一種板帶冷卻寬向均勻性可控的冷卻裝置的制作方法

本實用新型屬于鋼材軋制技術領域，具體涉及一種板帶冷卻寬向均勻性可控的冷卻裝置。

背景技術：

熱軋優質帶鋼，尤其是高強鋼的生產是目前鋼鐵業中的重要領域，對后續生產及運用起到相當重要的作用。特別針對熱軋帶鋼高強鋼生產的需求量更多，產品質量需求更高，產能優化、產品升級，以水代金提高板材的綜合性能，已成為熱軋板帶生產商的迫切需求，更是節能減排的最佳手段。

在目前鋼材市場的日益競爭的環境下，如何提高生產工藝、降低生產成本、提高鋼材優質產品，是鋼鐵企業的頭等大事，鋼鐵企業應不惜重金研發新工藝、新裝備。但就熱軋中厚板冷卻生產中存在的共性難以解決的技術難題“在于縱向及橫向冷卻不均勻、冷后變形大、板形差”。為此目前絕大多數供應商都是采用了邊部遮擋、集管分區閥門調節、頭尾延時控制等技術，但使用效果很不理想，特別是邊部遮擋最終都以廢除而告終。

鑒于此，詳細分析實際生產中存在的共性問題可歸納為兩點：一是帶鋼邊部過冷，甚至寬幅冷卻不均而嚴重瓢曲，二是頭尾翹曲變形嚴重。上述方案在一定程度上均未將裝置與冷卻對象之間建立起等量的數量關系，特別是寬向流量流動特征與裝置之間沒有建立起對應的關系，從而導致集管噴淋到帶鋼上的水與對應帶鋼的熱量之間不能匹配，使得控制不準，實際冷卻效果不佳。為此研究探索噴淋裝置與冷卻帶鋼之間的準確的熱量與水量的對應關系，是解決這項技術的難點。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種板帶冷卻寬向均勻性可控的冷卻裝置，能夠自動實現管路內部壓力平衡、并根據外部水流分布情況對寬向出水進行不同的分流，以達到最佳的熱交換平衡狀態所需要的水流量，滿足帶材冷卻均勻性的需求，最終實現精確控制板帶的冷卻過程。

為達到上述目的，本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

一種板帶冷卻寬向均勻性可控的冷卻裝置，包括沿板帶軋制方向連續或間隔設置的多個冷卻區，在冷卻區之間設置有水封隔絕裝置，在最后一個冷卻區的出口處設置有氣霧分隔裝置，每個所述冷卻區包括密集上噴淋裝置、下噴淋裝置和對密集上噴淋裝置及下噴淋裝置進行打開或關閉噴水操作的氣動開閉調節裝置，所述密集上噴淋裝置內設置有可動態調節其噴水量的噴淋可調裝置，所述噴淋可調裝置包括插入密集上噴淋裝置內腔的柱管和通過調節螺母固定、且可調節其插入柱管內長度的可調噴頭，所述柱管與可調噴頭之間設置有水流調節結構。

進一步，所述水流調節結構包括設置在柱管端部內腔的錐面和設置在可調噴頭端面的密封堵頭，所述密封堵頭與錐面配合、并通過調節螺母調節兩者之間的距離。

進一步，所述密集上噴淋裝置與下噴淋裝置的流量之比1：1.5～1：2.5。

進一步，所述可調噴頭口徑大小在板帶寬度方向上呈正態分布。

進一步，所述可調噴頭在板帶寬度方向上呈正態分布布置。

進一步，所述密集上噴淋裝置內還設置有緩流平衡裝置。

進一步，所述冷卻裝置還包括手動閥和水平衡管，所述手動閥、密集上噴淋裝置、下噴淋裝置及氣動開閉調節裝置通過管路與水平衡管連通。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型實現了在噴淋冷卻過程中能主動適應板帶冷卻水流由中部到邊部兩側不同水流分布的寬度流向冷卻規律，適應了待冷帶鋼的內部到底需要多少水量才能達到要求的內在本質，使得板帶冷卻沿寬度方向的需水量趨于實際需求，達到冷卻均勻且過程可控的目的。

采用本實用新型的冷卻裝置用于熱軋中厚板冷卻冷噴淋裝置上在冷卻過程中，從板帶寬度方向上看，密集上噴淋裝置的噴淋可調裝置在寬向上的分布多點擬合的類似于平坦的拋物線。本實用新型的噴淋裝置對板帶材的寬度方向具有較強的吻合適應能力，能適應帶材的冷卻要求；對提高噴淋裝置的噴淋冷卻的均勻性和適應性，提高冷卻裝置的綜合冷卻強度，特別是寬向冷卻均勻性，具有高度的適用性。

附圖說明

圖1為本實用新型冷卻裝置的布置圖；

圖2為本實用新型冷卻裝置的水路連接示意圖；

圖3為密集上噴淋裝置的結構示意圖；

圖4為圖3的K向視圖；

圖5為噴淋可調裝置的結構示意圖；

圖6為噴淋可調裝置在板帶寬度方向上的節流口徑變化圖；

圖7為冷卻裝置在板帶寬度方向上的流量變化圖。

附圖標記：

1-水封隔絕裝置；2-氣霧分隔裝置；3-密集上噴淋裝置；4-下噴淋裝置；5-氣動開閉調節裝置；6-噴淋可調裝置；61-柱管；62-調節螺母；63-可調噴頭；64-錐面；65-密封堵頭；7-手動閥；8-水平衡管；9-管路；10-緩流平衡裝置；11-冷卻板帶。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。

如圖1-7所示，本實施例的板帶寬向冷卻均勻性可控的冷卻裝置，包括冷卻板帶11、沿板帶軋制方向連續或間隔設置的多個冷卻區，通常冷卻區為三、四個，本實施例為三個，分別為冷卻I區、冷卻II區和冷卻III區，在冷卻區之間設置有水封隔絕裝置1，在最后一個冷卻區的出口處即冷卻III區處設置有氣霧分隔裝置2，凈化板帶表面的冷卻清潔度，每個所述冷卻區包括密集上噴淋裝置3、下噴淋裝置4、手動閥7、水平衡管8和對密集上噴淋裝置3及下噴淋裝置4進行打開或關閉噴水操作的氣動開閉調節裝置5，手動閥7、密集上噴淋裝置3、下噴淋裝置4及氣動開閉調節裝置5通過管路9與水平衡管8連通，所述密集上噴淋裝置3內設置有可動態調節其噴水量的噴淋可調裝置6，通過控冷理論可知：噴淋集管的噴水量以及沿寬度和長度方向的水流分布是影響板帶噴淋冷卻的重要因素，因而對板帶寬度方向以及縱向方向上的冷卻均勻性是冷卻控制的一項非常重要的指標，由于中部噴水量導致向兩邊擴散，理論上也應使邊部的冷卻水量與中部的冷卻水量有所不同，同時隨著板帶材質的不同成分其噴水模式更應有所不同，若僅依靠閥門的整體調節在實際生產中根本不可能很好的滿足使用要求。本實施方案就是對噴淋集管采用預設值、修正可調的凸度模式，符合板帶噴淋冷卻的寬向冷卻規律，

如圖5所示，本實施例的噴淋可調裝置6包括插入密集上噴淋裝置內腔的柱管61和通過調節螺母62固定、且可調節其插入柱管61內長度的可調噴頭63，所述柱管61與可調噴頭63之間設置有水流調節結構，其具體包括設置在柱管端部內腔的錐面64和設置在可調噴頭端面的密封堵頭65，所述密封堵頭65與錐面64配合、并通過調節螺母62微調兩者之間的距離，進而調節密封堵頭65與錐面64貼合水平，從而實現對可調噴頭63出水口徑大小的調整和出水量的調整，通常情況下，所述可調噴頭口徑大小在板帶寬度方向上呈正態分布，如圖6所示，同時，通過初始設計，將可調噴頭在板帶寬度方向上也呈正態分布布置，最終使冷卻水的出水量在板帶寬度方向上呈拋物線分布，如圖7所示，使得板帶冷卻沿寬度方向的需水量趨于實際需求，達到冷卻均勻且可控的目的。

作為本實施例的改進，為實現對不同板帶進行強制性冷卻，將密集上噴淋裝置與下噴淋裝置的流量之比設置為1：1.5～1：2.5，可達到更佳的效果。

作為本實施例的改進，如圖5所示，密集上噴淋裝置內還設置有緩流平衡裝置10，通過緩流平衡裝置10可調整出水量的壓力，與噴淋可調裝置一起進一步對噴淋水進行調節，使冷卻量為一條擬合的平坦曲線，該曲線與待冷帶鋼的熱學特性高度吻合，從而提高冷卻質量。

在中厚板超快冷卻裝置上增設實施本實用新型實施例板帶寬向冷卻均勻性可控的冷卻裝置能有效提高了噴淋冷卻集管的冷卻綜合可控能力和目標吻合適應能力，實現了通過噴淋裝置需求目標達到相一致的對應控制能力，達到滿足板帶材生產的均勻性冷卻控制的目的；

與現有的未安裝本調節裝置的超快冷噴淋裝置相比，本實施例的板帶寬向冷卻均勻性可控的冷卻裝置具有如下優點：

1)提高了超快冷噴淋集管內部的壓力緩沖平衡能力，改變了現有常規超快冷噴淋集管內壓力不規則、且波動大的的不足，為均勻出水提供了動力源頭；

2)提高了超快冷噴淋裝置對板帶寬幅變化時所需冷卻水量的控制能力，能根據冷卻目標板帶的熱交換量按照寬度方向上的流態進行噴水，以滿足帶鋼寬度方向上的均勻冷卻需求。

3)密集噴淋集管對冷卻區域獨立可控靈活，調節手段大。綜上，本實施例的板帶寬向冷卻均勻性可控的冷卻裝置能夠有效提高熱軋中厚板超快冷卻的控制能力，以及增強對板帶寬幅冷卻均勻性的控制能力

最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本實用新型進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權利要求書所限定的范圍。