专利名称：一种产生扁平射流的冷却装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属加工轧后冷却技术领域，具体是一种产生扁平射流对冷却材料冷却的装置，用于热轧带钢、中厚板的轧后处理。
背景技术：
目前，随着先进钢铁材料的开发研究，为获得高附加值、可循环的钢铁产品，轧后超快速冷却作为提高钢铁材料性能和实现钢种开发的重要工艺手段，在热轧带钢生产中发挥着重要作用。近年来国际上发展的一项用于控制轧后超快速冷却的新技术-超快速冷却 (UFC,ultra fast cooling)技术已成为轧钢技术领域里发展的新趋势。超快速冷却设备是一种快速冷却能力极强的冷却装备，普通的层流冷却最大冷却速度一般不会超过100°c /S，而超快冷的平均冷却速度至少应大于150°C /S。根据特殊带钢产品的生产工艺，要求轧后钢板从轧后的800-1000°C快速冷却至650-720°C。冷却装置的冷却能力、冷却速度、冷却均勻性都对最终产品的质量和性能有着非常重要的影响。随着对冷却能力要求的提高，原有的层流冷却设备已不能满足其要求，势必带来冷却设备的革新。
发明内容本实用新型的目的是提供一种产生扁平射流的冷却装置，冷却能力强、宽度方向上较均勻，能够满足钢板从轧后的800-1000°C快速冷却至650-720°C的工艺要求，实现超快速冷却。一种产生扁平射流的冷却装置，其特征在于内管与C形管通过定位条偏心固定形成内管与外管间空腔，并在轴向形成一狭缝，狭缝宽度可通过拉紧螺栓和压紧螺栓进行调节，在外管外径向焊接有多道加固筋防止变形；内管入口端部法兰与冷却介质管路相连，内管出口端设置内腔排污口 ；内管开有2排通流孔，冷却介质从入口端部法兰进入内管后经通流孔流入到偏心空腔，冷却介质通过多道阻尼设置后在轧线宽度方向上形成均勻水流， 再经狭缝形成扁平喷射流对钢板进行冷却。本发明优点是1.本发明通过内管与外管的偏心固定即可实现多道阻尼设置，使本装置体积小， 有利于安装在轧机后辊道间距狭小的空间。介质入口截面积即内管腔横截面面积e大于等于内管上的通流孔b的截面积之和，冷却介质通过通流孔至腔体一 a内，实现第一次水介质的宽度方向上均衡。内管的通流孔面积之和大于等于内管与外管之间腔体最小距离处c的面积，通过内管与外管之间腔体最小距离处c冷却介质由腔体一 a至腔体二 d，实现第二次水介质的宽度方向上的均衡。因此，在整个扁平射流的宽度方向上冷却介质是均勻的。2.在调整板与外管上的机加工板条间，通过多组调整螺栓和紧固螺栓，实现有效控制扁平射流狭缝的缝隙。由于调整板是一个狭长的板条，在加工过程和使用过程中极易变形。本装置通过调整螺栓和紧固螺栓相互作用，可有效控制调整板的变形。调整螺栓份为两种一种为压紧螺栓，一种为拉紧螺栓。通过调整螺栓的调整，控制形成所要缝隙厚度，最佳厚度为l_4mm。然后通过紧固螺栓紧固调整板，完全可以保证缝隙的厚度一致，保证实现喷嘴厚度方向上的均勻扁平射流。3.本装置工作环境为处在热待冷板材的上方或下方，暴露在很强热辐射下。考虑无缝管在各个方向上受力较均勻，不易变形的特性，因此，本装置优选无缝管为主要结构材料。在外管的管壁上焊有多组加强筋，增加装置的刚度，有效的防止装置热变形。4.本装置设有两个排污孔，分别排出装置内部不同位置的杂质。在长期使用或冷却介质含有杂质时，杂质可通过端部排污孔排出本装置。有效的预防喷嘴缝隙的堵塞，进一步的保证喷嘴扁平射流宽度及厚度方向上的均勻性。实现长期使用，节省维护成本。5.本装置采用倾斜式射流，即喷嘴出口带有一定压力的水射流与被冷却板材成一定的角度，实现射流冲击换热及核态沸腾换热，以此实现快速均勻冷却。
图1本发明产生扁平射流的冷却装置的主视图；图2为图1的剖面图。
具体实施方式
一种产生扁平喷射流的装置，见图1、2 其特征在于内管4与C形管5 —侧的板条一 3之间偏心固定定位条14，形成内管与外管间空腔，C形管5另一侧焊接的板条二 6与板条一 3附加的调整板条1轴向形成一狭缝h，通过定位条14的偏心固定形成内外管间空腔 分为腔体一 a、腔体最小距离C、腔体二 d。狭缝h宽度可通过拉紧螺栓10和压紧螺栓9进行调节，在外管外径向焊接有多道加强筋8防止变形；内管4入口端部法兰15与冷却介质管路相连，内管4出口端设置内腔排污口 f ；内管4开有2排通流孔b，冷却介质从入口端部法兰15进入内管4后经通流孔b流入到偏心空腔，通过多道阻尼设置后的冷却介质在轧线宽度方向上形成均勻水流，再经狭缝形成扁平喷射流对钢板进行冷却。制造方法调整板条1通过紧固螺栓2连接在板条一 3上，通过焊接技术将板条一 3、板条二 6分别焊接在C形管5的轴向各侧边，焊合成一带有狭缝h的外管。将一个轴向开有2排整齐通流孔b的内管4同心置于C形管5内，并在内管与外管间加入定位条14偏心固定焊接，形成内、外管间腔体一 a、腔体最小距离处C、另一侧腔体二 d，这三个空腔。内管4入口端法兰15与冷却介质管路相连，内外管间腔体入口端通过端板一 7焊接密封；内管4出口端用钢板16焊接密封，在钢板16上设置可拆卸的螺塞12，在内外管空腔出口端通过端板二 17设置可拆卸排污的异形法兰11，并在钢板16上设置排污口 f，并用螺塞12封堵，打开螺塞12对内腔e进行排污。出口端通过端板二 17上安装法兰11形成密封，并可通过打开法兰11对内外管间腔体进行排污。本装置设计为内管4的流通截面积大于等于2排通流孔b的面积之和，2排流孔b 的面积之和大于等于最小距离处c的冷却介质通过面积，冷却介质进入内腔e后，经通流孔 b流入腔体a，再由腔体一 a通过最小距离处c流入腔体二 d。冷却介质依次流经内腔e、腔体一 a、腔体二 d经过三次充满稳流，最后由腔体二 d通过狭缝h形成均勻的喷射流。最小距离处c距喷嘴出口有一定距离设置，最小距离处c的位置距喷嘴出口的距离是该最小距离c的数倍，使得冷却介质在腔体二 d有较大的介质稳定空间，因此，在喷嘴宽度的厚度方向上得到非常均勻的喷射流。板条二 6加工要求平滑光洁，光滑内表面起着平稳的导流作用。板条二 6设计为截面渐宽呈一定角度，与调整板条1形成一种扁平射流且对冷却材料成一定角度。调整板条1通过紧固螺栓2安装在机加工板条一 3外侧，在调整板条1与板条一 3连接处设有耐高温的密封13，防止喷嘴内部冷却介质泄露。通过多个紧固螺栓2的紧固， 防止调整板条1在宽度和厚度方向上的变形。在机加工板条一 3上设有拉紧螺栓10和压紧螺栓9，拉紧螺栓10与调整板条1连接，调节拉紧螺栓10可增加狭缝宽度；压紧螺栓9的端部顶在调整板条1，调整压紧螺栓9 可减少狭缝宽度。拉紧螺栓10和压紧螺栓9相互作用增加了狭缝的调整精度，保证狭缝宽度的均勻性。本装置在C形管5外面焊有多道加强筋8，加强筋8为圆钢，可以有效防止外管变形。在本发明范围内完全可以进行改变，在本装置长度方向上的缩短或延长、改变狭缝的射流角度、改变内管及C形管的管径适应不同流量的喷嘴设计。
权利要求1.一种产生扁平射流的冷却装置，其特征在于内管与C形管通过定位条偏心固定形成内管与外管间空腔，并在轴向形成一狭缝，狭缝宽度可通过拉紧螺栓和压紧螺栓进行调节，在外管外径向焊接有多道加固筋防止变形；内管入口端部法兰与冷却介质管路相连，内管出口端设置内腔排污口 ；内管开有2排通流孔，冷却介质从入口端部法兰进入内管后经通流孔流入到偏心空腔，冷却介质通过多道阻尼设置后在轧线宽度方向上形成均勻水流， 再经狭缝形成扁平喷射流对钢板进行冷却。
2.根据权利要求1所述产生扁平射流的冷却装置，其特征为内管(4)和C形管(5)— 侧的板条一(3)之间固定定位条(14)，C形管(5)另一侧焊接的板条二(6)与板条一(3)附加的调整板条(1)形成狭缝h，通过定位条(14)的偏心固定形成内外管间空腔分为腔体一 (a)、最小距离(C)、腔体二(d)。
3.根据权利要求1所述产生扁平射流的冷却装置，其特征为在内管(4)出口端焊接的钢板(16)上设置可拆卸的螺塞(12)；在内外管空腔出口端通过端板二(17)设置可拆卸排污的异型法兰(11)。
4.根据权利要求1所述产生扁平射流的冷却装置，其特征为调整板条(1)通过紧固螺栓(2)连接在板条一(3)上，将板条一(3)、板条二(6)分别焊接在C形管(5)的轴向各侧边， 焊合成一带有狭缝(h)的外管；机加工的板条一(3)上设有拉紧螺栓(10)和压紧螺栓(9)， 调节狭缝宽度的拉紧螺栓(10)与调整板条(1)连接，可减少狭缝宽度的压紧螺栓(9)端部顶在调整板条(1)上。
专利摘要一种产生扁平射流的冷却装置，其特征在于内管与C形管通过定位条偏心固定形成内、外管间空腔，并在C形管两侧焊接板条后轴向形成一狭缝；狭缝宽度可在调整板条和其固定的板条一上通过拉紧螺栓和压紧螺栓调节，在外管外径向焊接加固筋防止变形；内管出口端焊接钢板，并在其上设置排污口；内外管间腔体入口端焊接密封，出口端由法兰密封，为内外管间的排污口。内管开有2排通流孔，冷却介质从入口端部法兰进入内管后经通流孔流入到偏心空腔，冷却介质通过多道阻尼设置后在轧线宽度上形成均匀水流，再经狭缝形成扁平喷射流对钢板进行冷却。本设计的优点是冷却能力强、宽度方向上较均匀，能够满足钢板从轧后的800-1000℃快速冷却至650-720℃的工艺要求，实现超快速冷却。
文档编号B21B45/02GK202224452SQ20112024076
公开日2012年5月23日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者徐义波, 王国栋, 王昭东, 王黎筠, 袁国, 韩毅 申请人:东北大学