和下部均布置有喷水杆。
在空冷段的前几个区域，由于较大的温度差，是钢带冷却速度的最大的区域，也是带钢板型最容易恶化的区域。为了控制冷却速度，除了控制冷却进风量以外，一般会在进风口掺一部分排气的热风来提高冷却风的温度，进而降低带钢与冷却空气之间的温度差，以此来控制冷却速度。但是由于冷轧带钢较薄，其宽厚比非常大，热传递会造成带钢边部的冷却速度会明显大于带钢中部。
本实用新型为了降低空冷段带钢边部与中部的温度差，改进了冷却风嘴和供风系统，利用阀门调节冷却风嘴的进风流量，可以对带钢边部和中部采取不同的冷却风量，进而降低带钢边部与中部的温度差，改善冷却后带钢板型，带钢上部和下部均按此改造进风系统。
如图1、图3、图4所示分别为本实用新型实施例的退火炉和冷却装置的主视图和俯视图，该装置包括设置在退火炉出口下游的若干个冷却区4，可根据实际工程需要，选择距离加热段出口最近的几个冷却区4，冷却区4设置有鼓风机41、若干个第一进风管44、与第一进风管44连接的若干个冷却风嘴45。
若干个冷却风嘴45沿板带材3(如带钢)宽度方向设置，冷却风嘴45分别对应于板带材3的中部和两个边部。每个冷却风嘴45分别连接一个独立的第一进风管44。若干个第一进风管44连接于同一组鼓风机41。第一进风管44与冷却风嘴45之间设置有第一阀门43，第一阀门43用于调节冷却风嘴45的进风流量。例如，将3个独立的冷却风嘴45分别连接3个独立的第一进风管44，3个独立的第一进风管44连接同一组鼓风机41，可以保证同一冷却区的初始进风流量和温度一致。在3个独立的第一进风管44连接同一组鼓风机41之间分别设置可调节进风流量的第一阀门43，通过第一阀门43调节带钢边部、中部和边部3个冷却风嘴45的进风流量。对带钢边部和中部采取不同的冷却风量，以降低带钢边部与中部的温度差，改善冷却后带钢板型。该装置还可适于卧式连续退火炉。
冷却风嘴45的数量至少设置3个，还可以多于3个，例如6个、9个，需要满足分别对应于板带材3的中部和两个边部。
在一些实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，冷却区还设置有第二进风管42，第二进风管42的进风口连接鼓风机41，出风口连接分流装置48，分流装置48再连接若干个第一进风管44，第二进风管42与鼓风机41之间设置有第二阀门43，第二阀门43用于调节第二进风管42的进风流量。分流装置48起到将第二进风管42的气流分散输入至第一进风管44的作用。
在一些实施例中，如图1、图4所示，板带材3的上下两侧分别设置有若干个冷却风嘴45。可在板带材3的上下两侧分别对称设置有若干个冷却风嘴45，可更有效地降低带钢两侧的边部与中部的温度差。
在一些实施例中，如图1、图4所示，退火炉1的出口下游设置有冷却通道13，冷却风嘴45设置在冷却通道13内，第一进风管44穿过冷却通道13的侧壁与冷却风嘴45连接。输送辊道2穿过冷却通道13，板带材3也是在冷却通道13内输送，冷却通道13能够起到防止冷却介质外泄、隔离环境温度、降低噪声污染、等积极作用。
在一些实施例中，如图1、图4所示，第一进风管44上设置有膨胀节47，用于补偿第一进风管44的热膨胀差。第二进风管42上也可以设置有膨胀节47，用于补偿第二进风管42的热膨胀差。
在一些实施例中，如图1、图4所示，板带材3的上侧设置有悬挂架11，悬挂架11用于安装固定若干个冷却风嘴45。板带材3的下侧设置有支撑架12，支撑架12用于安装固定若干个冷却风嘴45。悬挂架11、支撑架12与冷却风嘴45均可以通过螺栓连接固定。
在一些实施例中，如图3所示，第一阀门46设置为不同开度，用于调整对应于板带材3中部的冷却风嘴45的出风量占鼓风机41总出风量的30％～50％，对应于板带材3两边的冷却风嘴45的出风量占鼓风机41总出风量的25％～35％。如中部冷却风嘴的占比为40％，每一个边部冷却风嘴的占比为30％。
冷却风嘴的风量调节原则，一般来说，中部冷却风嘴的进风流量大于边部冷却风嘴，以弥补带钢边部冷速度大于中部的问题。当带钢温度越高，冷却速度越快，带钢边部与中部的温度差较越大时，中部冷却风嘴进风流量与边部冷却风嘴进风量的差值应当越大。因此，距离加热段出口越近的冷却区，中部冷却风嘴进风流量与边部冷却风嘴进风量差值应当越大。
如表1所示，中部风嘴进风流量大于边部风嘴，冷却1区的中部冷却风嘴进风流量与边部冷却风嘴进风量差值(700m3/h)应当大于冷却2区对应的进风量差值(450m3/h)。
表1
| 风量 | 边部 | 中部 | 边部 |
| 冷却1区 | 500m3/h | 1200m3/h | 500m3/h |
| 冷却2区 | 550m3/h | 1000m3/h | 550m3/h |
在一些实施例中，如图3所示，冷却区4设置于距离退火炉1出口较近的位置，冷却区4的数量为2～4个。该区域的带钢温度高，冷却速度快，带钢边部与中部的温度差较大，冷却效果较好。
在一些实施例中，如图3所示，冷却区4的第一进风管44设置有引入废热气体装置，用于提高冷却气体的温度。为了控制冷却速度，除了控制冷却进风量以外，一般会在进风口掺一部分排气的热风来提高冷却风的温度，进而降低带钢与冷却空气之间的温度差，以此来控制冷却速度。
在一些实施例中，如图3所示，冷却风嘴45的出风口呈狭缝状，垂直于板带材3的运行方向，与板带材3的表面平行，并保持预定距离。输送辊道2的旋转带动板带材3的运行，冷却风嘴45垂直于板带材3运行的方向，与板带材3表面平行，并保持一定距离，可避免冷却风嘴45划伤板带材3的表面。
综上所述，本实施例中的用于退火炉出口板带材的冷却装置，通过在沿板带材宽度方向设置若干个冷却风嘴，分别对应于板带材的中部和两个边部，可对板带材边部和中部提供不同的冷却风量，进而降低板带材边部与中部的温度差。具有以下有益的技术效果：
(1)基于该冷却装置生产线可生产厚度为0.8～3.0mm，宽度为1000～1600mm的奥氏体不锈钢SUS304冷轧钢带，退火炉出口板型改善明显，带钢不平度可达到≤8mm/m。
(2)后续仅需较小的的平整压力(或拉矫张力)对带钢进行板型矫正，平整延伸率≤0.5％，对最终产品的屈服强度影响较小、延伸率无明显下降，最终产品的加工性能得到有效保障，而带钢的不平度可进一步改善至≤5mm/m。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种用于退火炉出口板带材的冷却装置，包括设置在退火炉出口下游的若干个冷却区，所述冷却区设置有鼓风机、若干个第一进风管、与所述第一进风管连接的若干个冷却风嘴，其特征在于，所述冷却风嘴沿板带材宽度方向设置，所述冷却风嘴分别对应于所述板带材的中部和两个边部，每个所述冷却风嘴分别连接一个独立的所述第一进风管，若干个所述第一进风管连接于同一组所述鼓风机，所述第一进风管与所述冷却风嘴之间设置有第一阀门，所述第一阀门用于调节所述冷却风嘴的进风流量。
2.根据权利要求1所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述冷却区还设置有第二进风管，所述第二进风管的进风口连接所述鼓风机，出风口连接分流装置，所述分流装置再连接若干个第一进风管，所述第二进风管与所述鼓风机之间设置有第二阀门，所述第二阀门用于调节所述第二进风管的进风流量。
3.根据权利要求1所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述板带材的上下两侧分别设置有若干个所述冷却风嘴。
4.根据权利要求2所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述退火炉的出口下游设置有冷却通道，所述冷却风嘴设置在所述冷却通道内，所述第一进风管穿过所述冷却通道的侧壁与所述冷却风嘴连接。
5.根据权利要求2所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述第一进风管、所述第二进风管上均设置有膨胀节。
6.根据权利要求1所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述板带材的上侧设置有悬挂架，所述悬挂架用于安装固定若干个所述冷却风嘴；所述板带材的下侧设置有支撑架，所述支撑架用于安装固定若干个所述冷却风嘴。
7.根据权利要求1所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述第一阀门设置为不同开度，用于调整对应于所述板带材中部的所述冷却风嘴的出风量占所述鼓风机总出风量的30％～50％，对应于所述板带材两边的所述冷却风嘴的出风量占所述鼓风机总出风量的25％～35％。
8.根据权利要求1所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述冷却区设置于距离所述退火炉出口较近的位置，所述冷却区的数量为2～4个。
9.根据权利要求1所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述冷却区的第一进风管设置有引入废热气体装置，用于提高冷却气体的温度。
10.根据权利要求1-9任一项所述的用于退火炉出口板带材的冷却装置，其特征在于，所述冷却风嘴的出风口呈狭缝状，垂直于所述板带材的运行方向，与所述板带材的表面平行，并保持预定距离。
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| CN202320266348.XU CN219342229U (zh) | 2023-02-17 | 2023-02-17 | 一种用于退火炉出口板带材的冷却装置 |
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