[实用新型]一种适于板带上喷水优化研究用的水冷试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水冷装置，特别涉及一种适于板带上喷水优化研究用的水冷试验装置。

背景技术

热轧过程中，在精轧后、卷取前对带钢进行冷却具有变形强化和相变强化的综合作用，它有利于细化带钢晶粒，既能提高带钢强度，又能改善带钢的韧性和塑性。

早期，热轧带钢的冷却方式有喷雾冷却、喷水冷却等形式。喷雾，由于雾状水柱动能小，无力冲破带钢表面蒸汽膜而影响热交换。后来采用喷压力水冷却，压力范围一般在0.5～1.7Mpa，动能虽大，但由于冲击回跳动能损失也大，回跳后已无力冲破带钢表面的蒸汽膜，导致冷却水与带钢表面接触时间短，冷却效率及水的利用率也较低。

20世纪70年代开始出现层流冷却，其工作原理就是使带钢表面覆盖一层最佳厚度的冷却水，利用热交换原理使带钢冷却到卷取温度。所采用的具体方法是以低压力、大流量的冷却水平稳地贴附于带钢上表面，形成薄薄的一层水膜。当冷却水吸收一定热量，并随带钢前进一段距离后，由侧向喷出的压力水吹动水膜，使其不断更新，从而带走大量余热，达到高效冷却的目的。

当前层冷装置的主要特点是：

1.上喷嘴垂直向下固定安装，不随带钢速度的变化而改变(实际上，在带钢行进时，考虑到水平速度分量，对带钢来说，相对喷射角是随带钢速度变化而变化的)；

2.压力与流量通常在0.5～1.7Mpa范围内，目的是保持一定厚度的水层；

3.各组喷嘴间距以及同组喷嘴的间距安装后固定不变，

4.上喷水积聚在带钢表面形成水膜，通过侧喷压力水使用冷却水不断更新，从而走大量的热量。

5.通过开闭不同冷却水段，应用计算机不同控制策略来达到不同的控冷要求。

随着新产品的不断开发和轧制技术的不断发展，要求在轧制过程中实现短时、快速、准确控温，而常规的气雾式冷却、层流冷却等技术，由于冷却速度不高而难以满足这个要求，因此人们开始研究超快冷却工艺，同时也对带钢在此过程中全长方向和宽度方向上的冷却均匀性产生更高要求。因此，需要应用传热学中相关理论来深入研究和尝试改进带钢冷却工艺。

由传热学可知：在冷却水喷洒到热钢板表面的瞬间，冷却水与红钢之间是直接对流换热，处于核态沸腾(Nucleate Boiling)传热状态；随后冷却水将立即在钢板表面生成一层汽膜，这时这部分带钢表面处于膜态沸腾(Film Boiling)传热状态。

如果紧接着的第二排冷却水能有效打破刚形成的蒸汽膜，就可以继续和增加核态冷却区。

因此，有必要对喷水压力、流量、喷嘴间距、喷射角和带钢速度等变量进行试验研究，寻找最优参数组合，尽量减少汽膜区域，加大直接对流换热面积，实现高效换热的目的。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种适于板带上喷水优化研究用的水冷试验装置，用于研究上喷水压力、流量分布、上喷嘴高度、喷射角、各组和各个喷嘴间距等参数对带钢表面冷却特性的影响，以改善冷却工艺，达到提高和改善带钢超快冷却的效率和均匀性的目的。

本实用新型的技术方案是，

一种适于板带上喷水优化研究用的水冷试验装置，其包括，固定架，安装在辊道上，包括四个立柱及上、下横梁形成一框架结构；立柱沿长度方向开有贯通的导槽；二悬臂，分别相对设置于固定架立柱上，其两端设有螺栓，该螺栓穿设于立柱导槽；悬臂沿长度方向开有导向槽；挂杆，沿长度方向开有导向槽，其两端凸设固定部，该固定部插设于悬臂导向槽，并由螺母调节、固定；若干喷管压紧件，其包括一固定环体及于之连接的一带螺母的连接螺栓，该连接螺栓穿过挂杆导向槽，并由螺母调节、固定；高度调整机构，包括，二丝杆，分别设置于设有悬臂侧的上、下横梁上；二推力轴承，分别套设于二丝杆上；二轴承嵌套，固定于悬臂中部，其中间开有通孔；所述的推力轴承内嵌安装在该轴承嵌套的通孔内，设置推力轴承的目的是在调节喷嘴高度时更加省力一点；二转动盘，分别套设于二丝杆、推力轴承下方，其外沿设手柄；若干喷管及相应的喷嘴，设置于喷管压紧件的固定环体内，通过软管与供水管道连通，其管路上还分别设控制阀及流量计。

进一步，所述的喷管管路上设调节阀、流量计、球阀、压力表。

又，所述的供水管道上设减压阀、闸阀。

另外，本实用新型所述的供水管道上还设增压泵及相应的弹性体、闸阀、止回阀。

所述的悬臂上还设用于保证悬臂的水平、防止倾斜、靠在框架的四个立柱的内侧的止挡。