[发明专利]一种弧面多角度阵列射流喷嘴及其应用

说明书

本发明属于金属材料热处理领域，涉及一种弧面多角度阵列射流喷嘴及其应用。该射流喷嘴包括进水接口、均水腔、集水腔、弧面面板、小喷嘴、固定机构几个部分，采用多排弧面散射射流方式，提高换热效率和均匀性；采用分段设计方案，实现窄钢板淬火时节水节能，提高钢板表面换热效率；喷嘴与其两侧辊道组成独立的冷却单元，实现钢板表面流量分区控制；采用弧面面板内嵌小喷嘴的喷嘴形式，防止钢板冲撞引起的喷嘴变形或破损。本发明解决辊式淬火机低压段冷却效率低、冷却均匀性差、冷却过程可控性差、钢板终冷温度控制精度低的问题，喷嘴不易变形、使用寿命长、拆装方便、堵塞疏通方便。

技术领域

本发明属于金属材料热处理领域，涉及一种弧面多角度阵列射流喷嘴及其应用。

背景技术

辊式淬火机因具有冷却强度大、冷却均匀、控制精度高、淬火后板形好、可连续生产等优点，广泛应用于钢板离线淬火领域。辊式淬火机低压段采用≤0.5MPa的低压水，以相对弱的冷却强度进一步降低辊式淬火机高压段冷后钢板温度，防止钢板发生不均匀相变，进而产生板形恶化、淬火残余应力大等问题。此外，近些年正火后常化控冷(NAC)功能逐渐移植到辊式淬火机低压段完成，实现钢板控温淬火。目前，辊式淬火机低压段常用结构较简单的喷管形式，采用成组供水控制方式，均流效果差、冷却均匀性差、控制精度低，不能满足用户日益苛刻的钢板淬火板形、性能均匀性和后续加工性能需求。

现有专利中，中国专利申请(公开号CN102266831A)提出一种可形成高密度喷射流的冷却装置及制造方法，该装置采用角度相同的倾斜射流迅速降低钢板温度，实现快速冷却。该装置主要应用于辊式淬火机高压段、在线超快速冷却等，主要目的是通过高强度快速冷却迅速降低高温钢板温度，与本发明以冷却均匀性为主要目的、均匀降低中低温钢板温度不同，装置结构形式也不相同。

中国专利申请(公告号CN202246755U)提出一种冷却板材的组合式喷管，该喷管为水-气混合喷管，利用混合后的气雾冷却板材。该喷管与本发明功能、结构形式、冷却介质不同。

发明内容

针对现有辊式淬火机低压段冷却喷嘴存在的技术问题，本发明的目的是提供一种弧面多角度阵列射流喷嘴及其应用，能满足钢板均匀、高效、高精度淬火的成套喷嘴。

本发明的技术方案是：

一种弧面多角度阵列射流喷嘴，其特征在于，该射流喷嘴由进水接口(1)、均水腔(2)、集水腔(3)、弧面面板(4)、小喷嘴(5)、固定机构(6)组成，固定机构(6)分别位于射流喷嘴的两侧，固定机构(6)之间为集水腔(3)，集水腔(3)内设置均水腔(2)，进水接口(1)与均水腔(2)连通，均水腔(2)与进水接口(1)连接处的两侧对称设置均流孔(13)，均水腔(2)与集水腔(3)之间通过均流孔(13)连通，集水腔(3)底部设置弧面面板(4)，弧面面板(4)内嵌小喷嘴(5)，小喷嘴(5)的一端与集水腔(3)连通，小喷嘴(5)的另一端与钢板(8)对应。

所述的弧面多角度阵列射流喷嘴，该射流喷嘴为上喷嘴(11)或下喷嘴(10)。

所述的弧面多角度阵列射流喷嘴，弧面面板(4)焊接到集水腔(3)与进水接口(1)连接的另一侧，弧面面板(4)的弧面上加工形成均匀的5～7排螺纹孔，带有螺纹的小喷嘴(5)旋紧固定在弧面面板(4)内，小喷嘴(5)喷水孔直径3～5mm，小喷嘴(5)沿弧面面板(4)长度方向中心线向两侧对称布置，带压冷却水呈散射状射流冲击钢板(8)表面。

所述的弧面多角度阵列射流喷嘴，当小喷嘴(5)为七排时，最中间一排小喷嘴(5)垂直射流冲击钢板(8)表面，其两侧紧挨的两排小喷嘴(5)射流水柱与射流喷嘴垂直中心线夹角为5°～8°，最外侧两排小喷嘴(5)射流水柱与射流喷嘴垂直中心线夹角为18°～20°。