专利名称：设于精轧机架间的下喷冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设于精轧机架间的冷却装置，尤其涉及一种在热轧冷却流程中冷却水宽度可调的下喷冷却装置。
背景技术：
钢铁企业的精轧生产线都要使用到带钢冷却装置，其主要功能就是根据设定的精轧目标温度将精轧带钢进行快速冷却，以保证带钢的产品组织和性能。随着冶金生产技术的不断发展，带钢品种、规格逐渐扩大，微合金钢和碳锰钢替代普通钢成为主要产品。现有的带钢冷却装置，随着轧线轧制规格的不断拓展和用户对产品质量要求的不断提高，已经不能满足部分钢种生产的需要，尤其是一些含有合金元素的强度钢(如85600、85700、85101^、545(、55400等)。这些强度钢在轧线生产过程中，多次出现带钢产品由于冷却不均造成的C翘，以及带钢宽度方向冷却不均造成的板形变化，尤其是带钢边部温度降低较大会在后续冷却过程中产生带来双边浪趋势的内应力，从而给带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均勻性都带来很大影响。研究发现，带钢边浪和边部组织不均勻的根本原因在于带钢宽度方向温度的不均勻，因此要改善带钢边部质量就迫切需要解决热轧带钢冷却温度均勻性问题。为了解决上述问题，国外针对如何改善带钢边部质量研发了安装在精轧机入口的边部加热器(简称EH)和层流冷却边部遮挡装置，对带钢质量进行综合控制，国内多家冶金企业的热轧生产线都引进了德国SMS公司的层流冷却边部遮挡装置，期待该装置能够改善带钢边部的质量。然而，在实际生产过程中，采用该设备还存在以下缺点1.边部加热器需要较大设备配置空间，而已有热轧产线的精轧机架区域，往往没有充足的空间设置如此一套庞大的设备，例如宝钢股份热轧2250mm产线就无法设置该边部加热器装置；2.边部加热器初期投入成本高。以宝钢1580产线为例，其边部加热器(简称EH) 初期投入就需8000万元；3.边部加热器使用能耗高。钢铁行业面临着实施低碳经济的艰巨使命，而热轧产线设置的为提高带钢边部温度的边部加热器(EH)技术为电感应加热，在生产使用时消耗电量大，宝钢热轧1580mm产线边部加热器的电热转换效率仅40 %多，目前宝钢热轧1880mm 产线边部加热器的电热转换效率虽然已达80%，但造成带钢边部加热处理成本居高不下是无法避免的，不利于生产资源的节约和控制；4.边部加热器(EH)的电感应加热头故障率和维护成本高。以宝钢1580产线为例，加热头寿命只有6个至12个月，多个成本要80万，装机量8个加热头，仅加热头备件消耗一年就要超过600万元，进口的隔热布费用也非常高。因此，申请人希望发明另外一种用于精轧生产线的带钢冷却装置，该装置在不影响精轧带钢稳定性的前提下，以较少的设备制造量和设备配置成本，达到能够根据精轧带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的精轧机架缝隙冷却水，从而实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种设于精轧机架间的下喷冷却装置，该装置在不影响精轧带钢冷却稳定性的前提下，以较少的设备制造量和设备配置成本，达到能够根据精轧带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，以克服现有技术中的冷却装置对带钢宽度方向冷却分布不均勻的问题无法解决的现象，实现减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均勻性的目的。为了实现上述目的，本发明提供了一种设于精轧机架间的下喷冷却装置，设于精轧机架入口侧的带钢下方，包括一集管，沿垂直带钢运行方向设置；一进水管，与所述集管导通；若干排喷管，沿所述集管轴向方向均布于集管上方，每一排喷管均包括若干喷管，沿所述集管径向方向排布，所述喷管均通过其下端口与集管导通；若干套柱塞装置，分别与所述若干排喷管对应设置，其中每一套柱塞装置均包括一尾端密封的柱塞管，对应设于每一排喷管下方，所述柱塞管的首端穿透所述集管壁，并与其固定密封连接，所述柱塞管壁上沿其轴向方向开有若干孔，所述若干喷管的下端口与柱塞管壁上的各孔对应连接，用以实现各喷管与柱塞管的导通，所述柱塞管壁上还设有一进水口用以实现柱塞管与集管的导通；一柱塞，设于柱塞管内，沿柱塞管轴向方向滑动阻断进水口，所述柱塞的外径与柱塞管的内径相匹配。优选地，所述精轧机架下喷冷却装置还包括若干驱动装置，通过若干连接机构与若干柱塞对应连接。优选地，所述柱塞尾端设于柱塞管内，其首端设有一球头，与连接机构连接，所述连接机构包括第一连接块，其内端面设有一半球形槽；第二连接块，其上设有另一半球形槽；所述第一连接块与第二连接块对应固定连接，形成一球形槽，所述球头设于球形槽内。优选地，所述驱动装置为气缸，其通过支撑架固定设于所述集管上，所述气缸的气缸杆与第一连接块的外端面固定连接。优选地，所述柱塞与柱塞管首端内壁之间设有一密封件，用以防止柱塞管与柱塞的配合间隙处漏水。所述柱塞管首端外壁与集管壁之间还设有一定位套，所述定位套的外壁和内壁分别与集管管壁和柱塞管外壁固定密封连接。本发明由于采用了以上技术方案所述的冷却装置，使其能够根据精轧带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，实现减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均勻性的目的。因此，本发明在达到同样带钢边部温降效果的同时，能够避免资源浪费，特别是电源的消耗，从而在提高带钢产品质量的同时，大大降低了生产成本。
图1为本发明设于精轧机架间的下喷冷却装置在精轧机组中的设置示意图。图2为本发明设于精轧机架间的下喷冷却装置的结构示意图。图3为图2的俯视图。图4为图2所示的设于精轧机架间的下喷冷却装置在实施例1中的A-A处剖视图。图5为图4中B-B处的剖视图。图6为图2所示的设于精轧机架间的下喷冷却装置在实施例2中的A-A处剖视图。图7为图6中B-B处的剖视图。图8为本发明设于精轧机架间的下喷冷却装置中柱塞的结构示意图。图9为本发明设于精轧机架间的下喷冷却装置中柱塞管的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图1-9具体介绍本发明的两种较佳实施例。如图1所示，精轧机架间下喷冷却装置L设于精轧机架H入口侧的带钢G下方，经过冷却的带钢在轧辊P的轧制下成形。实施例1如图2-图5所示，精轧机架间下喷冷却装置包括一根集管1，集管1沿垂直带钢运行方向设置，进水管11设于集管1上并与其导通，进水管11的中心轴与集管水平中心轴之间有一夹角，若干排喷管沿集管1轴向方向均布于其上，每一排喷管均包括两个喷管4， 这两个喷管4沿集管1径向方向排布，两喷管4均通过其下端与集管1导通，若干套柱塞装置5分别与若干排喷管对应设置。其中每一套柱塞装置5均包括柱塞管6对应设于每一排喷管下方，其轴向方向与进水管11的轴向方向平行设置，柱塞管6的结构如图9所示，其尾端63密封，首端穿透集管1的管壁，并与其固定密封焊接，柱塞管6的首端内壁设有密封件62，柱塞管6管壁上沿其轴向方向开有两个孔64，两喷管4的下端口与孔64对应连接， 用以实现其与柱塞管6的导通，柱塞管6的管壁上还设有一进水口 61，用以实现柱塞管6与集管1的导通；柱塞7设于柱塞管6内，沿柱塞管6轴向方向滑动阻断进水口 61，从而实现水量的调节，该柱塞7的外径与柱塞管6的内径相匹配，设于二者之间的密封件62实现二者配合间隙的密封，柱塞7的结构如图9所示，其包括杆体73，轴颈72和球头71，轴颈72 通过螺纹连接将杆体73与球头71连接起来；气缸3通过支撑架2固定设于集管1上，气缸杆31通过两连接块与柱塞7连接；第一连接块81的内端面设有一半球形槽，第二连接块82 设有另一半球形槽，两连接块对应固定连接，形成一球形槽，球头71就设于球形槽内，用以实现柱塞7与两连接块的连接，气缸杆31与第一连接块81的外端面固定连接。该装置是通过由气缸驱动的气缸杆带动柱塞在柱塞管内滑动，从而实现进水口的打开和闭合，进而实现对喷管下端口的打开和闭合，以此实现水量的调节。实施例2如图2、图3、图6和图7所示，该下喷冷却装置包括一根集管1，集管1沿垂直带钢运行方向设置，进水管11设于集管1上并与其导通，进水管11的中心轴与集管水平中心轴之间有一夹角，若干排喷管沿集管1轴向方向均布于其上，每一排喷管均包括两个喷管4， 这两个喷管4沿集管1径向方向排布，两喷管4均通过其下端与集管1导通，若干套柱塞装置5分别与若干排喷管对应设置。其中每一套柱塞装置5均包括柱塞管6对应设于每一排喷管下方，其沿集管1径向方向水平设置，柱塞管6的结构如图9所示，其尾端63密封，首端穿透集管1的管壁，并与其固定密封连接，柱塞管6的首端内壁设有密封件62，柱塞管6 管壁上沿其轴向方向开有两个孔64，两喷管4的下端口与孔64对应连接，用以实现其与柱塞管6的导通，柱塞管6的管壁上还设有一进水口 61，用以实现柱塞管6与集管1的导通； 柱塞7设于柱塞管6内，沿柱塞管6轴向方向滑动阻断进水口 61，从而实现水量的调节，该柱塞7的外径与柱塞管6的内径相匹配，设于二者之间的密封件62实现二者配合间隙的密封，柱塞7的结构如图9所示，其包括杆体73，轴颈72和球头71，轴颈72通过螺纹连接将杆体73与球头71连接起来；气缸3通过支撑架2固定设于集管1上，气缸杆31通过两连接块与柱塞7连接；第一连接块81的内端面设有一半球形槽，第二连接块82设有另一半球形槽，两连接块对应固定连接，形成一球形槽，球头71就设于球形槽内，用以实现柱塞7与两连接块的连接，气缸杆31与第一连接块81的外端面固定连接。该装置是通过由气缸驱动的气缸杆带动柱塞在柱塞套内滑动，从而实现进水口的打开和闭合，进而实现对喷管下端口的打开和闭合，以此实现水量的调节。本发明所述的下喷冷却装置能够根据精轧带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，实现减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均勻性的目的。 因此，本发明在达到同样带钢边部温降效果的同时，能够避免资源浪费，特别是电源的消耗，从而在提高带钢产品质量的同时，大大降低了生产成本。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种设于精轧机架间的下喷冷却装置，设于精轧机架入口侧的带钢下方，包括一集管，沿垂直带钢运行方向设置；一进水管，与所述集管导通；若干排喷管，沿所述集管轴向方向均布于集管上方，每一排喷管均包括若干喷管，沿所述集管径向方向排布，所述喷管均通过其下端口与集管导通；其特征在于，所述精轧机架下喷冷却装置还包括若干套柱塞装置，分别与所述若干排喷管对应设置，其中每一套柱塞装置均包括一尾端密封的柱塞管，对应设于每一排喷管下方，所述柱塞管的首端穿透所述集管壁， 并与其固定密封连接，所述柱塞管壁上沿其轴向方向开有若干孔，所述若干喷管的下端口与柱塞管壁上的各孔对应连接，用以实现各喷管与柱塞管的导通，所述柱塞管壁上还设有一进水口用以实现柱塞管与集管的导通；一柱塞，设于所述柱塞管内，沿柱塞管轴向方向滑动阻断进水口，所述柱塞的外径与柱塞管的内径相匹配。
2.如权利要求1所述的设于精轧机架间的下喷冷却装置，其特征在于，还包括若干驱动装置，通过若干连接机构与各柱塞对应连接。
3.如权利要求2所述的设于精轧机架间的下喷冷却装置，其特征在于，所述柱塞首端设有一球头，与连接机构连接，所述连接机构包括第一连接块，其内端面设有一半球形槽；第二连接块，其上设有另一半球形槽；所述第一连接块与第二连接块对应固定连接，形成一球形槽，所述球头设于球形槽内。
4.如权利要求3所述的设于精轧机架间的下喷冷却装置，其特征在于，所述驱动装置为气缸，其通过支撑架固定设于所述集管上，所述气缸的气缸杆与第一连接块的外端面固定连接。
5.如权利要求4所述的设于精轧机架间的下喷冷却装置，其特征在于，所述柱塞与柱塞管首端内壁之间设有一密封件。
6.如权利要求5所述的设于精轧机架间的下喷冷却装置，其特征在于，所述柱塞管首端外壁与集管壁之间还设有一定位套，所述定位套的外壁和内壁分别与集管管壁和柱塞管外壁固定密封连接。
全文摘要
本发明公开了一种设于精轧机架间的下喷冷却装置，其设于精轧机架入口侧的带钢下方，包括一沿垂直带钢运行方向设置的集管；一设于集管上的进水管；若干排喷管，沿集管轴向方向均布于集管上方，每一排喷管均包括沿集管径向方向排布的若干喷管，该喷管均通过其下端口与集管导通；若干柱塞装置，分别与若干排喷管对应设置。其中每一套柱塞装置均包括一尾端密封的柱塞管，柱塞管上设有与喷管导通的孔和与集管导通的进水口；一设于柱塞管内的柱塞，可沿柱塞管轴向方向滑动从而阻断进水口。
文档编号B21B45/02GK102189133SQ20101013004
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者张志超, 李明, 杨玉芳, 王军 申请人:北京中冶设备研究设计总院有限公司, 宝山钢铁股份有限公司