[發明專利]一種參數可調的大型筒節熱軋后的噴淋冷卻裝置

有效

• 申請號: 201310027210.5
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103084421A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 孫建亮;彭艷;劉宏民;劉建靜;陳素文;張博
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 李合印

技術領域

本發明屬于冷卻裝置領域，涉及一種參數可調的大型筒節熱軋后噴淋冷卻的冷卻裝置。

背景技術

大型筒節連續軋制作為一種新興的工藝，具有精度高、加工余量少、材料利用率高、產品內部質量好等優點。熱軋后冷卻方式的選取以及冷卻工藝的控制，是保證大型筒節產品使用性能的關鍵工藝步驟。采用傳統的熱處理工藝，對筒節進行淬火冷卻時，由于筒節尺寸大，筒節軸向上的不同部位不能同時冷卻，冷卻有一定的時間差，易造成溫度分布不均勻，從而產生較大的殘余應力，致使筒節軸向和徑向上有較大的變形；由于筒節自重大，在淬火時在徑向上易產生較大變形，降低了筒節的尺寸精度，對筒節性能產生不利的影響；同時，淬火冷卻時，筒節表面易產生蒸汽膜，影響筒節的傳熱。除此之外，傳統熱處理工藝成本高，難以實現批量化生產，不能滿足國內市場對核電、加氫和煤液化筒節的大量需求。為了提高大型筒節軋后冷卻的效率，降低軋后冷卻的成本，提高筒節的力學性能，有必要研究采用新的冷卻工藝代替傳統的熱處理工藝。

噴淋冷卻是一種有效的傳熱方法，具有高的冷卻能力，是將水加壓以成近似于坡斷狀或者霧狀，形成液滴束沖擊被冷卻的物體。目前尚未檢索到能夠用于大型筒節軋后冷卻的噴淋裝置，如何消除冷卻過程中產生的蒸汽膜、變形等對筒節傳熱的影響，提高筒節的表面質量，實現多規格筒節的均勻冷卻，是噴淋冷卻裝置設計的重點和難點。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述難題，提供一種參數可調的大型筒節熱軋后噴淋冷卻的冷卻裝置。該裝置能夠較好地解決筒節采用淬火冷卻時出現的冷卻不均勻問題。

本發明的技術方案：

本發明的噴淋冷卻裝置包括用于冷卻熱軋筒節上表面的上噴淋冷卻單元和用于冷卻筒節下表面的下噴淋冷卻單元，上噴淋冷卻單元由上集板和均勻分布于上集板上的上噴淋冷卻管構成，下噴淋冷卻單元由下集板和均勻分布于下集板上的下噴淋冷卻管構成，上、下噴淋冷卻管均由噴淋基管和噴淋管套相互連接構成，每根噴淋冷卻管包含的噴淋基管的數量≥1、包含的噴淋管套的數量≥0；上噴淋冷卻單元上所有上噴淋冷卻管管端連線構成一個與被冷卻的熱軋筒節上表面吻合的內凹的弧面，下噴淋冷卻單元上所有下噴淋冷卻管管端連線構成一個與被冷卻的熱軋筒節下表面吻合的外凸的弧面；設上集板中心處的上噴淋冷卻管h₁作為基準，上噴淋冷卻管管端構成的弧面上任意弧度對應的上噴淋冷卻管的長度為：

H=h1+R*θ*1-L2R2]]>

其中：h₁為上集板中心處的上噴淋冷卻管的長度，h₂為計算的上噴淋冷卻管較基準h₁增加的長度，R為圓弧半徑，2θ為圓心角，L為計算的噴淋冷卻管端部所對應的弦長；

下噴淋冷卻管管端構成的弧面上任意弧度對應的下噴淋冷卻管的長度為：

H=h₃-h₄=θ*L

其中：h₃為下集板中心處的下噴淋冷卻管的長度，設為基準，h₄為計算的下噴淋冷卻管較基準h₃減少的長度。

所述的上、下集板上均勻分布有螺紋小孔；

所述噴淋基管的兩端均有外螺紋；

所述噴淋管套兩端均有內螺紋；

所述上噴淋冷卻單元和下噴淋冷卻單元上的上噴淋冷卻管或下噴淋冷卻管的長度能夠調節，其調節方式為：兩端帶有外螺紋的噴淋基管一端置于集板上，并通過螺紋連接，另一端根據長度需要連接噴淋管套，噴淋管套再第二根連接噴淋基管，依此來調節每根上噴淋冷卻管或下噴淋冷卻管總長度；

上噴淋冷卻單元和下噴淋冷卻單元分別對應置于冷卻的筒節的上、下表面，依靠其與筒節的相對轉動來實現噴淋冷卻；

通過改變上噴淋冷卻管及下噴淋冷卻管的數量以及每根冷卻管的長度，形成不同的冷卻弧，來實現不同規格筒節的軋后冷卻。

本發明的有益效果：