防管内壁进水的钢管冷却装置的制作方法

本实用新型属于冶金技术领域，具体涉及一种可防止钢管内壁进水的冷却装置。

背景技术：

控轧控冷工艺是实现钢铁材料性能提升的有效且经济的技术手段，对于钢管生产而言，在轧管机后采用在线水冷方式，通过控制轧后冷却路径来实现晶粒细化和相变强化，可达到提升钢管强韧性，降低合金成本的目的。但钢管由于特殊的产品形状，其管周向和长向的冷却均匀性一直是难题，主要受到以下两方面制约，一是冷却过程中钢管上部水流向管下部流，导致下部易过冷，同时下落的水又会影响冷却水环下部喷嘴的喷射流态，造成周向冷却不均；二是钢管通过冷却区时，现有的冷却装置均会不同程度的造成管头、尾内壁进水，造成钢管长向冷却不均。冷却不均不但会影响钢管性能的均匀性，而且易造成钢管弯曲，对生产和设备造成不利。

现有技术针对钢管内壁进水问题提出了解决方案：专利号为CN201455003U的中国专利公开了“一种实现无缝管控轧控冷的装置”，其核心技术为设置有若干喷淋嘴的喷淋管绕水环轴线均匀设置构成笼式结构，喷淋嘴轴线与垂直线有5～20°夹角，喷淋嘴倾斜方向沿着钢管前进方向。其冷却方式虽然在一定程度上可有效避免钢管头部进水引起滞留，但不能有效解决运行速度较慢的钢管尾部进水的问题；专利号为CN102266872A的中国专利公开了“钢管冷却装置”，其核心技术为使喷环上的周向喷嘴喷射时在垂直于喷环轴线的喷射面上形成一个空心切圆，该圆的直径小于被冷钢管的外径，该方法有效的解决了在钢管行进过程中由于传统喷环喷嘴喷射水流对撞形成的管内壁进水问题，但由于切圆的直径小于钢管外径，钢管行进过程中不可避免的仍会造成钢管头部内壁的少量进水。因此，需要对现有的钢管冷却装置进行改进，充分避免钢管行进过程中的内壁进水问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种防管内壁进水的钢管冷却装置，周向喷嘴可沿钢管行进方向前后摆动，可有效解决钢管来时头部进水和通过后尾部进水的问题，提高钢管纵向的冷却均匀性。

为达到上述目的，本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

防管内壁进水的钢管冷却装置，包括圆环状的水环和均布在所述水环内部圆周上的多个喷射装置，所述喷射装置包括机架、喷管、连杆、摆臂和复位弹簧，所述摆臂的一端和喷管的中部区域分别铰接在机架上，所述连杆与二者固定连接，组成连杆机构，所述复位弹簧连接在机架和喷管之间，多个喷管一端与水环的水腔连通，另一端向钢管中心靠拢聚集形成钢管第一入口，多个摆臂的另一端向钢管中心靠拢聚集形成钢管第二入口，钢管进入第二入口前，第二入口直径小于钢管外径；钢管进入第二入口后，多个喷管的喷水方向同时改向。

进一步，所述摆臂形成第二入口端铰接有滚轮。

进一步，所述喷管与水环之间通过软管连接。

进一步，所述机架上设置有可限制喷管初始角度的挡块。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过连杆机构实现喷管在钢管冷却行进过程中的自动反向摆动，有效阻止钢管头、尾内壁的进水，提高纵向冷却均匀性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的右视图；

A向为钢管前进方向；

图1中，实线为喷射装置及钢管的初始位置，虚线为钢管冷却过程中的喷射装置及钢管的位置。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图1、2所示，本实施例的防管内壁进水的钢管冷却装置，钢管冷却装置由水环5和若干套喷射装置0组成，如图2所示，其中喷射装置0以待冷却的钢管1中心线周向均匀布置。每套喷射装置0均能根据钢管1在运动方向上的相应位置自动摆动喷嘴的喷射方向，以保证钢管冷却时的头部进水和尾部进水问题。

如图1所示，喷射装置0包括机架10、喷管2、连杆6、摆杆7和复位弹簧，摆臂的一端和喷管的中部区域分别铰接在机架上，连杆与二者固定连接，组成四连杆机构，复位弹簧连接在机架和喷管之间，多个喷管一端与水环的水腔连通，另一端向钢管中心靠拢聚集形成钢管第一入口11，多个摆臂的另一端向钢管中心靠拢聚集形成钢管第二入口12，钢管进入第二入口前，在常态下，钢管第一入口直径大于钢管外径，第二入口直径小于钢管外径，钢管进入第二入口后，第二入口直径扩大，其直径与钢管外径相同，此时，在四连杆作用下，多个喷管的喷水方向发生改向：

具体的，如图1所示，钢管沿A向行进，当钢管1进入钢管第一入口，但未进入钢管第二入口时，喷嘴2沿钢管行进方形顺向喷射，可防止钢管1头部进水；当钢管1的头部碰到摆杆7的末端滚轮8进入钢管第二入口时，钢管1推动摆杆7向左摆动，在连杆6拉动下，喷管2绕铰点向右摆动，从而实现喷射方向的变化，由与钢管1的前进方向同向变化为逆向，避免钢管1尾部的进水问题。复位弹簧3安装在喷管2和机架之间，保证钢管1通过后摆杆7的复位。

本实施例中，为实现周向均匀布置的喷管2的初始角度一致性，设置了挡块9。

本实施例中，为避免喷射装置0中的摆杆7对钢管表面的划伤，在摆杆7的末端装有滚轮8，滚轮8的上沿距离钢管中心的距离要大于钢管外壁半径，防止卡钢。滚轮8因与热钢管接触，应选用耐高温材质。

本实施例中，喷管2通过软管4与水环5连接，可保证冷却水的供应和喷射装置的灵活摆动。

采用上述机构的喷射装置，使得在钢管头部进入时，喷射装置的喷射方向与钢管前进方向一致，而钢管尾部进入时，喷射装置的喷射方向与钢管的前进方向相反，减少或避免了钢管头尾内壁的进水造成纵向的冷却不均匀现象。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。