专利名称：一种组合式穿水冷却器的制作方法
技术领域：
本发明涉及穿水冷却器技术领域，更具体地说，涉及一种组合式穿水冷却器。
背景技术：
目前国内、国外很多热轧带肋钢筋生产线都已采用轧后“穿水工艺”(或称轧后“余 热淬火工艺”)，实现了钢筋力学性能升级提高。如利用Q235通过“穿水工艺”轧制成二级 钢，利用HRB3355通过“穿水工艺”轧制成三级钢或四级钢，都取得了一定效果。当前采用 轧后“穿水工艺”生产的钢筋主要存在的问题一是小规格钢筋“穿水轧制”后易出现“波浪 弯”，影响钢筋上冷床，造成钢筋通条弯曲等质量问题。目前解决小规格钢筋“波浪弯”的有 效措施就是提高供水系统的压力(一般水压P > 1. 6Mpa)，由于小规格钢筋的截面积小，穿 水压力过高致使后钢筋冷却速度加快会带来以下缺陷1、造成小规格钢筋穿水后力学性能 太高；2、穿水钢筋的强屈比(即钢筋的抗拉强度与屈服强度比值)偏小、钢筋延伸率偏低； 3、水压过高后造成钢筋表面的氧化膜易打破，穿水后的钢筋因表面氧化膜破坏极易生锈。当前国内、国外比较流行的棒材“穿水冷却装器”装置结构主要有两种类型一种 是直喷式穿水冷却结构(如图1所示)，另一种是湍流管式穿水冷却结构(如图2所示)。 两种结构形式各有特色、各有利弊。结合两种结构形式在现场中应用进行分析对比如下请参阅图1，图1为现有直喷式冷却器的结构示意图。其中，11为冷却管，12为冷却器本体，13为冷却器环状水缝，14为冷却器调整螺纹 环。直喷式冷却器的冷却管11为直筒式结构，此冷却器结构简单，易于加工制作，各 组件互换性较强。而且冷却器环状水缝13可通过冷却器调整螺纹环14实现手动调节，满 足不同规格、不同力学性能所需水量、水压的要求。但是，由于水冷管11采用直流管，同样 的工况下，用水量比采用湍流管多一些，而且冷却效率较湍流管要低一些，穿水钢筋在冷却 管11中运行阻力较湍流管相比要大，对钢筋的输送力相对弱些。请参阅图2，图2为现有湍流管式冷却器的结构示意图。其中，21为冷却器本体，22为冷却器喷水口，23为冷却管。湍流管式穿水冷却器由于采用湍流管式的冷却管23，因此用水量相对少些，但需 要较高水压，使得回水温度较高，而且采用湍流管(又称文氏管)，保证了穿水棒材的热交 换效率最大。但是，冷却器喷水口 22的结构采用6/8孔均布的喷水结构，易出现喷孔堵塞 现象，一旦出现堵塞，将会造成穿水钢筋的冷却不均，使得穿水钢筋“弯曲”，出现“波浪弯” 等故障，该结构处理工艺堆钢难度大，处理时间较长。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种组合式穿水冷却器，以解决小规格钢筋穿水轧制后 易出现“波浪弯”，影响钢筋上冷床，造成钢筋通条弯曲等质量问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案
一种组合式穿水冷却器，包括冷却器内芯套，该冷却器内芯套的一端设有外螺纹；所述与所述冷却器内芯套螺纹配合的冷却器外壳，所述冷却器内芯套伸入所述冷 却器外壳的一端与所述冷却器外壳配合形成具有一定锥度环状的水缝构成的喷射口；与所述冷却器外壳相连的冷却管。优选的，在上述组合式穿水冷却器中，所述冷却器内芯套伸入所述冷却器外壳的
一端设有第一锥面；所述冷却器外壳与第一锥面相对应的一端设有第二锥面，且所述第一锥面和所述 第二锥面的锥度相同。优选的，在上述组合式穿水冷却器中，所述冷却器内芯套上还设有与所述第一锥 面相连的第三锥面，所述第三锥面位于所述第一锥面和所述冷却器内芯套设有外螺纹的一 端之间，且所述第三锥面的锥度小于第一锥面的锥度。优选的，在上述组合式穿水冷却器中，所述冷却器外壳上设有与所述第二锥面相 连的第四锥面，所述第四锥面的锥度大于所述第二锥面的锥度。优选的，在上述组合式穿水冷却器中，所述第四锥面与所述第二锥面的锥度差值 和所述第一锥面与第三锥面的锥度差值相等。优选的，在上述组合式穿水冷却器中，第一锥面的锥度角为25° -40°。优选的，在上述组合式穿水冷却器中，所述冷却管为湍流管式冷却管从上述的技术方案可以看出，本发明提供的组合式穿水冷却器通过冷却器外壳与 冷却器内芯套相互配合形成的喷射口具有合理的喷射角，在实际生产中可根据不同规格、 不同钢种选择不同喷射角。喷射口是带有一定的锥度环状的水缝构成，水缝的大小可根据 穿水工艺的要求进行调节，该水缝结构不同于直喷式冷却器的斜线水缝，也不同于湍流管 式冷却器的小口喷射型式。本发明实现了对穿水钢筋或穿水圆钢力学性能的弹性控制，经 试验证明本发明解决了小规格钢筋穿水轧制后易出现波浪弯的质量问题。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为现有直喷式冷却器的结构示意图；图2为现有湍流管式冷却器的结构示意图；图3为本发明实施例提供的组合式穿水冷却器的结构示意图；图4为图3中A的局部放大图。
具体实施例方式本发明公开了一种组合式穿水冷却器，以解决小规格钢筋穿水轧制后易出现“波 浪弯”，影响钢筋上冷床，造成钢筋通条弯曲等质量问题。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
4整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图3和图4，图3为本发明实施例提供的组合式穿水冷却器的结构示意图， 图4为图3中A的局部放大图。其中，31为冷却器内芯套，32为紧锁螺纹环，33为冷却器外壳，34为冷却管，311为 第一锥面，312为第三锥面，331为第二锥面，332为第四锥面。本发明提供的组合式穿水冷却器，包括冷却器内芯套31、冷却器外壳33、锁紧螺 纹环32和冷却管34。其中，冷却器内芯套31的一端设有外螺纹，如图3中的锁紧螺纹环 32，锁紧螺纹环32的设置不仅能实现其和冷却器外壳33的固定连接，还可以微调冷却器外 壳33和冷却器内芯套31的相对位置。冷却器外壳33与冷却器内芯套31螺纹配合(冷却器外壳33上设有与冷却器内 芯套31上的外螺纹配合的内螺纹)，冷却器内芯套31伸入冷却器外壳33内的一端与冷却 器外壳33配合并形成具有一定锥度环状(见图3中的锥度角α)的水缝构成喷射口。通 过旋入和旋出冷却器内芯套31实现对喷射口大小的调整。冷却管34与冷却器外壳33相 连，发散性压盖35与冷却管34通过螺栓相连。综上所述，本发明提供的组合式穿水冷却器通过冷却器外壳33与冷却器内芯套 31相互配合形成的具有合理的喷射角的喷射口，在实际生产中可根据不同规格、不同钢种 选择不同喷射角。喷射口是带有一定的锥度环状的水缝构成，水缝的大小可根据穿水工艺 的要求进行调节，该水缝结构不同于直喷式冷却器的斜线水缝，也不同于湍流管式冷却器 的小口喷射型式。本发明实现了对穿水钢筋或穿水圆钢力学性能的弹性控制，经试验证明 本发明解决了小规格钢筋穿水轧制后易出现波浪弯的质量问题。冷却器内芯套31伸入所述冷却器外壳33内的一端设有第一锥面311，优选的第一 锥面的锥度角为25° -40°。冷却器外壳33与第一锥面311相对应的一端设有第二锥面 331，且所述第一锥面311和所述第二锥面331的锥度相同。由于第一锥面311和第二锥面 331的锥度相同，而且冷却器内芯套31和冷却器外壳33同轴设置，所以第一锥面311和第 二锥面331形成供冷却水喷入的圆锥环形的缝隙。实际使用时，第一锥面311的最大直径处 要相对于第二锥面331的最大直径处的直径小，这样才能保证二者之间会有缝隙存在。通 过旋入和旋出冷却器内芯套31实现对喷射口大小的调整，当旋入冷却器内芯套31时，相应 的喷射口的通流截面面积变小，当旋出冷却器内芯套31时，相应的喷射口的通流截面面积 变大。进一步为了优化上述技术方案，冷却器内芯套31上还设有与所述第一锥面311相 连的第三锥面312，所述第三锥面312位于所述第一锥面311和所述冷却器内芯套31设有 外螺纹的一端之间，且所述第三锥面312的锥度小于第一锥面311的锥度。第三锥面312和 第二锥面331形成喇叭口状的环形截面，第一锥面311和第二锥面331形成等宽度缝隙的 环形截面。第一锥面311和第三锥面312与第二锥面331形成环形缝隙具有一定的锥度。进一步为了优化上述技术方案，在冷却器外壳33上设有与所述第二锥面331相连 的第四锥面332，所述第四锥面332的锥度大于所述第二锥面331的锥度。由于第四锥面 332的锥度大于第二锥面331的锥度，而第三锥面312的锥度小于第一锥面311的锥度，所以使得第四锥面332和第三锥面312形成具有更大喇叭口状的环形截面。优选的，第四锥 面332与所述第二锥面331的锥度差值和所述第一锥面311与第三锥面312的锥度差值相 等。使得第四锥面332和第三锥面312与第一锥面311或第二锥面331具有相同的夹角， 保证冷却水均勻的由第四锥面332和第三锥面312形成的喇叭口状的环形缝隙进入等厚度 的环形缝隙内，最后进入水冷管内。本发明提供的冷却管34优先选择湍流管式冷却管。本发明提供的组合式穿水冷却器的喷射口结构打破了传统的直喷式和小口喷射 两种型式，采用喇叭口 +等厚度缝隙口的组合型式。冷却管结构采用湍流管式型式，形成与 喇叭口 +等厚度缝隙口组合型式喷嘴相对应的聚敛_发散型的冷却管，使得进入冷却器的 冷却水以最优化几何角度进行聚敛_发散，实现穿水钢筋的高效冷却，完成对穿水钢筋力 学性能的弹性控制。比较例1本发明提供的组合式穿水冷却器在生产Φ 10-Φ18的螺纹钢生产线上投入使用 后取得很好的效果，采用三切分生产Φ 10、Φ 12带肋钢筋通条顺、平、直，钢筋上冷床稳定， 表面外形质量漂亮美观。尤其Φ 10的钢筋通条三切采用本发明提供的穿水冷却器后，钢筋 通条的平直度大大的提高，比热轧Φ 10的钢筋平直度还要好。(热轧Φ 10的规格小、负差 大易弯曲，通过合理穿水装置后，钢筋表面硬度加强)显然Φ 14、Φ 16、Φ 18规格将会更加
王困相采用两种“穿水装置”生产Φ10-Φ18的螺纹钢的力学性能对比见表1、表2。表1传统穿水装置轧制HRB400钢筋的力学性能表
权利要求
一种组合式穿水冷却器，其特征在于，包括冷却器内芯套(31)，该冷却器内芯套(31)的一端设有外螺纹；所述与所述冷却器内芯套(31)螺纹配合的冷却器外壳(33)，所述冷却器内芯套(31)伸入所述冷却器外壳(33)的一端与所述冷却器外壳(33)配合形成具有一定锥度环状的水缝构成的喷射口；与所述冷却器外壳(33)相连的冷却管(34)。
2.如权利要求1所述的组合式穿水冷却器，其特征在于，所述冷却器内芯套(31)伸入 所述冷却器外壳(33)的一端设有第一锥面(311)；所述冷却器外壳(33)与第一锥面(311)相对应的一端设有第二锥面(331)，且所述第 一锥面(311)和所述第二锥面(331)的锥度相同。
3.如权利要求2所述的组合式穿水冷却器，其特征在于，所述冷却器内芯套(31)上还 设有与所述第一锥面(311)相连的第三锥面(312)，所述第三锥面(312)位于所述第一锥面 (311)和所述冷却器内芯套(31)设有外螺纹的一端之间，且所述第三锥面(312)的锥度小 于第一锥面(311)的锥度。
4.如权利要求3所述的组合式穿水冷却器，其特征在于，所述冷却器外壳(33)上设有 与所述第二锥面(331)相连的第四锥面(332)，所述第四锥面(332)的锥度大于所述第二锥 面(331)的锥度。
5.如权利要求4所述的组合式穿水冷却器，其特征在于，所述第四锥面(332)与所述第 二锥面(331)的锥度差值和所述第一锥面(311)与第三锥面(312)的锥度差值相等。
6.如权利要求2所述的组合式穿水冷却器，其特征在于，所述第一锥面(311)的锥度角 为 25° -40°。
7.如权利要求1-6任一项所述的组合式穿水冷却器，其特征在于，所述冷却管(34)为 湍流管式冷却管。
全文摘要
本发明公开了一种组合式穿水冷却器，包括冷却器内芯套，该冷却器内芯套的一端设有外螺纹；与冷却器内芯套螺纹配合的冷却器外壳，冷却器内芯套伸入冷却器外壳的一端与冷却器外壳配合形成具有一定锥度环状的水缝构成的喷射口；与冷却器外壳相连的冷却管。本发明通过冷却器外壳与冷却器内芯套相互配合形成具有合理喷射角的喷射口。喷射口是带有一定的锥度环状的水缝构成，水缝的大小可根据穿水工艺的要求进行调节，该水缝结构不同于直喷式冷却器的斜线水缝，也不同于湍流管式冷却器的小口喷射型式。本发明实现了对穿水钢筋或穿水圆钢力学性能的弹性控制，经试验证明本发明解决了小规格钢筋穿水轧制后易出现波浪弯的质量问题。
文档编号B21B45/02GK101947564SQ20101027089
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者吕爱晖, 苗增军 申请人:莱芜钢铁股份有限公司