热轧棒线材生产线冷却装置的制作方法

本发明属于热轧生产技术领域，具体涉及一种热轧棒线材生产线冷却装置。

背景技术：

棒线材在热轧过程中需要冷却装置进行冷却，位于轧制前的冷却装置的作用是控制轧制温度、位于终轧后的冷却装置的作用是控制冷却温度。冷却装置通常采用水冷，因此冷却装置中最常见的设备是冷却水箱，一般冷却水箱内设有干燥喷嘴、冷却喷嘴和清扫喷嘴，其中，冷却喷嘴顺轧制方向向轧件喷水、作用是快速冷却，干燥喷嘴设在冷却水箱的两端并向冷却水箱内侧的轧件喷气、作用是形成气封防止水溅出冷却水箱以及吹干轧件，清扫喷嘴设在冷却水箱的出口端且位于干燥喷嘴内侧并逆轧制方向向轧件喷水、作用是在气封之前形成水封防止水溅出冷却水箱，目前，冷却水箱存在以下问题：热轧的棒线材处于高温状态，水冷轧件时水易蒸发，从而在轧件表面形成一层蒸汽膜，蒸汽膜一旦形成后，不利于后续冷却喷嘴的进一步冷却，影响冷却效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种热轧棒线材生产线冷却装置，该装置可以在后续的冷却喷嘴冷却轧件前破坏轧件表面的蒸汽膜，能够持续抑制蒸汽膜的生成，加强了冷却效果。

本发明所采用的技术方案是：

一种热轧棒线材生产线冷却装置，包括一个或多个单通道的冷却水箱以及位于每个冷却水箱上游和下游的导槽，冷却水箱的出、入口处设有导卫，冷却水箱内设有干燥喷嘴、冷却喷嘴和清扫喷嘴，干燥喷嘴设在冷却水箱的两端并能够向冷却水箱内侧的轧件喷气、冷却喷嘴沿冷却水箱排布并能够顺轧制方向向轧件喷水，顺轧制方向上，每隔一定数量的冷却喷嘴后设置有一个清扫喷嘴，清扫喷嘴能够逆轧制方向向轧件喷水。

进一步地，顺轧制方向上，每两个冷却喷嘴后设置有一个清扫喷嘴，工作时，冷却喷嘴顺轧制方向以20°的入射角喷压力为0.65～0.7mpa的水，清扫喷嘴逆轧制方向以15°的入射角喷压力为0.65～0.7mpa的水，干燥喷嘴以15°的入射角喷压力为0.4～0.6mpa的气体。

进一步地，冷却水箱内的所有喷嘴均可拆卸，当不需要水冷时，将冷却水箱内的所有喷嘴都替换为空过管。

进一步地，冷却水箱的数量为两个以上时，冷却水箱与冷却水箱之间的导槽为缓冷导槽。

进一步地，冷却箱体内设有冷却水管，冷却水管能够向冷却箱体内的所有喷嘴外表面喷水。

进一步地，冷却水箱内的所有喷嘴均为间隙可调的环缝喷嘴。

进一步地，冷却箱体内设有将水引出的引水管。

进一步地，冷却水箱上游的导槽设计为两段，冷却水箱上游的导槽的两段之间设有用于控制水箱开/关的检测元件。

进一步地，冷却水箱上设有观测孔。

进一步地，导槽上方设有带网眼的保护罩。

本发明的有益效果是：

1.在本发明中，一个清扫喷嘴和若干个冷却喷嘴组成一个冷却单元，沿冷却水箱排布有若干个冷却单元(冷却单元的数量根据实际冷却能力的要求调整)，在每一个冷却单元中，冷却喷嘴用于快速冷却，清扫喷嘴用于破坏轧件表面的蒸汽膜和清除轧件表面的氧化铁皮，使得后续冷却单元中的冷却喷嘴在冷却时，不会受到蒸汽膜的影响，喷出的水的作用力不会被蒸汽膜抵消，而且不只是在端部而是在多处设置清扫喷嘴，具有持续抑制蒸汽膜的作用，加强了冷却效果。

2.冷却水箱内的所有喷嘴均可拆卸，可根据用户对产品性能的要求，选择水冷或不水冷，喷嘴造价比空过管要高的多，当不水冷时，即使所有的喷嘴均关闭，也会对喷嘴造成损耗，所以通过空过管替换，减少易损件的费用。

3.冷却水箱的数量根据实际冷却要求进行配置，当冷却水箱的数量为两个以上时，在冷却水箱之间设置缓冷导槽，防止连续使用冷却水箱时冷却速度过大，生产的产品金相组织不能满足要求(冷却过急容易生产马氏体组织)。

4.冷却水管可以防止冷却箱体内的所有喷嘴受热变形。

5.环缝喷嘴可以将介质均匀地喷在轧件四周表面上，冷却效果好。

6.冷却喷嘴和清扫喷嘴喷出的水汇集在冷却水箱内，通过引水管将水有序的引出，防止基础坑内水四处飞溅。

7.检测元件位于导槽的两段之间，能有效防止水溅出对检测元件的干扰。

8.观测孔可实时观测轧件在冷却水箱内的运行情况。

9.保护罩可以防止轧件飞出伤人。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例中冷却水箱内部喷嘴的布置示意图。

图中：1-冷却水箱上游的导槽；2-冷却水箱；3-冷却水箱下游的导槽；4-观测孔；5-引水管；6-冷却水管；7-1#导卫；8-1#干燥喷嘴；9-1#冷却喷嘴；10-2#冷却喷嘴；11-1#清扫喷嘴；12-3#冷却喷嘴；13-4#冷却喷嘴；14-2#清扫喷嘴；15-5#冷却喷嘴；16-6#冷却喷嘴；17-3#清扫喷嘴；18-2#干燥喷嘴；19-2#导卫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，一种热轧棒线材生产线冷却装置，包括单通道的冷却水箱2(冷却水箱2为两端开口其余封闭的焊接钢结构，在本实施例中，采用一个冷却水箱2，需要说明的是，冷却水箱2的数量根据实际冷却要求进行配置，不仅限于一个，还可以是多个)以及位于冷却水箱2上游和下游的导槽(1和3)，冷却水箱2的出、入口处设有导卫(7和19，用于将轧件顺利导入和导出冷却水槽)，冷却水箱2内设有干燥喷嘴(8和18)、冷却喷嘴(9、10、12、13、15和16)和清扫喷嘴(11、14和17)，干燥喷嘴(8和18)设在冷却水箱2的两端并能够向冷却水箱2内侧的轧件喷气、冷却喷嘴(9、10、12、13、15和16)沿冷却水箱2排布并能够顺轧制方向向轧件喷水，顺轧制方向上，每隔两个冷却喷嘴后设置有一个清扫喷嘴(经过实际操作得知一个清扫喷嘴和两个冷却喷嘴组成一个冷却单元时，冷却效果最好，当然并不仅仅限于两个冷却喷嘴，还可以采用一个、三个、四个等)，清扫喷嘴(11、14和17)能够逆轧制方向向轧件喷水。在本发明中，一个清扫喷嘴和两个冷却喷嘴组成一个冷却单元，沿冷却水箱2排布有若干个冷却单元(冷却单元的数量根据实际冷却能力的要求调整)，在每一个冷却单元中，冷却喷嘴(9、10、12、13、15和16)用于快速冷却，清扫喷嘴(11、14和17)用于破坏轧件表面的蒸汽膜和清除轧件表面的氧化铁皮，使得后续冷却单元中的冷却喷嘴(9、10、12、13、15和16)在冷却时，不会受到蒸汽膜的影响，喷出的水的作用力不会被蒸汽膜抵消，而且不只是在端部而是在多处设置清扫喷嘴(11、14和17)，具有持续抑制蒸汽膜的作用，加强了冷却效果。

在本实施例中，为了减少轧件通过喷嘴(8至18)的不稳定，冷却水箱2内的所有喷嘴(8至18)的规格根据生产产品的规格范围进行设计，设计几组不同规格尺寸的喷嘴(8至18)，在线只安装一种规格的喷嘴(8至18)，喷嘴(8至18)的规格为φ12、φ18、φ25、φ32，对应的，导槽(1和3)采用双面导槽，其中φ12/φ25一对，φ18/φ32一对。

如图2所示，在本实施例中，工作时，冷却喷嘴(9、10、12、13、15和16)顺轧制方向以20°的入射角喷压力为0.65～0.7mpa的水，清扫喷嘴(11、14和17)逆轧制方向以15°的入射角喷压力为0.65～0.7mpa的水，干燥喷嘴(8和18)以15°的入射角喷压力为0.4～0.6mpa的气体。

在本实施例中，冷却水箱2内的所有喷嘴(8至18)均可拆卸，当不需要水冷时，将冷却水箱2内的所有喷嘴(8至18)都替换为空过管。冷却水箱2内的所有喷嘴(8至18)均可拆卸，可根据用户对产品性能的要求，选择水冷或不水冷，喷嘴(8至18)造价比空过管要高的多，当不水冷时，即使所有的喷嘴(8至18)均关闭，也会对喷嘴(8至18)造成损耗，所以通过空过管替换，减少易损件的费用。在本实施例中，进行替换时，1#干燥喷嘴8和1#冷却喷嘴9，1#清扫喷嘴11和3#冷却喷嘴12，2#清扫喷嘴14和5#冷却喷嘴15、3#清扫喷嘴17和2#干燥喷嘴18分别采用一个双座空过替换管替换，其余喷嘴(10、13、16)采用单座替换管替换。

当冷却水箱2的数量为两个以上时，冷却水箱2与冷却水箱2之间的导槽为缓冷导槽。冷却水箱2的数量根据实际冷却要求进行配置，当冷却水箱2的数量为两个以上时，在冷却水箱2之间设置缓冷导槽，防止连续使用冷却水箱2时冷却速度过大，生产的产品金相组织不能满足要求(冷却过急容易生产马氏体组织)。

如图1所示，在本实施例中，冷却箱体2内设有冷却水管6，冷却水管6能够向冷却箱体2内的所有喷嘴(8至18)外表面喷水。冷却水管6可以防止冷却箱体内的所有喷嘴(8至18)受热变形。

在本实施例中，冷却水箱2内的所有喷嘴(8至18)均为间隙可调的环缝喷嘴(环缝喷嘴的环缝间隙根据垫片调整)。环缝喷嘴可以将介质均匀地喷在轧件四周表面上，冷却效果好。

如图1所示，在本实施例中，冷却箱体2内设有将水引出的引水管5。冷却喷嘴(9、10、12、13、15和16)和清扫喷嘴(11、14和17)喷出的水汇集在冷却水箱2内，通过引水管5将水有序的引出，防止基础坑内水四处飞溅，引水管5的个数根据实际的排布确定，在本实施例中，采用三个引水管。

在本实施例中，冷却水箱2上游的导槽(1)设计为两段，冷却水箱2上游的导槽(1)的两段之间设有用于控制水箱开/关的检测元件。检测元件位于导槽(1)的两段之间，能有效防止水溅出对检测元件的干扰。

如图1所示，在本实施例中，冷却水箱2上设有观测孔4(观测孔4位于喷嘴与喷嘴的间隙处)。观测孔4可实时观测轧件在冷却水箱2内的运行情况。

在本实施例中，导槽(1和3)上方设有带网眼的保护罩(网眼直径小于该生产线的最小规格直径)。保护罩可以防止轧件飞出伤人。

在本实施例中，冷却水箱2内冷却喷嘴(9、10、12、13、15和16)壳体采用手轮压紧，尾部采用插销固定，防止冷却喷嘴(9、10、12、13、15和16)长时间高温辐射，产生变形。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。