一种棒材热轧系统的穿水冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及炼钢设备技术领域，具体涉及一种棒材热轧系统的穿水冷却装置。


背景技术：

2.在棒材生产过程中，为了降低合金添加量、控制碳化物并获得理想的显微组织及晶粒度，以便提高棒材轧制后的力学性能，在轧制后采用控冷装置来控制棒材从表面到心部的温度是非常重要的调控手段，目前国内应用最多的控冷装置是穿水冷却装置，穿水冷却装置是棒材热轧系统中的必须设备，对控轧空冷生产工艺具有关键作用。穿水冷却装置主要由入口导卫、水冷喷嘴、湍流管、回水箱、出口导卫和吹扫装置组成，工作时，运动的高温棒材从入口导卫进入冷却装置内，高压冷却水从水冷喷嘴中喷射到棒材表面，并随着棒材一同进入到湍流管中以充分对棒材进行冷却，完成热交换后的高温冷却水从回水箱排出，经冷却处理后回流至水冷喷嘴，而棒材经吹扫装置将其表面的冷却水吹扫干净后从出口导卫出去，由此实现快速冷却。
3.由上述可知，现有穿水冷却装置中，冷却水的运动方向与棒材的前进方向是一致的，在持续前进和冷却的过程中，冷却水的温度会逐渐升高，而棒材表面的温度则不断降低，当两者之间温度差不断缩小时，热交换能力也会逐渐降低，就会使冷却装置的冷却能力逐渐减弱，冷却速率也逐渐下降，冷却效果还不能完全满足生产企业对棒材的冷却要求；其次，冷却水在湍流管内与棒材表面接触，由于温度较高，冷却水会产生大量的蒸汽，如不能顺利排出易产生故障，存在一定的安全隐患，还会严重降低棒材穿水冷却的效果，造成棒材冷却不均的问题。因此，研制开发一种结构设置合理，冷却均匀，冷却效果好的棒材热轧系统的穿水冷却装置是客观需要的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种结构设置合理，冷却均匀，冷却效果好的棒材热轧系统的穿水冷却装置。
5.本实用新型的目的是这样实现的，包括进口导卫和出口导卫，在进口导卫和出口导卫之间依次设置有第一冷却管和第二冷却管，第一冷却管和第二冷却管均为文氏管，进口导卫的出口端加工有第一外锥面，第一冷却管的进口端加工有与第一外锥面相配合的第一内锥面，第一外锥面和第一内锥面之间形成有环形的第一进水口，第一进水口的出水方向倾斜朝向第一冷却管的方向，第二冷却管的出口端加工有第二内锥面，出口导卫的进口端加工有与第二内锥面相配合的第二外锥面，第二内锥面和第二外锥面之间形成有环形的第二进水口，第二进水口的出水方向倾斜朝向第二冷却管的方向，进口导卫和第一冷却管之间设置有第一进水机构，第一进水机构包括环板、进水套和螺母，环板的内环固定在进口导卫上，螺母螺接在第一冷却管进口端的外壁上，进水套的一端套装在进口导卫上，另一端套装在第一冷却管上，进水套与环板之间、进水套与螺母之间均设置有密封垫，进水套上设
置有进水管，第二冷却管与出口导卫之间设置有第二进水机构，第二进水机构和第一进水机构对称设置，其中第二进水机构的环板固定在出口导卫上，螺母螺接在第二冷却管出口端的外壁上。
6.第二冷却管的进口端螺接有中部导卫，第一冷却管出口端的外壁和第二冷却管进口端的外壁上均设置有法兰，两个法兰之间通过螺栓和垫片连接有出水套，出水套的顶部设置有出水管，第一冷却管和第二冷却管的上方分别设置有一个汽包，汽包与第一冷却管之间、汽包与第二冷却管均通过多根上汽管连通，汽包的顶部设置有排汽管，排汽管的端部与出水管连通。
7.进一步的，螺母与密封垫之间设置有弹簧垫圈。
8.进一步的，排汽管上设置有单向阀。
9.进一步的，进水套的侧壁上设置有透明的观察窗。
10.进一步的，第一冷却管和第二冷却管的底部均设置有底座。
11.本实用新型在对棒材进行穿水冷却时，棒材从进口导卫的进口端进入本装置，依次经过进口导卫、第一冷却管、中部导卫、第二冷却管和出口导卫后排出，而冷却水则同时从第一进水机构和第二进水机构的进水管输入进水套，再分别从第一进水口和第二进水口喷到棒材表面，其中从第一进水口喷入的冷却水进入第一冷却管，在第一冷却管中与棒材同向流动的同时对棒材进行第一次冷却，最终流入出水套，而从第二进水口喷入的冷却水则进入第二冷却管，在第二冷却管中与棒材反向流动的同时对棒材进行第二次冷却，最终流入出水套从出水管排出。在上述过程中，棒材与冷却水之间采用了同向换热和逆向换热相结合的方式，依次对棒材进行冷却，相对于现有技术来说，结构更为合理，棒材的冷却效果更好；其次，在第一冷却管和第二冷却管上方设置了汽包，冷却水吸收高温棒材的热量而生成的大量蒸汽可通过上汽管及时排入汽包，使得棒材在两根冷却管内能够被冷却水充分包裹，确保最佳的换热环境，保障棒材冷却的均匀性，提高棒材的穿水冷却效果。本实用新型结构设置合理，冷却均匀，冷却效果好，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
12.图1为本实用新型的整体结构示意图；
13.图中：1-进口导卫，2-出口导卫，3-第一冷却管，4-第二冷却管，5-第一外锥面，6-第一内锥面，7-第一进水口，8-第二内锥面，9-第二外锥面，10-第二进水口，11-环板，12-进水套，13-螺母，14-密封垫，15-进水管，16-中部导卫，17-法兰，18-出水套，19-出水管，20-汽包，21-上汽管，22-排汽管，23-弹簧垫圈，24-单向阀，25-观察窗，26-底座。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
15.如图1所示，本实用新型包括进口导卫1和出口导卫2，进口导卫1和出口导卫2为现有结构，用于引导棒材的前进，在进口导卫1和出口导卫2之间依次设置有第一冷却管3和第二冷却管4，第一冷却管3和第二冷却管4均为文氏管，进口导卫1的出口端加工有第一外锥面5，第一冷却管3的进口端加工有与第一外锥面5相配合的第一内锥面6，第一外锥面5和第
一内锥面6之间形成有环形的第一进水口7，第一进水口7的出水方向倾斜朝向第一冷却管3的方向，第二冷却管4的出口端加工有第二内锥面8，出口导卫2的进口端加工有与第二内锥面8相配合的第二外锥面9，第二内锥面8和第二外锥面9之间形成有环形的第二进水口10，第二进水口10的出水方向倾斜朝向第二冷却管4的方向，进口导卫1和第一冷却管3之间设置有第一进水机构，第一进水机构包括环板11、进水套12和螺母13，环板11的内环固定在进口导卫1上，螺母13螺接在第一冷却管3进口端的外壁上，进水套12的一端套装在进口导卫1上，另一端套装在第一冷却管3上，进水套12与环板11之间、进水套12与螺母13之间均设置有密封垫14，密封垫14用于密封进水套12，防止进水套12中的冷却水溢出，第一进水机构可实现进水的同时，还可以实现第一进水口7大小的调整，调整方法是：先松开螺母13，根据需要调整进口导卫1和第一冷却管3之间的距离，即调整第一进水口7的宽度，随后固定住进口导卫1和第一冷却管3的同时拧紧螺母13，使得进水套12的另一端抵在环板11上即可，第二进水机构的作用与第一进水机构的作用相同，第二进水口10大小的调整方法和第一进水口7大小的调整方法相同，进水套12上设置有进水管15，第二冷却管4与出口导卫2之间设置有第二进水机构，第二进水机构和第一进水机构对称设置，其中第二进水机构的环板11固定在出口导卫2上，螺母13螺接在第二冷却管4出口端的外壁上。
16.第二冷却管4的进口端螺接有中部导卫16，中部导卫16用于引导棒材的前进，其结构可用现有的导卫机构即可，第一冷却管3出口端的外壁和第二冷却管4进口端的外壁上均设置有法兰17，两个法兰17之间通过螺栓和垫片连接有出水套18，出水套18的顶部设置有出水管19，第一冷却管3和第二冷却管4的上方分别设置有一个汽包20，汽包20与第一冷却管3之间、汽包20与第二冷却管4之间均通过多根上汽管21连通，汽包20的顶部设置有排汽管22，排汽管22的端部与出水管19连通。
17.本实用新型在对棒材进行穿水冷却时，棒材从进口导卫1的进口端进入本装置，依次经过进口导卫1、第一冷却管3、中部导卫16、第二冷却管4和出口导卫2后排出，而冷却水则同时从第一进水机构和第二进水机构的进水管15输入进水套12，再分别从第一进水口7和第二进水口10喷到棒材表面，其中从第一进水口7喷入的冷却水进入第一冷却管3，在第一冷却管3中与棒材同向流动的同时对棒材进行第一次冷却，最终流入出水套18，而从第二进水口10喷入的冷却水则进入第二冷却管4，在第二冷却管4中与棒材反向流动的同时对棒材进行第二次冷却，最终流入出水套18从出水管19排出。在上述过程中，棒材与冷却水之间采用了同向换热和逆向换热相结合的方式，依次对棒材进行冷却，相对于现有技术来说，结构更为合理，棒材的冷却效果更好；其次，在第一冷却管3和第二冷却管4上方设置了汽包20，冷却水吸收高温棒材的热量而生成的大量蒸汽可通过上汽管21及时排入汽包20，使得棒材在两根冷却管内能够被冷却水充分包裹，确保最佳的换热环境，保障棒材冷却的均匀性，提高棒材的穿水冷却效果。
18.螺母13与密封垫14之间设置有弹簧垫圈23，通过弹簧垫圈23可对螺母13产生一定的推力，而这个推力可防止螺母13出现松动的情况，保障装置的正常运行。
19.排汽管22上设置有单向阀24，单向阀24为现有阀门，其作用是保证排气管22内蒸汽的单向流动，防止出水管19中的水通过排气管22返回到冷却管中而降低棒材的冷却效果。
20.进水套12的侧壁上设置有透明的观察窗25，通过观察窗25可较为方便的观察到进
水套12内的工作情况。
21.第一冷却管3和第二冷却管4的底部均设置有底座26，通过底座26实现支撑以免第一冷却管3和第二冷却管4发生变形，使用时将底座26固定在地面上，可减少装置整体的振动，提升本装置运行时的稳定性。