专利名称：一种薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却 系统。
背景技术：
目前，薄带连铸是一种以转动的轧辊作为结晶器，用液态钢水直接生产l_5mm薄 带的新技术，连铸的薄带出结晶辊时处于一种刚凝固的状态，温度很高，再加上铸轧时的变 形影响，薄带极易发生再结晶从而破坏初始柱状晶组织，因此，应提高薄带连铸出口的冷却 速率，抑制再结晶的发生。另外薄带连铸长时间高温状态下晶粒长大速率极快，很容易组织 晶粒过大，而随后对其的热轧、冷轧变形量小，无法进行晶粒细化，使成品性能降低。某些钢 种需要得到特殊织构的薄带，要求在凝固冷却过程中即在常化处理之前某些溶质元素尽量 固溶在基体内，如果铸轧薄带冷却速度慢，需要固溶的溶质元素就会析出，工艺过程要增加 高温长时间加热的固溶处理工艺，使工艺变得复杂，成本增加。现在对薄带连铸采用的冷却 系统只是简单的水箱冷却，冷却效果差，冷却效率低，不能达到冷却要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷 却系统，通过建立薄带的快速冷却系统，调整冷却系统的不同冷却方式满足薄带不同冷却 速率的要求，以达到提高铸轧机出口薄带的冷却速度的目的。本发明技术方案是这样实现的该系统包括有气雾冷却装置、喷水冷却装置、水雾 喷枪、集水箱、传输辊道、横梁和底座；气雾冷却装置包括有第一进气管、第一进水管、气雾喷嘴、气体流量调节阀、第一 水流量调节阀和安装支架；水雾喷枪包括喷嘴、第二进水管和第二水流量调节阀；喷水冷却装置包括有壳体、第三进水管、分流管、导流板、水喷嘴和第三水流量调 节阀；该系统各部件的连接是该系统包括有气雾冷却装置、喷水冷却装置、水雾喷枪、 集水箱、辊道、横梁和底座；该系统各部件的连接是铸轧机出口位置水平设置有辊道，辊道上下两侧均勻安 装至少两组喷水冷却装置和一组水雾喷枪，其中至少一组喷水冷却装置和至少一个水雾喷 枪安装在位于辊道上方的横梁上，至少一组喷水冷却装置和至少一个水雾喷枪安装在辊道 下方的底座上，铸轧辊下方靠近铸轧机出口位置沿铸轧薄带传送方向在薄带上下两侧对称 分布至少两组气雾冷却装置，集水箱安装在辊道下侧的喷水冷却装置和水雾喷枪的下方。气雾冷却装置各部件的连接结构是第一进水管设置在第一进气管外层，第一进 气管设置在第一进水管的内层，第一进气管与第一进水管同轴连接，气雾喷嘴安装在第一 进水管上，气雾喷嘴为内外双层结构，气雾喷嘴内层设有通气管，外层设有通水管，其中气雾喷嘴内层的通气管与第一进气管相通，气雾喷嘴外层的通水管与第一进水管相通，气体 流量调节阀安装在第一进气管的一端，第一水流量调节阀安装在第一进水管的一端，在第 一进水管外层安装安装支架，将气雾冷却装置固定在安装支架上，安装支架连接在铸轧机 机架上，通过安装支架将气雾冷却装置1安装在铸轧机机架上。水雾喷枪各部件的连接是喷嘴安装在第二进水管上，与第二进水管相连通，第二 进水管的一端安装第二水流量调节阀。喷水冷却装置各部件的连接是壳体为中空的长方体结构，第三进水管设置在壳 体内部，分流管安装在第三进水管外层，与第三进水管同轴连接，在分流管上设置有分流 孔，导流板安装在分流管的上方，在导流板上分布导流孔，壳体的上表面分布螺纹孔，水喷 嘴安装在螺纹孔上，第三水流量调节阀安装在第三进水管一端。所述的横梁靠近水雾喷枪的一端设有转轴。本发明的工作原理本发明为铸轧薄带的冷却系统，经过铸轧辊铸轧出的薄带在 传输过程中，在其上下两面采用气雾冷却、水雾冷却和喷水冷却三种不同冷却方式对薄带 进行加速冷却，根据铸轧出的薄带的厚度、出铸轧辊的薄带温度、要求冷却到的温度、薄带 运行速度来选择不同的冷却路径。每一种冷却方式的开启组数、阀门开启量大小(喷射压 力)、喷嘴的角度都根据铸轧生产时不同的实际要求选择。本发明的工作过程刚铸轧出的高温状态薄带以一定的速度传输到气雾冷却装置 采用气体或气雾两种介质对薄带进行吹扫冷却。喷气和喷雾状态的实现方法是当第一水 流量调节阀完全关闭，气体流量调节阀打开时，只有冷却气体通过第一进气管进入气雾喷 嘴，从气雾喷嘴口喷出，形成喷气状态；当第一水流量调节阀和气体流量调节阀都打开时， 冷却水和冷却气体分别进入第一进水管和第一进气管，气雾喷嘴通水管中的冷却水和通气 管喷出的高压气体混合，从气雾冷却装置出口混合喷出，成为喷雾形态，对薄带进行第一级 冷却。气雾冷却装置冷却之后的薄带经水雾喷枪产生的水雾对薄带进行第二级冷却，将水 雾冷却后的薄带传送至喷水冷却装置，对薄带进行喷水冷却，其每一个喷水冷却装置的冷 却水流量由第三水流量调节阀控制，冷却水通过第三进水管、分流管上的分流孔和导流板 的导流孔的分流作用，再均勻的从各个水喷嘴中喷出。本发明的优点在一个冷却系统上集成有喷气、气雾、喷雾、喷水等多种冷却方式， 根据铸轧不同材质的薄带在线不同的冷却工艺需要，通过选择冷却介质的种类、流量及不 同喷嘴的开启数量，实现大范围的冷却速率调节，以得到要求得到的组织。
图1是本发明整体结构示意图；图2是本发明气雾冷却装置结构示意图；图3是本发明水雾喷枪结构示意图；图4(a)是本发明喷水冷却装置结构主视图；图4(b)是本发明喷水冷却装置结构左视图；图4(c)是本发明喷水冷却装置结构俯视图；图中a铸轧辊、b铸轧薄带、1气雾冷却装置、2水雾喷枪、3横梁、4喷水冷却装置、 5辊道、6集水箱、7转轴、8底座、9第一进水管、10第一进气管、11气雾喷嘴、12气体流量调节阀、13第一水流量调节阀、14安装支架、15喷嘴、16第二进水管、17第二水流量调节阀、18 第三进水管、19分流管、20导流板、21水喷嘴、22壳体、23螺纹孔、24第三水流量调节阀。
具体实施例方式本发明一种薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却系统结合实施例和附图加以 说明。该系统如图1所示，包括有气雾冷却装置1、喷水冷却装置4、水雾喷枪2、集水箱 6、辊道5、横梁3和底座8 ；气雾冷却装置1如图2所示，包括有第一进水管9、第一进气管10、气雾喷嘴11、气 体流量调节阀12、第一水流量调节阀13和安装支架14 ；水雾喷枪2如图3所示，包括喷嘴15、第二进水管16和第二水流量调节阀17 ；喷水冷却装置4如图4(a)、图4(b)和图4(c)所示，包括有壳体22、第三进水管 18、分流管19、导流板20、水喷嘴21和第三水流量调节阀24。该系统各部分的位置是铸轧机出口位置水平设置有辊道5，辊道5上下两侧均勻 安装至少两组喷水冷却装置4和一组水雾喷枪2，其中至少一组喷水冷却装置4和至少一个 水雾喷枪2安装在位于辊道5上方的横梁3上，至少一组喷水冷却装置4和至少一个水雾 喷枪2安装在辊道5下方的底座8上，铸轧辊下方靠近铸轧机出口位置沿铸轧薄带传送方 向在薄带上下两侧对称分布至少两组气雾冷却装置1，集水箱6安装在辊道5下侧的喷水冷 却装置4和水雾喷枪2的下方。气雾冷却装置1各部件的连接是第一进水管9设置在第一进气管10外层，第一 进气管10设置在第一进水管9的内层，第一进气管10与第一进水管9同轴连接，气雾喷嘴 11安装在第一进水管9上，气雾喷嘴11为内外双层结构，气雾喷嘴11内层设有通气管，外 层设有通水管，其中气雾喷嘴11内层的通气管与第一进气管10相通，气雾喷嘴11外层的 通水管与第一进水管9相通，气体流量调节阀12安装在第一进气管10的一端，第一水流量 调节阀13安装在第一进水管10的一端，在第一进水管10外层安装安装支架14，将气雾冷 却装置固定在安装支架14上，安装支架14连接在铸轧机机架上，通过安装支架14将气雾 冷却装置1安装在铸轧机机架上。水雾喷枪2各部件的连接是喷嘴15安装在第二进水管16上，与第二进水管16 相连通，第二进水管16的一端安装第二水流量调节阀17 ；喷水冷却装置4各部件的连接是壳体22为中空的长方体结构，第三进水管18设 置在壳体22内部，分流管19安装在第三进水管18外层，与第三进水管18同轴连接，在分 流管19上设置有若干分流孔，导流板20安装在分流管19的上方，在导流板20上分布若干 导流孔，壳体22的上表面分布若干螺纹孔23，水喷嘴21安装在螺纹孔23上，第三水流量调 节阀24安装在进水管一端。所述的横梁3靠近水雾喷枪2的一端设有转轴7本发明的工作原理本发明为铸轧薄带的冷却系统。经过铸轧辊铸轧出的薄带在 传输过程中，在其上下两面采用气雾冷却装置1、水雾喷枪2和喷水冷却装置4三种不同冷 却装置对薄带进行加速冷却，根据铸轧出的薄带的厚度、出铸轧辊的薄带温度、要求冷却到 的温度、薄带运行速度来选择不同的冷却路径。每一种冷却方式的开启组数组数、阀门开启量大小(喷射压力)、喷嘴15的角度都根据铸轧生产时不同的实际要求选择。
本发明的工作过程刚铸轧出的高温状态薄带以一定的速度传输到气雾冷却装置 1采用气体和气雾两种介质对薄带进行吹扫冷却。喷气和喷雾状态的实现方法是当第一 水流量调节阀13完全关闭，气体流量调节阀12打开时，只有冷却气体通过第一进气管10 进入气雾喷嘴11，从气雾喷嘴11 口喷出，形成喷气状态；当第一水流量调节阀13和气体流 量调节阀12都打开时冷却水和冷却气体分别进入第一进水管9和第一进气管10，气雾喷嘴 11通水管中的冷却水和通气管喷出的高压气体混合，从气雾冷却装置1出口混合喷出，成 为喷雾形态，对薄带进行第一级冷却，气雾冷却装置1冷却之后的薄带经水雾喷枪2产生的 水雾对薄带进行第二级冷却，将冷却后的薄带传送至喷水冷却装置4进行第三级冷却。其 每一个喷水冷却装置4的冷却水流量由第三水流量调节阀24控制，冷却水通过第三进水管 18、分流管19上的分流孔和导流板20的导流孔的分流作用，再均勻的从各个水喷嘴21中 喷出。
权利要求
一种薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却系统，其特征在于该系统包括有气雾冷却装置、喷水冷却装置、水雾喷枪、集水箱、辊道、横梁和底座；该系统各部件的连接是铸轧机出口位置水平设置有辊道，辊道上下两侧均匀安装至少两组喷水冷却装置和一组水雾喷枪，其中至少一组喷水冷却装置和至少一个水雾喷枪安装在位于辊道上方的横梁上，至少一组喷水冷却装置和至少一个水雾喷枪安装在辊道下方的底座上，铸轧辊下方靠近铸轧机出口位置沿铸轧薄带传送方向在薄带上下两侧对称分布至少两组气雾冷却装置，集水箱安装在辊道下侧的喷水冷却装置和水雾喷枪的下方。
2.按权利要求1所述的薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却系统，其特征在于所 述的气雾冷却装置包括有第一进气管、第一进水管、气雾喷嘴、气体流量调节阀、第一水流 量调节阀和安装支架；气雾冷却装置各部件的连接结构是第一进水管设置在第一进气管外层，第一进气管 设置在第一进水管的内层，第一进气管与第一进水管同轴连接，气雾喷嘴安装在第一进水 管上，气雾喷嘴为内外双层结构，气雾喷嘴内层设有通气管，外层设有通水管，其中气雾喷 嘴内层的通气管与第一进气管相通，气雾喷嘴外层的通水管与第一进水管相通，气体流量 调节阀安装在第一进气管的一端，第一水流量调节阀安装在第一进水管的一端，在第一进 水管外层安装安装支架，安装支架连接在铸轧机机架上。
3.按权利要求1所述的薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却系统，其特征在于所 述的水雾喷枪包括至少两个喷嘴、第二进水管和第二水流量调节阀；水雾喷枪各部件的连接是喷嘴安装在第二进水管上，与第二进水管相连通，第二进水 管的一端安装第二水流量调节阀。
4.按权利要求1所述的薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却系统，其特征在于 所述的喷水冷却装置包括有壳体、第三进水管、分流管、导流板、水喷嘴和第三水流量调节 阀；喷水冷却装置各部件的连接是壳体为中空的长方体结构，第三进水管设置在壳体内 部，分流管安装在第三进水管外层，与第三进水管同轴连接，在分流管上设置有分流孔，导 流板安装在分流管的上方，在导流板上分布导流孔，壳体的上表面分布螺纹孔，水喷嘴安装 在螺纹孔上，第三水流量调节阀安装在第三进水管一端。
5.按权利要求1所述的薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却系统，其特征在于所 述的横梁靠近水雾喷枪的一端设有转轴。
全文摘要
一种薄带连铸过程多种冷却方式集成的冷却系统，属于冶金技术领域。该系统包括有气雾冷却装置、喷水冷却装置、水雾喷枪、集水箱、辊道、横梁、底座和铸轧机机架；气雾冷却装置包括有第一进气管、第一进水管、气雾喷嘴、气体流量调节阀、第一水流量调节阀和气雾冷却喷枪安装支架；水雾喷枪包括喷嘴、第二进水管和第二水流量调节阀；喷水冷却装置包括有壳体、第三进水管、分流管、导流板、水喷嘴和第三水流量调节阀。本发明的优点在一个冷却系统上集成有喷气、喷雾、喷水等多种冷却方式，根据铸轧不同材质的薄带在线不同的冷却工艺需要，通过选择冷却介质的种类、流量、及不同喷嘴的开启数量，实现大范围的冷却速率，以得到要求得到的组织。
文档编号B22D11/06GK101890486SQ201010233459
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者刘振宇, 刘海涛, 曹光明, 李成刚, 王国栋 申请人:东北大学