[发明专利]一种参数可调的大型筒节热轧后的喷淋冷却装置

说明书

技术领域

本发明属于冷却装置领域，涉及一种参数可调的大型筒节热轧后喷淋冷却的冷却装置。

背景技术

大型筒节连续轧制作为一种新兴的工艺，具有精度高、加工余量少、材料利用率高、产品内部质量好等优点。热轧后冷却方式的选取以及冷却工艺的控制，是保证大型筒节产品使用性能的关键工艺步骤。采用传统的热处理工艺，对筒节进行淬火冷却时，由于筒节尺寸大，筒节轴向上的不同部位不能同时冷却，冷却有一定的时间差，易造成温度分布不均匀，从而产生较大的残余应力，致使筒节轴向和径向上有较大的变形；由于筒节自重大，在淬火时在径向上易产生较大变形，降低了筒节的尺寸精度，对筒节性能产生不利的影响；同时，淬火冷却时，筒节表面易产生蒸汽膜，影响筒节的传热。除此之外，传统热处理工艺成本高，难以实现批量化生产，不能满足国内市场对核电、加氢和煤液化筒节的大量需求。为了提高大型筒节轧后冷却的效率，降低轧后冷却的成本，提高筒节的力学性能，有必要研究采用新的冷却工艺代替传统的热处理工艺。

喷淋冷却是一种有效的传热方法，具有高的冷却能力，是将水加压以成近似于坡断状或者雾状，形成液滴束冲击被冷却的物体。目前尚未检索到能够用于大型筒节轧后冷却的喷淋装置，如何消除冷却过程中产生的蒸汽膜、变形等对筒节传热的影响，提高筒节的表面质量，实现多规格筒节的均匀冷却，是喷淋冷却装置设计的重点和难点。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述难题，提供一种参数可调的大型筒节热轧后喷淋冷却的冷却装置。该装置能够较好地解决筒节采用淬火冷却时出现的冷却不均匀问题。

本发明的技术方案：

本发明的喷淋冷却装置包括用于冷却热轧筒节上表面的上喷淋冷却单元和用于冷却筒节下表面的下喷淋冷却单元，上喷淋冷却单元由上集板和均匀分布于上集板上的上喷淋冷却管构成，下喷淋冷却单元由下集板和均匀分布于下集板上的下喷淋冷却管构成，上、下喷淋冷却管均由喷淋基管和喷淋管套相互连接构成，每根喷淋冷却管包含的喷淋基管的数量≥1、包含的喷淋管套的数量≥0；上喷淋冷却单元上所有上喷淋冷却管管端连线构成一个与被冷却的热轧筒节上表面吻合的内凹的弧面，下喷淋冷却单元上所有下喷淋冷却管管端连线构成一个与被冷却的热轧筒节下表面吻合的外凸的弧面；设上集板中心处的上喷淋冷却管h₁作为基准，上喷淋冷却管管端构成的弧面上任意弧度对应的上喷淋冷却管的长度为：

H=h1+R*θ*1-L2R2]]>

其中：h₁为上集板中心处的上喷淋冷却管的长度，h₂为计算的上喷淋冷却管较基准h₁增加的长度，R为圆弧半径，2θ为圆心角，L为计算的喷淋冷却管端部所对应的弦长；

下喷淋冷却管管端构成的弧面上任意弧度对应的下喷淋冷却管的长度为：

H=h₃-h₄=θ*L

其中：h₃为下集板中心处的下喷淋冷却管的长度，设为基准，h₄为计算的下喷淋冷却管较基准h₃减少的长度。

所述的上、下集板上均匀分布有螺纹小孔；

所述喷淋基管的两端均有外螺纹；

所述喷淋管套两端均有内螺纹；

所述上喷淋冷却单元和下喷淋冷却单元上的上喷淋冷却管或下喷淋冷却管的长度能够调节，其调节方式为：两端带有外螺纹的喷淋基管一端置于集板上，并通过螺纹连接，另一端根据长度需要连接喷淋管套，喷淋管套再第二根连接喷淋基管，依此来调节每根上喷淋冷却管或下喷淋冷却管总长度；

上喷淋冷却单元和下喷淋冷却单元分别对应置于冷却的筒节的上、下表面，依靠其与筒节的相对转动来实现喷淋冷却；

通过改变上喷淋冷却管及下喷淋冷却管的数量以及每根冷却管的长度，形成不同的冷却弧，来实现不同规格筒节的轧后冷却。

本发明的有益效果：