专利名称：一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金行业连轧线上的设备装置，尤其是用于热轧生产线由 冷却水喷射对金属棒、线材进行冷却降温的一种装置。
背景技术：
金属棒、线材是常见的冶金产品，热轧金属棒、线材的生产流程是钢坯 加热后，进入粗轧、中轧、精轧进行加工变形，热轧成平直的小圆棒，通过地 辊传输进入冷却水箱，当得到工艺要求的冷却温度后进入收集区，最后成为金 属棒材和线材。在冶金线材热轧生产线上，位于精轧成品出口的热轧冷却水箱是不可缺少 的生产设备。所谓冷却水箱，是在一个箱体内前后设置各种不同通行规格、不 同喷嘴喷射方向及喷射空气的一种冷却装置，冷却水箱总长为7米左右。通常在整个冷却水箱内共有三组喷嘴线，规格组距可分大、中、小，其中 心通行孔尺寸一般为80厘米、60厘米和40厘米，其中每一组有9只喷嘴，从 入口至出口按前后顺序分有6只正嘴、2只反嘴、l只反气，前后喷嘴之间都 设立一个地辊用于运送。目前，用于棒材热轧生产线上的水箱内的喷嘴的是一 种简单、开放式连接装置(见附图1)所谓正嘴，即冷却水喷射方向与轧件轧制方向相同，由于冷却喷射方向朝 向轧制出口端，因此在正嘴进口可以直接安装金属导管，引导轧件(包括头部 形状不规则及条形弯曲轧件)顺利通过水箱装置。所谓反嘴，即冷却水喷射方向与轧件轧制方向相反，特点是从反喷嘴座轧 件入口至出口中心为圆锥孔和圆柱孔相连的通孔，圆锥孔的大孔朝向轧件入 口，圆锥大孔的外围有一圈周向排布的反向喷嘴，喷射角度朝向轧件入口，且 指向通孔中心位置，有压力的冷却水进水管连接反向喷嘴，反向喷嘴与圆锥大
孔外围的距离约2厘米。由于两只反嘴组之间呈开放式连接，冷却水利用率降低，无法达到轧件急 剧降温和均匀冷却效果，在线红坯表面上出现不规则的黑线和颜色偏差很大， 目前还不能完全满足部分特殊钢种冷却工艺、性能要求。理论上，轧件(圆棒、或线材)进入冷却水箱，会沿着呈V型的输送地辊 (地辊直径约25厘米，地辊厚度约15厘米)进入每一组喷嘴，直线前行穿越 水箱，进入收集平台，但在实际生产中发现，由于轧机调整、温度落差，开花 头子等因素，无法确保在线轧件能够直线平稳运行，轧件时常在地辊上左右或 者上下晃动，经常撞击喷嘴座圆锥大口的四周或冲入地辊下(受到反嘴的限 制)，阻挡了喷射角度，影响冷却效果，使各类钢种的轧件在水箱生产过程中， 同时引起"堆钢"事故，废品率上升，处理时间长达l小时左右，严重影响了 轧件在生产线的正常运转。发明内容本实用新型的目的是提供一种较目前开放式喷射冷却方式冷却效果更好，且能防止热连轧生产线上轧件撞击反向喷嘴的热连轧生产线冷却水箱反喷 嘴组装置。 本实用新型的目的由以下结构实现。一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，包括位于前部的前反喷嘴座2 与位于后部的后反喷嘴座3，两喷嘴座的结构相同，从轧件G入口至出口中心 为圆锥孔2c/3c和圆柱孔2d/3d相连的通孔，圆锥孔2c/3c的大孔朝向轧件G 入口，圆锥大孔的外围有一圈周向排布的反向喷嘴2a/3a，喷射角度朝向轧件 G入口，且指向通孔中心位置，冷却水进水管2b/3b连接反向喷嘴2a/3a，其 特征在于在前反喷嘴座2的前部设置管状的前导管4，在前反喷嘴座2与后反喷嘴 座3之间设置管状的连接导管5。根据本技术方案一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，在前反喷嘴座 2的前部设置管状的前导管4,在前反喷嘴座2与后反喷嘴座3之间设置管状
的连接导管5。使得在反嘴组由原先开放式喷射水冷却改变为封闭式喷射水冷 却，喷射的水珠、水雾被集中限止在较小的空间范围内，冷却效果理所当然得 到了明显提高。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的 是，前导管4为三段式，自入口处相继为圆锥段4a、圆柱段4b和圆锥段4c， 两端圆锥的大孔分别向外，反向喷嘴2a的喷口位于圆锥段4c内部，圆锥段4c 的圆锥角等于或小于反向喷嘴2a的喷射角。前导管4为三段式，自入口处的前段圆锥段4a其圆锥结构便于轧件引导进 入，由于反向喷嘴2a的喷口位于圆锥段4c的内部，且圆锥段4c的圆锥角等 于或小于反向喷嘴2a的喷射角，可以确保反向喷射的冷却水可以直接喷射到 轧件的表面，对轧件进行冷却，而不会喷射到圆锥壁而影响冷却水的喷射降温 效果。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的 是，圆柱段4b的直径小于圆柱孔2d。由于反向喷嘴2a的喷口位于圆锥段4c的内部，且喷口朝向轧件入口，为 了防止轧件撞击喷嘴，出现"堆钢"，本技术方案使得圆柱段4b的直径小于前 反喷嘴座2中的圆柱孔2d直径，轧件从小直径孔进入大直径孔可以保证顺利 通行，不受阻挡，不出现撞击"堆钢"现象，通过实践也得到了证明。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的 是，圆锥段4a 口部直径大于地辊1的宽度，圆锥段4a 口部的下方开设地辊孔， 地辊孔的宽度大于地辊1的宽度，地辊孔的长度大于地辊1的直径。如此结构使得地辊1可露出圆锥段4a 口部的下表面，以便轧件G由地辊1 送入冷却水箱反喷嘴组装置。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的 是，连接导管5为三段式，自入口处相继为过渡段5a、圆柱段5b和圆锥段5c， 两端圆锥的大孔分别向外，反向喷嘴3a的喷口位于圆锥段5c内部，圆锥段5c 的圆锥角等于或小于反向喷嘴3a的喷射角。如此结构可以确保反向喷射的冷却水可以直接喷射到轧件的表面，对轧件
进行冷却，而不会喷射到圆锥壁而影响冷却水的喷射降温效果。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的是，圆柱段5b的直径小于圆柱孔3d。轧件从小直径孔进入大直径孔可以保证 顺利通行，不受阻挡，不出现撞击"堆钢"现象。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的 是，过渡段5a口部直径大于或等于圆柱孔2d直径。也是使得轧件可以顺利通行。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的 是，反向喷嘴2a/3a的喷射角度，即喷嘴喷射方向与垂直方向的夹角为27° ± 10° 。经计算和试验，喷嘴与垂直面的夹角为27。 ±10°时能取得较好的喷射 冷却效果。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的 是前导管4的三段及连接导管5的三段由焊接方式连接。根据本技术方案所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，较好的 是，前导管4与前反喷嘴座2，连接导管5与前反喷嘴座2及后反喷嘴座3之 间由法兰板及螺栓连接。对于前导管4的三段及连接导管5的三段由焊接方式连接，此方式结构简 单。前导管4与前反喷嘴座2，连接导管5与前反喷嘴座2及后反喷嘴座3之 间由法兰板及螺栓连接，此方式便于维护检修。综上所述，本技术方案改变原有轧件在水箱内的进入反喷嘴中，随意穿梭， 对头部不规则形状、条形弯曲轧件无法有效控制的缺陷，解决了高速、高温运 行的金属棒材在冷却水箱内反喷嘴一段"堆钢"的技术难题，杜绝了棒材在线 "堆钢"报废及长时间停机处理，满足了热轧金属棒材的正常生产要求。并由 现有技术的"开放型"改变为"封闭性"，提高冷却能力，明显增加了降温效 果。
图1是现有技术热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置总体配置图； 图2是本实用新型提出的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置总体配 置图。图中l地辊，2前反喷嘴座，2a反向喷嘴，2b冷却水进水管，2c圆锥 孔，2d圆柱孔，3后反喷嘴座，3a反向喷嘴，3b冷却水进水管，3c圆锥孔， 3d圆柱孔，4前导管，4a圆锥段，4b圆柱段，4c圆锥段，5连接导管，5a过 渡段，5b圆柱段，5c圆锥段，6螺栓，G轧件具体实施方式
以下，结合附图作详细说明。实施例，上海某钢铁公司轧钢分厂实施本实用新型用于热轧金属棒材的生 产。包括位于前部的前反喷嘴座2与位于后部的后反喷嘴座3，两喷嘴座的结 构相同，从轧件G入口至出口中心为圆锥孔2c/3c和圆柱孔2d/3d相连的通孔， 圆锥孔2c/3c的大孔朝向轧件G入口，圆锥大孔的外围有一圈周向排布的反向 喷嘴2a/3a，喷射角度朝向轧件G入口，且指向通孔中心位置，冷却水进水管 2b/3b连接反向喷嘴2a/3a。在前反喷嘴座2的前部设置管状的前导管4，在前 反喷嘴座2与后反喷嘴座3之间设置管状的连接导管5。前导管4为三段式，相互由焊接连接，自入口处相继为圆锥段4a、圆柱段 4b和圆锥段4c，两端圆锥的大孔分别向外，反向喷嘴2a的喷口位于圆锥段4c 内部，圆锥段4c的圆锥角等于或小于反向喷嘴2a的喷射角。圆锥段4a 口部直径大于地辊1的宽度，圆锥段4a 口部的下方开设地辊孔， 地辊孔的宽度大于地辊1的宽度，地辊孔的长度大于地辊1的直径，能起到将 轧件G顺畅送入的目的，前导管4另一端以法兰盘形式，由螺栓6与前反喷嘴 座2连接，连接导管5的两端也以法兰盘形式，由螺栓6与前反喷嘴座2及后 反喷嘴座3连接。圆柱段4b的直径小于圆柱孔2d。连接导管5为三段式，相互由焊接连接，自入口处相继为过渡段5a、圆柱 段5b和圆锥段5c，两端圆锥的大孔分别向外，反向喷嘴3a的喷口位于圆锥段 5c内部，圆锥段5c的圆锥角等于或小于反向喷嘴3a的喷射角。
圆柱段5b的直径小于圆柱孔3d。过渡段5a 口部直径大于或等于圆柱孔2d直径。反向喷嘴2a/3a的喷射角度，即喷嘴喷射方向与垂直面的夹角为27度。 工作时，高温(85(TC—105(TC)、高速运行的轧件G金属棒材，经轧机后 道的运输辊道先进入水箱正嘴进行冷却，然后到本实用新型设计的反嘴组的新 型连接装置区域时，通过反嘴前导管的冷却水沿着锥套内壁对轧件G进行喷射 冷却(按照工艺设定的温度要求)并能够最终顺利进入收集区。本技术方案改变了水箱反嘴组的现有结构，是一种简单、封闭式连接装置， 杜绝了棒材在水箱反嘴区域内易发生堆钢现象，引起水箱设备损坏。其优点是， 在连续充满导管的冷却水中冷却，提高冷却水的利用率，縮短降温时间；让穿 越的轧件G能够始终浸透在导管中，使其表面冷却均匀，温度落差控制在20 'C以内，大大提高的冷却能力，满足部分特殊要求钢种的生产工艺要求，本实 用新型具有设计合理、结构简单、使用方便、安装、维修容易的特点，可操作 性强，解决了金属棒材在水箱内易堆钢的技术难题，同时改善金属棒材在水箱 内冷却能力，满足了热轧金属棒材的正常生产要求。
权利要求1.一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，包括位于前部的前反喷嘴座(2)与位于后部的后反喷嘴座(3)，两喷嘴座的结构相同，从轧件(G)入口至出口中心为圆锥孔(2c)/(3c)和圆柱孔(2d)/(3d)相连的通孔，圆锥孔(2c)/(3c)的大孔朝向轧件(G)入口，圆锥大孔的外围有一圈周向排布的反向喷嘴(2a)/(3a)，喷射角度朝向轧件(G)入口，且指向通孔中心位置，冷却水进水管(2b)/(3b)连接反向喷嘴(2a)/(3a)，其特征在于在前反喷嘴座(2)的前部设置管状的前导管(4)，在前反喷嘴座(2)与后反喷嘴座(3)之间设置管状的连接导管(5)。
2. 根据权利要求1所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于前导管(4)为三段式，自入口处相继为圆锥段(4a)、圆柱段(4b)和圆 锥段(4c)，两端圆锥的大孔分别向外，反向喷嘴(2a)的喷口位于圆锥段(4c) 内部，圆锥段(4c)的圆锥角等于或小于反向喷嘴(2a)的喷射角。
3. 根据权利要求2所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于圆柱段(4b)的直径小于圆柱孔(2d)。
4. 根据权利要求2所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于圆锥段(4a) 口部直径大于地辊(l)的宽度，圆锥段(4a) 口部的下方开 设地辊孔，地辊孔的宽度大于地辊(l)的宽度，地辊孔的长度大于地辊(l)的 直径。
5. 根据权利要求1所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于连接导管(5)为三段式，自入口处相继为过渡段(5a)、圆柱段(5b)和 圆锥段(5c)，两端圆锥的大孔分别向外，反向喷嘴(3a)的喷口位于圆锥段(5c) 内部，圆锥段(5c)的圆锥角等于或小于反向喷嘴(3a)的喷射角。
6. 根据权利要求5所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于圆柱段(5b)的直径小于圆柱孔(3d)。
7. 根据权利要求5所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于过渡段(5.a) 口部直径大于或等于圆柱孔(2d)直径。
8. 根据权利要求1所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于反向喷嘴(2a/3a)的喷射角度，即喷嘴与垂直面的夹角为27度±10度。
9. 根据权利要求1所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于前导管(4)的三段及连接导管(5)的三段由焊接方式连接。
10. 根据权利要求1所述的一种热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置，其 特征在于前导管(4)与前反喷嘴座(2),连接导管(5)与前反喷嘴座(2)及后反 喷嘴座(3)之间由法兰板及螺栓连接。
专利摘要本实用新型系冶金行业热连轧生产线冷却水箱反喷嘴组装置。包括前反喷嘴座(2)和后反喷嘴座(3)，两喷嘴座的结构相同，从轧件G入口至出口中心为圆锥孔(2c)/(3c)和圆柱孔(2d)/(3d)相连的通孔，圆锥孔(2c)/(3c)的大孔朝向轧件G入口，圆锥大孔的外围有一圈周向排布的反向喷嘴(2a)/(3a)，喷射角度朝向轧件G入口，且指向通孔中心位置，其特征在于在前反喷嘴座(2)的前部设置管状的前导管(4)，在前反喷嘴座(2)与后反喷嘴座(3)之间设置管状的连接导管(5)。提供了一种较目前开放式喷射冷却方式冷却效果更好，且能防止热连轧生产线上轧件G撞击“堆钢”的一种封闭式反喷嘴组装置。
文档编号B21B45/02GK201030384SQ20072006928
公开日2008年3月5日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者夏伟栋, 董建超, 英 蔡, 赵卫忠, 郑雨旸, 顾新根, 马宝国 申请人:宝山钢铁股份有限公司