一種用于棒材軋制的冷卻器及水冷方法技術

本發明專利技術公開了一種用于棒材軋制的冷卻器，包括噴嘴組件和套筒組件，套筒組件包括套筒，套筒的內部靠近噴嘴組件的一端設置有喇叭口的內襯管，且內襯管靠近噴嘴組件的一側端面與噴嘴組件的端面抵接；套筒內依次設置有第一套管和第二套管，第一套管的內徑的縱截面為喇叭口狀，且第一套管的喇叭口朝向內襯管的一側；第二套管的內徑的縱截面為喇叭口狀，且第二套管的喇叭口朝向第一套管，第二套管的喇叭口的最小內徑為棒材軋件通過的最小孔徑ΦB；內襯管的喇叭口的最小內徑ΦC為棒材軋件通過的最小孔徑ΦB的1.3倍；第一套管的喇叭口的最小內徑ΦD的尺寸滿足ΦB＜ΦD＜ΦC。本發明專利技術還公開了一種棒材軋制的水冷方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及軋制工藝
，尤其涉及一種用于棒材軋制的冷卻器。本專利技術還涉及一種使用上述冷卻器的棒材軋制的水冷方法。
技術介紹
在現代棒線材生產工藝中，控制軋制和控制冷卻技術應用已經較為普遍。比較典型的控軋控冷技術之一是：鋼坯經加熱爐加熱后，采用正常或較低的開軋溫度，在粗軋和中軋階段進行奧氏體再結晶區軋制，來達到細化奧氏體晶粒的目的；出中軋機列的棒材軋件進入水冷線進行降溫，之后在輸送導槽內進行均熱(使表面溫度與芯部溫度達到接近)，然后送入精軋機列進行奧氏體未再結晶區軋制，通過在奧氏體未再結晶區內合理的累計變形量，達到在奧氏體晶粒內形成變形帶的目的；精軋在最短的時間內進入軋后水冷線，進行控制冷卻，該過程中形成的過冷奧氏體、在形變誘導相變原理的作用和變形帶增加鐵素體形核點雙方面的作用下，開始向鐵素體轉變，形成細小均勻的鐵素體組織，達到細晶強化的目的。細晶強化技術，可在減少鋼坯成份中微合金元素的情況下，達到要求的物理性能，并且有更為優良的韌性。最終實現降本增效。比較典型的控軋控冷技術之二是：軋后余熱處理技術，即鋼坯采用正常的開軋溫度，經過全部軋制道次后，在最短的時間內進入軋后水淬線進行快速降溫，在產品表面形成淬火馬氏體組織，在之后的控冷過程中，芯部熱量向外周擴散，進行自回火，最終得到表面是回火馬氏體，回火索氏體而芯部形成細鐵素體和珠光體的組織狀態，采用相變強化的方式來降低微合金添加量、達到要求的強度指標。比較典型的控軋控冷技術之三是：標準或是客戶要求鋼材中不可出現回火組織，要求正常熱軋狀態交貨。此時生產線上往往考慮到表觀質量、晶粒組織的大小對物理性能的影響等，采用適當的軋后冷卻速度，來達到去除鋼材表面氧化氣泡、微合金添加量的適當減少和晶粒組織的細化而改善韌性的目的。上述的各種軋制中間階段和軋后的棒材軋件降溫，都要采用由冷卻器組成的水冷線。由此，冷卻器的設計，十分重要，其結構決定了冷卻過程的兩個關鍵因素：效率(降溫速度)和斷面溫降均勻性。如圖1所示，單組冷卻器的熱交換過程分為兩部分：噴嘴組件冷卻區域14和套筒組件冷卻區域15。噴嘴組件冷卻區域14不管棒材軋件是否處于冷卻的中心，當高壓水通過高壓水入口19沿環縫錐面噴出時，可以認為以同樣的速度、角度和流量沖擊棒材軋件表面(如圖2所示)，因此可以認為在此過程中沿棒材軋件圓周方向的對流換熱是基本均勻的，棒材軋件16整個圓周上的溫降是近乎相同的。套筒組件冷卻區域15一般為如圖1所示的湍流管，棒材軋件在穿過水冷線內的各個冷卻器時，沒有在冷卻器的中心，而是由于自身重力作用，棒材軋件貼在冷卻器內壁17，使得棒材軋件16在冷卻器內壁17的位置偏移，而流體按照最小阻力定律流動，使得棒材軋件16圓周方向與冷卻水的對流速度18和流量產生不均勻的現象(即沿棒材軋件圓周方向，不同的位置有不同的流速18和流量，而對應到沿圓周方向各個點冷卻水與棒材軋件表面的對流熱交換會產生溫降不均勻的情況，如圖3所示)，綜上所述，如何解決棒材軋件通過冷卻器時，溫降不均勻的問題，已成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于棒材軋制的冷卻器，以使得棒材軋件通過冷卻器時，溫降均勻。本專利技術的另一個目的是提供一種棒材軋制的水冷方法。為了實現上述目的，本專利技術提供了一種用于棒材軋制的冷卻器，包括噴嘴組件和套筒組件，所述套筒組件包括套筒，所述套筒的一端與所述噴嘴組件固定連接，所述套筒的內部靠近噴嘴組件的一端設置有喇叭口的內襯管，且所述內襯管靠近所述噴嘴組件的一側端面與所述噴嘴組件的端面抵接；所述套筒內依次設置有第一套管和第二套管，所述第一套管的內徑的縱截面為喇叭口狀，且所述第一套管的喇叭口朝向所述內襯管的一側；所述第二套管的內徑的縱截面為喇叭口狀，且所述第二套管的喇叭口朝向所述第一套管，所述第二套管的喇叭口的最小內徑為棒材軋件通過的最小孔徑ΦB；所述內襯管的喇叭口的最小內徑ΦC為棒材軋件通過的最小孔徑ΦB的1.3倍；所述第一套管的喇叭口的最小內徑ΦD的尺寸滿足ΦB＜ΦD＜ΦC。優選地，所述套筒包括封閉區和具有固定筋的開放區，所述封閉區的一端與所述噴嘴組件固定連接，所述封閉區的另一端與所述固定筋連接；所述內襯管設置在所述封閉區的內部，所述內襯管背離所述噴嘴組件的一側端面與所述固定筋抵接；且所述第一套管和所述第二套管依次設置在所述固定筋上，所述第二套管具有切削部，且所述切削部朝向所述第一套管。優選地，所述固定筋的數量為4個，且沿所述套筒所在圓周上均勻布置。優選地，所述固定筋與所述套筒連接的一端為T型結構，所述T型結構與所述套筒焊接連接。優選地，所述第二套管的數量為多個，且所述第二套管沿所述套筒的軸線方向間隔布置。優選地，所述內襯管的出水口和所述第二套管的出水口的角度K4在70°至100°之間。優選地，所述第一噴嘴芯的導入口的尺寸ΦA滿足：ΦB＜ΦA＜2ΦB。優選地，所述噴嘴組件包括第一噴嘴芯、第二噴嘴芯和具有空腔的噴嘴殼體，所述第一噴嘴芯和所述第二噴嘴芯分別與所述噴嘴殼體配合，所述第一噴嘴芯靠近所述第二噴嘴芯的一側設置有倒角，所述第二噴嘴芯與所述倒角之間存在間隙。優選地，所述倒角的角度為45度。優選地，所述第一噴嘴芯上設置有第一凸緣，所述噴嘴殼體對應所述第一凸緣設置有與所述第一凸緣抵接的第二凸緣，所述第一凸緣和所述第二凸緣通過螺栓連接。相比于
技術介紹
中所介紹的內容，上述冷卻器，通過將冷卻器不同位置設計成不同孔徑，不僅保留了一部分湍流管的冷卻能力，而且棒材軋件在冷卻器內偏置的情況下，沿棒材軋件圓周方向不會與冷卻器的第一套管的內壁緊貼，因此，通過第一套管的棒材軋件對流熱交換相對較均勻，即能保證第一套管段的溫降相對較均勻。本專利技術還提供了一種棒材軋制水冷方法，該方法使用冷卻器進行水冷的方法，該冷卻器進行水冷的方法為上述任一方案所描述的用于棒材軋制的冷卻器進行水冷的方法。由于該用于棒材軋制的冷卻器具有上述技術效果，具有該用于棒材軋制的冷卻器的棒材軋制的水冷方法也應具有相應的技術效果。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于棒材軋制的冷卻器，包括噴嘴組件和套筒組件，其特征在于，所述套筒組件包括套筒(10)，所述套筒(10)的一端與所述噴嘴組件固定連接，所述套筒(10)的內部靠近噴嘴組件的一端設置有喇叭口的內襯管(5)，且所述內襯管(5)靠近所述噴嘴組件的一側端面與所述噴嘴組件的端面抵接；所述套筒(10)內依次設置有第一套管(6)和第二套管(7)，所述第一套管(6)的內徑的縱截面為喇叭口狀，且所述第一套管(6)的喇叭口朝向所述內襯管(5)的一側；所述第二套管(7)的內徑的縱截面為喇叭口狀，且所述第二套管(7)的喇叭口朝向所述第一套管(6)，所述第二套管(7)的喇叭口的最小內徑為棒材軋件通過的最小孔徑ΦB；所述內襯管(5)的喇叭口的最小內徑ΦC為棒材軋件通過的最小孔徑ΦB的1.3倍；所述第一套管(6)的喇叭口的最小內徑ΦD的尺寸滿足ΦB＜ΦD＜ΦC。

【技術特征摘要】
1.一種用于棒材軋制的冷卻器，包括噴嘴組件和套筒組件，其特征在于，
所述套筒組件包括套筒(10)，所述套筒(10)的一端與所述噴嘴組件固定
連接，所述套筒(10)的內部靠近噴嘴組件的一端設置有喇叭口的內襯管(5)，
且所述內襯管(5)靠近所述噴嘴組件的一側端面與所述噴嘴組件的端面抵接；
所述套筒(10)內依次設置有第一套管(6)和第二套管(7)，所述第
一套管(6)的內徑的縱截面為喇叭口狀，且所述第一套管(6)的喇叭口朝
向所述內襯管(5)的一側；所述第二套管(7)的內徑的縱截面為喇叭口狀，
且所述第二套管(7)的喇叭口朝向所述第一套管(6)，所述第二套管(7)
的喇叭口的最小內徑為棒材軋件通過的最小孔徑ΦB；
所述內襯管(5)的喇叭口的最小內徑ΦC為棒材軋件通過的最小孔徑ΦB
的1.3倍；所述第一套管(6)的喇叭口的最小內徑ΦD的尺寸滿足ΦB＜ΦD
＜ΦC。
2.如權利要求1所述的用于棒材軋制的冷卻器，其特征在于，所述套筒
(10)包括封閉區和具有固定筋(8)的開放區，所述封閉區的一端與所述噴
嘴組件固定連接，所述封閉區的另一端與所述固定筋(8)連接；所述內襯管
(5)設置在所述封閉區的內部，所述內襯管(5)背離所述噴嘴組件的一側
端面與所述固定筋(8)抵接；且所述第一套管(6)和所述第二套管(7)依
次設置在所述固定筋(8)上，所述第二套管(7)具有切削部(20)，且所
述切削部(20)朝向所述第一套管(6)。
3.如權利要求2所述的用于棒材軋制的冷卻器，其特征在于，所述固定
筋(8)的數量為4個，且沿所述套筒(10)所在圓周上均勻布置。
4.如權利要求2所述的用于棒材軋制的冷卻器，其特征在于，所述固...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙瑞明，武劍，張凱，胡楊，劉兆潔，李健，
申請(專利權)人：山東鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37