[发明专利]一种可形成高密度喷射流的冷却装置及制造方法

说明书

 

技术领域

本发明属于金属板带材热处理技术领域，具体涉及一种可形成高密度喷射流对金属板带材进行冷却的装置。

背景技术

目前，对金属板带材进行冷却的装置主要有以下几种形式：一种是层流冷却装置，即使用带有一定压力的冷却水流通过密集喷嘴垂直冲击到钢板表面，实现冷却；另一种是可形成扁平喷射流的冷却装置，包括辽宁省轧制工程技术中心发明的“可形成扁平喷射流的冷却装置”（CN101020196A）和洛伊公司的“通过产生一种扁平喷射流对材料进行冷却的装置”（CN1263550C）。层流冷却装置由于其冷却能力较低，已不能满足某些特殊钢种的冷却工艺要求；而形成扁平喷射流的冷却装置虽然水量大，冷却能力强，但单独使用却存在排水等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可形成高密度喷射流的冷却装置及制造方法，与可形成扁平喷射流的冷却装置联合使用，对金属板带材进行冷却处理。

一种可形成高密度喷射流的冷却装置及制造方法，包括主管体及其上面的小喷嘴，其特征在于主管体由内管、C型外管及与外管平行的喷嘴板，焊合成一体，内管与外管通过支撑板同心焊接固定，使外管与内管之间形成封闭空腔；内管轴向有2排均匀的通流孔，喷嘴板及角度补偿板焊接在外管缝隙处，使两端喷水与钢板表面呈90°和中段高密度水流倾斜角度α，45°≤α≤105°；喷嘴板上加工形成均匀的2～3排高密度的螺纹孔，带有螺纹的小喷嘴螺纹旋紧固定在喷嘴板上。制造方法：材料：钢板、钢管及小喷嘴均采用不锈钢材质；工艺：采用氩弧焊焊接工艺，焊后在200～500℃范围内进行去应力退火，最终保证整个冷却装置在高温工作环境下的平直、不变形。

本发明的优点及积极效果是：

1．本发明通过采用钢管与钢板焊接加工技术，以及通过螺纹连接固定高密度小喷嘴技术，降低了制作难度，节约成本，维修方便。

2．本发明装置对金属板带材进行冷却时，喷射到板带材表面的中段高密度水流倾斜角度α范围为45°≤α≤105°，两端高密度水流垂直喷射即α为90°不变。这种喷嘴板结构设计，不仅解决了冷却过程中的封水、排水问题，而且实现了对金属板带材的均匀冷却。

3.本发明装置喷嘴板共设计安装2～3排均匀排布的小喷嘴，从而形成高密度喷射流，对金属板带材进行均匀冷却处理。

4.本发明内管加工有通流孔，水流经通流孔流入内管与外管之间空腔，形成喷嘴板轴向上的均匀水流。

附图说明

图1为本发明可形成高密度喷射流的冷却装置的整体结构示意图；

图2为本发明冷却装置的两端剖面示意图；

图3为本发明冷却装置的中段剖面示意图。

具体实施方式

本发明所述的可形成高密度喷射流的冷却装置，其长度大于待冷却金属板带材的宽度，主管体由内管、外管及与外管平行的喷嘴板焊为一体，如图1所示，将内管、外管及支承板焊接，并且端部焊接法兰1，法兰1与进水口法兰连接，内管2与外管5通过支承板3同心固定，内管2与外管5及端部法兰1形成一定体积的腔体A，内管2轴向加工有2排均匀的若干通流孔B；根据不同喷水角度要求，将喷嘴板一4、喷嘴板二6角度补偿板8焊在外管5轴向不同部位C型缝上，喷嘴板一4、喷嘴板二6上加工有2～3排均匀高密度分布的螺纹孔，用来连接小喷嘴7。小喷嘴7喷水内径2—5mm，一端有外螺纹与喷嘴板一4和喷嘴板二6连接。

见图2所示，与外管5同心固定后，内管2的2排通流孔的部位与外管5开口方向相反，外管5截面为C型。

本发明的制造材料及方法：1、材料：钢板、钢管及小喷嘴均采用不锈钢材质；2、工艺：采用氩弧焊焊接工艺，焊后在200～500℃范围内进行去应力退火，最终保证整个冷却装置在高温工作环境下的平直、不变形。焊接时如图2所示，a.将内管2与外管5同心、由支承板3固定，焊接形成内管2与外管5间的腔体A；b. 在外管5的C型缝两侧与喷嘴板一4呈90°焊接；c.在外管5中段部位的C型缝一侧焊接喷嘴板二6，在喷嘴板二6另一侧增加角度补偿板8，再将角度补偿板8与外管5的C型缝按角度α焊接，在角度补偿板8的辅助作用下形成倾斜角度α，使中段喷水与金属板带材形成要求的45°≤α≤105°。

本发明实现对金属板带材冷却处理的过程：带有一定压力的高压冷却水通过进水口流入内管2，然后经通流孔流入到腔体A，腔体A充满水后，在喷嘴板轴向，即带材宽度上形成了均匀的水流,均匀的水流通过连接在喷嘴板4上的小喷嘴7形成垂直金属板带材表面的高密度水流、以及通过连接在喷嘴板二6上的小喷嘴7形成的带有一定角度α的高密度水流，实现对金属板带材冷却处理。