CN102189132A - 设于精轧机架间的上喷冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设于精轧机架间的上喷冷却装置，设于精轧机架入口侧的带钢上方，包括一沿垂直带钢运行方向设置的分体式集管；若干排喷管，沿集管轴向方向均布，每一排喷管均包括若干个喷管，沿集管径向方向排布，喷管通过其上端口与集管导通；若干启闭阀，对应设于所述若干排喷管上方，垂直活动阻断若干排喷管的上端口；若干驱动装置，通过固定设于所述分体式集管上的若干支撑架，分别对应设于所述若干启闭阀上方，与若干启闭阀对应连接，实现对启闭阀的驱动。该精轧机架上喷冷却装置结构简单，同时能够实现沿带钢宽度方向冷却水的调节。

Description

设于精轧机架间的上喷冷却装置

技术领域

本发明涉及一种设于精轧机架间的冷却装置，尤其涉及一种在热轧冷却流程中冷却水宽度可调的上喷冷却装置。

背景技术

钢铁企业的精轧生产线都要使用到带钢冷却装置，其主要功能就是根据设定的精轧目标温度将精轧带钢进行快速冷却，以保证带钢的产品组织和性能。

随着冶金生产技术的不断发展，带钢品种、规格逐渐扩大，微合金钢和碳锰钢替代普通钢成为主要产品。现有的带钢冷却装置，随着轧线轧制规格的不断拓展和用户对产品质量要求的不断提高，已经不能满足部分钢种生产的需要，尤其是一些含有合金元素的强度钢(如：BS600、BS700、B510L、S45C、SS400等)。这些强度钢在轧线生产过程中，多次出现带钢产品由于冷却不均造成的C翘，以及带钢宽度方向冷却不均造成的板形变化，尤其是带钢边部温度降低较大会在后续冷却过程中产生带来双边浪趋势的内应力，从而给带钢的板形、机械性能、温度及相变在宽度方向的均匀性都带来很大影响。

研究发现，带钢边浪和边部组织不均匀的根本原因在于带钢宽度方向温度的不均匀，因此要改善带钢边部质量就迫切需要解决热轧带钢冷却温度均匀性问题。

为了解决上述问题，国外针对如何改善带钢边部质量研发了安装在精轧机入口的边部加热器(简称EH)和层流冷却边部遮挡装置，对带钢质量进行综合控制，国内多家冶金企业的热轧生产线都引进了德国SMS公司的层流冷却边部遮挡装置，期待该装置能够改善带钢边部的质量。然而，在实际生产过程中，采用该设备还存在以下缺点：

1.边部加热器需要较大设备配置空间，而已有热轧产线的精轧机架区域，往往没有充足的空间设置如此一套庞大的设备，例如宝钢股份热轧2250mm产线就无法设置该边部加热器装置；

2.边部加热器初期投入成本高。以宝钢1580产线为例，其边部加热器(简称EH)初期投入就需8000万元；

3.边部加热器使用能耗高。钢铁行业面临着实施低碳经济的艰巨使命，而热轧产线设置的为提高带钢边部温度的边部加热器(EH)技术为电感应加热，在生产使用时消耗电量大，宝钢热轧1580mm产线边部加热器的电热转换效率仅40％多，目前宝钢热轧1880mm产线边部加热器的电热转换效率虽然已达80％，但造成带钢边部加热处理成本居高不下是无法避免的，不利于生产资源的节约和控制；

4.边部加热器(EH)的电感应加热头故障率和维护成本高。以宝钢1580产线为例，加热头寿命只有6个至12个月，多个成本要80万，装机量8个加热头，仅加热头备件消耗一年就要超过600万元，进口的隔热布费用也非常高。

因此，申请人希望发明另外一种用于精轧生产线的带钢冷却装置，该装置在不影响精轧带钢稳定性的前提下，以较少的设备制造量和设备配置成本，达到能够根据精轧带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的精轧机架缝隙冷却水，从而实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种设于精轧机架间的上喷冷却装置，该装置在不影响精轧带钢冷却稳定性的前提下，以较少的设备制造量和设备配置成本，达到能够根据精轧带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，以克服现有技术中的冷却装置对带钢宽度方向冷却分布不均匀的问题无法解决的现象，实现减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均匀性的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种设于精轧机架间的上喷冷却装置，设于精轧机架入口侧的带钢上方，包括一集管，沿垂直带钢运行方向设置，若干排喷管，沿所述集管轴向方向均布于集管上方，每一排喷管均包括若干个喷管，沿所述集管径向方向排布，所述喷管通过其上端口与集管导通；为了便于本装置中下述启闭阀的安装，所述集管为分体式集管，其包括一下管体和一与所述下管体固定连接的上管盖；所述每一排喷管中的所有喷管上端口平齐；此外该精轧机架上喷冷却装置还包括：

若干启闭阀，对应设于所述若干排喷管上方，垂直活动阻断若干排喷管的上端口；

若干驱动装置，通过固定设于所述分体式集管上的若干支撑架，分别对应设于所述若干启闭阀上方，与若干启闭阀对应连接。

优选地，所述每一启闭阀均包括：

一导向套，垂直贯穿所述上管盖，导向套的外壁与上管盖固定连接；

一传动杆，套于所述导向套内，沿导向套轴向方向滑动；

一连接块，其上端与所述驱动装置对应固定连接，其下端与所述传动杆的上端固定连接；

一水平板，与所述传动杆下端垂直固定连接，所述水平板的下表面与各喷管上端口接触密封，以阻断各喷管的冷却水流。

优选地，所述驱动装置为气缸，所述气缸的气缸杆下端与所述连接块固定连接。

优选地，所述传动杆上端部设有一球头，所述球头通过一轴颈与传动杆固定连接，所述连接块包括：

一上连接块，其下端面设有一上半球形槽；

一下连接块，与所述上连接块固定连接，所述下连接块上设有与所述上半球形槽对应的下半球形槽，以及一与所述下半球形槽连接的轴颈孔，所述上半球形槽和下半球形槽组成一球形槽，所述球头对应设于球形槽内，所述轴颈对应设于轴颈孔内。

优选地，所述水平板下表面还设有一密封层，从而保证水平板与若干喷管之间的密封性，防止漏水。

优选地，所述导向套的内壁上端还设有至少一个密封，防止集管内的冷却水从导向套与传动杆的配合间隙中漏出。

优选地，所述均布于集管一端的若干排喷管上端口与同一水平板接触连接。

优选地，所述各喷管上端口与一水平设置的喷管接口板连接，所述喷管接口板在对应各喷管上端口的位置开有若干垂直通孔，喷管接口板的上表面与所述水平板接触密封，以阻断各喷管的冷却水流。

本发明由于采用了以上技术方案所述的冷却装置，使其能够根据精轧带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在带钢宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，实现减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均匀性的目的。因此，本发明在达到同样带钢边部温降效果的同时，能够避免资源浪费，特别是电源的消耗，从而在提高带钢产品质量的同时，大大降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置在精轧机组中的设置示意图。

图2为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置的结构示意图。

图3为图2中A-A处的剖视图。

图4为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置中传动杆和水平板的结构示意图。

图5为本发明设于精轧机架间的上喷冷却装置中导向套的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-5具体介绍本发明的一种较佳实施例。

如图1，所示设于精轧机架间的上喷冷却装置L设于精轧机架H入口侧的带钢上方，经过冷却的带钢在轧辊P的轧制下成形。

如图2和图3所示，精轧机架间上喷冷却装置包括一根分体式集管1，包括下管体12和与其固定密封连接的上管盖11。集管1沿垂直带钢运行方向设置，若干排喷管沿集管1轴向方向均布于其上，每一排喷管均包括三个喷管4，这三个喷管4沿集管1径向方向排布，三个喷管4均通过其上端口与集管1导通，三个喷管4的上端口平齐。每一排喷管上方均对应设有一启闭阀，每一个启闭阀包括：导向套5，垂直贯穿上管盖11，导向套5的外壁与上管盖11固定连接；传动杆6套于导向套5内，沿导向套5轴向方向滑动；一对固定连接的上连接块71和下连接块72，上连接块71的上端与气缸3的气缸杆下端固定连接，下连接块72的下端与传动杆6的上端固定连接，气缸3通过支撑架2固定架设在集管上管盖11上。传动杆6的下端与水平板8的上端固定，从而实现传动杆6在气缸3的驱动下沿导向套5做上下直线往复运动，进而带动水平板8开启或闭合三个喷管4的上端口，为了保证水平板8与喷管4的上端口配合严密，必须要保证所述三个喷管4的上端口平齐，因此在三个上端口上方设置了一块喷管接口板41，其上开有对应的喷管通孔，其下端与喷管4的上端口连接，从而实现与各喷管4的导通。

该装置中的传动杆结构如图4所示，包括杆体63，以及与杆体63通过轴颈6通过螺纹连接的球头61，球头61设于上、下连接块组成的球形槽内，杆体63的下端与水平板8固定连接，为了保证水平板8与喷管上端口接触面的密封性，水平板8的下端还设有一层密封层81。

该装置中的导向套结构如图5所示，导向套5的内壁上端设有两个密封51和52，从而防止集管内的冷却水从导向套与传动杆的配合间隙中漏出。

本发明所述的装置在使用过程中，由一台气缸驱动一个启闭阀沿导向套做上下直线往复运动，从而实现打开、闭合喷管上端口，进而实现对沿带钢宽度方向冷却水量的调节。该装置不同于现有的边部加热器技术，在达到同样带钢边部温度效果的同时，能够避免较大资源，特别是电源的消耗，从而在提高带钢产品质量的同时，还大大降低了生产成本。此外该装置能够根据精轧带钢不同宽度的冷却工艺要求，对应建立相应于带材通道宽度的精轧机架缝隙冷却水，实现精轧机架冷却水在宽度上的相应变化，从而调节精轧机架冷却水在通道宽度方向上的冷却宽度区域，克服现有技术中精轧机架冷却系统对带钢宽度方向存在着冷却分布不均匀而无法调节的现象，减少精轧区域带钢边部的温降，确保带钢的板形、机械性能、温度及相变在带钢宽度方向的均匀性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种设于精轧机架间的上喷冷却装置，设于精轧机架入口侧的带钢上方，包括一集管，沿垂直带钢运行方向设置，若干排喷管，沿所述集管轴向方向均布于集管两端上方，每一排喷管均包括若干个喷管，沿所述集管径向方向排布，所述喷管通过其上端口与集管导通；其特征在于，所述集管为分体式集管，其包括一下管体和一与所述下管体固定连接的上管盖；所述每一排喷管中的所有喷管上端口平齐；所述精轧机架上喷冷却装置还包括：

若干启闭阀，对应设于所述若干排喷管上方，垂直活动阻断各排喷管的上端口；

若干驱动装置，通过固定设于所述分体式集管上的若干支撑架，分别对应设于所述各启闭阀上方，并与各启闭阀对应连接。

2.如权利要求1所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述每一启闭阀均包括：

一导向套，垂直贯穿所述上管盖，与其固定连接；

一传动杆，套于所述导向套内，沿导向套轴向方向滑动；

一连接块，其上端与所述驱动装置对应固定连接，其下端与所述传动杆的上端固定连接；

一水平板，与所述传动杆下端垂直固定连接，所述水平板的下表面与各喷管上端口接触密封，以阻断各喷管的冷却水流。

3.如权利要求2所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述驱动装置为垂直设置的气缸，所述气缸的气缸杆下端与所述连接块固定连接。

4.如权利要求1或2所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述传动杆上端部设有一球头，所述球头通过一轴颈与传动杆固定连接，所述连接块包括：

一上连接块，其下端面设有一上半球形槽；

一下连接块，与所述上连接块固定连接，所述下连接块上设有与所述上半球形槽对应的下半球形槽，以及一与所述下半球形槽连接的轴颈孔，所述上半球形槽和下半球形槽组成一球形槽，所述球头对应设于球形槽内，所述轴颈对应设于轴颈孔内。

5.如权利要求4所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述水平板下表面还设有一密封层。

6.如权利要求3或5所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述导向套的内壁上端还设有至少一个密封件。

7.如权利要求6所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述均布于集管一端的若干排喷管上端口与同一水平板接触连接。

8.如权利要求6所述的设于精轧机架间的上喷冷却装置，其特征在于，所述各喷管上端口与一水平设置的喷管接口板连接，所述喷管接口板在对应各喷管上端口的位置开有若干垂直通孔，喷管接口板的上表面与所述水平板接触密封，以阻断各喷管的冷却水流。

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