[实用新型]带钢冷却气雾喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气雾喷嘴装置，尤其是用于带钢热镀锌后冷却的气雾喷嘴。

背景技术

为满足热镀锌镀后带钢特别是厚规格和高强度带钢冷却工艺的要求，近年来以气液两相为介质的冷却技术-气雾冷却技术的应用越来越受到关注。喷雾冷却是采用水滴和气体混合物直接喷射到带钢表面以较快冷却速率冷却带钢且终点温度可控的技术。其优点主要表现为如下几个方面：1)换热系数远大于喷气冷却(通常小于800kcal/m².h.℃)，缩短了冷却时间和冷却长度；2)可通过调节水量来控制冷却速度；3)冷却速率属于中等水平，介于喷气冷却和水淬之间，带钢板形良好；4)冷却速度高对镀层质量有明显改进，冷却终点温度可控制在400～250℃，带钢可自动干燥。

通常带钢合金化温度控制在500～550℃之间，远高于带钢出锌锅温度430℃左右。为保证镀层完成凝固，避免带钢在接触顶辊时粘锌，带钢经上行段到达顶辊时的温度需控制在300℃以下。如果采用常规喷气冷却，镀层热处理和厚规格钢板镀锌线的镀后冷却塔很高，带钢的稳定性不能保证，采用气雾冷却后可显著降低冷却长度，同时还能提高带钢的质量。

气雾喷嘴是实现镀后钢板冷却最核心的部件，其作用是将水分散为雾滴。气雾喷嘴在其它工业领域已得到广泛应用，但要在连续带钢镀层镀后冷却生产线上应用，需满足如下几个功能：1)水量调节范围大，能满足不同厚度带钢冷却需求；2)实现喷气冷却和气雾冷却的“软过渡”，即既能作为常规气喷嘴用于薄带钢的冷却，又能作为气雾喷嘴使用；3)由于冷却水是工业循环水，可能含有杂质，因此喷嘴应当不易结垢、堵塞，如果发生局部喷嘴堵塞，会造成带钢冷却不均，对高速连续生产线的产品质量影响很大；4)雾化均匀；5)维修保养少。

美国专利US 1991/4993639公开的喷嘴结构如图1所示，它是在气喷嘴5头部装上一个水喷嘴2，水喷嘴2伸入到气喷嘴5内部，并且位置在气喷嘴5的出口端，水喷嘴2连接水管4，气喷嘴5连接风机10。这种喷嘴的优点是既能作为喷气冷却喷嘴用，又有喷雾冷却的功能，可实现喷气模式和喷雾模式转换，基本能满足镀后冷却的要求。但这种喷嘴存在如下缺点：1)水喷嘴在气喷嘴内部，会显著增加气雾喷嘴的局部阻力，喷雾系统的风机压增加；2)由于水在气喷嘴内部就开始雾化，会造成雾化角小，多喷嘴布置时，喷嘴宽度方向水量会不均匀；3)水喷嘴置于气喷嘴内部，当风机压力波动，或者风量小或者风机停止情况下，水容易顺着喷嘴流入到风箱内。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带钢冷却气雾喷嘴，这种喷嘴能保证均匀雾化，并且不易结垢，其结构简单，减少维护。

本实用新型是这样实现的：一种带钢冷却气雾喷嘴，包括喷气构件和水喷嘴，喷气构件设置在气体喷箱上，喷气构件由喷气构件腹板、喷气构件端板和喷气构件侧板组成，两块相对设置的喷气构件腹板和两块相对设置的喷气构件侧板以及设置在与气体喷箱相对位置的喷气构件端板共同构成截面为梯形的空间，该空间与气体喷箱相通，各喷气构件腹板和喷气构件侧板均与气体喷箱固定连接，喷气构件端板上开有多个气喷孔；水管设置在喷气构件下方，多个水喷嘴一端与水管相通，另一端的出水口位于喷气构件外部靠近气喷孔处。

所述喷气构件的喷气构件腹板张开角度θ为-15°～15°。

所述水喷嘴为直细管或L形细管。

所述水喷嘴的出水口对准气喷孔中心，并且喷水方向和喷气方向垂直。

所述气喷孔直径D＞水喷嘴直径d，并且水喷嘴直径d≥4mm。

所述带钢冷却气雾喷嘴在垂直方向设置多个，并且上下气喷孔错位设置。

所述气喷孔之间的间距X与气喷孔直径D之间的关系为：

X/D＝3.5～5.5。

本实用新型带钢冷却气雾喷嘴既能适用于喷雾冷却，也能用于喷气冷却。水喷嘴设置在喷气构件的外部，这样既可以防止水滴入气体喷箱，也可方便喷气构件和水喷嘴的安装。喷气构件腹板张开角度θ取-15°≤θ≤15°，可以满足气雾喷出的雾化角度和粒度需要。

气喷孔直径D要大于水喷嘴直径d，这样保证雾化用气体能完全包围水；水喷嘴直径d≥4mm，这样可以保证使用时，不易堵塞和结垢。

水喷嘴的出水口对准气喷孔中心，并且喷水方向和喷气方向垂直。这样能保证气体的喷射方向与水的喷射方向垂直相交，气体射流与水射流在喷嘴外面碰撞，空气射流将水射流击碎形成气雾。由于气液速度夹角为90°，射流核心区的动能得到充分利用，使液束处于最佳的剪切状态，能有效地将液束破碎为液滴群。