[實用新型]一種線棒材控軋控冷用旋流式冷卻器

有效

• 申請號: 201821559560.0
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN209174594U
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 李為龍;曾凡政
• 申請（專利權）人: 湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司
• 主分類號: B21B45/02
• 分類號: B21B45/02
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 李由

一種線棒材控軋控冷用旋流式冷卻器，包括入口導管、水腔、噴嘴、O型密封圈、冷卻管、保壓環、延伸管，其中入口導管、水腔、冷卻管、保壓環、延伸管由螺栓連接；噴嘴與入口導管采用軸孔間隙配合方式連接，二者之間加入O型密封圈，用于消除噴嘴與入口導管、冷卻管之間的間隙。采用圓錐螺旋式噴嘴，使冷卻管內的水流形成旋流，并適當延長冷卻管，縮短冷卻器之間的間距，采用不同規格的冷卻器可滿足各種規格軋件的冷卻要求，提高冷卻能力的同時，改善圓鋼表面溫度的均勻性，為實現線、棒材低溫軋制創造有利條件。

技術領域

本實用新型屬于軋鋼設備，適用于有控軋控冷要求的線、棒材軋鋼生產線用旋流式冷卻器。

背景技術

軋鋼生產中，線、棒材控制軋制受孔型的約束，各道次變形量的調整范圍非常小。因此，調整變形溫度是控制軋制的主要手段之一。通過控制軋制可以改善產品內部組織和產品表面質量，提高產品工藝性能，簡化或取代產品離線熱處理。

目前線、棒材冷卻器的主要應用形式有：雙套管式冷卻器、直噴式冷卻器、層流式冷卻器、湍流式冷卻器。應用較多的盤卷或小規格棒材的在線控制冷卻設備主要以直噴式冷卻器為主，采用環縫噴嘴。不同規格的冷卻器適應不同規格軋件的冷卻要求，各冷卻器之間裝有傳動輥道，造成冷卻器之間的間距較大，容易引發堆鋼事故。

現有技術的冷卻器主要有三個方面的問題：一是冷卻能力不足；二是溫度均勻性較差，對于斷面較大的軋件，穿水后軋件表面呈現明顯的陰陽面，局部甚至存在淬火的現象，造成金相組織異常；三是冷卻器間距較大，容易堆鋼。意大利DANIELI公司設計制造的冷卻器（如圖1所示），噴嘴為組裝式，通過調整部件之間的墊片厚度可以調整環形噴嘴的間隙，水流從環形噴嘴射出后在冷卻管內徑直流出，軋件與水流之間產生的蒸汽膜難以被充分打破，軋件不能與水流充分接觸，冷卻效果受到抑制。而且受重力作用，軋件往往容易貼著冷卻器底部運行，造成斷面上不同位置冷卻強度不同，產生陰陽面，雖經均溫輥道均勻化，但進入下游軋機的軋件表面溫度仍不均勻。由此將造成軋件在后續變形過程中不同位置的變形溫度不一致，金相組織難以滿足要求。

《軋鋼》1988年第1期刊登了冶金部鋼鐵研究總院方成悅撰寫的《旋流冷卻器在線材生產中的應用》一文中介紹了一種旋流冷卻器（如圖3、圖4所示）：水由進水管進入冷卻器后, 水流一邊沿軸線高速旋轉, 一邊沿軸線方向高速地沖向冷卻器的兩端, 并在出口處呈碟狀水環。經生產廠實踐證明，該冷卻器具有較好的冷卻效果。但是由于結構復雜，體積龐大，通用性不強，在現代線、棒材生產線中未得到廣泛應用。

《南通職業大學學報》第24卷第一期刊登了張海霞等人撰寫的《新型余熱控冷用旋流式冷卻器的設計與應用》對某廠螺紋鋼軋后冷卻用直噴式冷卻器改造而成的旋流式冷卻器冷卻效果進行了研究，該冷卻器冷卻能力約為常規直噴式冷卻器的1.5倍。但該冷卻器有一定的局限性，不適合大多數采用DALIENI設計的水箱，且噴嘴為斜向布置的小孔構成，加工難度較大（如圖5、圖6所示）。

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種線棒材軋鋼生產線通用性較強的旋流式冷卻器，能提高冷卻器冷卻效率，改善冷卻的均勻性。

實用新型的技術方案：

一種線棒材控軋控冷用旋流式冷卻器，包括入口導管、水腔、噴嘴、O型密封圈、冷卻管、保壓環、延伸管，入口導管、水腔、冷卻管、保壓環、延伸管由螺栓連接；噴嘴與入口導管采用軸孔間隙配合方式連接，二者之間加入O型密封圈，用于消除噴嘴與入口導管、冷卻管之間的間隙；噴嘴為節錐角δ=40°~50°、螺旋角β=18°～20°的圓錐斜齒輪（如圖8、圖9所示）與漏斗型冷卻管組合而成，錐形齒輪的齒面與冷卻管錐形孔緊密接觸，以使冷卻管中的水流產生旋流的效果。

根據冷卻器規格的不同，設計20-32個噴嘴（齒數）均勻分布。

導管、噴嘴、冷卻管、保壓環、延伸管均采用耐磨材質，噴嘴表面粗糙度3.2~1.6μm，其余可能與紅鋼接觸的部件工作面粗糙度3.2~6.3μm，防止紅鋼表面被劃傷。