CN85107297A - 冷却热轧钢线材的设备 - Google Patents

Abstract

一种运输机构成一个通道，热轧钢线材以重叠相互偏置的圈的形式被运输在其上。空气喷嘴布置在运输机通道下面，以便向上对着线材圈引导空气，空气来自下面的由马达驱动的鼓风机供风的通风室。为了把水喷到线材圈上布置了另外的水喷嘴。一些供给的水被线材圈的热蒸发，而剩余的水通过空气喷嘴排入通风室并随后将其去掉。

Description

本发明一般介绍的是热轧钢产品，例如线材和类似的产品，在直接轧制操作工序之后的控制冷却，以便获得预先确定的冶金质量。

在直接轧制工序中，热轧线材控制冷却开始于近20年以前美国专利3，231，432（MCLean等）中叙述的方法。这种方法涉及到热轧线材和热轧之后以张开的圈形式直接把它卷在开式运输机上，而钢的显微组织仍然有高的均匀状态，成相对小的奥氏体晶粒尺寸。当线材圈沿运输机移动时，它被空气冷却完成同素异性转变。这样产生被细化的显微组织，即显微组织完全相当于由空气或铅浴索氏体化处理获得的显微组织，能够使在其后处理的线材不经过附加的热处理达到成品，例如拉成细丝。

在这种方法的较早的设备中，采用了链式运输机。但是，由于线材圈有受到擦伤的可能，由于它们被牵引通过位于链子之间的固定支承轨道的结果，和由于延伸区与这种轨道接触产生不均匀冷却的结果，近来已经停止使用链式运输机而采用辊式运输机了，例如在美国专利3，930，900（Wilson）中所表示的那样。在此，线材圈被运输通过被驱动的辊子，空气喷嘴布置在两个辊子之间，以便向上吹冷却空气通过线材圈。

把空气冷却喷嘴直接布置在运输机辊子下面已经获得进一步改善冷却均匀性和操作的灵活性，例如在美国专利4，448，401，（Jalil等）中表示的那样。

前述形式的设备所处理的线材规格通常直径在5～19mm范围内。对直径大约为9mm以下的线材，已经证明空气冷却能够充分快到获得合格的抗拉强度。但是，对直径9mm和9mm以上的线材，空气冷却速度就不够充分快了，这样产生的拉力强度是在某些用途的产品的合格水平以下。

人们已经作了采用水作为冷却介质来增加冷却速度的努力。例如美国专利4，395，022（Paulus等）中叙述的浸入水槽中冷却热轧钢产品，包括线材的设备。据说水浸冷却已经获得一定的加速冷却速度，改善了较大尺寸线材的抗拉能力。但是，获得均匀的冷却结果是有困难的。这主要是由于难以维持水的最佳化学性质。这个难题的解决需要连续地从水槽中去除杂质，例如脏物、小氧化铁皮等等。

象美国专利4，168，993（Wilson等）所表示的那样，人们已经作了一些喷水的工作。但是，这种装置的问题是某些运输机区段受到空气冷却的限制。如果仅仅需要空气冷却，例如，当处理小直径线材时，那么水冷却区段必须被关闭。这样，当线材沿运输机移动时，它将经过伸长的间隔区段（移动通过非工作的水冷却区段），此时没有冷却剂被供给，这样严重损害了这种方法的总效率。

由于上述的问题，当轧制直径9mm和9mm以上的线材时，大多数的轧机或是以较大的压延量拉伸，或是使用合金元素增加钢的淬硬性，或是依靠轧线外的铅浴热处理或盐浴热处理。第一种方法产生混合的结果，而第二和第三种方法大大地增加了每吨线材的成本。总之，当处理直径9～19mm范围的较大尺寸的线材时，现有的技术不能满意地满足工业上的要求。

本发明的主要目的是提供一种经过改进的冷却运输机设备，该设备适合于用常规方法连读空气冷却较小规格的线材，当需要加速冷却较大规格的线材时，至少一些相同的区段适合于喷水冷却或充水空气冷却。

全部的运输机的区段有强迫通风冷却系统，该系统包括空气喷嘴，它们安装在线材圈运行通过的运输机辊子下面，用空气管道把空气喷嘴连接到马达驱动的鼓风机。加速冷却区段附加装设水冷却系统，包括由适当的管路供给水的喷嘴。在一个实施例中，喷嘴直接安装在线材圈运行路线的附近，以便把水直接喷到线材圈上，最好是由上下一起喷。在另一个实施例中，水喷嘴安装在空气管道内，以便把水微滴喷入到用马达驱动的鼓风机造成的强迫通风的气流中，因此，可将产生的充水空气向上通过空气喷嘴供给到线材圈上。

当上述的任何一个水冷却实施例操作时，施加到热线材上的一部分冷却水将被转变成蒸汽。蒸汽由安装在运输机上面可移动的罩子收集起来，并且从这里用适当的排除器和管道将其排出去。剩余的水通过空气喷嘴向下排入到空气管道内，在那里水被收集起来并被排出，以便接着过滤和再循环。

这样将看到的是空气管道和喷嘴起着双重作用，可把空气供给到线材圈上，和/或排除剩余的水，可以根据情况选择操作方式。运输机的加速冷却区段的多功能特性可使在全部线材规格范围内进行操作，甚至在仅仅采用空气冷却时成为可能。

图1是本发明冷却设备示意图的侧视图，

图2是沿运输机移动的线材圈的偏置重叠关系的局部俯视图，

图3是本发明的具有局部剖面的放大侧视图，表示出既有空气冷却又有水冷却性能的实施例的一段运输机。

图4是图3表示的一段运输机的进一步的放大和局部侧视剖面图。

图5是沿图3的5-5线取出的运输机的横断面图。

图6是本发明的具有局部剖面的侧视图，表示出既有空气冷却又有水冷却性能的另一个实施例的一段运输机。

图7是沿图6的7-7线取出的运输机的横断面图。

图8是沿图7的8-8线剖开的局部俯视图，表示出喷水嘴的一种布置形式。

图9是类似图8的视图，表示出喷水嘴的另一和布置形式。

首先参照图1和图2，用10表示出拉细丝机的最后几对轧辊。热轧线材从拉细丝机出来借助于水冷却的输出管12输运到绕线头14。绕线头使线材形成连续成串的线圈16，该线圈被放置在一个短运输带18上。该运输带18以适当的速度被驱动。当这些线圈移动到冷却运输机20上时，该适当速度能使这些线圈排列成偏置重叠的形式。运输机20有许多互相间隔开的被驱动的运输辊子22，这些辊子把偏置重叠成的线圈16向着图2中箭头24指示的方向向前推。

在此图示的实施例中，运输机20用字母A和B表示成数个部分。B部分适合于仅仅用强迫通风的普通方式冷却线圈，这种装置可以是若干公知结构中的任何一种，其例子之一是在美国专利4，448，401（Jalil等）中描述的。但是，A部分有多种功能，它能单独供给空气，或者供给喷水或充水空气。

再参照表示运输机A部分的一个实施例的图3～5，其中被驱动的运输机辊子22安装在由充填在许多槽形腔26内的耐火材料制成的运输机盖板上面。槽形腔26被相互隔离开，以便在运输机辊子上面的线材圈16全部运行路线的下面安装“第一”空气喷嘴28。空气喷嘴28最好放置在辊子22的下面，并延伸横过整个运输机宽度。

空气喷嘴28与在下面安装的许多空气通道30的任何一个连通，每个通道由马达驱动的鼓风机32提供强迫通风。通道使用绝热材料适当隔热，每个通道有一个倾斜的底壁34，每个通道在内部再由隔板36（看图5）分成一个中心腔38和两个侧腔40。鼓风机32的输出风量可以用许多隔板（未表示）任意分流，以便较大比例的冷却空气进入侧腔40供给运输机两个侧面的喷嘴28，因为在运输机的两个侧面线材圈的重叠密度最大。此外，沿着隔板36的上边缘装有可调节的偏转器42，以便进一步控制冷却空气通过喷嘴28的供给量。空气喷嘴28、通道30和马达驱动的鼓风机32对运输机两部分A和B是共同使用的部件。

供水管路43至少延伸通过一些在两个运输辊子22之间的装在一定间隔下面的用耐火材料砌成的槽腔26。供水管路43有向上喷水的“第二”喷嘴44。

附加的供水管路45最好安装在运输机辊子上面盖子部分48上。供水管路45装载着附加的向下喷水的第二喷嘴46。供水管路43、45通过柔性管50连接到分配头52，该分配头52依次通过闸阀54连接到主供水头56。喷嘴44、46的布置最好是这样的。与供给到运输机中心部分的水量比较起来，供给到运输机两个边部的水量是较大的。

如图3清楚地看到的那样，每个空气通道30的倾斜底壁34有一个引导到小水槽60的排水口58。该水槽依次通过排水管62连接到图1中所表示的收集器64。

翻板阀66与每一个排水口58相互连接。这些阀可以在如图中所表示的打开位置和堵塞排出口的关闭位置之间用任何普通的装置（未表示）用人工来调节。

如图5所示，至少一些运输机的盖板部分48有与排汽孔70和抽汽管道72相连通的顶孔68。在卸开柔性管50之后，盖板部分可被转动到以点划线表示的70′的打开位置。

在操作中，运输机A部分和B部分能够只用空气冷却线材圈，只喷水冷却，或用雾状充水空气冷却，当仅仅用空气冷却时，翻板阀66和水闸阀54将被关闭。柔性管50将被卸开，盖板部分48被升起到其打开位置70′。此后，打开鼓风机32，空气将通过管道30和第一喷嘴28被向上驱动，以便供给到在辊子22上移动的线材圈上。

当仅仅用水冷却时，鼓风机32被关闭并用人工将滑板74（看图3）横插过管道30以保证鼓风机不暴露在潮气之中。盖板部分48被下降到其适当位置上并连接柔性管50。此后，打开翻板阀66，打开主闸阀54把水供给到第二喷水嘴44、46。水由线圈的上和下面成细密的喷雾供给。由于线材圈的热使很多水转变为水蒸汽，这些水蒸汽从运输机通过排气孔70和抽气管道72排放出去。剩余的水通过第一空气喷嘴28向下流入管道30内。重力把水向下引导到倾斜管道的底部34并通过排出孔58进到槽60内，从这里通过排出管62到收集器64。虽然在图中没有表明，但是很清楚的是水由收集器64可以被过滤和再循环回到主水头56。也很清楚的是通过喷嘴44和46被供给的水的温度可以被控制，如通过预热，以便获得在运输机上通过的线圈的有选择的冷却速度。

在图6-8中表示出运输机A部分的另一个实施例。在两个实施例中，那些共同的零部件已用相同的序号表示。在此，将看到的是“第二”喷水嘴76被单独装在空气管道30之内。盖板部分78借助于吊耳80是可以移去的，并借助于横支管路82可拆地连接到蒸汽抽出管道84。喷水嘴76的装设是为了把细喷水导入到由鼓风机32产生的气流中去。这样的雾化充水空气向上通过第一喷嘴，以便供给到运输机上由驱动辊22运载着的线材圈上。蒸汽由盖板78通过支管82和与之连通的排气管道84排出，剩余的水像以前描述的那样通过喷嘴28进入空气管道30排除。当仅仅用空气工作时，关闭喷水嘴76，移去盖板部分78，并关闭翻板阀66。

图9表示一个在图6-8中图解实施例的另一个改进形式。在此，“第二”喷嘴86再被单独固定到空气管道30内。喷嘴86布置在许多排r₁、r₂内。r₁排布置在中心腔38内，而r₂排分别布置在侧腔40内。喷嘴86由具有水和压缩空气的混合器88来供给，水通过一个支管90连接到主供水管92，而压缩空气通过另一个支管94连接到集气管96。喷嘴86产生很细的雾气，该雾气与由鼓风机32输出的空气更充分地混合。

在图10中表示本发明的另一个实施例，其中运输机的盖板包括一系列间隔开的矩形管98，间隔100构成第一喷气嘴，有选择的管子装有一系列的第二喷水嘴102。冷却水通过管98进行循环，喷嘴102的冷却水向上喷到运输机辊子22上被运输的线材圈上。在此，第一喷嘴100使剩余的水排回到布置在下面的压力通气系统（未表示）。

本发明已经描述的几个实施例，普通专业技术人员将可以评价其优点，根据一般的实践，当处理较小直径的线材（9mm以下）时，运输机A部分和B部分可以只使用空气冷却。在这种情况下，运输机的盖部分被打开或去掉，以便使通过沿运输机移动的重叠线材圈及其周围的冷空气不受限制地向上流动。由于所有的运输机部分装有空气冷却喷嘴、管道和鼓风机，实际上，沿着全部的运输机长度上是进行连续强制通风的。

当处理较大直径的线材时，通过改变运输机A部分，由空气冷却的方式改变成以前叙述过的水冷却方式，能够获得更快的冷却速度。每一种水冷却方式，其特征是至少部分地向上喷水或充水空气。因为已重叠的线圈移动过间隔开的运输机辊子上，向上供应的水必然是间断的。这样被认为是有益的，其原因是在接续着的水供给来之前可使供给到热线材表面上的水蒸发成蒸汽并离开线材表面。由于蒸汽不像全部浸没在水槽中那样紧靠着线材表面。不会形成隔热汽外套，这样可以获得更快的冷却速度。

很明显的是可以改变运输机A部分和B部分的次序以适合工作条件。例如，可能需要在运输机的开头部分有几个连续的A部分，或者运输机部分全部为A形式。

Claims (10)

1、一种用于构成通道的运输机的设备，高温热轧钢线材以重叠偏置的圈的形式沿该通道被运输通过冷却区，所述设备用来在所述的冷却区内冷却所述的圈，该设备包括：许多沿所述的冷却区内的所述的通道下面布置的第一喷嘴；空气供给装置包括与所述的第一喷嘴连通的管道，以便使冷却空气流从所述的第一喷嘴向上对着所述的冷却区内的线材圈喷射；许多与供水装置连通的第二喷嘴，被安装的所述的第二喷嘴把水供给到所述的冷却区内的线材圈上，这样一部分被供给的水通过热的线材圈被转变成水蒸汽，而剩余的被供给的水通过所述的第一喷嘴返回到所述的管道中去；用于从所述的通道附近去除所述的蒸汽的装置；和用来把这样返回的水从所述的管道中去除的装置。

2、根据权利要求1的设备，其中至少所述的一些第二喷嘴被布置在冷却区内所述的通道下面，以对着线材圈向上喷射水。

3、根据权利要求2的设备，其中至少所述的一些第二喷嘴被布置在冷却区内所述的通道的上面，以便向下对着线材圈喷射水。

4、根据权利要求1、2或3的设备，其中蒸汽去除装置包括一个在所述冷却区内的所述通道上面的盖，所述的盖有与之连通的蒸汽排出器。

5、根据权利要求3的设备，其中所述的蒸汽去除装置包括一个在所述冷却区内的所述通道上面的可移动的盖，与所述的盖连通的蒸汽排出器，安装在所述的通道上面并由所述的盖支承着的第二喷嘴。

6、根据权利要求1的设备，其中所述的第二喷嘴安装在所述的管道内，而且从所述的第二喷嘴喷射的水与从所述的第一喷嘴喷射的冷却空气流混合。

7、根据权利要求1的设备，其中所述的运输机有许多连续的相互隔开的被驱动的辊子，在所述的辊子上运载着所述的圈沿着所述的通道通过所述的冷却区，安装在所述的辊子下面的所述的第一喷嘴，和至少一些安装在所述的冷却区内所述的辊子之间空间下面的所述的第二喷嘴。

8、根据权利要求1的设备，其中所述的水去除装置包括通过排出管与所述的管道连通的排出管路，和当所述的设备仅仅把空气供给到线材圈上时，用来关闭所述的排水管的阀装置。

9、根据权利要求6的设备，其中所述的管道用内隔板再分割成装在所述的运输机下面的中心腔，和装在所述的运输机侧部下面的侧腔，而且所述的第二喷嘴被布置成许多排，所述的排中的一些排被布置在所述的中心腔内，而所述的另一些排被布置所述的侧腔内。

10、一种用在具有连续的互相隔开的被驱动的辊子的运输机上的设备，所述辊子构成一个通道，在该通道上的高温的钢线材以在所述的冷却区内成重叠偏置的圈的形式沿所述通道被运输通过冷却区，所述设备用于冷却所述的圈，该设备包括：许多的安装在所述的冷却区的所述辊子下面的第一喷嘴，所述的第一喷嘴实际上完全地延伸横过全部运输机的宽度;空气供给装置包括与所述的第一喷嘴连通的管道，以便使冷却空气流从所述的第一喷嘴向上对着线材圈喷射;一个在所述的冷却区内可移动的盖，安装在所述的运输机的上面;许多的第二喷嘴，一些所述的第二喷嘴安装在所述的通道的所述的冷却区的下面并且在所述的辊子之间向着上面，所述的第二喷嘴的其余部分由所述的通道上面的所述的盖支承着并且向着下面;水供给装置把从第二喷嘴喷射的水供给到所述的冷却区内的线材圈上，这样被供给的一些水由于线材圈的热被转变成水蒸汽，而剩余的这样被供给的水通过所述的第一喷嘴返回到所述的管道;与所述的盖连在一起的排出器，用于去除来自所述的冷却区的所述的水蒸汽;和用来从所述的管道中去除这样返回的水的装置。

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