[发明专利]钢板冷却装置

说明书

技术领域

本发明有关于一种钢板冷却技术，具体地讲，有关于一种钢板冷却装置。

背景技术

热轧后高温钢板进行在线冷却时，分为加速冷却与直接淬火两种工艺，淬火是提高钢板强度的重要手段。直接淬火要由两套装置、高低压两套供水系统来承担，或是由一套装置、高低压两套供水系统来承担。为获得淬火处理所需要的冷却速度，热轧后高温钢板在辊道输送过程中，先进入冷却装置的高压冷却区，采用0.8MPa左右的高压水在快速冷却，使钢板淬透层温度迅速降低到约500℃，同时保持钢板上下表面相同的冷却速度，避免钢板的瓢曲；然后进入低压冷却区继续冷却钢板，直到钢板温度降到200℃以下或者室温。上述高温钢板的冷却系统庞大，操作和维护都有难度；而冷却系统简单的，其冷却能力又显得不足。另外，现有的冷却工艺及冷却设备中，在高压冷却区，由于需要采用高于0.5MPa(例如0.8MPa)的高压水才能达到淬火的冷却速度要求，而提供这样的高压水需要耗费大量的电能，从而造成能耗大，成本高。

另外，为了得到高性能的轧制钢板，实现钢板上、下表面对称冷却，一种是采用上、下大水量调整比，一种是采用使上集管具备升降功能，调节水量；同时，为了避免钢板冷却变形，一种是采用边部遮蔽，一种是边部遮蔽配集管流量中凸度，有的还需设夹送辊。在现有钢板冷却设备中，存在的根本问题是水流冲击区的配置不合理；重力场对上、下喷流作用不同，造成主要换热机制不匹配或同种换热机制存在较大的冷却能力差异；无法实现以板厚中心面的均匀对称冷却。其次，钢板内部冷却速度受其导热系数限制，处理的产品性能不均，残余应力大。

因此，有必要提供一种钢板冷却装置，来克服上述现有冷却工艺和设备存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种钢板的冷却装置，其能够采用低压水冷却来达到淬火所需的冷却速度，从而简化冷却装置与供水系统，降低能耗，降低冷却成本。

为获得淬火所需的冷却速度，长期以来，本领域技术人员一直认为必须提高水的压力，以保证喷出水穿透滞留水层与蒸汽膜进行有效冷却，这也是现有的冷却工艺一直采用高压水的原因。但是，本发明人经过长期研究发现，提高冷却速度，实质上需要在同等时间内，提供更多的水到钢板表面单位面积上，在同等时间内，提供到钢板表面单位面积上的水量越大，相应的冷却速度就越高，而提高水的压力仅是增加单位时间内供水量的其中一个方式，但是并不是唯一的方式。如果能够采用低压水来提高单位时间提供到钢板单位面积上的水量，同样可以达到提高冷却速度的效果，从而达到高温淬火所需的冷却速度。

基于本发明人的上述研究发现，本发明提供了一种钢板的冷却装置，其至少包括有多个位于钢板上方的沿钢板运行方向排列的U型管上集管，每个U型管上集管沿钢板运行方向排列有8排的U型管式喷嘴，提高单位时间的喷水能力。

在本发明的一个具体例子中，每个U型管上集管的冷却区长约1.5～2米。

在本发明的钢板的冷却装置中，所述的每排U型管式喷嘴沿钢板宽度方向呈中部密集、边部稀疏布置，并以轧制中心线左右对称，以形成一定的中凸度。这样，在保证流量调节的范围内，尽可能地增大了单位面积的喷嘴数量，以提高冲击区的离散度并使之合理配置，克服了缝隙式喷流冲击区集中且无法实现合理配置的缺点。

在本发明的钢板的冷却装置中，在沿钢板运行方向前段的相邻U型管上集管之间设置有辅助式上集管。

辅助式上集管由排气阀、主水管、斜置隔板、均流板、管式喷嘴、防撞板吊架、支水管、集水箱组成。辅助式上集管内用两块斜置隔板将其分为中部和两个边部。

在本发明中，所述辅助式上集管包括集水箱和连接于集水箱的主水管，该主水管上连接有两个分别将水送到两个边部的支水管。这样，集水箱中的水进入主水管后，主水管大部分水供给中部，余下的水由接在主管的两个支水管分送到两个边部。进一步，在支水管上设有流量控制阀，以使喷出水具有一定的中凸度调节能力；而在主水管上设有快速排气阀，以提高辅助式上集管开启的响应速度。

本发明辅助式上集管具有多个管式喷嘴，该多个管式喷嘴沿钢板的宽度方向均匀布置，并以轧制中心线左右对称。通过两类不同喷水能力喷嘴数量的搭配形成可变凸度控制。

在本发明的钢板冷却装置中，在钢板的下方沿钢板运行方向设置有多个下集管。

在本发明中，每个下集管设置在一钢板输送装置的两相邻输送辊之间。

在本发明中，所述U型管上集管装置包括管板、主水管、8排U型管式喷嘴、集水箱和管夹。