专利名称：常压无约束管流多功能炉后淬火机的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金机械及自动化技术领域，特别是提供了一种常压无约束管流多功能炉后淬火机。
背景技术：
目前世界上炉后板材淬火机主要有两种机型，一是压力淬火机，另一种是辊式淬火机。《轧钢》杂志1999.No4.P51-P53所描述的装置，存在的主要问题是①需要大泵站，水供应量大，造价高；②采用0.4MPa以上的压力水，水喷至钢板面上飞溅大，耗水量高；③控冷集管喷水孔很小，容易堵塞；④薄板淬火时钢板变形大，不易运输和矫直；⑤淬火时需对钢板上方施加某些约束，以防变形，影响生产量和造价；⑥一般只有淬火功能，不能进行调质；⑦上下喷水管水比调节不太准确，板变形大。
发明内容
本发明提供了一种常压无约束管流多功能炉后淬火机，解决了造价高、能耗大、容易堵塞、不易运输和矫直、板变形大等问题。
本发明由上集管1、下集管6、7、8，辊道5、上喷管3、下喷管9、水吹扫管2、后水吹扫管4、前气吹扫10、后气吹扫11、低位水箱12、高位水箱13组成。如图1所示，钢板从加热炉以速度v出来，经上集管1、下集管6、7、8，由辊道5输送前进。对于薄料，由上喷管3和下喷管9喷水控冷。水吹扫管2作用是扫除老水。后水吹扫管4的作用是去除板面上的残水。前气吹扫10作用是避免水流入加热炉。后气吹扫11进一步清除板面残水。上下集管的水由水泵站经高位水箱、低位水箱供应。
本发明的特点是1、按流射沸腾冷却强化原理设计，用常压力把上集管和下集管的水喷射到钢板表面上，水在板面上被构成一定的流速进行冷却。上下集管在生产线上由密逐渐变疏布置，即L1＜L2＜L3。高密集出水管通过参数优化，冷却能力很强，对板厚20mm的不锈钢，冷却速率可达45℃/s以上，对板厚40mm的不锈钢，冷却速率可达22℃/s以上。
2、上下集管间无约束，钢板是在辊道上前进时被连续淬火。板形的平直度由上下集管(或上下喷管)间的水比和上下集管的特殊构造来保证的，集管的每根喷水管流量稳定相等，管直径大，不易堵塞。水比和横向冷却曲线是根据水流场、温度场、应力场和组织场的耦合理论和实验做出的，可保证淬火后板形平直。由于是连续淬火，生产率高。
3、每个集管和喷管的水流量都可单独调节，保证上下水比的控制准确。
4、上下集管供水来自高低位水箱。在两块钢板加热时间间隙内，水泵站的水储存在高低水箱中。高位水箱高度一般在14米以下，高位水箱的水通过管道流至低位水箱，低位水箱位置设于接近集管处。利用工程上允许的高位水箱水面波动量，造成对集管瞬间供水是由水泵供水量加上高位水箱水位下降量，以扩大集管瞬间供水量，减少泵站供水量，并保证集管水压稳定。
5、由上下喷管组成弱冷系统，可对薄板进行淬火，也可对厚板进行淬火后的降温处理。每个喷管的水量可单独调节。
6、由于上下集管和上下喷管喷水量调节范围宽，本淬火机也可对钢板做调质控冷之用。
7、上下集管的出水利用计算机对钢板进行跟踪控制，即板前进到何处，那里的集管就出水，当钢板离开该处，集管就停止出水。降低了淬火过程的总水量供应。
8、本淬火机采用人工智能方法进行目标温度预测与控制。
9、本淬火机采用横跨生产线的水吹扫管2扫除钢板表面的老水(也可用侧吹扫形式)，提高对钢板的控冷能力。上喷管3、下喷管9、水吹扫管2和后水吹扫管4在吹扫本体主管14上阻尼孔d不等距布置，如图3所示，即近进水端阻尼孔d间距小，而远进水端阻尼孔d间距大，即l1＜l2＜l3＜l4＜l5＜l6＜l7＜l8＜l9＜l10＜l11，保证阻尼孔出水相等。喷水管15在生产线上中央对称，中间密、两边疏，即l1＜l2＜l3＜l4，其在钢板上横向分布曲线根据水流场和温度场综合作用，保证钢板横向冷却均匀。
本淬火机发明包括加热炉后淬火机总体布置、特殊的上下喷管结构及参数，特殊的水吹扫管结构及参数、强弱控冷系统置于同一淬火机中，整机具有对钢板实现跟踪控制的能力和结构，采用高低位水箱稳压稳流节省能耗，降低水泵站投资。设备既能实现淬火，也可进行控冷调质，在连续淬火中能保证板形平直。
本发明的优点在于工作水压力低，在0.2MPa以下，需供水量小，能耗小；淬火后板形平直；集管不容易堵塞；无上约束，造价低，生产率高；多功能，即可淬火，又可做控冷调质用。
图1是本发明一种示意图。
图2是本发明的水吹扫管示意图。
图3是本发明的水吹扫管A--A旋转示意图。
权利要求1.一种常压无约束管流多功能炉后淬火机，其特征在于由上集管(1)，下集管(6)、(7)、(8)，辊道(5)，上喷管(3)，下喷管(9)，水吹扫管(2)后水吹扫管(4)，前气吹扫管(10)，后气吹扫管(11)，低位水箱(12)和高位水箱(13)组成。
2.按照权利1所述的淬火机，其特征在于采用高密集的管流结构，在生产线上是由密逐步变疏的布置，上板面在淬火过程中没有约束。
3.按照权利1或2所述的淬火机，其特征在于其本体主管(14)上阻尼孔d不等距布置，近进水端阻尼孔间距小，而远进水端阻尼孔d间距大，即l1＜l2＜l3＜l4＜l5＜l6＜l7＜l8＜l9＜l10＜l11，保证阻尼孔出水相等；喷水管(15)在生产线上中央对称，中间密、两边疏，即L1＜L2＜L3＜L4，其在钢板上横向分布曲线根据水流场和温度场综合作用，保证钢板横向冷却均匀。
4.按照权利1或2所述的淬火机，其特征在于采用常压水通过高位水箱和低位水箱储存和分配给上下集管，上下集管强冷和上下喷管弱冷两个系统有机地配合组成，具有淬火和控冷调质两种功能。
专利摘要本实用新型提供了一种常压无约束管流多功能炉后淬火机，其特征在于由上集管(1)，下集管(6)、(7)、(8)，辊道(5)，上喷管(3)，下喷管(9)，水吹扫管(2)，后水吹扫管(4)，前气吹扫管(10)，后气吹扫管(11)，低位水箱(12)和高位水箱(13)组成。系统采用常压高低位水箱供水方式，集管为密集管流，淬火时上板面无约束，具有强弱冷两个系统。本发明的优点是工作水压力低，在0.2MPa以下，需供水量小，能耗小；淬火后板形平直；集管不容易堵塞；无上约束，造价低，生产率高；多功能，即可淬火，又可做控冷调质用。
文档编号C21D1/62GK2550375SQ02232898
公开日2003年5月14日 申请日期2002年5月23日 优先权日2002年5月23日
发明者李谋渭, 王一德, 王邦文, 裴全仁, 李爱群, 张少军, 安振刚, 朱启建, 赵永忠 申请人:北京科技大学, 太原钢铁(集团)有限公司