[发明专利]用于中小口径热轧无缝钢管的在线控制冷却装置及方法

说明书

一种用于中小口径热轧无缝钢管的在线控制冷却装置及方法，其装置包括布置在输送辊道之间、由多个环形射流冷却装置组成的多组冷却装置，每个环形射流冷却装置通过倾翻机构连接到设备主体框架上，冷却装置的入口有由约束辊构成的约束导向机构，约束导向机构的上下位置和约束导向孔型的大小可调。本装置通过约束导向机构可矫正钢管的弯曲，使钢管能够依次顺利通过各冷却装置，保证生产顺利进行；钢管在冷却过程中轴向与环形射流冷却同心，使钢管冷却均匀；可满足不同直径钢管在线冷却，适用范围广；钢管不需在线控冷时可利用倾翻机构使冷却装置离开运输辊道，避免高温钢管烘烤环形射流冷却装置。

技术领域

本发明涉及热轧无缝钢管生产技术，特别是一种用于中小口径热轧无缝钢管的在线控制冷却装置及方法。

背景技术

无缝钢管生产中，对无缝钢管进行控制冷却是关系到钢材组织性能的重要工艺手段。无缝钢管冷却分为离线冷却和在线控制冷却。离线冷却因工艺能耗成本较高、效率较低而逐渐被在线控制冷却所取代。

专利号为ZL201610933168.7的专利说明书公开了一种热轧无缝钢管控制冷却用环形射流冷却装置，该环形射流冷却装置(如图1所示)的内表面有沿圆周方向均匀布置的喷嘴，喷嘴的射流方向朝向钢管运行方向的正向或逆向，与钢管轴向夹角为50～80°，环形射流冷却装置有进水口，进水口通过调节阀组与分流集水管连接，分流集水管和调节阀组用于对喷水的流量和压力进行调整。该装置用于无缝钢管控制冷却时，根据冷却需要，可将多个环形射流冷却装置配置在钢管运行辊道上，实现无缝钢管的在线控制冷却，冷却效果比较好。据其专利说明书记载，该冷却装置适用于外径200mm至460mm、壁厚10mm至60mm的大口径无缝钢管的在线控制冷却，如将这种冷却装置单独用于壁厚小于10mm、外径小于200mm的中小口径无缝钢管在线冷却会遇到下述技术问题：

中小口径无缝钢管的长度往往可达几十米，在生产过程中，钢管经张力减径机后会存在一定的弯曲度，在后续的在线冷却中无法保证与环形射流冷却装置同心，冷却均匀性也就较难控制；同时，因钢管外径尺寸较小、厚度规格较薄，导致其对温度波动更为敏感，冷却不均匀反过来又极易导致钢管弯曲度加剧，甚至导致生产无法顺利进行。所以，单纯使用这种环形射流冷却装置对中小口径的无缝钢管进行在线控制冷却不可行，要用这种环形射流冷却装置进行小口径的无缝钢管进行在线控制冷却，必须解决中小口径无缝钢管钢管在线冷却时的弯曲问题。

申请号为201410786324.2的中国专利说明书披露了一种钢管冷却装置，该装置是在冷却水箱内设置多个喷水冷却部，喷水部内筒体带有多个喷水孔，由喷水孔喷出的冷却水对钢管进行冷却。在冷却水箱的前后设置钢管导向部，该钢管导向部是由直管和锥形扩张管连接构成。如果用这种导向机构与上述环形射流冷却装置相配合对中小口径无缝钢管进行在线控制冷却，存在两个技术问题：一是这种钢管导向机构结构简单，钢管从中穿过，无法保证钢管在冷却过程中与环形射流冷却装置保持同心，也就无法保证冷却的均匀性；二是因中小口径无缝钢管经张力减径机后存在一定弯曲度，无法确保顺利通过导向机构，一旦受阻，会影响整条钢管生产线的连续运行。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种用于中小口径热轧无缝钢管的在线控制冷却装置及方法，以解决使用上述环形射流冷却装置进行小口径无缝钢管在线控制冷却存在的钢管弯曲问题。